淺談隧道錨噴混凝土的施工技術

羅振亞

（山西路橋第二工程有限公司，山西 臨汾 041000）

淺談隧道錨噴混凝土的施工技術

羅振亞

（山西路橋第二工程有限公司，山西 臨汾 041000）

公路隧道錨噴支護是將錨桿與噴射混凝土作為加強和利用圍巖自身支撐能力，文章結合多次隧道施工、實踐經驗，介紹了常用錨桿的安設、噴射混凝土作業過程及噴槍頭施工操作注意事項。

隧道；錨噴；混凝土施工技術

1 概述

錨桿的種類很多，常用的黏結型錨桿有金屬砂漿錨桿、金屬樹脂錨桿等；機械性錨桿有楔縫式、漲殼式和滑楔式錨桿等；其材料有鋼桿的、木桿和鋼絲的；其受力可以是預應力的，也可以是普通受力錨桿。

鋼筋水泥砂漿錨桿具有造價低，取材及加工容易，力學性能好，施工工藝較簡單等優點，在地下工程中已經被廣泛采用。

近幾年來，在國內外，樹脂錨桿的研制和使用發展較為迅速，下面主要介紹這兩種錨桿的安設。

2 錨桿的安設

2.1 鋼筋水泥砂漿錨桿的安設

（1）鉆孔前應根據圍巖的狀況和設計要求，布設孔眼。錨桿的縱橫距離，一般不超過錨桿長度的1/2；錨桿與巖面，層面或裂隙面的交角，一般以90°為宜；錨桿的設計長度及直徑選定孔眼直徑（一般為37～45 mm），并做標記。用鑿巖機進行鉆孔，并用高壓風或高壓水將孔洗清，注漿時用注漿器進行。

注漿時，以水引路，將砂漿充滿注漿器和管路，并用高壓空氣將水泥砂漿由導管壓入鉆孔中。注漿過程要始終保持器內有足夠的砂漿（1/4以上）。尤其是最后一根錨桿，防止高壓風將鉆孔中砂漿吹掉，確保安全。

（2）注漿配制。注漿中的水泥，一般用40號以上的普通硅酸鹽水泥；砂子用粒徑不大于3 mm的中砂，用前應過篩；水泥砂漿配合比一般控制膠骨比1∶1～1∶2，水灰比0.38～0.42；速凝劑使用前應做速凝效果試驗，一般要求初凝不大于5 min。如使用紅星1型，摻量占水泥重量的3%左右。

（3）錨桿體。錨桿體宜采用16號錳或5號螺紋鋼筋，也可用3號鋼筋，鋼筋網可用3號鋼。使用前應矯直和除銹、淋濕。錨桿直徑一般為16～22 mm，為了保證錨桿和孔壁之間的砂漿層，錨桿直徑應比鉆孔直徑小15～20 mm。

（4）安設錨桿、金屬網。一般采用先注漿，后插錨桿最為簡單，也有采用先錨后注的方法，多數大型的錨桿或錨索等，應先給預應力，后予注漿，以加強黏結和防護。采用金屬網時，網格不應過小，以20×20左右為宜。鋼筋（絲）網應隨巖面平順起伏設置，與巖面間距一般不小于3 cm，宜為5 cm。鋼筋網與錨桿連接牢固，使噴混凝土時不發生位移和松動。如發現有脫落的石塊被網架住時，應及時清除。

2.2 樹脂錨桿的安設

樹脂錨桿是以合成樹脂為黏結劑，將錨桿和孔壁巖石黏結成整體的一種錨桿，他的優點是固結快，很短時間內就能達到設計錨固力，安設也方便；缺點是價格貴，如其桿尾有螺紋，并安有墊板，則可擰緊螺母，起到部分錨固預應力的作用，且錨桿尾端對圍巖錨牢固、可靠。

3 噴射混凝土作業

這里只介紹國內普遍采用的干法噴射混凝土施工要點。

3.1 準備工作

（1）認真檢查隧道開挖的凈空尺寸，鑿除欠挖部分。清楚松動巖快、浮石和墻角巖渣，拆除各種障礙。用高壓風及、水沖洗受噴面。如有滴漏水，應采取集、排水措施。

（2）利用錨桿外露長度和用快凝漿黏鐵釘或U型鐵絲于巖面上，作為噴射厚度的標志。

（3）做好機械設備的就位和場地布置、保證運輸線路、風水電暢通，搞好照明。安排好回彈物的利用。

（4）試運轉，開啟高壓風及水，如噴頭分壓正常，噴出水應成霧狀，只有運轉正常后，才能進料噴射。

（5）混合料的拌制，應配合噴射作業，隨拌隨用。未摻速凝劑時，存放時間不超過8 h；摻速凝劑后，不超過30 min。混合料應拌制均勻，顏色一致，裝入噴射機前應過篩。

3.2 噴射作業

噴射作業應在劃定的區段內進行，區段長度一般不超過6 m。噴水時自上而下，先墻后拱分部、分塊的順序進行。噴射時，噴頭要正對受噴面做均勻順時針方向的螺旋轉動，螺旋直徑20～30cm，以使混凝土噴射密實。

