噴錨支護(hù)施工技術(shù)在公路橋梁隧道工程中的應(yīng)用研究

尉洪偉

摘 要：為了進(jìn)一步發(fā)展交通事業(yè)，拉近各個(gè)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)往來，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中隧道工程施工規(guī)模不斷擴(kuò)大，通過隧道施工連接各個(gè)區(qū)域。由于各個(gè)區(qū)域地理環(huán)境的差異性，開展公路施工工程時(shí)會(huì)面臨各種阻礙，采用隧道施工技術(shù)，將噴錨支護(hù)施工用于公路橋梁隧道等復(fù)雜工程中，可以保障工程進(jìn)展順利，提高工程施工效率。有必要做好施工前的準(zhǔn)備工作，在施工中對(duì)混凝土噴射和支護(hù)等步驟妥善處理，從而保障施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：噴錨支護(hù)施工;公路橋梁隧道;混凝土支護(hù)

0 引言

一直以來隧道工程屬于建設(shè)規(guī)模大且施工復(fù)雜的工程，不僅施工工序繁瑣，施工耗時(shí)較長(zhǎng)，在施工中會(huì)用到先進(jìn)的技術(shù)，這對(duì)施工隊(duì)伍提出嚴(yán)格的要求。由于隧道內(nèi)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為了保障土體穩(wěn)定，維護(hù)施工環(huán)境安全，將噴錨支護(hù)方式用于工程施工，發(fā)揮錨桿與混凝土對(duì)圍巖結(jié)構(gòu)的加固作用，突出技術(shù)的支護(hù)效果，從而對(duì)實(shí)際施工起到安全保障。

1 噴錨支護(hù)施工技術(shù)概述分析

我國(guó)地域遼闊，山區(qū)面積較大，在修建公路橋梁時(shí)難免遇到隧道工程，與其他項(xiàng)目建設(shè)相比，隧道工程施工對(duì)圍巖有極高的穩(wěn)定性要求，一旦出現(xiàn)坍塌事故，后果不堪設(shè)想。因此，提高圍巖結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性至關(guān)重要，噴錨支護(hù)技術(shù)是圍巖支護(hù)技術(shù)的一種，該技術(shù)整體效率比較高，施工成本比較低，施工時(shí)不會(huì)占用過多施工面積與設(shè)備。噴錨支護(hù)主要分為錨桿支護(hù)與混凝土支護(hù)兩種形式，前者以錨桿為核心，依靠錨桿的錨固作用穩(wěn)定發(fā)生破碎的巖石巖體，防止碎石掉落，并在錨桿和巖體間形成組合巖梁，打造可供承載的巖拱，后者就是提前拌和混凝土，使用相應(yīng)的噴射設(shè)備在圍巖中噴射混凝土，通過混凝土的凝結(jié)與圍巖形成結(jié)構(gòu)體，提升圍巖結(jié)構(gòu)的承載力。在隧道硬巖層中使用錨桿支護(hù)方式可以防止巖石脫落，使用混凝土噴射方式可以防止破碎的巖石掉落，同時(shí)保護(hù)巖石受風(fēng)化傷害，對(duì)整個(gè)隧道施工和運(yùn)行起到安全保障作用[1]。

2 噴錨支護(hù)施工實(shí)踐應(yīng)用

2.1 做好施工前準(zhǔn)備工作

2.1.1 科學(xué)確定噴射混凝土原料的使用比例

施工前需要確定噴射混凝土的比例，合理配比，在保障原料達(dá)到強(qiáng)度等級(jí)的同時(shí)，結(jié)合當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)環(huán)境與氣候條件，保證混凝土材料符合抗?jié)B性要求，盡可能地提高混凝土抗凍性能，防止氣溫降低混凝土回彈。對(duì)于低溫早強(qiáng)的氣候環(huán)境條件，在噴射混凝土?xí)r應(yīng)合理控制水灰比，最好控制在0.4左右，確保每1 m3的混凝土中有400左右的水泥量。噴射混凝土施工過程中，建議混凝土水泥、碎石、砂等原料的比例在1：1.61：2.35左右，通過有效的比例設(shè)計(jì)提高混凝土強(qiáng)度[2]。

