隧道初期支護(hù)技術(shù)的相關(guān)分析

摘要：隧道初期支護(hù)技術(shù)有助于施工過程中圍巖的穩(wěn)定性，所以在我國(guó)的隧道工程的施工過程中被普遍運(yùn)用?；诖?，本文就對(duì)在隧道工程初期中運(yùn)用支護(hù)施工技術(shù)所應(yīng)當(dāng)注意的操作要點(diǎn)進(jìn)行分析，希望對(duì)相關(guān)施工工作人員提供幫助，進(jìn)而促進(jìn)我國(guó)隧道工程建設(shè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：隧道初期支護(hù);施工技術(shù);分析

為了能夠提升我國(guó)交通運(yùn)輸?shù)男?，在道路的施工過程中，常常采用隧道工程形式。最為常見的隧道施工方式就是噴錨暗挖法，多采用復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)，初期支護(hù)按承擔(dān)全部基本荷載設(shè)計(jì)，二次襯砌作為安全儲(chǔ)備，因此隧道施工中初期支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用對(duì)保證隧道施工過程中圍巖的穩(wěn)定性、施工的安全性就顯得尤為重要?，F(xiàn)以山東省萊蕪市濟(jì)萊高鐵王家隧道進(jìn)口IV級(jí)圍巖段為例作簡(jiǎn)單闡述。

一、隧道設(shè)計(jì)概況

工程地質(zhì)概況：隧址區(qū)位于萊蕪市萊城區(qū)，全長(zhǎng)2680m，最大埋深158m，隧道凈空斷面100m2。隧道地處魯中隆起區(qū)，微地貌屬構(gòu)造侵蝕、剝蝕低山地貌區(qū)，整體為單斜構(gòu)造，地形切割一般，起伏稍大，全隧構(gòu)造作用較強(qiáng)烈，節(jié)理裂隙發(fā)育。

該隧道Ⅳ級(jí)圍巖段采用復(fù)合式襯砌斷面：Ⅳ級(jí)圍巖Ⅳa型復(fù)合式襯砌類型初期支護(hù)采用噴錨及格柵鋼架，間距1m，濕噴厚度25cm，圍巖采用Φ42超前小導(dǎo)管和Φ42超前錨管超前支護(hù)。

二、隧道初期運(yùn)用支護(hù)施工技術(shù)概念及意義

隧道初期運(yùn)用支護(hù)施工技術(shù)是在隧道挖掘之后，為了能夠降低隧道周圍巖石的應(yīng)力釋放，避免圍巖發(fā)生較大變形，采用支護(hù)技術(shù)提高隧道圍巖的整體性、穩(wěn)定性，便于隧道施工工作的順利開展，此種技術(shù)具有及時(shí)性、密貼性、深入性以及封閉性的特點(diǎn)。

隧道初支應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度剛度承載能力，從而能夠起到控制圍巖變形的作用。在隧道施工初期合理運(yùn)用支護(hù)施工技術(shù)，不僅能夠提高隧道的穩(wěn)定性，還能使支護(hù)結(jié)構(gòu)與圍巖兩者之間密貼，從而可以有效防止圍巖發(fā)生松弛和變形的現(xiàn)象，避免在施工過程中發(fā)生坍塌的情況，對(duì)施工工作人員的生命安全造成威脅。

三、隧道初期支護(hù)施工技術(shù)相關(guān)分析

（一）加工鋼筋網(wǎng)片技術(shù)分析

在一般情況之下，隧道初期的支護(hù)技術(shù)的施工過程中，要使用規(guī)格為20厘米×20厘米的鋼筋網(wǎng)，進(jìn)行全斷面的布置。首先，需要對(duì)Ⅰ級(jí)Φ6鋼筋進(jìn)行焊接工作，通過加工將其制定為鋼筋網(wǎng)片。在加工時(shí)，要先使用鋼筋直機(jī)設(shè)備將鋼筋變直，最后對(duì)鋼筋進(jìn)行截取工作，使之成為鋼筋條，之后再根據(jù)鋼筋網(wǎng)片與所要搭建的長(zhǎng)度來確定鋼筋網(wǎng)片的尺寸。

為了能夠有效避免剛制作完成的鋼筋網(wǎng)片出現(xiàn)變形現(xiàn)象，就要對(duì)其采取要輕拿輕放的方式。同時(shí)，還需要注意，要將制作完成的鋼筋網(wǎng)片存放在適宜的環(huán)境中，以避免因環(huán)境潮濕而出現(xiàn)銹蝕和變形的現(xiàn)象發(fā)生。

要按照施工圖紙將制作完成的鋼筋網(wǎng)片進(jìn)行鋪設(shè)，可借助于綁扎工具將其固定在錨桿上并對(duì)其進(jìn)行焊接。

（二）錨桿支護(hù)施工技術(shù)以及操作要點(diǎn)

