米亚罗3#隧道智能中空注浆锚杆支护施工检测技术

张忠义

摘 要：普通中空注浆锚杆技术在运用过程中仍存在诸多问题，由此，智能中空注浆锚杆技术应运而生。本文以米亚罗3#隧道为研究对象，介绍了智能中空注浆锚杆支护工艺流程，并结合现场工程实施过程中的数据，对智能中空注浆锚杆支护技术的优势、劣势进行分析，为隧道施工注浆技术的发展提供参考依据，以有效保障后续工程施工的顺利进行。

关键词：智能中空注浆锚固系统;隧道施工;注浆技术

中图分类号：U455.7文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）19-0124-04

Abstract：There are still many problems in the application of ordinary hollow grouting bolt technology. Therefore， intelligent hollow grouting bolt technology emerges as the times require. Taking No.3 tunnel of Miaro as the research object， this paper introduced the intelligent hollow grouting bolt support process， and analyzed the advantages and disadvantages of the intelligent hollow grouting bolt support technology combined with the data in the process of field engineering implementation， so as to provide reference for the development of grouting technology in tunnel construction， and effectively ensure the smooth progress of subsequent engineering construction.

Keywords： intelligent hollow grouting anchorage system;tunnel construction;grouting technology

國内隧道施工过程中多采用喷锚支护技术，要求在挖开隧道之后，在围岩上使用一定数量的锚杆，穿过松动圈深入基岩，再进行注浆，使浆液充填于裂隙中，改良围岩，对松动圈进行悬挂、拉涨，从而对松动圈进行整体加固。但目前，普通中空注浆锚杆技术在运用过程中仍存在诸多问题，由此，智能中空注浆锚杆技术应运而生。智能中空注浆锚杆技术能自动采集、上传施工数据，如注浆压力、时间、深度等，在施工后，监理人员只需要对相关数据进行检测，就能判断出锚杆的实际长度、注浆量、施工质量是否达到了设计需要。

1 米亚罗3#工程概况

米亚罗3#隧道左线起讫里程ZK161+755～ZK165+955，长度为4 200 m，右线起讫里程 K161+723～K166+000，长度为4 277 m。

此段隧道施工工程地质状况复杂，属于不良地质发育环境。隧道不良地质现象主要有高瓦斯、集中涌突水、隧道有毒有害气体、高地温地质灾害、边坡危岩与崩塌、岩爆及围岩大变形等，加之米亚罗断层受及汶川大地震的影响，还存在岩体破碎、裂隙发育、岩体多被切割成块状、部分岩体松动变形等问题。

在米亚罗3#隧道中，最大的埋深达319 m，由变质砂岩、板岩、千枚岩构成。其中，千枚岩属软质岩，多呈薄层状夹于变质砂岩、板岩中，单一层厚度小，炭质千枚岩段遇水后，易产生软化变形[1-2]。在施工过程中遇到的最大难题是围岩的大变形，已经施工的工段出现大变形的段落大约有23 m，存在初期支护掉拱、初期支护严重变形、初期支护凸出等问题，如图1所示。在2016年11月25日、2016年12月1日、2016年12月8日，分别发现米亚罗3号隧道（横洞、进口、出口）洞口地表水中有气泡冒出，如图2所示，取样送去检测鉴定，结果为米亚罗3#隧道为高瓦斯隧道，故此选定了智能中空注浆锚杆技术进行施工。

2 智能中空注浆锚固系统

对米亚罗3#隧道的破碎带易变形地段使用智能中空锚杆径向注浆。隧道拱部和边墙加固圈孔深应在5 m，隧道注浆参数应根据隧道围岩的具体情况确定。对于注浆孔，采用YT-28风枪钻孔，由于孔径不能<30 mm，所以开孔直径为35 mm。在安装中空锚杆时，管口还需要采取相应的止浆塞措施。注浆的钻孔深度也是5 m，注浆孔的布置为环向间距1.5 m，纵向间距为2.5 m，注浆孔呈梅花形布置，注浆材料为0.45∶1的水泥净浆液，水泥需要使用P.O32.5普通硅酸盐水泥，注浆压力在0.3～0.8 MPa[3-4]。注浆效果检查评定采用数字智能分析。

2.1 智能中空注浆锚固系统原理

注浆施工之前，安装锚杆之后，由设计人员在智能注浆的头端设置压力数值，在注浆施工过程中，当注浆压力达到设置要求后，注浆机自动停止注浆，通过反转泄压与声光警报提示施工人员，注浆数据会直接上传到数据服终端，以备检查。

2.2 智能中空注浆锚固系统的构成

智能中空注浆锚固系统主要由智能中空注浆锚杆、智能灌浆机、智能注浆接头、采集仪等组成，如图3所示。其中，智能中空注浆锚杆主要由中空锚杆体、锚头、拱形垫板、球形螺母、可记忆止浆塞、长度检测管组成，如图4所示。

2.3 浆液单孔注浆量计算

终孔压力为静水压力的2～3倍，单孔注浆有效扩散半径为1.95 m。浆液单孔注浆量：

[Q=π·R2·h·n·α·1+β]                      （1）