公路隧道初期支護(hù)的施工方法及步驟

（甘肅省金昌公路管理局， 甘肅 金昌 737100）

1 龍王臺(tái)隧道工程

國(guó)道 212線殪虎橋至嶺峰段維修改造工程采用二級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，路線全長(zhǎng)84.71kM。受地形條件限制及龍王臺(tái)水電站限制，K241+240-K242+610段原設(shè)計(jì)平面指標(biāo)維持原有舊路標(biāo)準(zhǔn)，路基寬度為8.5m。在項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，岷縣人民政府以文件請(qǐng)求將岷縣茶埠鎮(zhèn)奈子溝中橋及前后路面寬度加寬至 12m，以解決該路段交通瓶頸問(wèn)題。省公路管理局根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況對(duì)岷縣縣政府上報(bào)的問(wèn)題進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查研究，認(rèn)為K241+240-K242+610段現(xiàn)有路基寬度僅為8.5m，且平面指標(biāo)較低，而該路段道路前后所接路基寬度均為 12m，目前常發(fā)生交通擁堵現(xiàn)象。如果按照原設(shè)計(jì)維持8.5m的路基寬度，工程建成后該路段將成為瓶頸路段。為繞避不良地質(zhì)，徹底解決該段交通擁堵問(wèn)題，原設(shè)計(jì)單位提出了隧道方案、舊路拓寬方案、橋梁方案一和橋梁方案二，省公路局從建設(shè)難度、運(yùn)營(yíng)安全、社會(huì)效益和根治瓶頸路段等角度進(jìn)行綜合比選，建議采用隧道方案。

2 龍王臺(tái)隧道工程中初期支護(hù)施工的作用

隧道掘進(jìn)因受地形條件（出口連接橋梁，施工機(jī)械無(wú)法進(jìn)出）限制從隧道進(jìn)口單向掘進(jìn)。在進(jìn)行洞口段開(kāi)挖施工前必須先作好洞頂截水溝以及洞頂改溝工程，防止地表水滲入開(kāi)挖面影響明洞邊坡和成洞面的穩(wěn)定；在進(jìn)行開(kāi)挖過(guò)程中，邊坡防護(hù)必須與邊坡開(kāi)挖同步進(jìn)行，開(kāi)挖到成洞面附近時(shí)必須預(yù)留核心土體，待洞口長(zhǎng)管棚施工完成后再開(kāi)挖進(jìn)洞。進(jìn)口端洞口地質(zhì)較差，明洞襯砌完成后要及時(shí)回填。

洞口及明洞工程的施工程序?yàn)椋簻\埋段地表注漿加固→洞頂截水溝開(kāi)挖、砌筑→洞口其他排水工程→洞口土石方開(kāi)挖（路基填筑）→邊仰坡及成洞面臨時(shí)防護(hù)（二襯臺(tái)車進(jìn)場(chǎng)）→洞口套拱、管棚棚架式體系等輔助進(jìn)洞措施施工。

開(kāi)挖時(shí)采取有效初期支護(hù)手段以保證成洞面及仰坡的穩(wěn)定和順利進(jìn)洞，在進(jìn)行暗洞施工前應(yīng)對(duì)洞口開(kāi)挖臨時(shí)邊、仰坡進(jìn)行錨噴（網(wǎng)）加固，然后開(kāi)挖進(jìn)洞。具體做法：采用邊挖邊打錨桿及掛網(wǎng)錨噴支護(hù)的施工技術(shù)措施，以防止巖面風(fēng)化，保證成洞面的穩(wěn)定。通過(guò)公路隧道初期支護(hù)施工不僅能有效保證龍王臺(tái)隧道工程施工的安全性，同時(shí)有效提高了該工程的施工效率和施工質(zhì)量。

