汶川縣漩三公路隧道初期支護施工技術研討

廖先進，李世軍，賀宏偉

(1.都江堰市交通運輸局;2.四川農業大學)

汶川縣漩三公路隧道初期支護施工技術研討

廖先進1，李世軍1，賀宏偉2

(1.都江堰市交通運輸局;2.四川農業大學)

隨著山嶺隧道中新奧法施工的應用日益廣泛，新奧法已成為山嶺隧道一種主流施工方法。新奧法施工中初期支護是以結構性支撐作為支撐體系，充分發揮圍巖本身的自穩能力，使巖體經過開挖、支護后重新達到新的平衡。初期支護中徑向錨桿、鋼拱架、噴射混凝土是施工的關鍵環節。明確提出了初期支護的重要性以及各關鍵環節的施工技術要點及質量要求，為隧道施工控制初期支護施工質量提供指導借鑒。

新奧法;初期支護;徑向錨桿;鋼拱架;噴射混凝土

1 研究對象

以汶川縣漩(口)三(江)公路隧道為例介紹新奧法中初期支護施工技術在隧道中的應用，將新奧法理念融入到隧道具體施工中。隧道全長1 183 m，起點樁號GK14+722，終點樁號GK15+905。隧道圍巖以Ⅳ、Ⅴ級圍巖為主，巖體較破碎，碎裂結構～薄層狀結構為主，斷層帶分布較廣，并有局部滲水和瓦斯出現。

2 初期支護

初期支護是新奧法的重點，在現代隧道施工中有著不可替代的作用。如何將破碎的圍巖經過初期支護后，圍巖的整體穩定大幅提高，這需要良好的初期支護來保證。初期支護中徑向錨桿、鋼拱架鋼筋網片、噴射混凝土等是保證隧道工程安全的重要環節，擬從這幾方面做出分析。

2.1 徑向錨桿

2.1.1 錨桿的作用

該隧道中，多以Ⅳ、Ⅴ級圍巖為主，圍巖較為破碎，局部還有夾泥層，給施工帶來很大的難度。徑向錨桿的設置可使圍巖受力情況變得安全又穩定，特別是山嶺隧道中，圍巖情況復雜。在錨桿的作用下，錨桿通過軟弱、松動、不穩定的巖體，錨固在深而穩定的巖體上，提供足夠的拉力，克服松動巖體的自重和下滑力，防止洞壁坍塌。錨桿以一定方式排列，增加了巖體的整體的性，提高承載能力。

2.1.2 錨桿布置

隧道上部采用Φ22中空注漿錨桿，邊墻采Φ22砂漿錨桿。桿體采用 Φ22 mm、螺紋鋼筋，錨桿長度為350 cm、300 cm兩種。環向間距按設計要求確定。錨桿平面布置按照梅花形布設，間距布置情況：(1)環向間距為80 cm，隧道縱間距向為50 cm，適用于洞口Ⅴ級圍巖穿越老路淺埋段落;(2)環向間距為80 cm，縱向間距為60 cm，適用于洞身深埋Ⅴ級圍巖破碎帶;(3)環向間距為80 cm，縱向間距為70 cm，適用于洞口Ⅴ級圍巖淺埋地段;(4)環向間距為80 cm，縱向間距為100 cm，適用于Ⅳ級圍巖深埋地段。

2.1.3 錨桿施工

鉆孔一定要達到深度，鉆孔完成后用高壓氣槍沖掉孔內的石屑。然后用注漿機將早強水泥砂漿注入錨孔內，再將錨桿插入孔眼內，待砂漿強度達到設計要求后上墊板、緊固螺帽。

安裝錨桿前應做好以下檢查工作，并做好原始記錄。

(1)錨桿材料的型號、規格、品種應符合設計要求，配件應配套。

(2)錨桿空位、孔徑、孔深佶布置形式應滿足設計要求。

(3)孔內無積水、巖粉應吹洗干凈。

(4)錨桿桿體應調直、保持干凈。

(5)錨桿外端標準螺紋應有效，逐根檢查并與標準螺母試裝配。

對于向下的錨桿，應將注漿管插入孔底，隨后邊注漿邊向外拔注漿管，直到注滿為止;待漿液注滿從孔口反漿后迅速插入錨桿，并固定好錨桿。

對于向上的錨桿，應采用排氣注漿法，將內徑4～5 mm，壁厚1～1.5 mm的軟塑料排氣管沿錨桿全長固定于桿體上，并在孔外留1 m左右的富余長度;將錨桿緩慢送入孔中至設計位置;將長250～300 mm、外徑25 mm左右的薄壁鋼管用早強或超早強水泥固定在孔口位置并將孔口堵密;注漿前應檢查排氣管，當確認排氣管暢通時即可注漿。注漿時應堵住孔口，注漿壓力為0.2～0.5 MPa，終壓力為0.5～1.0 MPa。注漿結束控制：當注漿壓力增加較快且大于0.6 MPa，或注漿量達到設計注漿量的1.2倍時，結束注漿，見圖1。

