淺談隧洞噴錨支護(hù)的施工方法

李存宗

甘肅省水利水電工程局有限責(zé)任公司 甘肅 蘭州 730000

本文對(duì)隧洞噴錨支護(hù)施工的相關(guān)技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)介紹，希望有一定的參考價(jià)值。

1 隧洞噴錨支護(hù)的作用

在隧洞噴錨支護(hù)技術(shù)還沒(méi)有大力普及的時(shí)期，施工現(xiàn)場(chǎng)常用噴混凝土來(lái)作為保護(hù)洞室和周圍巖的初期工作支護(hù)，也可以用來(lái)作為其他永久性的支護(hù)。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，隧洞的初期結(jié)構(gòu)支護(hù)，常用作噴錨支護(hù)技術(shù)，并與后期隧洞模筑鋼筋混凝土結(jié)合，作為二次隧洞襯砌的主體結(jié)構(gòu)[1]。隧洞的初期施工噴錨時(shí)，會(huì)在隧洞圍巖中依次打入大量金屬砂漿錨桿，噴錨時(shí)的支護(hù)能夠使金屬錨桿、混凝土砂漿噴層、二次砂漿襯砌和隧洞圍巖噴層形成共同一個(gè)整體，相互作用，這樣能夠有效地提升隧洞圍巖的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性[2]。

2 隧洞噴錨支護(hù)的施工技術(shù)要點(diǎn)

隧洞噴錨支護(hù)施工的質(zhì)量受隧洞和所使用的支護(hù)結(jié)構(gòu)的影響。對(duì)隧洞來(lái)說(shuō)，隧洞的結(jié)構(gòu)與隧洞巖體有關(guān)，不同巖體其受力后的變化過(guò)程和破壞機(jī)理不同，因此，要根據(jù)隧洞巖體類型和結(jié)構(gòu)合理選擇施工技術(shù)。對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，支護(hù)的結(jié)構(gòu)影響了施工時(shí)巖體的受力和形變過(guò)程，因此，要結(jié)合隧洞巖體結(jié)構(gòu)合理布局支護(hù)結(jié)構(gòu)，雙管齊下，提高施工質(zhì)量。

2.1 隧洞結(jié)構(gòu)

隧洞圍巖是隧洞的主要負(fù)載單位，與支護(hù)結(jié)構(gòu)一起共同支撐隧洞結(jié)構(gòu)完整，保障施工進(jìn)度和施工安全。當(dāng)隧道開(kāi)挖造成巖體破壞時(shí)，要通過(guò)隧道襯砌將巖體結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)充，并通過(guò)金屬錨桿將隧道襯砌和圍巖連接，共同構(gòu)成了一個(gè)整體，達(dá)到保護(hù)巖體完整性的目的，穩(wěn)定隧洞結(jié)構(gòu)。這是因?yàn)閲鷰r長(zhǎng)時(shí)間暴露，容易受到風(fēng)化作用的影響，變得不夠穩(wěn)固，當(dāng)發(fā)生災(zāi)害或者強(qiáng)烈地動(dòng)時(shí)，容易造成圍巖過(guò)載而坍塌，引起安全事故，而通過(guò)初期的噴錨支護(hù)，將襯砌與圍巖連接，就可以提高隧洞圍巖的穩(wěn)定性保證隧洞完整。

2.2 支護(hù)結(jié)構(gòu)

噴錨支護(hù)技術(shù)是將襯砌和圍巖連接的關(guān)鍵技術(shù)。進(jìn)行噴錨支護(hù)時(shí)，其支護(hù)結(jié)構(gòu)必須與圍巖無(wú)縫隙接觸，并且要有一定的彈性，但彈性系數(shù)要在一定的范圍內(nèi)，不能過(guò)大或者過(guò)小，彈性過(guò)小容易導(dǎo)致在圍巖發(fā)生形變時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)受損，從而降低隧道的結(jié)構(gòu)完整，彈性過(guò)大又容易降低圍巖的負(fù)載能力，增加安全風(fēng)險(xiǎn)。

總而言之，隧道噴錨支護(hù)施工時(shí)，要保障支護(hù)結(jié)構(gòu)和隧洞結(jié)構(gòu)的有效結(jié)合，控制圍巖形變，提高圍巖抗過(guò)載能力。

3 隧洞噴錨支護(hù)的施工方法

3.1 隧洞噴錨支護(hù)的錨桿施工

錨桿能夠有效保證整個(gè)支護(hù)隧道圍巖和其他支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全支撐。在進(jìn)行隧洞主體圍巖施工時(shí)，施工人員一定首先要根據(jù)施工隧洞圍巖的材料使用情況，及施工圍巖隧洞的噴錨主體支護(hù)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)性能要求，合理控制設(shè)計(jì)量，并選擇需要施工圍巖錨桿的量，及主體支護(hù)種類、長(zhǎng)度、間距和是否使用圍巖粘結(jié)劑等施工材料，以有效率地提高圍巖噴水澆錨主體支護(hù)設(shè)計(jì)施工時(shí)的效果[3]。支護(hù)板在錨桿尾端施工時(shí)，錨桿的兩個(gè)壓力尾端不需要設(shè)置自動(dòng)支撐墊板，錨桿尾端的自動(dòng)支撐墊板荷載設(shè)置操作，能夠增強(qiáng)施工主體錨柱的承受力，發(fā)揮主體圍巖支柱錨桿尾端對(duì)施工主體錨柱圍巖的自動(dòng)荷載約束力和支護(hù)作用效果[4]。

