淺談隧道初期支護施工

摘要：本文結合隧道初期支護施工實踐，就隧道初期支護施工關鍵工序的技術控制進行了簡要闡述。提出隧道初期支護中砂漿錨桿、中空注漿錨桿、噴射混凝土等支護施工技術的關鍵工序及技術控制。

關鍵詞：隧道 初期支護 施工技術

云南省祿勸至大松樹二級公路高家隧道全長453米，為單洞隧道，該隧道地屬低山丘陵地貌，地表起伏較大。隧道圍巖總體較好，在斷層破碎帶及其影響帶范圍內(nèi)節(jié)理裂隙發(fā)育，隧道圍巖級別主要為Ⅳ、Ⅴ級圍巖。隧區(qū)地表水常年有水。本文將結合該隧道支護施工實踐，分別探討這些支護施工的實施。

該隧道初期支護主要由掛鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土、錨桿、格柵鋼架、中空注漿錨桿組成。施工工序為：超前地質(zhì)預報→開挖→初噴混凝土→施工放樣→安裝鋼架及掛網(wǎng)鋼筋網(wǎng)→查驗是否符合標準→施作系統(tǒng)錨桿→噴射混凝土達到設計厚度→監(jiān)控量測→反饋、調(diào)整確定支護參數(shù)。

1 砂漿錨桿

砂漿錨桿施工工藝：施工準備→鉆孔→吹洗→檢驗→插入錨桿和排氣管→注漿→安裝墊板螺帽→錨桿抗拔力檢查→驗收。

1.1 錨桿制作 該隧道錨桿呈梅花形布置，砂漿錨桿采用螺紋鋼筋制作，長度及間距依據(jù)圍巖級別及設計進行確定。在錨桿施工前先檢查錨桿類型，規(guī)格，質(zhì)量及其性能是否與設計相符。根據(jù)錨桿類型，規(guī)格及圍巖情況準備鉆孔機具。同時根據(jù)設計要求取桿體并整直和除銹。

1.2 鉆孔 使用錨桿臺車鉆孔，鉆孔前根據(jù)設計要求定出孔位，鉆孔保證錨桿的方向、深度和間距，孔位偏差≤100mm。注漿錨桿的鉆孔孔徑應大于錨桿直徑，若采用先注漿后安裝錨桿的程序施工，鉆頭直徑應大于錨桿直徑15mm以上；若采用先安裝錨桿后注漿的程序施工，鉆頭直徑應大于錨桿直徑25mm以上。鉆孔應圓而直，孔口巖石整平，并使巖面與鉆孔方向垂直。

1.3 洗孔 鉆完孔后，用高壓風吹凈孔內(nèi)巖屑，并檢查鉆孔深度。

1.4 錨桿安裝 將錨桿送入孔內(nèi)，直達孔底，錨桿尾端外露孔口10cm，以便和鋼筋網(wǎng)進行焊接。

1.5 安裝止?jié){塞 將止?jié){塞安裝在錨桿尾端孔口部位。

1.6 壓注水泥砂漿 砂漿錨桿壓注水泥砂漿，采用注漿管將錨桿尾端與砂漿錨桿專用注漿泵連接，拱部、邊墻采用雙管排氣法注漿，將內(nèi)徑4～5mm，壁厚1～1.5mm的軟塑料排氣管同錨桿一起送入鉆孔至孔底，并在孔外留1m左右的富余長度，然后將注漿管固定在孔口位置，并將孔口堵塞，在確認排氣管暢通后，開始注漿，直到排氣管不排氣或溢出稀漿時停止，并將排氣管拔出，待砂漿達到強度后安裝墊板擰緊螺帽。

2 中空注漿錨桿

中空錨桿施工工藝：標出錨桿位置→鉆進錨桿→安止?jié){塞→注漿→封錨桿口→清洗。

中空錨桿施工鉆孔使用錨桿臺車鉆孔，鉆孔前根據(jù)設計要求定出孔位，鉆孔保持直線并與所在部位巖層結構面盡量垂直，鉆孔直徑42mm，鉆孔深度大于錨桿設計長度10cm。

中空注漿錨桿施工程序如下：鉆完孔后，用高壓風吹凈孔內(nèi)巖屑，將錨頭與錨桿端頭組合，戴上墊片與螺母；將組合桿體送入孔內(nèi)，直達孔底；將止?jié){塞穿入錨桿末端與孔口取平并與桿體固緊；錨桿末端戴上墊板，然后擰緊螺母；采用錨桿專用注漿泵往中空錨桿內(nèi)壓注水泥漿，水泥漿的配合比為：1：0.4～0.5，注漿壓力為0.2～0.5MPa。

3 噴射混凝土

混凝土施工中最重要的環(huán)節(jié)就是噴射作業(yè)。噴射手必須掌握并熟練運用噴射技術，備料、運輸、上料、供水等工序也需要密切配合才能獲得良好的施工效果?；炷恋馁|(zhì)量及回彈量往往會影響噴射質(zhì)量?；诘刭|(zhì)圍巖狀況，噴射混凝土分為素噴、錨噴、格柵聯(lián)合錨網(wǎng)噴，采用濕噴作業(yè)技術。

工藝流程為：混凝土拌合→篩網(wǎng)→濕噴式混凝土噴射機噴射（風壓控制在0.45～0.7MPa）→速凝劑。

在噴射作業(yè)中要掌握原材料及配合比選擇。水泥在使用前必須進行水泥各項指標試驗。速凝劑摻量為水泥用量的4%。在使用前要做水泥適應性試驗及速凝劑效果試驗，為防止速凝劑受潮，試驗后應將其密封保存。試驗選用細度模數(shù)為φ2.5～φ3.0的干凈中砂作粗細骨料，要選用質(zhì)地堅硬且粒徑為0.5cm～2cm的碎石。實驗室選定配合比并報監(jiān)理中心試驗室審定后方可應用與生產(chǎn)實踐。

