日本推出無水、無粉塵錨桿施工工藝 可有效防止隧道路面隆起

日本飛島建設(shè)株式會社和礦研工業(yè)株式會社聯(lián)合開發(fā)了一項無水、無粉塵的錨桿施工工藝，可防止路面隆起。目前，該項技術(shù)正在申請專利。

開發(fā)背景

在普通公路或高速公路的山嶺隧道施工過程中，通常采用設(shè)置仰拱、錨桿支護或鋼管支護等措施應(yīng)對路面隆起病害。設(shè)置仰拱費用巨大，且存在車輛限行等問題； 錨桿支護或鋼管支護雖受地質(zhì)條件影響，但可在短時間內(nèi)完工，且僅需占用1個車道，對運輸通行影響較小。在山嶺隧道中施作錨桿時，首先將鉆機連上鉆桿鉆頭； 然后一邊沖擊旋轉(zhuǎn)，一邊注水沖洗，以形成插入孔； 最后注入砂漿并插入錨桿。針對山嶺隧道路面隆起所使用的錨桿通常與傳統(tǒng)新奧法中所使用的錨桿在性能上有所不同，需具備以下性能： 1)在路面向下施工時，錨桿需緊貼圍巖。為獲得良好的錨固效果，所用錨桿長度應(yīng)超過10 m。2)針對容易崩塌的軟質(zhì)泥巖或凝灰?guī)r，鉆孔時不得大量注水，以防止路面加速隆起。另外，在注入砂漿、施作錨桿前，需維持孔壁穩(wěn)定。3)在運營隧道中新修車道時，應(yīng)滿足一側(cè)正常通行，一側(cè)無粉塵施工。

工法概要

該工法采用專用鉆機，在隧道中垂直向下打設(shè)錨桿，以防止隧道底板隆起變形。與傳統(tǒng)工法不同的是，新工法無需注水，可在不損毀地基的情況下無粉塵施工，并且采用雙管鉆進，可防止孔壁坍塌。此外，該工法不會影響過往車輛正常通行。

1)采用礦研工業(yè)株式會社所開發(fā)的能夠快速鉆孔的旋轉(zhuǎn)沖擊式RPD-40C鉆機。該鉆機帶KD-450B高轉(zhuǎn)矩鉆頭，在雙車道隧道中，僅占用1個車道即可進行施工。2)采用雙管鉆進，防止孔壁坍塌，盡可能阻止旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩增大，并利用空氣排出粉塵。3)外管鉆頭的鉆孔直徑為100～120 mm，最大深度達(dá)15 m。4)可連續(xù)拆裝長度為1 m或1.5 m的內(nèi)、外管。5)所用錨桿直徑最大可達(dá)51 mm； 填充材料采用高強高性能砂漿，方便外管拔出的同時讓錨桿與圍巖緊密貼合； 另外，即便存在地下水，也可有效抗浮。6)針對空氣中的粉塵，主要由鉆機的旋轉(zhuǎn)裝置及錨桿與地層間的處理裝置進行回收，通過中央集塵器的粉塵收集裝置加以處理。7)若選用10 m長錨桿，整個施工過程(鉆孔—注入砂漿—插入錨桿—拔出外管)持續(xù)時間約 1 h。

目前，研究人員已在日本埼玉縣的碎石場對該項技術(shù)進行了現(xiàn)場驗證。