日本飛島建設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,通常采用設置仰拱、錨桿支護或鋼管支護等措施應對路面隆起病害。設置仰拱費用巨大,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,應滿足一側正常通行,一側無粉塵施工。
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進行了現(xiàn)場驗證。