3 公路隧道初期支護(hù)的施工方法及步驟

3.1 初噴砼與錨桿施工

在公路隧道掌子面挖掘完畢后，施工單位應(yīng)立刻施作初噴砼。在進(jìn)行這一操作前，施工作業(yè)人員一定要預(yù)先做好巖面的找頂、清危以及局部滲透水的引排工作。初噴支護(hù)工作一般應(yīng)在爆破工作完成后的3～4h內(nèi)完成，初噴砼的厚度要保持在3～5cm之間[1]。施工作業(yè)人員在進(jìn)行噴射砼作業(yè)時(shí)應(yīng)使用分段、分塊，先墻后拱、自下而上的順序進(jìn)行；在進(jìn)行噴射作業(yè)的過(guò)程中，噴嘴需做反復(fù)緩慢的螺旋形運(yùn)動(dòng)，螺旋直徑要在20～30cm之間，借此有效保障混凝土噴射的密實(shí)性；此外，施工作業(yè)人員還要把握好風(fēng)壓、水壓以及噴射的距離，借此減少混凝土的回彈量。在一般情況下，在隧道系統(tǒng)中錨桿采用φ2.5×0.5cm的中空注漿錨桿[2]，并且需要通過(guò)結(jié)合圍巖等級(jí)狀況采用不同的長(zhǎng)度和縱向以及環(huán)向的間距布置。在龍王臺(tái)隧道工程初期支護(hù)施工之中采用的錨桿為φ22mm砂漿錨桿，砂漿錨桿長(zhǎng) 3.5m，間距120×120cm，以梅花形布置。在進(jìn)行錨桿鉆孔工作時(shí)應(yīng)使用人工手持式風(fēng)鉆造孔，進(jìn)行錨桿安裝工作時(shí)需要采用人工錘擊的方法，在錨桿敢提插入后，需要在孔口安裝止槳塞和錨墊板。在進(jìn)行錨桿注漿工作時(shí)要使用專用注漿機(jī)，注意將注漿壓力控制在0.5～1.0MPa之間，同時(shí)在注漿過(guò)程中注意排除空氣。

3.2 鋼筋網(wǎng)與鋼支撐施工

在龍王臺(tái)隧道工程初期支護(hù)施工中的鋼筋網(wǎng)與鋼支撐施工中，關(guān)于鋼筋網(wǎng)采用φ8mm鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)的鋪設(shè)時(shí)間在砼初噴和錨桿安裝工作之后，在進(jìn)行鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)工作的過(guò)程中施工作業(yè)人員要注意將鋼筋網(wǎng)津貼初噴混凝土的表面，防止在進(jìn)行二次噴射工作的過(guò)程中出現(xiàn)顫動(dòng)的情況。鋼筋網(wǎng)的網(wǎng)格間距為20×20cm，鋼筋網(wǎng)在鋼筋場(chǎng)下料并綁扎成形，鋼筋網(wǎng)網(wǎng)格間距按設(shè)計(jì)及規(guī)范要求進(jìn)行拼接和與錨桿連接。為現(xiàn)場(chǎng)使用方便，鋼筋網(wǎng)每邊長(zhǎng)以1～3m為宜。鋼筋網(wǎng)安放時(shí)注意搭接≥30d，且≥鋼筋網(wǎng)網(wǎng)格長(zhǎng)邊間距。

鋼支撐主要有兩種形式，分別是型鋼拱架和格柵拱架兩種。其中型鋼拱架主要是通過(guò)使用型鋼進(jìn)行分階段加工彎制，之后通過(guò)使用連接鋼板采用螺栓連接將其連接起來(lái)。格柵拱架主要是通過(guò)使用螺紋鋼筋進(jìn)行分階段加工，將其焊接成空間格柵的結(jié)構(gòu)，之后通過(guò)連接鋼板進(jìn)行螺栓連接。鋼支撐應(yīng)先在隧道外通過(guò)分階段加工，在初噴砼工作完成后進(jìn)行安裝工作。

