淺談隧道初期支護(hù)施工

摘要：本文結(jié)合隧道初期支護(hù)施工實踐，就隧道初期支護(hù)施工關(guān)鍵工序的技術(shù)控制進(jìn)行了簡要闡述。提出隧道初期支護(hù)中砂漿錨桿、中空注漿錨桿、噴射混凝土等支護(hù)施工技術(shù)的關(guān)鍵工序及技術(shù)控制。

關(guān)鍵詞：隧道 初期支護(hù) 施工技術(shù)

云南省祿勸至大松樹二級公路高家隧道全長453米，為單洞隧道，該隧道地屬低山丘陵地貌，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(nèi)節(jié)理裂隙發(fā)育，隧道圍巖級別主要為Ⅳ、Ⅴ級圍巖。隧區(qū)地表水常年有水。本文將結(jié)合該隧道支護(hù)施工實踐，分別探討這些支護(hù)施工的實施。

該隧道初期支護(hù)主要由掛鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土、錨桿、格柵鋼架、中空注漿錨桿組成。施工工序為：超前地質(zhì)預(yù)報→開挖→初噴混凝土→施工放樣→安裝鋼架及掛網(wǎng)鋼筋網(wǎng)→查驗是否符合標(biāo)準(zhǔn)→施作系統(tǒng)錨桿→噴射混凝土達(dá)到設(shè)計厚度→監(jiān)控量測→反饋、調(diào)整確定支護(hù)參數(shù)。

1 砂漿錨桿

砂漿錨桿施工工藝：施工準(zhǔn)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。

1.1 錨桿制作 該隧道錨桿呈梅花形布置，砂漿錨桿采用螺紋鋼筋制作，長度及間距依據(jù)圍巖級別及設(shè)計進(jìn)行確定。在錨桿施工前先檢查錨桿類型，規(guī)格，質(zhì)量及其性能是否與設(shè)計相符。根據(jù)錨桿類型，規(guī)格及圍巖情況準(zhǔn)備鉆孔機(jī)具。同時根據(jù)設(shè)計要求取桿體并整直和除銹。

1.2 鉆孔 使用錨桿臺車鉆孔，鉆孔前根據(jù)設(shè)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(yīng)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(yīng)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(yīng)大于錨桿直徑25mm以上。鉆孔應(yīng)圓而直，孔口巖石整平，并使巖面與鉆孔方向垂直。

1.3 洗孔 鉆完孔后，用高壓風(fēng)吹凈孔內(nèi)巖屑，并檢查鉆孔深度。

1.4 錨桿安裝 將錨桿送入孔內(nèi)，直達(dá)孔底，錨桿尾端外露孔口10cm，以便和鋼筋網(wǎng)進(jìn)行焊接。

1.5 安裝止?jié){塞 將止?jié){塞安裝在錨桿尾端孔口部位。

1.6 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(nèi)徑4～5mm，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(rèn)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(dá)到強(qiáng)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(biāo)出錨桿位置→鉆進(jìn)錨桿→安止?jié){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(jù)設(shè)計要求定出孔位，鉆孔保持直線并與所在部位巖層結(jié)構(gòu)面盡量垂直，鉆孔直徑42mm，鉆孔深度大于錨桿設(shè)計長度10cm。

中空注漿錨桿施工程序如下：鉆完孔后，用高壓風(fēng)吹凈孔內(nèi)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(nèi)，直達(dá)孔底；將止?jié){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(nèi)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

混凝土施工中最重要的環(huán)節(jié)就是噴射作業(yè)。噴射手必須掌握并熟練運(yùn)用噴射技術(shù)，備料、運(yùn)輸、上料、供水等工序也需要密切配合才能獲得良好的施工效果?；炷恋馁|(zhì)量及回彈量往往會影響噴射質(zhì)量?；诘刭|(zhì)圍巖狀況，噴射混凝土分為素噴、錨噴、格柵聯(lián)合錨網(wǎng)噴，采用濕噴作業(yè)技術(shù)。

工藝流程為：混凝土拌合→篩網(wǎng)→濕噴式混凝土噴射機(jī)噴射（風(fēng)壓控制在0.45～0.7MPa）→速凝劑。

在噴射作業(yè)中要掌握原材料及配合比選擇。水泥在使用前必須進(jìn)行水泥各項指標(biāo)試驗。速凝劑摻量為水泥用量的4%。在使用前要做水泥適應(yīng)性試驗及速凝劑效果試驗，為防止速凝劑受潮，試驗后應(yīng)將其密封保存。試驗選用細(xì)度模數(shù)為φ2.5～φ3.0的干凈中砂作粗細(xì)骨料，要選用質(zhì)地堅硬且粒徑為0.5cm～2cm的碎石。實驗室選定配合比并報監(jiān)理中心試驗室審定后方可應(yīng)用與生產(chǎn)實踐。

