隧道初期支護技術(shù)的相關(guān)分析

摘要：隧道初期支護技術(shù)有助于施工過程中圍巖的穩(wěn)定性，所以在我國的隧道工程的施工過程中被普遍運用。基于此，本文就對在隧道工程初期中運用支護施工技術(shù)所應當注意的操作要點進行分析，希望對相關(guān)施工工作人員提供幫助，進而促進我國隧道工程建設(shè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：隧道初期支護;施工技術(shù);分析

為了能夠提升我國交通運輸?shù)男剩诘缆返氖┕み^程中，常常采用隧道工程形式。最為常見的隧道施工方式就是噴錨暗挖法，多采用復合式襯砌結(jié)構(gòu)，初期支護按承擔全部基本荷載設(shè)計，二次襯砌作為安全儲備，因此隧道施工中初期支護技術(shù)的應用對保證隧道施工過程中圍巖的穩(wěn)定性、施工的安全性就顯得尤為重要。現(xiàn)以山東省萊蕪市濟萊高鐵王家隧道進口IV級圍巖段為例作簡單闡述。

一、隧道設(shè)計概況

工程地質(zhì)概況：隧址區(qū)位于萊蕪市萊城區(qū)，全長2680m，最大埋深158m，隧道凈空斷面100m2。隧道地處魯中隆起區(qū)，微地貌屬構(gòu)造侵蝕、剝蝕低山地貌區(qū)，整體為單斜構(gòu)造，地形切割一般，起伏稍大，全隧構(gòu)造作用較強烈，節(jié)理裂隙發(fā)育。

該隧道Ⅳ級圍巖段采用復合式襯砌斷面：Ⅳ級圍巖Ⅳa型復合式襯砌類型初期支護采用噴錨及格柵鋼架，間距1m，濕噴厚度25cm，圍巖采用Φ42超前小導管和Φ42超前錨管超前支護。

二、隧道初期運用支護施工技術(shù)概念及意義

隧道初期運用支護施工技術(shù)是在隧道挖掘之后，為了能夠降低隧道周圍巖石的應力釋放，避免圍巖發(fā)生較大變形，采用支護技術(shù)提高隧道圍巖的整體性、穩(wěn)定性，便于隧道施工工作的順利開展，此種技術(shù)具有及時性、密貼性、深入性以及封閉性的特點。

隧道初支應具備足夠的強度剛度承載能力，從而能夠起到控制圍巖變形的作用。在隧道施工初期合理運用支護施工技術(shù)，不僅能夠提高隧道的穩(wěn)定性，還能使支護結(jié)構(gòu)與圍巖兩者之間密貼，從而可以有效防止圍巖發(fā)生松弛和變形的現(xiàn)象，避免在施工過程中發(fā)生坍塌的情況，對施工工作人員的生命安全造成威脅。

三、隧道初期支護施工技術(shù)相關(guān)分析

（一）加工鋼筋網(wǎng)片技術(shù)分析

在一般情況之下，隧道初期的支護技術(shù)的施工過程中，要使用規(guī)格為20厘米×20厘米的鋼筋網(wǎng)，進行全斷面的布置。首先，需要對Ⅰ級Φ6鋼筋進行焊接工作，通過加工將其制定為鋼筋網(wǎng)片。在加工時，要先使用鋼筋直機設(shè)備將鋼筋變直，最后對鋼筋進行截取工作，使之成為鋼筋條，之后再根據(jù)鋼筋網(wǎng)片與所要搭建的長度來確定鋼筋網(wǎng)片的尺寸。

為了能夠有效避免剛制作完成的鋼筋網(wǎng)片出現(xiàn)變形現(xiàn)象，就要對其采取要輕拿輕放的方式。同時，還需要注意，要將制作完成的鋼筋網(wǎng)片存放在適宜的環(huán)境中，以避免因環(huán)境潮濕而出現(xiàn)銹蝕和變形的現(xiàn)象發(fā)生。