對(duì)于不需要具有垂直墻體的大型建筑物外圍巖，錨桿的具體布置施工方式應(yīng)選擇位于橫向垂直水平墻體的其他節(jié)水材料處理面，或與垂直墻體其他節(jié)水材料處理橫截面高度擬合成的最大橫向垂直傾斜角度并使其呈輕微放射狀傾斜方向施工布置。錨桿專用部件進(jìn)行安裝后，應(yīng)隨機(jī)自動(dòng)固定選取一個(gè)安裝錨桿專用部件，并進(jìn)行自動(dòng)穩(wěn)定拉拔后的耐壓能力試驗(yàn)，以有效率地保證需要安裝專用錨桿的部件整體運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)性和運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性。當(dāng)?shù)谝粐鷰r支柱錨桿與該第二層噴射后的混凝土直接相結(jié)合行程支護(hù)結(jié)構(gòu)后，需要在進(jìn)行一次混凝土，確保第一層圍巖錨桿與該次噴射后之混凝土的緊密連接。

如果在大型隧洞橋梁錨桿整體建設(shè)工程施工中，突然發(fā)現(xiàn)一個(gè)大型隧洞橋梁錨桿整體出現(xiàn)大量嚴(yán)重滲水，首先必須要對(duì)其進(jìn)行防水處理，并在排除大量滲水后再對(duì)其進(jìn)行恢復(fù)施工，或者要考慮是否選用其他不同施工類型的錨桿，避免出現(xiàn)大量滲水對(duì)整個(gè)隧洞橋梁錨桿整體運(yùn)動(dòng)性能穩(wěn)定性大幅下降可能帶來(lái)的不良影響。

3.2 噴射混凝土施工

噴射襯砌混凝土基層厚度的質(zhì)量要求須保證完全符合要求，如果一次噴射過(guò)薄，則可能無(wú)法對(duì)基層圍巖主體形成后續(xù)的保護(hù)支撐作用；如果噴射過(guò)厚，則可能侵占二次噴射襯砌的使用空間，影響圍巖后續(xù)的工程施工。

如果在建筑混凝土基層噴射給水過(guò)程中突然出現(xiàn)大量混凝土基層脫落或產(chǎn)生較大的變形裂縫，要及時(shí)對(duì)其進(jìn)行噴水補(bǔ)噴。噴射保溫混凝土的保溫養(yǎng)護(hù)期不少于7天，冬季寒冷溫度較低，要注意做好噴射混凝土保溫防凍養(yǎng)護(hù)工作。

3.3 確定噴射混凝土原料的比例

混凝土的主要施工技術(shù)質(zhì)量設(shè)計(jì)配比，是整個(gè)建筑工程噴水和錨水泥工程施工的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，有效地提高建筑噴水和錨工程混凝土的施工技術(shù)質(zhì)量，則必須嚴(yán)格要求施工材料的配比。隧道施工周圍所處的自然環(huán)境，對(duì)其在隧道周圍混凝土的施工質(zhì)量影響非常大，要特別注意為了保證其在隧道周圍混凝土層的質(zhì)量符合要求，杜絕在隧道周圍出現(xiàn)的在施工期間滲漏水的異常情況。

4 施工過(guò)程

經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地工作環(huán)境的仔細(xì)勘察，決定考慮采用上下層橫斷面交換臺(tái)階的方法。施工初期這個(gè)環(huán)節(jié)較為重要，在初期環(huán)節(jié)施工中可以采用多種施工方式相關(guān)或結(jié)合的施工方法，詳細(xì)的施工過(guò)程介紹如下。

4.1 選擇材料

水泥骨料要盡量選用425#的普通天然硅酸鹽細(xì)砂水泥，細(xì)沙細(xì)砂骨料則一般要盡量使用50%以下高含砂率的天然或金黃細(xì)砂；而在選擇粗細(xì)沙骨料時(shí)候還需注意水泥尺寸，其水泥尺寸一般要不得大于0.5cm大或小于1cm；水泥外加劑中也要盡量選擇rrrh型的中性速凝劑。