混凝土拌和速度要與噴射速度保持一致，做到連續(xù)噴射，隨拌隨噴，用多少拌多少，盡量避免余料積存。拌和前，相關責任人應仔細查看攪拌機的工作狀態(tài)，檢查運輸車是否到位。設備開機前首先查看機體內(nèi)部是否有雜物或余料，通過設備試運行檢查其工作狀態(tài)，確保其穩(wěn)定運行；檢查布設的風、水、點管線路是否符合設計要求，噴射機噴嘴供水通道是否通常，軟管有無磨損，接頭是否安全可靠等。

噴射機安裝調(diào)試后，先通風再注水，筒內(nèi)混合料要充足，同時在料斗上設一個2cm的孔篩網(wǎng)，防止超徑骨料進入機內(nèi)。噴射時噴嘴朝下，嚴格執(zhí)行“送風→注水→上料”的操作流程。根據(jù)受噴面和噴出的混凝土狀況合理調(diào)整注水量，以噴后易粘著、回彈小和表面呈濕潤光澤為度。噴射時要分段分片進行，縱向3m～4m為一段，先拱后墻再分片，每片2m寬，每片均自下部起水平方向旋轉(zhuǎn)移動往返一次噴射，然后向上移動。噴射前先進行基面找平。最佳噴射距離與角度，噴嘴口與受噴面的距離宜控制在0.6m～1.0m，而且最好采取垂直噴面。噴射料束運行應環(huán)行旋轉(zhuǎn)，水瓶移動并一圈壓半圈，環(huán)行旋轉(zhuǎn)直徑0.3m，噴射料束旋轉(zhuǎn)速度以2s左右轉(zhuǎn)動一圈為宜，一次噴厚以墜落時的臨界狀態(tài)或按所需厚度，一般不小于5cm。經(jīng)常測定作業(yè)區(qū)內(nèi)粉塵濃度，如超出規(guī)定標準應找出原因，采取相應措施。噴射作業(yè)結束時，將機內(nèi)和管路中的拌合料用完后，再停機、關水和斷風。噴射混凝土按規(guī)范要求灑水養(yǎng)護。

4 鋼筋網(wǎng)施工

鋼筋網(wǎng)按照設計要求加工成方格網(wǎng)片，縱橫鋼筋相交處可點焊成塊。鋼筋網(wǎng)一般在初噴混凝土、錨桿完工之后施工時運至工作面進行敷設，網(wǎng)片要緊貼初噴面、混凝土保護層厚度必須滿足設計要求。網(wǎng)片與網(wǎng)片間、網(wǎng)片與錨桿間要焊接牢固。鋼筋必須經(jīng)試驗檢測性能合格，使用前要作鋼筋除銹和去污處理，鋼筋網(wǎng)節(jié)點與錨桿間采用電焊焊接牢固，網(wǎng)片間用鐵絲扎緊或焊接，鋼筋網(wǎng)鋪設隨混凝土初噴面起伏，并與壁面接觸密實，復噴混凝土后，將鋼筋網(wǎng)完全覆蓋，要有3～5cm厚保護層。

5 鋼支撐施工

鋼支撐主要有型鋼拱架、格柵鋼架兩種形式。鋼支撐施工工藝：初噴→中線標高測量→清除底腳浮渣→安裝鋼支撐→隱蔽工程檢查驗收→復噴混凝土。鋼支撐在洞外按設計加工成型，洞內(nèi)安裝在初噴混凝土之后進行，與定位系筋、錨桿聯(lián)接。鋼支撐間設縱向連接筋，鋼支撐間以噴混凝土填平。鋼支撐拱腳安放在牢固的基礎上，架立時垂直隧洞中線，當鋼支撐和圍巖之間間隙過大時設置墊塊，用噴混凝土噴填。鋼支撐按設計要求預先在洞外結構件廠加工成型。先將加工場地用C15混凝土硬化，按設計放出1：1的加工大樣。施工中在鋼支撐基腳部位預留0.15～0.2m原地基，架立鋼支撐時挖槽就位，軟弱圍巖地段在鋼支撐基腳處設鎖腳錨桿和墊槽鋼以增加基底承載力。鋼支撐平面垂直于隧洞中線，傾斜度不大于2度。鋼支撐的任何部位偏離鉛垂面不大于5cm。兩拱腳處和兩邊墻腳處加設鎖腳錨桿，鎖腳錨桿由2～4根錨桿組成。鋼支撐按設計位置安設，安設過程中，當鋼支撐和初噴層之間有較大間隙時設騎馬墊塊，鋼支撐與圍巖間隙不大于50mm。將鋼支撐與錨桿聯(lián)接在一起。沿鋼支撐設直徑為φ22mm的縱向連接鋼筋。鋼支撐架立后盡快噴混凝土，并將鋼支撐全部覆蓋，使鋼支撐與噴混凝土共同受力。噴射混凝土先從拱腳或墻腳處向上噴射以防止上部噴射料虛掩拱腳（墻腳）不密實，造成強度不夠，拱腳（墻腳）失穩(wěn)。

6 結束語

通過對以上關鍵工序進行了嚴格的技術控制，對隧道支護施工采取錨桿、濕噴混凝土形成一體的初期支護，與圍巖共同承載，工程實踐表明高家隧道初期支護施工完全合格，滿足了設計要求，有效地確保了隧道施工安全。

參考文獻：

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