熊渡2号隧道是湖北陆渔一级公路改建重点控制性工程之一，设计为双洞四车道分离式隧道。熊渡2号隧道左线起止桩号为ZK27+357~ZK28+638，隧道长1281，位于R=1500曲线上，纵坡为+2.99%，属长隧道。隧址区为构造~侵蚀低山区，位于渔洋河峡谷左岸，该地域内河谷深切，地势陡峻，施工过程中多次出现溶洞。

 

 

　　 隧道出口端掘进至ZK28+572时掌子面出现一完全发育的溶洞，掌子面设计为Ⅳ级，岩性为石灰岩，厚层状，岩层层理清晰，岩体完整，整个隧道断面穿越溶洞，溶洞内充填大量含水丰富的淤积黄色粘土及大块孤石，不时伴随涌泥、石块坍落、渗水等现象。通过现场勘查及地质雷达探测等措施调查分析，该溶洞掌子面前方18米范围内初步推断为溶洞黄泥夹块石、溶洞溶槽夹泥，含水量较大，初步推断右上溶洞边界为掌子面前方15-17米，但左部及顶部在本次探测范围内均为溶洞黄泥夹块石含水。

 

　　 ㈠、处理方案的原则

 

　　鉴于围岩极其破碎，含黄泥有坍塌的可能。确定方案原则以安全为主，具有可操作性、灵活性及连续性，确保质量。

 

　　㈡、施工方案的选择

 

　　 根据ZK28+572掌子面围岩情况，采用超前支护对其掌子面前方围岩固结，以确保今后初期支护施工安全及施工质量。

 

　　 方案一、采用小导管超前支护，但超前小导管尺寸短，对围岩要求高，整体刚度较小，无法对长距离的破碎围岩进行固结。

 

　　 方案二、采用大管棚超前支护，大管棚适应于特殊困难地段，其固结长度和刚度可以满足处理前方溶洞的要求，但施工过程中操作复杂，隧道洞内空间狭小，致使钻机定位困难，而且不利于长距离钢管安装和输送，还会因溶洞段围岩的复杂性导致钻孔过程中极易出现塌孔，在送管时很难达到预计的结果，其管长不能满足处治要求，而且在送管时容易造成接头损坏，从而造成不能全管注浆，无法对长距离的溶洞进行上部固结。

 

　　 方案三、采用自进式锚杆超前支护，自进式中空锚杆具有钻、注、锚于一体，前端穿透力强的合金钻头适用各种围岩，特别是解决了一般锚杆在该隧道溶洞段施工时因围岩破碎或夹泥等塌孔现象，在复杂地质情况下也能保证中空锚杆的注浆效果，自身的螺纹杆身增加了与岩体的粘结力；同时自进式锚杆具有高强度的联结套使锚杆安装变的容易，可以根据实际需要进行接长，比大管棚超前支护施工要容易操作。

 

　　 通过聘请专家与隧道设计代表、监理、施工单位在一起开会论证结合工程实际情况，综合考虑上述方案。决定采用施工操作简便、锚固质量高的T76S自进式锚杆作为超前支护方式更适合此溶洞。自进式锚杆前有穿透力强的合金钻头，在凿岩机的作用下，可以轻易穿透各类岩石，锚杆具有连续的标准波形螺纹，可以作为钻杆配合钻头完成钻孔，作为钻杆的锚杆体无需拨出，其中空可作为注浆通道，从里至外进行注浆，高效能的止浆塞使注浆能保持较强的注浆压力，充分地填充空隙，固结破碎岩体，高强度的联结套使用自进式锚杆具有边钻进边加长的特性，可适用于较狭小的施工空间。

 

　　 根据超前地质预报的探测结果，结合现场的实际情况，锚杆设计长度25m，环向间距35cm，打设范围150°，外插角为1°。溶洞段初期支护变更原设计的IV级围岩的格栅钢架，采用刚性强的钢支撑，同时减少钢支撑间距。现场采用20B工字钢，纵向间距50cm，钢支撑的环向连接筋纵向将所有钢架连接成一个整体，提高其稳固性和刚性，同时用Φ42注浆小导管代替系统锚杆，小导管长5m，环距70cm，打设范围180°，外插角为45°，纵向间距2m。溶洞段采用55cm厚钢筋砼结构，增加了安全储备。经专家现场勘察，采用自进式锚杆技术工艺处理溶洞。

 

