淺論噴錨支護施工技術在隧道工程中的應用

邵 峰

(中鐵十八局集團有限公司，重慶400000)

隧道施工，作為一項大型的建設工程，不但施工復雜，而且對于施工技術的要求也很高。隨著科學技術的發展，高端科技被越來越多地滲入到了隧道施工建設當中，為工程建設提供了更為科學的保證措施。受到地質結構的影響，隧道施工中由于對于土體抗剪能力有限，要使土體在一定的高度下保持直立狀態，一般都會采取噴錨支護施工技術進行有效支護。作為一種主動制約機制的支擋結構，其通過分散土體應力而加強了土體的強度和穩定性。下面結合新建鐵路蘭州至重慶線西秦嶺特長隧道施工的案例，對這個隧道工程項目中的噴錨支護施工技術進行分析。

1 工程概況

西秦嶺特長隧道地處甘肅省東南部重鎮——隴南市境內，位于新建鐵路蘭渝線中段。本段線路北起武都區外納鄉，向南經月照、洛塘止于武都區楓相鄉，線路整體呈西北—東南走向。西秦嶺特長隧道段，線路自桔柑站引出，向西南跨白龍江及國道212后上坡穿范家坪隧道，在該隧道出口端利用曲線變線間距并上跨潘家溝至西秦嶺特長隧道進口，其后線路以人字坡穿西秦嶺隧道至老盤底出口，之后線路足坡而下跨省道206、規劃武灌高速及洛塘河并變線間距后穿楊家山隧道引入洛塘河車站。蘭渝線西秦嶺特長隧道的長度為28.236 km，兩端局部引線(DK391+800～DK423+915),正線建筑長度合計雙線32.115 km。主要的隧道工程為范家坪隧道(3 152 m)和西秦嶺隧道(28 236 m)。

線路走行于秦嶺高中山區，山體陡峻，地勢總體趨勢北陡南緩，溝谷深切多呈“V”字形。高程多在1 000～2 400 m，相對高差約1 300 m。這里屬北亞熱帶濕潤向暖溫半濕潤過渡的季風氣候，河谷炎熱，山地寒冷。此外，這里還屬南北向展布的武都-馬邊地震帶，具有地震活動頻率高、復發期短、強度大的特點。

2 噴錨支護施工技術

本標段隧道初期支護主要類型為：拱部系統錨桿采用帶排氣裝置φ25中空注漿錨桿、R32自進式錨桿、φ22砂漿錨桿；噴C25混凝土支護、噴錨網支護、鋼架噴錨網支護；鋼架分為型鋼鋼架(I 16、I 20b、I 12.6)和格柵鋼架。施工工藝詳見圖1。

圖1 隧道初期支護施工工藝流程

中空注漿錨桿采用錨桿臺車施工，錨桿孔灌漿密實，而且所有錨桿都要設置鋼墊板。水泥砂漿，初步選定配比為：水泥∶砂∶水=1∶1∶0.45，外加劑添加量為水泥∶早強劑=1∶0.01。鋼架按設計預先在洞外加工成型，在洞內用螺栓連接成整體。噴射混凝土前按照規范和標準對開挖斷面進行檢驗，采用濕噴工藝。鋼筋網按設計預先在洞外加工成片，洞內焊接形成整體。噴射工作要在錨桿、格柵或者型鋼鋼架安裝完成之后才可以進行。噴射的厚度要符合設計的要求，噴層表面要平整。

2.1 砂漿錨桿施工

隧道錨噴支護設計邊墻所采用的都是砂漿錨桿，桿體采用φ22 mm螺紋鋼筋，錨桿長度和環向間距按設計要求確定。錨桿桿體在使用之前，要先涂上一層油。砂漿在使用之前要過篩清理。

鉆孔：砂漿錨桿要按照設計要求間距和深度布鉆施工。成孔后，用高壓風吹凈孔內巖屑。

注漿：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。

注漿時，對于向下的錨桿，注漿管要插入孔底，邊注漿邊向外拔，注滿為止。向上的錨桿，可以采用排氣注漿法，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，達到長度留在孔外1 m左右；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；注漿前要確認排氣管暢通。

