淺談廈深鐵路蓮花山隧道初期支護施工

王寧

摘要：本文結合廈深鐵路蓮花山隧道施工實踐，就長大隧道超前初期支護施工關鍵工序的技術控制進行了簡要闡述。

關鍵詞：長大隧道；初期支護；關鍵工序；技術控制

中鐵十九局集團第三工程有限公司施工的廈深鐵路蓮花山隧道全長7648m，最大埋深245m，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節理裂隙發育，為Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級圍巖。隧區地表水常年有水，水質對混凝土具弱硫酸型酸性侵蝕，隧區地下水較發育，溝槽中地下水穩定水位1～5m。

隧道初期支護由掛鋼筋網、噴射混凝土、錨桿、格柵鋼架、中空注漿錨桿組成。施工程序：超前地質預報→開挖→初噴混凝土→施工放樣→安裝鋼架及掛鋼筋網→是否符合標準→施作系統錨桿→噴射混凝土達到設計厚→監控量測→反饋、調整確定支護參數

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

錨桿制作：砂漿錨桿采用螺紋鋼筋制作，長度根據圍巖狀況及設計確定。

鉆孔：使用錨桿臺車鉆孔，鉆孔前根據設計要求定出孔位，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。

洗孔：鉆完孔后，用高壓風吹凈孔內巖屑，并檢查鉆孔深度。

錨桿安裝：將錨桿體送入孔內，直達孔底，錨桿尾端外露孔口10cm，以便和鋼筋網進行焊接。

安裝止漿塞：將止漿塞安裝在錨桿尾端孔口部位。

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，將內徑Φ4～5mm，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→安止漿塞→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φ42mm，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，直達孔底；將止漿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

根據設計要求和地質圍巖狀況，噴射混凝土分為：素噴、錨噴、格柵聯合錨網噴，采用濕噴作業技術。

工藝流程為：混凝土拌和→篩網Ф10mm（→濕噴式混凝土噴射機（風壓控制在0.45～0.7MPa）→速凝劑

混凝土噴射機安裝調試好后，在料斗上安裝振動篩（篩孔10mm），以避免超粒徑骨料進入噴射機；噴射前首先要對巖面進行修整，清除松動巖塊，對個別欠挖突出部分進行鑿除、對個別超挖部分用噴射混凝土C25噴混補平；檢查噴射機工作是否正常；要進行噴射試驗，一切正常后進行混凝土噴射工作。

混凝土噴射送風之前先打開計量泵，以免高壓混凝土拌合物堵塞速凝劑環噴射孔；送風后調整風壓，控制在0.45～0.7MPa之間，若風壓過小，粗骨料則沖不進砂漿層而脫落，風壓過大將導致回彈量增大。可按混凝土回彈量大小、表面濕潤易粘著力度來掌握。

噴射混凝土分二次完成，即初噴和復噴。噴射混凝土以濕噴為主，含水量較大地段采用潮噴工藝。

初噴在刷幫、找頂后進行，噴射混凝土厚度4～5cm，及早快速封閉圍巖，放炮后由人工在渣堆上噴護。

復噴是在初噴混凝土層及加固后的圍巖保護下，完成立拱架、掛網、錨桿工序的作業后進行的。采用濕噴工藝，由噴射機械手施工。噴射混凝土分段、分片、分層進行，由下向上，從無水、少水向有水、多水地段集中，多水處安放導管將水排出。施噴時噴頭與受噴面基本垂直，距離保持1.5～2.0m。設格柵鋼架時，鋼架與巖面之間的間隙用噴射混凝土充填密實，噴射順序先下后上對稱進行，先噴鋼架與圍巖之間空隙，后噴鋼架之間，鋼架應被噴射混凝土所覆蓋，保護層不得小于4cm。噴前先找平受噴面的凹處，再將噴頭成螺旋形緩慢均勻移動，每圈壓前面半圈，繞圈直徑約30cm，力求噴出的混凝土層面平順光滑。

一次噴射厚度控制在6cm以下，每段長度不超過6m，噴射回彈物不得重新用作噴射混凝土材料。新噴射的混凝土按規定灑水養生。

回彈量的多少取決于混凝土的稠度、速凝劑的使用、噴射技術、骨料級配等多種因素。施工時要將邊墻部分回彈率控制在15%以內，拱部回彈率控制在20%以下。

4 鋼筋網施工

鋼筋網按照設計要求加工成方格網片，縱橫鋼筋相交處可點焊成塊。鋼筋網一般在初噴混凝土、錨桿完工之后安設，施工時運至工作面進行敷設，網片要緊貼初噴面，混凝土保護層厚度必須滿足設計要求。網片與網片間、網片與錨桿間要焊接牢固。

鋼筋必須經試驗檢測性能合格；使用前要作鋼筋除銹和去污處理；鋼筋網節點與錨桿間采用電焊焊接牢固，網片間用鐵絲扎緊或焊接；鋼筋網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，洞內安裝在初噴混凝土之后進行，與定位系筋、錨桿聯接。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°。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。

將鋼支撐與錨桿聯接在一起。沿鋼支撐設直徑為ф22mm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。

6 結語

通過對以上關鍵工序進行了嚴格的技術控制，廈深鐵路蓮花山隧道初期支護施工合格率達100%，完全滿足了設計要求。