[发明专利]预应力锚杆在富水软弱破碎围岩隧道的打设方法

说明书

本发明提供了一种预应力锚杆在富水软弱破碎围岩隧道的打设方法，包括以下步骤：S100跟随隧道开挖进展，每掘进设定距离的隧道段，即对隧道的新掘进段的拱顶和侧壁喷设速凝水泥砂浆；S200在喷设了速凝水泥砂浆的隧道拱顶和侧壁打设锚杆；S300在打设锚杆后，向隧道拱顶和侧壁喷混凝土。本发明的方法，在施工掘进设定距离时，对新掘出的隧道段的拱顶与侧壁进行三步支护处理：先在拱顶与侧壁上喷速凝水泥砂浆；再进行打孔安装锚杆，并对锚杆安装深度区域进行内部注浆加固；最后注浆完毕向拱顶与侧壁表面上喷混凝土加固。采用该方法可以避免富水软弱破碎围岩隧道在做支护措施的过程中发生安全事故，保障隧道施工的顺利进行，提高施工安全性。

技术领域

本发明涉及隧道工程施工技术领域，特别涉及一种预应力锚杆在富水软弱破碎围岩隧道的打设方法。

背景技术

隧道是修建在地下或水下或者在山体中，铺设铁路或修筑公路供机动车辆通行的构筑物。隧道开挖后，围岩将会发生应力、应变重新分布。目前，应用岩体力学理论，利用围岩的自承能力为基点，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时进行支护，控制围岩的变形，使围岩自身成为受力支护体系的组成部分，并通过监控量测来指导隧道施工的方法。锚杆支护在隧道施工中起到了至关重要的作用，依靠系统锚杆对围岩的整体加固作用，使围岩在一定深度范围内形成拱形承载结构，充分发挥围岩岩体抗压强度高的特点，发挥围岩的自承能力，有效地控制隧道变形，防止坍塌的发生。

铁路隧道初期支护目前基本为拱顶中空锚杆、边墙砂浆锚杆布置，拱顶中空锚杆是在浆体凝固后，通后锚杆体防止围岩滑动、错动、塑性变形。外加预力应使松动圈能及早形成自稳能力的预应力锚杆支护，越来越得到重视和运用。

但是，当隧道修建项目遇到富水软弱破碎围岩时，由于围岩松软破碎等强度较低，若直接在隧道内部按照传统方法打入锚杆，隧道围岩变形量很大，反而容易导致围岩不稳，危及施工安全。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种预应力锚杆在富水软弱破碎围岩隧道的打设方法，包括以下步骤：

S100跟随隧道开挖进展，每掘进设定距离的隧道段，即对隧道的新掘进段的拱顶和侧壁喷设速凝水泥砂浆；

S200在喷设了速凝水泥砂浆的隧道拱顶和侧壁打设锚杆与注浆；

S300在打设锚杆与注浆后，向隧道拱顶和侧壁喷混凝土。

可选的，在S200步骤中，打设锚杆与注浆的过程如下：

每个掘进段，先自上而下从隧道的拱顶到侧壁进行钻孔，并采用钻杆反复抽插注水或者采用高压风机进行孔内清理；

再向清理后的孔内插入前端带有涨壳锚固件的锚杆，锚杆插入后将涨壳锚固件张开；

在同一掘进段的锚杆都插入安装完毕后，对该掘进段的各锚杆位置统一进行低压注浆。

可选的，所述锚杆包括锚杆体、涨壳锚固件和承压板，所述锚杆体为设有外螺纹的中空式管状，所述涨壳锚固件与锚杆体的前部插入端固定连接，所述承压板套设在锚杆体的尾部外露端，在锚杆体的尾部外露端以螺母防止承压板脱落；所述锚杆体前部插入端不少于锚杆体一半长度设置有多个径向通孔，所述多个径向通孔绕锚杆体周向间隔布置；所述锚杆体未设径向通孔段的外表面设置排气管。

可选的，所述低压注浆包括：

采用浆液的水泥与细砂比控制在1:1，采用的注浆压力为0.5～1MPa，注浆时，根据注浆效果及时调整注浆参数，对每一隧道段的预应力锚杆的注浆浆液均取样做抗压强度试验，并要求在进行张拉时，混凝土的强度符合设计要求；

每一隧道段注浆作业连续进行，若注浆过程中有中断，必须将注浆管用清水清洗干净后再停止注浆，停止注浆时间内剩余浆液需要持续搅拌避免堵管；