要按照施工圖紙將制作完成的鋼筋網(wǎng)片進行鋪設(shè)，可借助于綁扎工具將其固定在錨桿上并對其進行焊接。

（二）錨桿支護施工技術(shù)以及操作要點

錨桿支護的作用主要是將其插入到巖石層內(nèi)，從而對巖石進行加固作用，可有效提高巖層的承載能力，達到實施支護的最終效果。由于錨桿施工技術(shù)具有干擾性小，操作簡單以及支護承載能力強等優(yōu)勢，所以在隧道施工工程中被廣泛運用。

1.錨桿支護施工技術(shù)

第一，需要將巖石層進行挖掘，經(jīng)過初噴混凝土等工序，進而再讓測量技術(shù)人員依照設(shè)計圖紙使用油漆標桿的方式在錨桿的位置上進行標記。

第二，人工使用鑿巖機按設(shè)計位置、深度、角度鉆孔，后用高壓風清孔。完畢之后，再根據(jù)具體要求實施檢查工作，如果在檢查工作中發(fā)現(xiàn)鉆孔的標準沒有達到所要求的標準，就需要對其進行補鉆。

第三，在布置時，巖體主結(jié)構(gòu)面與錨桿兩者間的角度要盡量加大，若是兩者之間的角度太小，就要與隧道周邊的輪廓之間處于垂直狀態(tài)，而且所布置的形狀要呈現(xiàn)出梅花形。

第四，在以上步驟都被相關(guān)監(jiān)理工作人員批準通過之后，再確定錨桿鉆孔以及所要使用的安裝方式。但要特別注意的是，錨桿鉆孔要盡量保持圓直，且要與巖石面垂直。另外，還要保障鉆孔處與巖面兩者間的平整。

第五，在選擇注漿錨桿時所要使用的方法、設(shè)備以及相關(guān)材料，要嚴格按照監(jiān)理工程師的批準標準選擇使用。

第六，在一般情況之下，采用注漿泵進行注漿施工。注漿壓力一般為地下水凈水壓的2—3倍，同時考慮巖層的裂隙阻力，根據(jù)現(xiàn)場情況試驗后確定。瞬間最高壓力值不應超過0.5MPa。

第七，固定錨桿時，需要確保每根錨桿的抗拔力都能夠達到設(shè)計的規(guī)定要求，與此同時，還需對每根錨桿進行檢查工作，確保每根錨桿均已達到相關(guān)規(guī)定的標準。

2.使用錨桿支護施工技術(shù)要點

第一，首先要根據(jù)具體的設(shè)計要求對錨桿進行截取，并且還要對其實施除油、除繡的工作。同時，對于錨桿和不需要附加墊板的一側(cè)時，要將不需要墊板的一側(cè)彎至彎頭的狀態(tài)。均勻攪拌黏結(jié)產(chǎn)漿并調(diào)整它的和易性，盡量達到隨用隨到的效果，攪拌一次砂漿最好是在初凝之后就使用完，這樣是為了確保所使用的錨桿和黏結(jié)材料之間的黏結(jié)力度加強。

第二，將注漿管插入到鉆孔的底部，在注漿工作開始時，再將已插入的注漿管緩慢往外抽，但切記還要將注漿管口持續(xù)的埋在砂漿內(nèi)，以防止將內(nèi)產(chǎn)生空洞的現(xiàn)象。另外，在體積較大的隧道工程施工時，在將注漿管全部拔出之后，就要采取風鉆或是錘擊的方式將桿體迅速地插入進去，以確保插入桿體的固定性[4]。同時，還要保證桿體的孔內(nèi)長度與黏結(jié)長度要達到設(shè)計要求的90%以上。

第三，注漿是否完成可以以孔口有沒有砂石擠出來進行判斷。

第四，桿體確定位置之后，可借助于小石子和木頭等小工具將其固定，以防止桿體滑落出來。以上是具體的施工技術(shù)要點。但是如果在遇到砂漿的黏合強度小于設(shè)計要求的70%以下時，最好對其不要碰撞，然后再采取有效方式對其進行完善。

3.噴射混凝土支護施工技術(shù)以及要點

噴射混凝土的施工原理就是將壓縮空氣為動力，將其噴射在含有速凝劑的混凝土表面，從而減少混凝土的凝固時間。這種支護施工技術(shù)主要具有強度大，提高施工效率以及節(jié)約施工材料等優(yōu)勢，為快速挖掘巖石奠定下了良好的施工基礎(chǔ)。

