隧洞工程開挖支護施工方法

閻倩倩

（新疆水利水電勘測設計研究院）

1 隧洞開挖施工方法

1.1 隧洞開挖斷面的測量定位與鉆孔

隧洞開挖開始之前，用紅油漆在斷面上標出炮眼位置。人工鉆眼孔則根據標示出來的炮眼位置，利用自制鑿巖臺架再配合鑿巖機械設備進行鉆孔，現場要設有專人指揮，以保證炮眼底在同一平面上。鉆孔作業非常重要，應做到以下兩點：首先鉆孔工人必須熟知炮眼的布置圖，現場確定炮眼的位置，并且能夠熟練地操作鑿巖機械設備。鉆孔要定人定崗，特別是周邊孔鉆工不宜頻繁變動。

最后鉆孔時，要保證炮眼的斜率深度符合鉆爆設計規定要求。鉆完孔后，現場施工人員應對照炮眼布置圖進行檢查，經檢查不合格的炮眼要采取措施，重新鉆眼合格后，方可進入下一道工序。

1.2 隧洞開挖斷面的爆破

1.2.1 清孔

開挖斷面的鉆孔完成后，要進行清孔，清孔工人需用木制的炮鉤將炮孔里的石屑刮出，再用直徑小于炮眼的高壓風管送入高壓風將炮孔里的石屑吹出，將炮孔清理干凈。

1.2.2 裝藥

炮孔清理干凈經檢查合格后，分組分片進行裝藥，裝藥按照自上而下的順序進行，裝藥量按照爆破設計確定的裝藥量。電雷管裝好后，把炮孔用炮泥進行堵孔，堵孔長度要大于40 cm，為了減少爆破中出現明火，最后需要進行封孔，封孔材料采用土炮泥，并充填飽滿。

1.2.3 爆破

炮孔裝好藥后，進行起爆網路的聯結，聯結前，雷管的腳線與母線必須短路。起爆網路聯結時，雷管的接頭必須用絕緣膠布包好，并且嚴禁接地。雷管的接頭母線必須要用專用母線，專用母線的架設必須距離高壓線5 m 之外。起爆網路聯結完成之后，需派專職人員采用專業設備檢測起爆網絡的電阻，將檢測出來的數值與理論值進行比較，二者的差值在1%以內才能起爆，否則不能起爆。

爆破時要做好安全工作。起爆器嚴禁亂丟亂放，要派專人看管；爆破現場應有專人統一指揮，進行起爆；當遇到瞎炮時，應及時查明瞎炮的原因，采取正確的處理措施，以確保安全。

2 隧洞臨時支護施工方法

隧洞斷面開挖每循環完成后，為保證安全應及時進行臨時支護，臨時支護工序包括素噴混凝土、測量、打孔、錨桿、掛網及噴錨。支護前先進行錨桿的孔位測量放樣，錨桿孔位測量必須做到準確定位，以保證錨桿受力均勻。打孔時，先設置標志桿，按標志桿做控制鉆孔方位，以保證孔位角度準確。工人站在與開挖斷面相適應的自制施工作業臺車上，施工作業人員手持風槍按放樣位置進行鉆孔，鉆孔完成后，檢查孔深，孔深符合設計后進行清孔。然后打入錨桿，緊接著在鉆桿尾部位置安上墊板并上緊螺帽。錨桿注漿時分兩種情況，砂漿錨桿孔采用倒退式注漿，人工打入錨桿。

2.1 砂漿錨桿施工方法

2.1.1 鉆孔清孔

砂漿錨桿分為系統錨桿與局部隨機錨桿。系統錨桿在隧洞開挖和初噴素混凝土后打設，鉆孔時特別要注意確保鉆孔孔口巖面整平，鉆孔方向與巖面保持垂直；局部隨機錨桿鉆孔的孔軸方向要確保與可能滑動面傾向的方向相反，梅花形布置且要保證其與滑動面的交角應＞70°。錨桿鉆孔應采用風槍鉆孔，鉆頭的直徑大于錨桿直徑15 mm左右。鉆孔孔位偏差要控制在10 mm 以內，孔深偏差要控制在50 mm 以內。鉆孔完成后，采用空壓機送入高壓風吹孔進行清理。

