缓倾顺层围岩超大断面隧道长锚杆作用机理及施工技术

王海军

(中铁十二局集团第二工程有限公司，山西太原030032)

缓倾岩层的情况广泛分布在我国西北、西南地区，随着我国西部高速交通网络的发展，修建穿越缓倾地层的大断面隧道成为不可避免的技术难题。

软岩具有变形量大，变形速度快，持续时间长等特点[1]，因此在软岩中修建隧道极易发生大变形灾变，同时带来的将会是初期支护的破坏，给隧道施工带来不可估量的损失[2]。兰渝铁路木寨岭隧道出现大面积开裂、掉块、侵限现象，为确保施工及运营结构安全，施工中采取了大量技术措施对正洞约5 470m初期支护拆换和约1 808m二衬拆除及重新施作[3-4]。中老铁路会富莱隧道优化初期支护措施、合理增加变形量，同时采用短台阶快速初支成环施工工艺，有效控制了围岩变形[5]。丽香铁路圆宝山隧道采用长锚杆、工字钢及厚喷混凝土的方式对大变形段进行拆换处理[6]。

对于地质条件差，围岩自支护能力弱，开挖掌子面的自稳时间短的隧道，为避免开挖后发生过大变形或崩塌，施工过程强调“快”，尽量缩减单项作业时间[7]。而于软岩大变形隧道中的锚杆支护而言，其施工质量和速度则主要取决于施工机具和工艺。现今，国内大多数隧道仍采用手持式钻机进行钻孔，如桃树坪隧道采用的YG-80 液压钻机[8]，康家台隧道采用的XY-28-300 电动钻机钻孔[9]，那马隧道采用的MGJ-500 钻机[10]。然对于软岩大变形隧道中的长锚杆施工，上述机械设备普遍存在施工功效低的问题。

为此，以高坡隧道大变形段为工程背景，首先通过数值模拟软件对锚杆长度进行优化分析，在确定了锚杆长度的情况下选用ZYS113全电脑三臂凿岩台车进行现场试验，以期最终实现基于台车式钻机应用的长锚杆快速施工。……