錨桿支護(hù)的作用主要是將其插入到巖石層內(nèi)，從而對(duì)巖石進(jìn)行加固作用，可有效提高巖層的承載能力，達(dá)到實(shí)施支護(hù)的最終效果。由于錨桿施工技術(shù)具有干擾性小，操作簡(jiǎn)單以及支護(hù)承載能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，所以在隧道施工工程中被廣泛運(yùn)用。

1.錨桿支護(hù)施工技術(shù)

第一，需要將巖石層進(jìn)行挖掘，經(jīng)過初噴混凝土等工序，進(jìn)而再讓測(cè)量技術(shù)人員依照設(shè)計(jì)圖紙使用油漆標(biāo)桿的方式在錨桿的位置上進(jìn)行標(biāo)記。

第二，人工使用鑿巖機(jī)按設(shè)計(jì)位置、深度、角度鉆孔，后用高壓風(fēng)清孔。完畢之后，再根據(jù)具體要求實(shí)施檢查工作，如果在檢查工作中發(fā)現(xiàn)鉆孔的標(biāo)準(zhǔn)沒有達(dá)到所要求的標(biāo)準(zhǔn)，就需要對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)鉆。

第三，在布置時(shí)，巖體主結(jié)構(gòu)面與錨桿兩者間的角度要盡量加大，若是兩者之間的角度太小，就要與隧道周邊的輪廓之間處于垂直狀態(tài)，而且所布置的形狀要呈現(xiàn)出梅花形。

第四，在以上步驟都被相關(guān)監(jiān)理工作人員批準(zhǔn)通過之后，再確定錨桿鉆孔以及所要使用的安裝方式。但要特別注意的是，錨桿鉆孔要盡量保持圓直，且要與巖石面垂直。另外，還要保障鉆孔處與巖面兩者間的平整。

第五，在選擇注漿錨桿時(shí)所要使用的方法、設(shè)備以及相關(guān)材料，要嚴(yán)格按照監(jiān)理工程師的批準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)選擇使用。

第六，在一般情況之下，采用注漿泵進(jìn)行注漿施工。注漿壓力一般為地下水凈水壓的2—3倍，同時(shí)考慮巖層的裂隙阻力，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況試驗(yàn)后確定。瞬間最高壓力值不應(yīng)超過0.5MPa。

第七，固定錨桿時(shí)，需要確保每根錨桿的抗拔力都能夠達(dá)到設(shè)計(jì)的規(guī)定要求，與此同時(shí)，還需對(duì)每根錨桿進(jìn)行檢查工作，確保每根錨桿均已達(dá)到相關(guān)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。

2.使用錨桿支護(hù)施工技術(shù)要點(diǎn)

第一，首先要根據(jù)具體的設(shè)計(jì)要求對(duì)錨桿進(jìn)行截取，并且還要對(duì)其實(shí)施除油、除繡的工作。同時(shí)，對(duì)于錨桿和不需要附加墊板的一側(cè)時(shí)，要將不需要墊板的一側(cè)彎至彎頭的狀態(tài)。均勻攪拌黏結(jié)產(chǎn)漿并調(diào)整它的和易性，盡量達(dá)到隨用隨到的效果，攪拌一次砂漿最好是在初凝之后就使用完，這樣是為了確保所使用的錨桿和黏結(jié)材料之間的黏結(jié)力度加強(qiáng)。

第二，將注漿管插入到鉆孔的底部，在注漿工作開始時(shí)，再將已插入的注漿管緩慢往外抽，但切記還要將注漿管口持續(xù)的埋在砂漿內(nèi)，以防止將內(nèi)產(chǎn)生空洞的現(xiàn)象。另外，在體積較大的隧道工程施工時(shí)，在將注漿管全部拔出之后，就要采取風(fēng)鉆或是錘擊的方式將桿體迅速地插入進(jìn)去，以確保插入桿體的固定性[4]。同時(shí)，還要保證桿體的孔內(nèi)長(zhǎng)度與黏結(jié)長(zhǎng)度要達(dá)到設(shè)計(jì)要求的90%以上。

第三，注漿是否完成可以以孔口有沒有砂石擠出來進(jìn)行判斷。

第四，桿體確定位置之后，可借助于小石子和木頭等小工具將其固定，以防止桿體滑落出來。以上是具體的施工技術(shù)要點(diǎn)。但是如果在遇到砂漿的黏合強(qiáng)度小于設(shè)計(jì)要求的70%以下時(shí)，最好對(duì)其不要碰撞，然后再采取有效方式對(duì)其進(jìn)行完善。

3.噴射混凝土支護(hù)施工技術(shù)以及要點(diǎn)

