隧道掘進(jìn)遇斷層？自鉆式錨桿超前支護(hù)的穩(wěn)巖關(guān)鍵技術(shù)

在隧道支護(hù)工程中，如果遇到斷層破碎帶則是一項(xiàng)重大的挑戰(zhàn)，然而自鉆式錨桿可以通過(guò)超前支護(hù)技術(shù)通過(guò)“以錨代撐、主動(dòng)加固”的方式成為穩(wěn)定巖石的核心支護(hù)材料。其關(guān)鍵技術(shù)可分為三大部分，一是精準(zhǔn)的地質(zhì)探知，二是可控的鉆進(jìn)成孔，三是系統(tǒng)注漿加固。三者協(xié)同形成一個(gè)“探-鉆-注”一體化的整體解決方案，最終將無(wú)序的坍塌轉(zhuǎn)化為可控的變形，保障支護(hù)工程的安全。

一、精準(zhǔn)的地質(zhì)探知

1．長(zhǎng)距離物探

在隧道掘進(jìn)過(guò)程中，當(dāng)掘進(jìn)到距離斷層破碎帶150m左右范圍時(shí)，可以采用TSP技術(shù)或者地質(zhì)雷達(dá)等技術(shù)手段進(jìn)行超前探測(cè)，進(jìn)行初步的位置判斷以及斷層、含水量的占比情況等。從而為后續(xù)的工程施工掘進(jìn)和資源協(xié)調(diào)提供有力的數(shù)據(jù)支撐。

2.短距離鉆探

常常在距離掌子面30米范圍的核心決策區(qū)時(shí)，可以利用鑿巖臺(tái)車或者鉆進(jìn)設(shè)備的水平鉆進(jìn)取芯，然后通過(guò)巖芯采取率、鉆進(jìn)速度、含水情況等，精準(zhǔn)的描繪出斷層破碎帶的實(shí)際便捷和核心松散區(qū)。

3.動(dòng)態(tài)信息化設(shè)計(jì)

如果沒(méi)有精準(zhǔn)的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，自鉆式錨桿超前支護(hù)就是“盲人摸象”，必須堅(jiān)持“先探后干，動(dòng)態(tài)優(yōu)化”。從而能夠形成一個(gè)閉環(huán)流程：地質(zhì)探知——修正設(shè)計(jì)——施工——監(jiān)測(cè)——再次探知。通過(guò)探知的數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，從而調(diào)整環(huán)向間距、外插角、長(zhǎng)度和注漿壓力，確保每一根錨桿都能充分發(fā)揮支護(hù)的作用。

二、可控鉆進(jìn)成孔技術(shù)

隧道支護(hù)中經(jīng)常會(huì)遇到斷層破碎帶，面對(duì)這一地質(zhì)情況，鉆孔常常無(wú)法形成，往往會(huì)面臨孔壁坍塌和鉆渣堵塞的情況。普通的錨桿鉆進(jìn)常常無(wú)法形成有效的注漿通道。然而自鉆式錨桿的“鉆注錨一體化”特性能夠展現(xiàn)出工藝設(shè)計(jì)能夠完美的解決這一鉆進(jìn)難題。

在鉆進(jìn)的過(guò)程中需要對(duì)鉆進(jìn)的工藝參數(shù)進(jìn)行控制，轉(zhuǎn)速不易太快，鉆壓不易太高，避免對(duì)周圍松動(dòng)巖土體造成擾動(dòng)，從而擴(kuò)大塌孔范圍。在一些富水?dāng)鄬又校枰獓?yán)格控制沖洗液的壓力，避免水壓加劇巖體軟化流。

鉆進(jìn)效果的評(píng)判，陳工的鉆進(jìn)并不僅僅是達(dá)到鉆進(jìn)的設(shè)計(jì)深度，更加關(guān)鍵的是能夠在孔口看到返渣正常，且無(wú)卡鉆現(xiàn)象。這就證明孔壁處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，為后續(xù)注漿做好準(zhǔn)備。

三、系統(tǒng)注漿加固技術(shù)

完成了鉆進(jìn)和成孔，那么剩下的注漿就是發(fā)揮錨桿支護(hù)強(qiáng)度的決定性環(huán)節(jié)。注漿漿液的滲透與擴(kuò)散是將周圍松散的、分離的巖塊重新膠結(jié)成一個(gè)完整的承力整體的步驟。

具體的漿液如何選擇呢？普通水泥漿液適用于裂隙發(fā)育的一般巖土體。超細(xì)的水泥漿液由于顆粒度較細(xì)，能夠滲透更細(xì)的微米級(jí)裂隙。還有一種化學(xué)漿液是針對(duì)涌水大、跑漿嚴(yán)重的工況，可以快速堵水，為后續(xù)注漿提供有利條件。

注漿過(guò)程中的壓力控制也是一個(gè)關(guān)鍵工藝，首先是采用分段式注漿并非一次性直接從孔底注滿。其次是要控制注漿的壓力，壓力過(guò)高會(huì)劈裂巖體，導(dǎo)致漿液無(wú)法擴(kuò)散。壓力過(guò)低，漿液無(wú)法有效滲透。因此需要多次試驗(yàn)確定最終的注漿壓力值。同時(shí)在測(cè)試出壓力值后，需要穩(wěn)壓一段時(shí)間，給漿液充足的時(shí)間進(jìn)行滲透和擠密。

注漿完成后，需要對(duì)注漿情況進(jìn)行檢查，對(duì)于效果欠佳的位置，可以進(jìn)行二次補(bǔ)漿，必須保證加固拱的整體和連續(xù)性。

因此，隧道支護(hù)工程中斷層破碎帶就像隱藏在地層中的“地質(zhì)陷阱”，地層的破碎程度、含水量、邊界等都難以辨認(rèn)。如果沿用常規(guī)的支護(hù)錨桿和方法進(jìn)行施工，就極易導(dǎo)致開(kāi)挖面失穩(wěn)、涌水甚至冒頂塌方等事故發(fā)生。面對(duì)這一難題，必須轉(zhuǎn)被動(dòng)為主動(dòng)，自鉆式錨桿的超前支護(hù)體系，正是這一轉(zhuǎn)變的核心技術(shù)。如果您在隧道工程中遇到斷層破碎帶支護(hù)難題，歡迎您隨時(shí)來(lái)電咨詢，我們將竭誠(chéng)為您提供專業(yè)支持與解決方案。