2.1.2 錨桿的錨固

錨桿的錨固采用“先注漿后安裝錨桿”的順序進行施工。錨桿埋設之前，應用高壓水和高壓風清孔，確保錨桿孔干凈無殘碴和積水。在此基礎上，檢查錨桿的孔深、孔位及孔徑，并保證錨桿孔的方向和鉛直度滿足設計要求。此外還必須檢查錨桿端頭加工螺紋長度不短于10 cm，檢查錨桿長度、鋼材、直徑等符合設計及規范的要求。錨桿埋設之前先注漿，注漿砂漿強度和配比需經試驗選定，砂漿中應參膨脹及早強劑，以提高其早期強度，確保后續施工。注漿采用倒插式注漿法，待漿注滿后快速插入錨桿，當錨桿插入長度達到埋設長度后用半干硬砂漿封實孔口，然后用楔子固定錨桿并安設墊板，最后上好螺帽進行固定。錨桿埋設完成后24 h以內不許懸掛重物及碰撞，24 h后，人工用工具擰緊螺母，確保墊板緊貼巖石。

2.2 中空注漿錨桿施工方法

2.2.1 中空注漿錨桿施工工序

隧道拱部一般都采用中空注漿錨桿，中空注漿錨桿施工工藝詳見圖1。

圖1 中空注漿錨桿施工工藝圖

2.2.2 中空注漿錨桿注漿

中空注漿錨桿注漿按常規施工工序進行。需要注意的是幾種特殊情況：一是串漿；二是注漿中斷；三是孔口有涌水；四是大量漏漿。

針對以上四種特殊情況需及時采取有效的措施。為防止串漿情況的發生可采取跳打施工措施，即先施工偶數孔序，再施工奇數孔序；若已經發生串漿現象，則采用分漿器，對注漿孔與串漿孔同時進行注漿，利用同一臺注漿泵同時對多根錨桿進行注漿。若發生注漿中斷情況，應立即找出注漿中斷的具體原因，并盡快采取有效措施加以解決，及早恢復注漿，確保注漿質量；如不能立即找出原因恢復注漿，則必須立即沖洗鉆孔，重新進行注漿。若孔口有涌水，則注漿前要連續測量并記錄涌水量和涌水壓力，然后有針對性選用下列綜合措施處理：一是采用濃漿進行屏漿1～24h后再閉漿；二是采用較高的壓力，自上而下分段注漿；三是用速凝漿液處理；四是采用純壓式注漿。若發生大量漏漿情況時，采用低壓、限流、濃漿、限量和間歇性注漿的方法注入充填料，堵住漏漿通道后，再按照注漿中斷處理的方法進行注漿。

3 掛網、噴錨施工方法

3.1 鋼筋網施工方法

鋼筋網加工前，鋼筋要進行校直后除銹除油污，并按設計圖紙的要求加工成片；鋼筋縱橫相交處必須綁扎或焊接牢固；鋼筋接長時搭接長度符合規范要求，確保施工質量。加工好的鋼筋網用汽車運輸至洞內施工現場，并初噴一層混凝土形成鋼筋保護層，然后把鋼筋網掛到已經埋設好的錨桿上，并固定好，確保連接牢固。鋼筋網施工工藝見圖2。

圖2 鋼筋網施工工藝圖

3.2 噴射混凝土施工方法

3.2.1 準備工作

噴射混凝土前，首先要對隧洞斷面進行清理，人工配合機械清除隧洞已開挖斷面上的浮石雜物，并用空壓機送高壓風對開挖斷面進行清掃，若是光滑面則需要進行鑿毛處理。其次將自制簡易噴射混凝工作臺車安裝到位。最后檢查水管線路及電路情況，并將空壓機濕噴機安裝到指定位置，進行試運行。

3.2.2 噴射混凝土施工

噴射混凝土應采用拌合站集中拌合，噴射混凝土施工工序為：按照分層、分片、分段的順序進行施工。噴射混凝土時注意先將低凹處用混凝土大致噴平，再采用自下而上順序進行混凝土噴射，噴射時應按層進行噴射，噴射的時候注意后一層噴射的混凝土應壓在前一層噴射的混凝土的一半。

噴射混凝土時，為了降低粉塵及減少噴射混凝土回彈量，提高工作效率和施工質量，將噴射混凝土分為初噴和復噴。隧洞斷面開挖完成后立即進行初噴，初噴的目的是為了防止表層風化剝落，盡早封閉開挖斷面。復噴混凝土主要為了閉合支護使之整體受力，以抑制圍巖變位。復噴應在砂漿錨桿錨固、鋼筋網固定、鋼架安裝和鎖腳錨桿施作后進行。

4 結語

綜上所述，在隧洞工程的施工過程中，開挖及支護是隧洞施工較為關鍵的一個環節，研究開挖及支護的技術措施是非常有必要的。支護結構與隧洞開挖巖面是一個整體，而噴錨支護是一種柔性支護措施，能夠有效地抑制隧洞開挖巖面的變形。合理的開挖支護施工方法，既能保障隧洞的施工效率，又能提升隧洞工程的質量和安全。