1引言

 

　　近年来，随着国家生产力和科技的不断进步，越岭长大隧道项目逐步增多，隧道往往跨越多个断层等不良地质，其层间挤压破碎带内围岩受地质运动影响极其破碎，且多富水，此类围岩隧道开挖后掌子面易失稳，进而发生垮塌甚至突出涌泥等灾害，一般处理方式往往采用超前管棚进行注浆加固后分部进行开挖，功效低，进度慢，成本高。对此，国内外专家不断探索新的施工方法，其中采用玻璃纤维锚杆加固隧道超前核心土的方法有着成本低，工效快等优点，在软弱不良地质中有着很好的应用前景。

 

　　杉阳隧道出口端平导在通过层间挤压破碎带时，采用超前管棚注浆、分部开挖的方式时发生了多次掌子面失稳突泥等灾害，而后采用玻璃纤维锚杆对掌子面前方围岩进行预加固后全断面开挖，施工难度降低，效率提高，施工效果较好。

 

 

　　大瑞铁路杉阳隧道位于云南省永平县境内，地处横断山脉滇西纵谷地带，地形切割强烈，距澜沧江活动断裂带约2km，通过区域为中山构造剥蚀地貌，地形起伏大，相对高差约1080m，隧道施工主要穿越上白垩系砂岩、石英砂岩夹砾岩、侏罗系泥岩、砂岩夹石英砂岩、板岩及泥灰岩。杉阳隧道出口段穿越泥岩，砂岩。岩质较软，岩性变化快且频繁，该段位于板块缝合带——澜沧江断裂带及影响带，受构造影响，隧道岩体破碎疏松，有利于地下水的运移，基岩裂隙水发育，其中PDK102+359～PDK102+339段为澜沧江断裂影响带的层间挤压破碎带，施工中经超前钻探显示物质成分为侏罗系上统坝注路组（j3b）泥岩夹砂岩形成的断层角砾，胶结性差，角砾粒径2～20cm，比例约40%，余为断层泥及少许碎石组成，饱和状态，出水量5～10L/S，隧道围岩稳定性极差，掌子面极易失稳。

 

　　3施工方法

 

　　杉阳隧道出口端平导开挖至PDK102+359时，揭示掌子面为Ⅴ级围岩，泥岩为主，呈土状，灰色，受构造挤压严重，可见明显褶皱。上台阶开挖后，掌子面拱部前上方涌出泥状物质夹碎石角砾，及时封闭掌子面后增强超前及支护措施，调整为拱部设置φ75大管棚注浆加固，施工采用短台阶开挖，在施工至PDK102+355时，掌子面拱部再次发生涌泥。最后通过采用φ25玻璃纤维锚杆加固掌子面并辅以φ42小导管加固周边围岩的工程措施，安全通过该不良地质区域，具体方法如下：

 

　　预加固措施布设

 

　　掌子面玻璃纤维锚杆呈梅花形布置，间距0.6×0.6m，每根长6m，自开挖轮廓线向外施做φ42小导管，外插角45°，小导管每根长5m，环向间距30cm，2m/环。
 

　　注浆参数及方法

 

　　注浆加固顺序为先注周边围岩，再注掌子面，注浆压力0.5～1.0Mpa。

 

　　开挖轮廓线以外小导管注浆浆液根据围岩出水量进行选择，当出水量小于10L/S时，可采用普通硅酸盐水泥净浆，水灰比为：水：水泥=1：1～0.5：1。水量大于10L/S时，宜采用水泥——水玻璃双液浆，比例为水泥浆：水玻璃=1：1，为确保双液浆隔水效果，其凝结时间不小于1min；掌子面玻璃纤维锚杆加固采用普通硅酸盐水泥净浆，水灰比同前，主要使用的原材料为水泥：42.5普通硅酸盐水泥，水玻璃：40Be。

 

　　注浆作业采用多台注浆机同时进行，为防止孔间串浆，同时作业孔间距须大于1.0m，在施工前根据钻孔数量和位置做好注浆计划顺序，同时为防止浆液浓度过高堵塞细空隙，注浆时须由稀到稠逐步提高浆液浓度，相应由小到大调整注浆压力。

 

　　支护措施及开挖方法

 

　　初期支护采用I14型钢钢架，间距0.8m/榀，预留变形量10cm，钢架间采用Φ22纵向连接筋加固，环向间距0.8m，每榀钢架设置锁脚锚杆2根，4m/根。

 

　　开挖采用全断面一次性开挖，设备宜选用全断面掘进机，当不能配备掘进机时，可采用浅孔松动爆破后配合挖掘机进行开挖，每循环开挖长度以一榀钢架为限。

 

　　隧道作业过程中应始终保持掌子面前方保留不小于2m固结层，即开挖完成4m后，继续施做下循环玻璃纤维锚杆及超前导管。

 

　　量测结果

 

　　为监测隧道支护稳定性，且为后期施工支护措施的制定提供理论数据支撑，在开挖后对围岩须进行监控量测数据分析，监控量测点布设方式。

 

　　施工中开挖后实际量测数据如下：

 

　　由监控量测数据可见，隧道开挖后由于形成凌空面，围岩应力重新分布，围岩下沉及收敛速度较大，在初期支护强度形成后，数值缩小逐步稳定，最终再次达到稳定状态。

 

　　施工注意事项

 

　　①施工中应坚持地质超前预报，采取TSP203、红外探水及超前水平钻孔等多种方式探明前方地质状况，当地质发生变化时，及时调整加固及支护参数。

 

　　②注浆加固后，对加固范围进行取芯验证注浆效果，当浆液渗透性良好并且已达到设计扩散范围时方可进行开挖。

 

　　③施工过程应坚持与监控量测相结合，开挖后及时设置监控量测点且埋入基岩深度不小于20cm，施工开挖后24小时内完成首次数据采集，其后每日定期采集数据进行分析。

 

　　④对隧道围岩内裂隙水采取排堵相结合的方式，在完成注浆加固后须再次施做超前水平钻孔进行排水，排水孔根据水量大小可布设1～3孔，布设位置为拱部设置1孔，起拱水平线处左右半断面各设置1孔。

 

　　4与传统管棚注浆加固方式比较

 

　　经施工实践证明，采用玻璃纤维锚杆加固较传统管棚方式工效高、安全可靠，经济性好，具体对照情况如下：

 

 

　　1、通过对杉阳隧道出口平导层间挤压破碎带隧道施工过程可知，通过玻璃纤维锚杆超前预加固掌子面核心土，能够有效提高围岩自身稳定状态，结合全断面机械开挖方式降低了施工难度，同时提高了作业效率。

 

　　2、结合量测数据结果表明，通过注浆预加固后，破碎带围岩间胶结性得到增强，在开挖后能够具有较强的自稳能力，结合相应的初期支护措施能够快速达到围岩二次稳定状态。

 

　　以上综合说明通过玻璃纤维锚杆加固掌子面的方式对于层间挤压破碎带围岩隧道施工具有较好的适应性。