注漿完畢，插入的錨桿所外露的長度要符合鋼筋網的要求，而且不可以敲擊。

2.2 混凝土支護

噴射混凝土前按照規范和標準對開挖斷面進行檢驗，采用濕噴工藝。

施工工藝詳見圖2。

圖2 濕式噴射混凝土工藝流程

2.2.1 素噴混凝土施工

前期工作：普通硅酸鹽水泥，細度模數大于2.5的硬質潔凈砂，粒徑5～12 mm連續級配碎(卵)石，化驗合格的拌合用水。按設計配合比進行拌和，配合比及攪拌的均勻性至少要檢查兩次。隧道斷面如有破損，要及時清理并用高壓水沖洗巖面。

噴射混凝土：噴初期支護鋼架、鋼筋網時，噴頭稍加偏斜。先邊墻后拱部，分區、分段螺旋形運動，螺旋直徑約為20～30 cm。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。以保證混凝土噴射密實，并找平巖面?；炷两K凝后的1 h左右，沖洗第一層混凝土面，進行第二次噴射混凝土工作。終凝2 h后，濕潤養護時間至少14 d。

2.2.2 涌水地段噴射混凝土

雖然要進行勘察隧道水文地質情況，但是隧道涌水還是具有不可預見性，在設計中以計算結果較大的地下徑流模數法作為本次設計涌水量，即隧道涌水量分別為：正常涌水量為38 810 m3/d，最大總涌水量預測為穩定涌水量的2.5倍為97 025 m3/d。

在噴射混凝土之前，出現涌水現象，就要采取引水措施。涌水不多，設導管引排水；涌水量很大，設樹枝狀排水導管；當涌水嚴重則要設泄水孔。

水泥的配合比以及用量都要有所改變，并由遠而近噴射。巖面普遍滲水，先噴砂漿，速凝劑摻量加大，之后按原配合比施工。凹凸不平的局部表面要進行處理。邊墻：D/L=1/6；拱部：D/L=1/8(L為相鄰兩凸面間距離；D為兩凸面凹進深度)。

2.3 格柵鋼架

鋼架按設計洞外加工成型，在洞內用螺栓連接成整體。鋼架架設前要預先打設定位系筋。初噴混凝土時，在凹槽處打入木楔，為架設鋼架留出連接板(或槽鋼)位置。初噴混凝土后與定位系筋焊接，鋼架間以噴混凝土填平。拱腳兩側設鎖腳錨桿，架立時垂直隧道中線，斜度小于2°。當鋼架和圍巖之間間隙過大時設置混凝土楔形墊塊，用噴射混凝土噴填。為增強鋼架的整體穩定性，將鋼架與錨桿焊接在一起。沿鋼架設置縱向連接筋。鋼架架立后盡快噴射混凝土，并將鋼架全部覆蓋，使鋼架與噴混凝土共同受力。

2.4 鋼筋網

鋼筋網制作前對鋼筋進行校直、除銹及油污等處理。鋼筋網按設計要求先在洞外加工成片，洞內焊接形成整體。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。鋪設要符合初噴混凝土面的實際起伏狀，并與受噴面間隙為3 cm。噴射混凝土保護層厚度不得小于3 cm；噴射中如有脫落的石塊或混凝土塊被鋼筋網卡住時，應及時清除。

3 結束語

綜上所述，在現代的隧道工程施工當中，采用噴錨支護的施工技術，可以對圍巖的自我承受能力提高，并加強整體性和穩定性。對于抑制圍巖變形，避免其松動坍塌，都有重要的作用。

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[3] 趙汝森.淺談噴錨網法在隧道基坑支護工程中的應用[J].城市道橋與防洪，2009(6)

[4] 覃樹昌.基于工程實例對噴錨支護施工技術的探討[J].中國新技術新產品，2010(12)