混凝土拌和速度要與噴射速度保持一致，做到連續(xù)噴射，隨拌隨噴，用多少拌多少，盡量避免余料積存。拌和前，相關(guān)責(zé)任人應(yīng)仔細(xì)查看攪拌機(jī)的工作狀態(tài)，檢查運(yùn)輸車是否到位。設(shè)備開機(jī)前首先查看機(jī)體內(nèi)部是否有雜物或余料，通過設(shè)備試運(yùn)行檢查其工作狀態(tài)，確保其穩(wěn)定運(yùn)行；檢查布設(shè)的風(fēng)、水、點管線路是否符合設(shè)計要求，噴射機(jī)噴嘴供水通道是否通常，軟管有無磨損，接頭是否安全可靠等。

噴射機(jī)安裝調(diào)試后，先通風(fēng)再注水，筒內(nèi)混合料要充足，同時在料斗上設(shè)一個2cm的孔篩網(wǎng)，防止超徑骨料進(jìn)入機(jī)內(nèi)。噴射時噴嘴朝下，嚴(yán)格執(zhí)行“送風(fēng)→注水→上料”的操作流程。根據(jù)受噴面和噴出的混凝土狀況合理調(diào)整注水量，以噴后易粘著、回彈小和表面呈濕潤光澤為度。噴射時要分段分片進(jìn)行，縱向3m～4m為一段，先拱后墻再分片，每片2m寬，每片均自下部起水平方向旋轉(zhuǎn)移動往返一次噴射，然后向上移動。噴射前先進(jìn)行基面找平。最佳噴射距離與角度，噴嘴口與受噴面的距離宜控制在0.6m～1.0m，而且最好采取垂直噴面。噴射料束運(yùn)行應(yīng)環(huán)行旋轉(zhuǎn)，水瓶移動并一圈壓半圈，環(huán)行旋轉(zhuǎn)直徑0.3m，噴射料束旋轉(zhuǎn)速度以2s左右轉(zhuǎn)動一圈為宜，一次噴厚以墜落時的臨界狀態(tài)或按所需厚度，一般不小于5cm。經(jīng)常測定作業(yè)區(qū)內(nèi)粉塵濃度，如超出規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)找出原因，采取相應(yīng)措施。噴射作業(yè)結(jié)束時，將機(jī)內(nèi)和管路中的拌合料用完后，再停機(jī)、關(guān)水和斷風(fēng)。噴射混凝土按規(guī)范要求灑水養(yǎng)護(hù)。

4 鋼筋網(wǎng)施工

鋼筋網(wǎng)按照設(shè)計要求加工成方格網(wǎng)片，縱橫鋼筋相交處可點焊成塊。鋼筋網(wǎng)一般在初噴混凝土、錨桿完工之后施工時運(yùn)至工作面進(jìn)行敷設(shè)，網(wǎng)片要緊貼初噴面、混凝土保護(hù)層厚度必須滿足設(shè)計要求。網(wǎng)片與網(wǎng)片間、網(wǎng)片與錨桿間要焊接牢固。鋼筋必須經(jīng)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(wǎng)節(jié)點與錨桿間采用電焊焊接牢固，網(wǎng)片間用鐵絲扎緊或焊接，鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)隨混凝土初噴面起伏，并與壁面接觸密實，復(fù)噴混凝土后，將鋼筋網(wǎng)完全覆蓋，要有3～5cm厚保護(hù)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(biāo)高測量→清除底腳浮渣→安裝鋼支撐→隱蔽工程檢查驗收→復(fù)噴混凝土。鋼支撐在洞外按設(shè)計加工成型，洞內(nèi)安裝在初噴混凝土之后進(jìn)行，與定位系筋、錨桿聯(lián)接。鋼支撐間設(shè)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(chǔ)上，架立時垂直隧洞中線，當(dāng)鋼支撐和圍巖之間間隙過大時設(shè)置墊塊，用噴混凝土噴填。鋼支撐按設(shè)計要求預(yù)先在洞外結(jié)構(gòu)件廠加工成型。先將加工場地用C15混凝土硬化，按設(shè)計放出1：1的加工大樣。施工中在鋼支撐基腳部位預(yù)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(shè)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度。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(shè)鎖腳錨桿，鎖腳錨桿由2～4根錨桿組成。鋼支撐按設(shè)計位置安設(shè)，安設(shè)過程中，當(dāng)鋼支撐和初噴層之間有較大間隙時設(shè)騎馬墊塊，鋼支撐與圍巖間隙不大于50mm。將鋼支撐與錨桿聯(lián)接在一起。沿鋼支撐設(shè)直徑為φ22mm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(qiáng)度不夠，拱腳（墻腳）失穩(wěn)。

6 結(jié)束語

通過對以上關(guān)鍵工序進(jìn)行了嚴(yán)格的技術(shù)控制，對隧道支護(hù)施工采取錨桿、濕噴混凝土形成一體的初期支護(hù)，與圍巖共同承載，工程實踐表明高家隧道初期支護(hù)施工完全合格，滿足了設(shè)計要求，有效地確保了隧道施工安全。

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