當巖面有較大的坑洼時，應先噴凹處，然后找平。

噴混凝土的成型，其自重是靠它與噴射面的黏結力來平衡的。混凝土終凝之前，這種黏結力是微弱的，所以一次噴射太厚，噴層會出現錯裂、坍落；一次噴射太薄，大部分骨料又會彈回來，受噴面僅留薄層的細粒混凝土或砂漿，影響噴混凝土的質量和工效。一般拱部一次噴厚為4～6 cm，邊墻為6～8 cm。

噴射層間隙時間，應視混凝土的凝結情況而定。一般常溫下（15～20℃），采用紅星1型速凝劑時為15～20 min；采用碳酸鈉速凝劑時為30 min以上。

噴混凝土緊跟開挖時，從混凝土噴完到下一循環放炮時間間隔，一般應不小于4 h，以使噴混凝土得強度不致因爆破震動而受到影響。

3.3 噴射機的操作要點

噴射工藝中最主要的是調整風水壓。一開始，應先給風、給水，再給電、后送料；結束時，應先停料、在停電，然后切斷水、風源。供料應連續均勻，機械正常運轉時，料斗內應保持足夠的存料。

為了保證高壓水能從混合室（噴頭水環）內壁小孔中高速射出，把干料迅速拌勻，水壓要比輸料管風壓高0.1～0.15 MPa以上。噴射區的水壓應大于0.4 MPa，不足時，一般宜配備高壓水箱。分壓能否掌握好，對減少噴混凝土的回彈率，保證噴混凝土和降低粉塵都有很大影響。噴射機在水平距40～60 m內是比較好用的，正常工作風壓可用0.15～0.2 MPa，空機時可掌握在0.1～0.09 MPa之間一般增加一節管子。只需增加0.02 MPa的壓力。在保證正常噴射的情況下，風壓稍低些為好。

噴射作業中的堵管現象，通常由于混合料中混有粒徑超過25 mm的石子、水泥硬塊、雜物等；或是操作順序差錯，如先開電機后給風；或砂中含水率超過6%，都容易在出料彎頭處發生堵塞。另外，風壓過低，管道不順，也易引起堵管。

3.4 噴槍頭的操作注意事項

噴頭的受噴面的最優距離是按噴射混凝土最小回彈量和最高強度來確定的。一般為0.6～1.2噴射方向與受噴面垂直并稍微向剛噴射的部位傾斜（掌握在75°～100°），則回彈量最小，效果最好。回彈量一般拱部可控制在20%～30%；邊墻可控制在10%～20%。嚴格控制水灰比，噴出的混凝土應呈暗灰色、濕潤、光澤、無干斑或滑移流淌現象，回彈量也較小。

突然斷水、斷料時，噴頭應移開受噴面，嚴禁用高壓風、高壓水沖擊剛噴好的混凝土。受噴面銜有金屬網時，灰水比宜大，噴頭與受噴面的距離也要相應縮短到0.7左右，施工中可以把攏料管增長0.6～1.0，套上普通硬塑料管，解決噴頭離巖面往往較遠的問題。

4 噴混凝土的施工安全

噴混凝土一般是靠圍巖自立而無支護的情況下進行，所以在噴射之前要認真檢查作業段的圍巖狀況，加強施工區的照明、通風和防塵措施。

高壓作業機械均應安設壓力表、安全閥。使用前應進行耐壓試驗，合格后方可使用。

噴射和處理堵管過程中，禁止噴頭對人，以免射傷人員。經常檢查管路是否有擊穿可能，并及時處理。

噴射作業人員，均應帶防塵口罩。操作噴槍頭的人員，應帶護眼罩、雨衣、長筒乳膠手套等勞保用品。盡可能采用機械手，改善勞動條件。

5 噴混凝土施工溫度與養護

噴混凝土作業區的氣溫和混合料進入噴射機的溫度及水溫應不低于5℃。養護時，氣溫如低于5℃時，不得澆水。噴混凝土強度低于10 MPa時，不得受凍。這樣才能使噴混凝土成型及強度發展良好。氣溫低于5℃的情況下施工，應經過試驗，并采取保溫等綜合性措施。

噴混凝土特別需要良好的養護，才能使水泥充分水化，使噴混凝土的強度較快的均勻增長，減少和防止混凝土的收縮開裂，確保混凝土的質量。噴混凝土終凝后2 h，即應開始灑水養護。初期應加強，灑水次數以能使混凝土有足夠的潤濕狀態為標準。養護時間應在12天以上。

Discussion on the Construction Technology of Tunnel Shotcrete

Luo Zhenya

The road tunnel shotcrete support is using anchor and shotcrete to strengthen the support capacity of rock itself.The article,combined with many tunnel construction and testing experience,introduces the notes including installation of common bolts,shotcrete working process and gun operation.

tunnel;anchor spray;concrete construction technology

U455.48+1

A

1000-8136(2011)05-0059-02