噴射混凝土的施工原理就是將壓縮空氣為動(dòng)力，將其噴射在含有速凝劑的混凝土表面，從而減少混凝土的凝固時(shí)間。這種支護(hù)施工技術(shù)主要具有強(qiáng)度大，提高施工效率以及節(jié)約施工材料等優(yōu)勢(shì)，為快速挖掘巖石奠定下了良好的施工基礎(chǔ)。

4.噴射混凝土支護(hù)施工技術(shù)

在隧道挖掘完畢之后，首先，就需要及時(shí)隨巖石層表面實(shí)施混凝土噴射技術(shù)，以防止巖石層發(fā)生松弛。在一般的情況下，所實(shí)施的混凝土噴射的方法主要是采用濕噴工藝。

首先將噴射面運(yùn)用壓力水或者是壓縮空氣將其表面的石粉和雜質(zhì)吹干凈，方可進(jìn)行噴射混凝土施工。噴射混凝土骨料用強(qiáng)制式拌合機(jī)分次投料拌和，為減少回彈量，降低粉塵，提高一次噴層厚度，噴射混凝土采用混凝土濕噴機(jī)，濕式噴射作業(yè)。開始噴射時(shí)，應(yīng)減小噴頭至受噴面的距離，并調(diào)整噴射角度，鋼筋保護(hù)層厚度不得小于2cm。錨噴支護(hù)噴射混凝土，一般分為初噴和復(fù)噴二次進(jìn)行。初噴在開挖完成后立即進(jìn)行，以盡早封閉暴露巖面，防止表層風(fēng)化剝落。復(fù)噴混凝土在錨桿、掛網(wǎng)和鋼架安裝后進(jìn)行，盡快形成噴錨支護(hù)整體受力，以抑制圍巖變位。鋼架間用混凝土噴平，并有足夠的保護(hù)層。噴射混凝土分段、分片由下而上順序進(jìn)行，一次噴射厚度控制在6cm以下，噴射時(shí)插入長(zhǎng)度比設(shè)計(jì)厚度大5cm的鐵絲，每1—2m設(shè)一根，作為施工噴層厚度控制用。

嚴(yán)格控制風(fēng)壓和噴射的速度，噴嘴與噴射面之間的距離最好是要保持在0.6米與1.2米之間，且噴射角度盡量也要控制在九十度之內(nèi)。

要掌握噴射順序，避免角隅鋼筋前面出現(xiàn)砂襄或蜂窩現(xiàn)象，如果發(fā)現(xiàn)存有此種情況，就需要將其清理干凈之后，再重新噴射一次。

5.噴射混凝土支護(hù)施工技術(shù)要點(diǎn)

在隧道巖石挖掘完畢之后，采用混凝土噴射支護(hù)技術(shù)的操作要點(diǎn)是，首先，在噴射時(shí)要綜合考慮混凝用途顆粒的凝聚力、噴射的效率以及巖石層面與噴射面兩者之間的黏結(jié)程度來確定噴射的厚度。

如果噴射厚度太大，則就會(huì)對(duì)混凝土顆粒的凝聚力造成不利影響，會(huì)使其凝聚力降低。特別是在噴射拱頂時(shí)，更容易產(chǎn)生由于混凝土太重而產(chǎn)生過脫落或者是分層的現(xiàn)象。而相反的，若是噴射的厚度又太小，則不僅會(huì)提高了回填量，進(jìn)一步也無法保障混凝土的質(zhì)量。所以，在混凝土噴射時(shí)，噴射厚度最好是不要小于最大骨料粒直徑的兩倍。一次混凝土噴射時(shí)，一般情況下，它的拱部厚度與邊墻的厚度最好是控制在3—5cm、5—7cm最佳。如若在混凝土中加入速凝劑，可增加一次噴射的厚度，這時(shí)拱部厚度與邊墻厚度為5—7cm、7—10cm[6]。如果所要噴射的混凝土較厚，則就需要采取分層噴射的方式進(jìn)行噴射工作。

另外，還需要結(jié)合所選用的混凝土原材料、溫度以及凝結(jié)時(shí)間來確實(shí)定噴射的間隔時(shí)間。最好是后一層噴射在前層混凝土終凝后進(jìn)行，噴射的混凝土按規(guī)定灑水養(yǎng)護(hù)。如果上下層的室間隔時(shí)間太長(zhǎng)，則就需要對(duì)上一層噴射混凝土表層清理干凈之后再對(duì)下一層進(jìn)行噴射。

四、結(jié)語

綜上所述，在隧道初期運(yùn)用支護(hù)技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)支護(hù)技術(shù)的運(yùn)用以及質(zhì)量控制，可對(duì)隧道的整體施工工作奠定下良好的基礎(chǔ)和有利條件。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：張?jiān)S科（1986— ），男，漢族，河南漯河人，本科，中級(jí)工程師，研究方向：鐵路工程。