隧道工程噴錨支護施工技術方案及細節問題分析

杜蓬翔

中鐵二十局集團第二工程有限公司

隧道工程噴錨支護施工技術方案及細節問題分析

杜蓬翔

中鐵二十局集團第二工程有限公司

文章主要對隧道工程噴錨支護施工技術方案及細節問題進行分析。具體是結合某一隧道施工實例，對本項目噴錨支護的關鍵型施工技術進行分析，從砂漿錨桿施工、型鋼架施工噴射混凝土施工以及鋼筋網施工幾方面展開論述。希望上述多類技術的科學應用，在優化隧道工程施工整體質量方面有所幫助。

隧道工程；噴錨支護；施工技術；施工細節

1 引言

在科學技術日新月異的時代中，隧道工程施工體現出科學性與規范性特征。基于在隧道工程施工進程中地質結構狀況與土體抵御剪切能力密切相關這一實況，提出了科學應用噴錨支護施工技術的建議，其宗旨在于強化工程土體的穩固性，分解其應力。實踐證明其為一種帶有高效性特征的支護技術。本文以噴錨支護施工技術在隧道工程中的應用為論點，展開相關論述。

2 工程概況

某隧道整體長度為3850m，全線大體處于一條水平線上，坡度分別為13.5%與8.7%，Ⅱ、Ⅲ級圍巖的長度分別為245m、2048m。工程施工方案規劃進程中堅持壓縮開挖面的暴露時長的原則。基于地形的復雜性以及多樣化因素的制約，使模筑混凝土支護施工技術的實用價值被大大削弱，該隧道工程施工工序多樣且繁雜，工期較為漫長，封閉圍巖的時效性很難得到切實的保障，為了使工程施工進度不受影響，以及維護施工人員人身安全性，建議應用噴錨支護施工技術。

3 噴射混凝土原料的配合比與確定

3.1 噴射混凝土原料配合比

首先，選擇優質水泥材料是基礎。一般情況下會選擇2.5R以上的低堿普通硅酸鹽水泥或者硅酸鹽水泥，基于本隧道工程施工環境的特殊性，最后決定選擇32.5R級普通硅酸鹽水泥。其次，科學選擇細骨料與粗骨料。本工程的細骨料選用非堿活性且質地堅硬的河砂，剔除易凍裂的礦物質的同時確保其清潔性；粗骨料選用非堿活性且級配良好的碎石及卵石混合物，剔除冰雪等凍結物；最后，選擇外加劑。整合低溫早強噴射混凝土特征，本工程選擇多功能復合外加劑與速凝劑配合試驗，前者在降低混凝土液相冰點，提升噴射混凝土初期強度方面體現出巨大的應用價值；后者使混凝土固化時間體現出短暫性特征，壓縮回彈損耗量，強化混凝土在含水或潮濕巖層內的應用效率。

3.2 噴射混凝土原料配合比的確定

在選擇噴射混凝土配合比時，要結合工程規劃標準強度級別的同時，也應該積極將本地域多樣化氣候特征整合其中，確保混凝土結構的抗滲性與初凝性，更深層次的提升其抗凍性，在壓縮回彈率與水化熱方面也應該體現出一定的應用價值。綜合以上多樣化因素，在本隧道工程施工進程中，把低溫早強噴射混凝土的水灰比管控在0.4～0.5之間；水泥用量在400～450kg/m3范圍內取值。整合多方數據信息，低溫早強噴射混凝土結構水泥、砂和碎石的配合比設定為1：2.5：1.8。

4 噴錨支護主要施工技術

4.1 砂漿錨桿施工

4.1.1 原料與配置比；在該項目工程中，應用φ22mm的螺紋鋼錨桿桿體，錨桿平整性、不存在銹跡是基礎標準，應用之前對其做除油處理，砂漿為中砂與R42.5水泥混合制得的，砂粒最大直徑小于2.5mm，應用之前對其做篩選清潔處理工序。

砂漿配置比控制在1：1-2:1之間取值（即(水泥與砂之間的比值），水膠比管控在0.45-0.5之間。砂漿的攪拌務必要確保充分性與均勻性，即拌即用，務必在其初始凝固之前使用完畢。

3.1.2 鉆孔：應用專用錨桿臺車進行鉆孔作業，孔洞深度、方位以及排布形式務必要嚴格參照工程施工標準，孔洞深度偏差在5cm之內，孔洞直徑大于錨桿體直徑20mm，鉆孔作業完成以后將其中的積水、積粉等雜質徹底清理。

3.1.3 灌漿、安裝：在本工程項目中應用奧地利M400邁氏們漿泵灌漿[1]。一旦灌漿初期與中途延遲時間大于30min，需要用水或稀水泥漿強化漿泵與管路的濕潤性。在灌漿過程中漿管端口與孔洞底端之間的間距在5～10cm之間內取值，伴隨著砂漿連貫性均勻式涌入其中將漿管緩慢拔出，灌漿壓力始終不高于0.4MPa。施工人員在該道工序中應該格外注意的是規避孔洞砂漿滲漏現象形成，同時維護錨桿位置的穩固性。帶砂漿灌注完畢以后安設錨桿，其插入長度大于設計長度的95%，外露部分與安設托板、鋼筋網標準相匹配，錨桿安設以后應該做好維護工作。