2.1.2 科學(xué)進(jìn)行噴射原料的配合比設(shè)計(jì)

隧道工程施工中噴射的混凝土以水泥、粗細(xì)骨料以及外加劑作為原料，要求這些原料必須滿足質(zhì)量等級(jí)要求。比如，工程施工中，水泥強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)當(dāng)超過32.5R，在選擇水泥材料時(shí)建議使用硅酸鹽水泥或含堿性略低的水泥，水泥細(xì)度應(yīng)當(dāng)?shù)陀?.1%。當(dāng)水泥含水量達(dá)到26.5%時(shí)，此時(shí)水泥稠度剛好符合施工要求，水泥初次凝固需要1.5小時(shí)，終凝需要3.5小時(shí)。添加外加劑時(shí)需要對(duì)水泥合理配比，選用速凝劑作為外加劑，或者將速凝劑與復(fù)合外加劑結(jié)合起來，加快混凝土硬化速度，防止材料回彈造成損失，保證混凝土可以在潮濕環(huán)境下的隧道施工中應(yīng)用。對(duì)于粗細(xì)骨料的配比，一般多使用非堿性碎石和卵石混合的材料作為粗骨料，但其中不能有泥塊物質(zhì)，含泥量需要控制在0.6%以下，壓縮指標(biāo)在7.6%左右。

2.2 噴錨支護(hù)技術(shù)施工過程

2.2.1 妥善清理工程開挖基面

如果完工的基礎(chǔ)面出現(xiàn)了出渣的情況，可以根據(jù)其凈空變化現(xiàn)狀做好測(cè)量標(biāo)記，及時(shí)取出穩(wěn)定性不夠好的巖石碎塊，隨后展開開挖處理。清理開挖基面時(shí)應(yīng)重視基面是否存在軟弱地區(qū)，必要時(shí)需要人工處理，如果基面的硬度比較大，開挖時(shí)建議使用補(bǔ)炮，保證開挖的凈空尺寸可以滿足相關(guān)要求，符合工程施工特點(diǎn)。

2.2.2 混凝土噴射工作

噴射混凝土前應(yīng)清除異物或粉塵，用水沖洗表面，使用攪拌機(jī)將水泥、和粗細(xì)骨料等原料混合攪拌，并按照一定的配比加入水，要求水量在混凝土的20%，再對(duì)混合物充分?jǐn)嚢?，加入速凝劑，要求速凝劑占水泥重量?%。施工時(shí)會(huì)用到混凝土噴射機(jī)，設(shè)備壓力在0.4 MPa左右，第一次噴射混凝土?xí)r建議采用潮噴的方式，以此降低隧道內(nèi)粉塵對(duì)施工的污染影響。建議合理劃分噴射面，每段噴射面長(zhǎng)度在5 cm左右，選用螺旋形的噴頭，噴頭和噴面之間保持1 cm左右的距離，噴射方向和巖面之間夾角10°即可，建議將噴射厚度控制在3 cm。

2.2.3 準(zhǔn)備相應(yīng)材料和錨桿

設(shè)置錨桿前要對(duì)施工所需材料提前加工，固定錨桿的時(shí)候需要用到水泥錨固劑，保證錨固強(qiáng)度在56 MPa強(qiáng)度以上即可，錨固劑固化需要一定時(shí)間，應(yīng)控制為10分鐘之內(nèi)。

利用高壓風(fēng)將孔中的雜物及時(shí)清除，鉆孔施工時(shí)可以用水讓錨固劑提前濕潤(rùn)，再將錨固劑放到三分之二的孔深位置，使錨桿與錨固劑之間沒有縫隙，達(dá)到緊密接觸的狀態(tài)。應(yīng)用統(tǒng)一規(guī)格的鋼筋網(wǎng)，將鋼筋網(wǎng)與錨桿焊接在一起，按照噴面的具體形狀安排鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)距離應(yīng)在3 cm左右。