　　 三、施工工艺

 

　　 ㈠、自进式锚杆参数

 

　　 自进式锚杆采用T76S型，该锚杆由杆体、自进钻头、连结套、止浆塞、垫板和螺帽组成，外径76mm，壁厚8mm。

 

　　 ㈡、施工机械配置

 

　　 自进式锚杆专用钻机一台，空压机136KW90m3一台。

 

　　 ㈢、劳动力组织

 

　　 在施工钻进过程中，需6个工人配合施工。

 

　　 四、施工步骤

 

　　 1、架设钻机及钻孔定位

 

　　 钻机架设于凿岩台车上并铺设枕木使其牢固稳定，确保钻进时不发生摆动影响钻孔质量。钻孔前检查钻头和钻杆、钻机和钎尾、钻机连接套和钎尾以及锚杆和钻机连接套是否连接牢固。

 

　　 钻孔之前需在ZK28+571处立一榀工字钢作为导向架，用全站仪以坐标法定出钻孔平面位置，并用油漆做出记号，并用坡度尺控制好角度。

 

　　 2、钻孔

 

　　 钻机开钻时，应低速低压，在钻进的过程中可根据地质情况逐渐调整钻速及风压。在钻进的过程中应随时检查间距、角度，并认真作好钻进过程的原始记录，以便及时对前方围岩进行地质判断、描述，作为洞身开挖时的地质预测预报参考资料，从而指导洞身开挖。

 

　　 3、验孔及安装

 

　　 自进式锚杆前端安装穿透力强的合金钻头在钻孔的过程中只是使锚杆进入围岩中，自进式锚杆采用分段连接，一般为4~6m，所以在钻孔的过程中要使用高强度的联结套使自进式锚杆边钻进边加长，从而达到设计规定的长度，验孔时无需用高压风反复清孔，孔内也没有钻渣。只需检测孔深、间距、外插角。

 

　　 4、注浆

 

　　 经监理工程师验孔合格后开始注浆，注浆时应严格按照设计配合比采用1：1水泥净浆。注浆采用HRV-50注浆泵，注浆前应先检查各种连接件，对输浆泵进行调试。注浆时初压控制0.5～1.0MPa，终压2MPa，并在孔口处设置止浆塞。注浆过程中要随时观察注浆压力、注浆孔周围的情况以及每根锚杆的注浆量。注浆完成后应清洗注浆管以防止浆液堵塞注浆管，注浆后至开挖前的时间间隔视浆液种类等待4h（水泥水玻璃浆）~8h（水泥浆）方可开挖，开挖时应遵循“短进尺、弱爆破、强支护、早衬砌”的原则。

 

　　 5、质量控制要点

 

　　 ⑴风水管路及注浆管路要顺直通畅。

 

　　 ⑵根据岩层情况及钻杆的行进速度、长度等及时调整钻杆角度。

 

　　 ⑶钻孔时一定要将锚杆外露10cm，便于安装垫板和螺母以增大锚杆抗拔力和粘结力，以使锚杆更好地发挥锚固作用，外露长度且不可过长或过短。

 

　　 ⑷注浆严格控制注浆压力，以保证浆液能够完全充填锚杆体及周围的岩体孔隙，保证能使围岩更好的固结。

 

　　 ⑸安装止浆塞时，应将其安装在锚孔内离孔口10cm处，特殊情况如注浆压力较大或围岩太破碎，也可用锚固剂封孔。6、监控量测

 

　　 成立监控量测小组，对拱顶进行监控量测，量测结果用于指导施工，判断二次衬砌施作时机。

 

　　 监控量测主要有拱顶下沉及周边收敛2项，拱顶下沉监测点布置于拱部喷射混凝土内钢拱架内缘，间距2m，监测频率为12h/次，若下沉量较小，沉降速率小于3mm/d，监测频率可调整为24h/次，

 

　　 监测结果表明，采用自进式锚杆超前支护后，拱顶无下沉，监控量测数据符合《JTGF60-2009》施工技术规范。

 

　　 通过以上处理措施的实施，安全通过了此处溶洞，经长时间不间断量测表明，该段围岩变形已稳定，说明自进式锚杆在隧道中处理溶洞还是比较好的施工方法。本文仅通过一个工程实例简要说明了该法的施工特点，如何灵活掌握隧道施工过程中处理不同地质情况时所用的施工方法还需要我们在以后的工作中不断学习和不断探索积累。