4.2 型鋼鋼架施工

4.2.1 鋼架加工：即參照工程施工規范在場地安放1：1大樣，將鋼架細化為6塊3個單元，同時確保法蘭焊接的精確性與全面性，以及孔眼的相對性。在對其施工之前應該對不同單元進行編號，對其結構進行全面檢查，及時處理彎曲、錯臺、變形等多樣化問題，為其實效性發揮奠定基礎。

4.2.2 鋼架架立：測量的精確性是基礎，架立后以確保復檢核實的時效性。在本次施工項目中，強化鋼架和圍巖之間的緊湊性是重點，通常情況下兩者間距不大于5cm。在對基底松軟安設之時布設時墊板，在降低其下沉程度方面發揮的作用是巨大的，特殊情況下可以在工程基底應用混凝土，宗旨在于強化其牢固性。

4.2.3 連接；確保不同法蘭之間對應的整齊性，繼而應用螺栓將其銜接在一起強化緊固性，對鋼架和豎向錨桿施以電焊對策。為了達到強化鋼架間連接緊密性的目標，采用φ22螺紋鋼所取得的焊接成效是極為可觀的，整體支護效果是優良的。

4.2.4 添加楔塊：實質上就是將混凝上事先制作的楔塊添置于格柵和圍巖之間的分析中，從而確保圍巖壓力傳導至格柵架上部的勻稱性[2]。

4.2.5 濕噴混凝土施工

待噴射機械安裝質量的取得是一個循序漸進的過程，灌注清水以后，確保通風的暢通性，將管道中的雜質徹底清除掉，與此同時應用高壓風吹將圍巖表面的灰塵等雜物徹底清除。確保上料的連貫性，應該嚴格遵照工程施工配制比配料，對水灰與坍落度進行重點管控，確保上料的流暢性。濕噴混凝土施工程序可以做出如下概述：開啟液態速凝劑泵是首要步驟，繼而開風，最后上料。濕噴混凝土施工質量的檢測以凝結效果優良，回彈數值低以及表面濕潤性與光滑度為基準。

4.2.6 濕噴混凝上技術控制

一是做好混合料拌合工作，具體是應用體積大于400L的強制式攪拌機，攪拌時間高于2min。原材料量取誤差：水泥、速凝劑±2%，砂石±3%。攪拌后的混合料運送時長應該低于2h；遵循即拌即用規則；混合料在輸送、保管環節中均應該做好防護工作，降低外界物質混入的概率，在其導入噴射機之前做好過篩作業。

二是噴射混凝土施工作業應該體現出層次性特征，遵循從下往上的原則，先噴射型鋼鋼架和拱壁空隙部分，最后噴射兩鋼架之間位置[3]。每次噴射厚度與噴射位置、規劃厚度之間存在密切的關聯性，在本隧道工程中拱部通常為5cm左右，邊墻為8cm左右，確保先噴層凝固完全以后進行后續噴層施工作業。

三是嚴格管控噴嘴和圍巖表面間距與夾角。通常情況下噴嘴和圍巖表面之間成角為90°，在有鋼筋結構存在之時角度應該做適當調整；噴嘴和圍巖表面距離在0.5～1.2m區間內取值。

四是做好噴射混凝上養護工作，具體是在其終凝2h后灑水，灑水頻率以混凝土表層濕潤狀態性為基準，本項目養護時間通常大于1周，但是若環境溫度小于5℃，灑水養護作業可以省略。

4.3.鋼筋網施工

隧道鋼筋網事先在制造出加工成型。鋼筋種類與網格間距與工程施工規范相匹配。鋼筋表層不得有褶皺與裂痕、油漬等殘留物。安裝搭接長度相當于1-2個網格，應用電焊形式強化其銜接的緊湊性[4]。在本工程施工進程中，鋼筋網敷設方位與噴面之間存在密切關聯性，其和受噴面間距小于3cm，確保和錨桿或他類固定裝備銜接的牢固性。噴射初期盡可能拉短噴頭和受噴面之間距離，對噴射角度實時調節，鋼筋保護層厚度大于5cm，若噴射過程中鋼筋網片上存有脫落砂塊或混凝土塊，務必要確保清理的及時性與徹底性。

5 結束語

隧道工程施工所處地形通常是復雜的，氣候條件也是惡劣多變的，那么在施工量以及施工強度處于較高層次上的情景中，許多安全隱患問題衍生出來，孔洞在挖掘過程中總會使土層應力的均衡性受到影響。噴錨支護施工技術的應用，在隧道工程施工進程中擁有較高的應用頻率，為了使其實效性充分發揮出來，施工人員對地形、施工標準以及施工條件等因素有全局性掌控使基礎，從而使最佳噴錨支護施工技術方案編制出來。

[1]何樹生,史航,楊建,鄭學萍,張春杰.油氣管道隧道噴錨襯砌支護技術的應用[J].油氣儲運,2015(1):81～85.

[2]萬良勇,宋戰平,曲建生,宋云財.新建地鐵隧道“零距離”下穿既有車站施工技術分析[J].現代隧道技術,2015(1):168-176+183.

[3]任少強,譚忠盛,張德華.碎屑流地層大斷面鐵路隧道施工技術研究[J].土木工程學報,2015(S1):368～372.

[4]劉強.人防指揮所工程通排風井群方案優化及開挖支護施工技術[J].山東交通科技,2014(2):66-67+73.