除了需要用到鋼筋網(wǎng)，還需使用格柵，鋼筋是錨固焊接時(shí)的主要材料，使用鋼筋螺栓與格柵相連，格柵尺寸在500 cm左右，采用點(diǎn)焊的方式將主筋焊接起來，連接筋長(zhǎng)度在100 cm即可。鋼架制造完成后，使用螺絲在洞中連接鋼架，再定位鋼筋，將鋼筋設(shè)置在安裝位置上，初噴時(shí)需要在凹槽內(nèi)打入木楔，為鋼架的安裝提前預(yù)留連接板，初噴之后焊接牢固并定位鋼筋鋼架，使用混凝土將鋼架中間填平。接著，在拱腳兩側(cè)設(shè)置鎖腳錨桿，并與隧道的中線保持垂直，斜度不宜超過2°，牢固焊接鋼架錨桿，盡可能地提升鋼架強(qiáng)度。可以在鋼架縱向位置連接鋼筋，鋼筋的安裝也需要做好焊接，焊接后需要噴射混凝土，讓混凝土將整個(gè)鋼架完全覆蓋，使鋼架與混凝形成整體，一同應(yīng)對(duì)來自外部的荷載。

2.3 混凝土支護(hù)

在隧道工程混凝土支護(hù)施工中，需要注意以下要點(diǎn)：（1）素噴混凝土。做好前期準(zhǔn)備工作，選用細(xì)度模數(shù)差高于2.5的硬質(zhì)結(jié)晶砂和粒徑為5 mm～12 mm碎石，將其與硅酸鹽水泥混合攪拌均勻。（2）噴射混凝土施工。噴射初期將斜噴頭微微傾斜，分段對(duì)墻后拱部采用螺旋施工方法，將螺旋直徑控制在30 cm，連續(xù)且不間斷的對(duì)噴頭做圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)混凝土終凝1小時(shí)后，清水沖洗施工表面，再次施工，混凝土終凝2小時(shí)后展開混凝土表面的養(yǎng)護(hù)處理，需至少養(yǎng)護(hù)14小時(shí)。（3）涌水區(qū)域的施工分析。按照隧道周圍的地質(zhì)環(huán)境和水文條件確定涌水區(qū)域，將地下徑流比較大的地區(qū)涌水作為本隧道工程涌水量，即38 810 m3/d，最大涌水量是該值的2.5倍，也就是97 025 m3/d，對(duì)水泥砂漿混合比做出調(diào)整，按照從遠(yuǎn)到近的方式展開施工。由于隧道巖面結(jié)構(gòu)容易滲水，可以在其中使用速凝劑，讓砂漿噴射到位，及時(shí)處理巖石表面凹凸不平的位置。

3 總結(jié)

總而言之，隨著公路橋梁隧道工程的發(fā)展，隧道施工會(huì)對(duì)隧道內(nèi)原有的土體產(chǎn)生擾動(dòng)，打破土層平衡性。為了保證隧道圍巖穩(wěn)定，避免土體失衡，有必要做好圍巖支護(hù)工作。采用噴錨支護(hù)施工方法，發(fā)揮錨桿的支護(hù)作用，利用混凝土噴射方式提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，按照工程施工實(shí)際情況制定錨桿支護(hù)方案，盡可能地發(fā)揮技術(shù)效果，合理使用格柵與鋼筋網(wǎng)等材料，保障施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]王義春.噴錨支護(hù)施工技術(shù)在隧道工程中的應(yīng)用分析[J].住宅與房地產(chǎn)，2020（18）：214+225.

[2]李偉權(quán).噴錨支護(hù)施工在隧道工程中的實(shí)踐應(yīng)用[J].中華建設(shè)，2019（3）：156-157.