3.3 噴射混凝土

噴射混凝土的工作流程一般為混凝土半盒、篩網(wǎng)過(guò)篩、濕噴式混凝土噴射機(jī)噴射、添加速凝劑。在進(jìn)行噴射砼施工前施工作業(yè)人員一定要注意加強(qiáng)對(duì)于該工作中需要使用到的質(zhì)量控制工作。在應(yīng)用水泥材料前一定要實(shí)現(xiàn)經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的檢驗(yàn)工作后才能投入使用。速凝劑在投入使用前也需要預(yù)先進(jìn)行水泥適應(yīng)性實(shí)驗(yàn)以及速凝效果試驗(yàn)，只有速凝劑能在5min之內(nèi)完成混凝土初凝，同時(shí)在10min內(nèi)完成終凝的情況下才能將之投入到施工作業(yè)中去。

噴射混凝土的主要工具就是混凝土噴射機(jī)。施工作業(yè)人員在進(jìn)行混凝土拌料工作前一定要注意嚴(yán)格檢查攪拌機(jī)是否處于正常工作的狀態(tài)，同時(shí)一定要注意確定運(yùn)輸車的到位情況。在進(jìn)行實(shí)際噴射工作前，要預(yù)先對(duì)巖面進(jìn)行清潔工作，借此將存在于圍巖表面的粉塵、巖屑等物質(zhì)除去，有效防止外界因素對(duì)噴射混凝土工作的影響。此外施工作業(yè)人員在操作噴射機(jī)時(shí)一定要注意控制噴射機(jī)的工作風(fēng)壓，將其控制在0.2～0.4MPa之間，同時(shí)噴射的距離要控制在0.8～1.2m之間，噴嘴的方向要與圍巖面保持垂直，噴射機(jī)噴嘴的移動(dòng)軌跡要呈現(xiàn)螺旋狀。在移動(dòng)噴嘴的過(guò)程中要保持緩慢，先讓混凝土堆積起來(lái)，在逐漸擴(kuò)大噴射機(jī)的噴射范圍。

在進(jìn)行噴射砼施工作業(yè)的過(guò)程中，工作人員一定要注意嚴(yán)格遵守使用分段、分塊，先墻后拱、自下而上的順序進(jìn)行。在混凝土被噴射到鋼筋網(wǎng)部位時(shí)，工作人員一定要將噴嘴靠近鋼筋，同時(shí)適當(dāng)偏移噴射的角度，要讓混凝土完全覆蓋住鋼筋網(wǎng)；在進(jìn)行拱架噴射工作的過(guò)程中，施工作業(yè)人員要將拱架與圍巖之間存在的空隙進(jìn)行填實(shí)，之后再?gòu)墓凹苤車_(kāi)始噴射工作，并逐步朝拱架之間噴射。在混凝土噴射工作完成后，施工作業(yè)人員要及時(shí)對(duì)其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作，有效保證其質(zhì)量以及使用壽命。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于公路隧道施工項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，初期支護(hù)施工是其核心重點(diǎn)部分，其工作質(zhì)量直接關(guān)系到總體工程施工的效率、質(zhì)量以及安全性。因此，要想提高隧道工程自身的施工質(zhì)量、效率以及安全性，就必須要加強(qiáng)初期支護(hù)施工工作。此外，由于當(dāng)前我國(guó)對(duì)于公路隧道初期支護(hù)施工的理論以及施工方法的研究非常有限，目前尚存在著許多不足之處，因此我國(guó)有識(shí)之士應(yīng)對(duì)其不斷研究，借此有效提高我國(guó)公路隧道的總體設(shè)計(jì)和施工技術(shù)水平。

[1]陳蒙.偏壓雙連拱隧道合理開(kāi)挖與支護(hù)方式研究[D].煙臺(tái)：煙臺(tái)大學(xué)，2016.

[2]禚振禮.隧道仰拱結(jié)構(gòu)支護(hù)性能研究[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2016.