圖1 錨桿施工工藝流程圖

2.2 鋼拱架及鋼筋網片

鋼拱架安裝應符合要求，拱架腳必須放在堅實的基礎上，鋼架應分節段安裝。相鄰兩榀鋼架之間必須用縱向鋼筋連接，連接鋼筋直徑不小于18mm，鋼筋間距不應大于1m。噴射混凝土時保護層的厚度不小于20 mm，強度不小于C20。

鋼拱架的型號、間距、襯砌類型隨圍巖級別不同而不同，見表1。

表1 隧道各圍巖地段支護情況

另外在洞口Ⅴ級圍巖穿越老路淺埋段落、洞身Ⅴ級圍巖破碎帶設置同位置型號的仰拱。鋼拱架的間距為0.5 m。

鋼筋網的掛設在立完鋼拱架打完錨桿完成后進行。鋼筋網片的焊接，鋼筋的搭接長度不小于30 d。鋼筋網片在洞外加工成型，都采用Φ6.5鋼筋。環向、縱向間距為25 cm。鋼筋網根據初噴混凝土面的實際起伏狀鋪設，并與受噴面間隙為3 cm。鋼筋網與鋼筋網、鋼筋網與錨桿、鋼筋網與鋼架連接筋點焊在一起，使鋼筋網在噴射時不晃動。

2.3 噴射混凝土

2.3.1 噴混要求

(1)噴射混凝土之前認真檢查隧道斷面尺寸，處理好超欠挖。

(2)對滲水的地方要采取排水措施。

(3)混合料應隨拌隨噴，噴射混凝土回彈物不得重新用使用，回彈量應控制在允許范圍內。

(4)檢查卷藥錨桿、鋼筋網片、工字鋼、沙石水泥等材料完成情況，做好相關記錄。

2.3.2 噴混施工工藝

混凝土采用C20早強混凝土，早強劑的用量按照說明添加。配合比為1∶2.08∶1.92∶0.46，采用普通硅酸鹽水泥，粒徑5～12 mm連續級配碎(卵)石，化驗合格的拌合用水。噴射混凝土的厚度不應小于50 mm，不宜大于300 mm。鋼架與圍巖之間的混凝土保護層厚度不應小于40 mm，臨空一側的混凝土保護層不應小于20 mm。

噴射混凝土時噴頭距巖面距離以1.5～2.0 m為宜，噴頭應垂直受噴面，噴初支鋼架、鋼筋網時，可將噴頭稍加偏斜，角度大于70°。噴射路線應先邊墻后拱部，分區、分段“S”形運動，噴頭作連續不斷的圓周運動，后一圈壓前一圈1/3，螺旋狀噴射。噴射混凝土作業采取分段、分塊，先墻后拱、自下而上的順序進行。噴射時，噴嘴做反復緩慢的螺旋形運動，螺旋直徑約20～30 cm，以保證混凝土噴射密實。同時掌握風壓、水壓及噴射距離，減少回彈量。噴射混凝土終凝2 h后，進行噴水養護，養護時間不少于7 d。噴射混凝土到下次開挖時，下次爆破距噴射混凝土完成時間的間隔，不得小于4 h，見圖2。

2.3.3 質量檢測

檢查噴射混凝土的強度、噴混厚度、空洞。強度評定按照“噴射混凝土抗壓強度評定”的方法來評定。取變長為100 mm的立方體試件，在標準養護條件養生28 d，用標準實驗方法測得的極限抗壓強度，乘以0.95的系數。每10延米至少在拱腳部分和邊墻各取1組試件。當同批試件組數N≥10時，事件抗壓輕度平均值不低于設計值，任一試件抗壓強度不低于0.85設計值;當N＜10時，試件抗壓強度平均值不低于1.05設計值，任一試件抗壓強度不低于0.9設計值。

圖2 噴射混凝土工藝流程圖

噴射厚度、空洞檢測用鑿孔或雷達檢測儀，每10 m檢測一個斷面，每個斷面從拱頂中線起每3 m檢測1點。

噴射混凝土的檢測結果反映出隧道噴射混凝土的質量、開挖情況、是否超欠挖。有一處空洞視為不合格。超挖部分用漿砌片石回填，嚴禁用開挖的巖渣回填。

［1］彭立敏，劉小兵.交通隧道工程［M］.湖南：中南大學出版社，2003.

［2］陳豪雄，殷杰.隧道工程［M］.北京：中國鐵道出版社，1995.

［3］鐵道第二勘測設計院.鐵路隧道設計規范(TB10003-2001)［S］.北京：中國鐵道出版社，2001.

［4］中交第一公路工程局有限公司.公路隧道施工技術規范(JTGF60-2009)［S］.北京：人民交通出版社，2009.

U445.7

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1008-3383(2012)11-0097-02

2012-06-15

廖先進(1974-)，男，四川都江堰市人，工程師，主要從事公路橋梁技術、管理工作。