4.噴射混凝土支護施工技術(shù)

在隧道挖掘完畢之后，首先，就需要及時隨巖石層表面實施混凝土噴射技術(shù)，以防止巖石層發(fā)生松弛。在一般的情況下，所實施的混凝土噴射的方法主要是采用濕噴工藝。

首先將噴射面運用壓力水或者是壓縮空氣將其表面的石粉和雜質(zhì)吹干凈，方可進行噴射混凝土施工。噴射混凝土骨料用強制式拌合機分次投料拌和，為減少回彈量，降低粉塵，提高一次噴層厚度，噴射混凝土采用混凝土濕噴機，濕式噴射作業(yè)。開始噴射時，應減小噴頭至受噴面的距離，并調(diào)整噴射角度，鋼筋保護層厚度不得小于2cm。錨噴支護噴射混凝土，一般分為初噴和復噴二次進行。初噴在開挖完成后立即進行，以盡早封閉暴露巖面，防止表層風化剝落。復噴混凝土在錨桿、掛網(wǎng)和鋼架安裝后進行，盡快形成噴錨支護整體受力，以抑制圍巖變位。鋼架間用混凝土噴平，并有足夠的保護層。噴射混凝土分段、分片由下而上順序進行，一次噴射厚度控制在6cm以下，噴射時插入長度比設(shè)計厚度大5cm的鐵絲，每1—2m設(shè)一根，作為施工噴層厚度控制用。

嚴格控制風壓和噴射的速度，噴嘴與噴射面之間的距離最好是要保持在0.6米與1.2米之間，且噴射角度盡量也要控制在九十度之內(nèi)。

要掌握噴射順序，避免角隅鋼筋前面出現(xiàn)砂襄或蜂窩現(xiàn)象，如果發(fā)現(xiàn)存有此種情況，就需要將其清理干凈之后，再重新噴射一次。

5.噴射混凝土支護施工技術(shù)要點

在隧道巖石挖掘完畢之后，采用混凝土噴射支護技術(shù)的操作要點是，首先，在噴射時要綜合考慮混凝用途顆粒的凝聚力、噴射的效率以及巖石層面與噴射面兩者之間的黏結(jié)程度來確定噴射的厚度。

如果噴射厚度太大，則就會對混凝土顆粒的凝聚力造成不利影響，會使其凝聚力降低。特別是在噴射拱頂時，更容易產(chǎn)生由于混凝土太重而產(chǎn)生過脫落或者是分層的現(xiàn)象。而相反的，若是噴射的厚度又太小，則不僅會提高了回填量，進一步也無法保障混凝土的質(zhì)量。所以，在混凝土噴射時，噴射厚度最好是不要小于最大骨料粒直徑的兩倍。一次混凝土噴射時，一般情況下，它的拱部厚度與邊墻的厚度最好是控制在3—5cm、5—7cm最佳。如若在混凝土中加入速凝劑，可增加一次噴射的厚度，這時拱部厚度與邊墻厚度為5—7cm、7—10cm[6]。如果所要噴射的混凝土較厚，則就需要采取分層噴射的方式進行噴射工作。

另外，還需要結(jié)合所選用的混凝土原材料、溫度以及凝結(jié)時間來確實定噴射的間隔時間。最好是后一層噴射在前層混凝土終凝后進行，噴射的混凝土按規(guī)定灑水養(yǎng)護。如果上下層的室間隔時間太長，則就需要對上一層噴射混凝土表層清理干凈之后再對下一層進行噴射。

四、結(jié)語

綜上所述，在隧道初期運用支護技術(shù)，加強對支護技術(shù)的運用以及質(zhì)量控制，可對隧道的整體施工工作奠定下良好的基礎(chǔ)和有利條件。

參考文獻：

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[6]吳夢軍，吳慶良.山嶺公路隧道機械化施工現(xiàn)狀與展望[J].重慶交通大學學報（自然科學版），2020（03）：74-75

作者簡介：張許科（1986— ），男，漢族，河南漯河人，本科，中級工程師，研究方向：鐵路工程。