4.2 噴射混凝土

噴射混凝土對(duì)整個(gè)巖壁表面的清潔要求很高，在正式開(kāi)始施工之前，要充分用水清洗整個(gè)巖壁的表面，確保整個(gè)巖壁的正常清潔度后，再按照巖壁相應(yīng)的砂漿比例和施工順序進(jìn)行配制噴射混凝土。在整個(gè)安裝噴射口的過(guò)程中，要將整個(gè)噴射巖壁厚度分成多個(gè)5cm左右的長(zhǎng)度小段依次進(jìn)行噴射，這樣做才會(huì)大大提高整個(gè)噴射的質(zhì)量，同時(shí)在每次噴射的進(jìn)行過(guò)程中，要特別注意每次噴射的巖壁厚度與噴射角度上的問(wèn)題，噴射口的方向與整個(gè)巖面的噴射角度不能保持超過(guò)10°，噴射的巖壁厚度一般要盡量保持在3cm左右。

4.3 設(shè)置錨桿及配套材料

緊固鋼板焊接使用完成的鋼筋鋼板錨桿后，需要將鋼筋錨桿模板主體網(wǎng)片與護(hù)欄緊固鋼板錨桿護(hù)欄模板主體焊接牢固，本次鋼筋錨桿模板施工所用的需要焊接使用的鋼緊固焊接施工規(guī)格一般范圍為1000cm×200cm，在進(jìn)行施工使用過(guò)程中，還有一些必需特別注意的，護(hù)欄鋼筋模板噴面與緊固錨桿模板鋼筋網(wǎng)之間的緊固焊接應(yīng)有縫隙，并且間距及其大小不能超過(guò)不得大于超過(guò)3cm。除了以上兩種焊接材料外，在需要進(jìn)行鋼筋噴錨板和鋼筋支護(hù)板的焊接施工，還有一點(diǎn)必需特別考慮的是，使用一根焊接線連到整個(gè)鋼筋網(wǎng)的格柵，格柵主要由5根1.f25鋼筋線在鋼絲網(wǎng)上焊接而來(lái)的鋼組成。在施工鋪設(shè)連接格柵時(shí)，要特別注意其連接間隔，通常一般情況下其連接間隔為100cm，各個(gè)連接格柵之間由多條連接的主筋進(jìn)行連接，每條格柵連接的主筋的連續(xù)長(zhǎng)度一般要始終保持在100cm左右。

4.4 混凝土復(fù)噴

安裝完整個(gè)錨桿后，需要再一次用水噴射一層混凝土。復(fù)噴時(shí)，要按照從下向上的噴射順序，同時(shí)還要進(jìn)行噴射分片，分片的角度要求與第一次高溫噴射相同，噴射的使用方式一般要嚴(yán)格選擇高溫潮濕復(fù)噴，角度必須保持一定不變，噴射的分片厚度一般要嚴(yán)格保持在2~4cm之內(nèi)，復(fù)噴時(shí)還要嚴(yán)格保證噴射厚度，以利于確保噴射質(zhì)量。

4.5 覆蓋混凝土

錨桿噴射施工建成完畢后，要及時(shí)使用錨桿噴射器對(duì)所有噴射構(gòu)件均勻噴射所有混凝土，在錨桿噴射施工過(guò)程中，要注意確保所有噴射構(gòu)件都一定能均勻覆蓋，噴射施工完畢后，要及時(shí)進(jìn)行日常檢查，發(fā)現(xiàn)任何問(wèn)題后必需及時(shí)處理，防止在正常使用錨桿過(guò)程中可能出現(xiàn)各種問(wèn)題。

4.6 施工質(zhì)量控制

施工單位一般需及時(shí)安排一批專業(yè)的技術(shù)人員對(duì)工程施工管理過(guò)程質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)督檢查，包括工程施工的操作工藝和工程原材料的使用質(zhì)量等。原材料的工程質(zhì)量保證是整個(gè)工程施工的質(zhì)量基礎(chǔ)，在保證原材料按時(shí)運(yùn)送到質(zhì)量施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，要定期進(jìn)行質(zhì)量檢查，在質(zhì)量施工管理過(guò)程中也一定要對(duì)所有原材料及之前配置好的鋼筋混凝土構(gòu)件進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題及時(shí)處理，才能從根本上保障整個(gè)建筑工程的質(zhì)量施工工作質(zhì)量。

5 結(jié)束語(yǔ)

隧洞的施工現(xiàn)場(chǎng)大多處在偏遠(yuǎn)山區(qū)，這些地區(qū)地理環(huán)境復(fù)雜，不可控因素較多，因此施工過(guò)程中很容易遇到一些不可預(yù)見(jiàn)的困難，例如：施工技術(shù)難題，運(yùn)輸難題，對(duì)地質(zhì)考察不夠充分全面，都會(huì)對(duì)隧道施工帶來(lái)較大的影響。不僅如此，在某些地區(qū)土質(zhì)較為松散的高山地區(qū)，一些施工會(huì)給這些圖層帶來(lái)較大的沖擊，這些土層振動(dòng)往往會(huì)對(duì)其造成極大的地質(zhì)危害，不僅會(huì)影響現(xiàn)場(chǎng)的施工質(zhì)量，還會(huì)威脅隧道施工人員的財(cái)產(chǎn)人身安全，因此就必需在某些地區(qū)隧道建設(shè)工程中采取相應(yīng)的隧道噴錨施工和支護(hù)施工措施。