公路隧道初期支護的施工方法及步驟

（甘肅省金昌公路管理局， 甘肅 金昌 737100）

1 龍王臺隧道工程

國道 212線殪虎橋至嶺峰段維修改造工程采用二級公路標準建設，路線全長84.71kM。受地形條件限制及龍王臺水電站限制，K241+240-K242+610段原設計平面指標維持原有舊路標準，路基寬度為8.5m。在項目建設過程中，岷縣人民政府以文件請求將岷縣茶埠鎮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題。省公路管理局根據項目實際情況對岷縣縣政府上報的問題進行了現場調查研究，認為K241+240-K242+610段現有路基寬度僅為8.5m，且平面指標較低，而該路段道路前后所接路基寬度均為 12m，目前常發生交通擁堵現象。如果按照原設計維持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，徹底解決該段交通擁堵問題，原設計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，省公路局從建設難度、運營安全、社會效益和根治瓶頸路段等角度進行綜合比選，建議采用隧道方案。

2 龍王臺隧道工程中初期支護施工的作用

隧道掘進因受地形條件（出口連接橋梁，施工機械無法進出）限制從隧道進口單向掘進。在進行洞口段開挖施工前必須先作好洞頂截水溝以及洞頂改溝工程，防止地表水滲入開挖面影響明洞邊坡和成洞面的穩定；在進行開挖過程中，邊坡防護必須與邊坡開挖同步進行，開挖到成洞面附近時必須預留核心土體，待洞口長管棚施工完成后再開挖進洞。進口端洞口地質較差，明洞襯砌完成后要及時回填。

洞口及明洞工程的施工程序為：淺埋段地表注漿加固→洞頂截水溝開挖、砌筑→洞口其他排水工程→洞口土石方開挖（路基填筑）→邊仰坡及成洞面臨時防護（二襯臺車進場）→洞口套拱、管棚棚架式體系等輔助進洞措施施工。

開挖時采取有效初期支護手段以保證成洞面及仰坡的穩定和順利進洞，在進行暗洞施工前應對洞口開挖臨時邊、仰坡進行錨噴（網）加固，然后開挖進洞。具體做法：采用邊挖邊打錨桿及掛網錨噴支護的施工技術措施，以防止巖面風化，保證成洞面的穩定。通過公路隧道初期支護施工不僅能有效保證龍王臺隧道工程施工的安全性，同時有效提高了該工程的施工效率和施工質量。

3 公路隧道初期支護的施工方法及步驟

3.1 初噴砼與錨桿施工

在公路隧道掌子面挖掘完畢后，施工單位應立刻施作初噴砼。在進行這一操作前，施工作業人員一定要預先做好巖面的找頂、清危以及局部滲透水的引排工作。初噴支護工作一般應在爆破工作完成后的3～4h內完成，初噴砼的厚度要保持在3～5cm之間[1]。施工作業人員在進行噴射砼作業時應使用分段、分塊，先墻后拱、自下而上的順序進行；在進行噴射作業的過程中，噴嘴需做反復緩慢的螺旋形運動，螺旋直徑要在20～30cm之間，借此有效保障混凝土噴射的密實性；此外，施工作業人員還要把握好風壓、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，在隧道系統中錨桿采用φ2.5×0.5cm的中空注漿錨桿[2]，并且需要通過結合圍巖等級狀況采用不同的長度和縱向以及環向的間距布置。在龍王臺隧道工程初期支護施工之中采用的錨桿為φ22mm砂漿錨桿，砂漿錨桿長 3.5m，間距120×120cm，以梅花形布置。在進行錨桿鉆孔工作時應使用人工手持式風鉆造孔，進行錨桿安裝工作時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。在進行錨桿注漿工作時要使用專用注漿機，注意將注漿壓力控制在0.5～1.0MPa之間，同時在注漿過程中注意排除空氣。

3.2 鋼筋網與鋼支撐施工

在龍王臺隧道工程初期支護施工中的鋼筋網與鋼支撐施工中，關于鋼筋網采用φ8mm鋼筋網，鋼筋網的鋪設時間在砼初噴和錨桿安裝工作之后，在進行鋼筋網鋪設工作的過程中施工作業人員要注意將鋼筋網津貼初噴混凝土的表面，防止在進行二次噴射工作的過程中出現顫動的情況。鋼筋網的網格間距為20×20cm，鋼筋網在鋼筋場下料并綁扎成形，鋼筋網網格間距按設計及規范要求進行拼接和與錨桿連接。為現場使用方便，鋼筋網每邊長以1～3m為宜。鋼筋網安放時注意搭接≥30d，且≥鋼筋網網格長邊間距。

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使用型鋼進行分階段加工彎制，之后通過使用連接鋼板采用螺栓連接將其連接起來。格柵拱架主要是通過使用螺紋鋼筋進行分階段加工，將其焊接成空間格柵的結構，之后通過連接鋼板進行螺栓連接。鋼支撐應先在隧道外通過分階段加工，在初噴砼工作完成后進行安裝工作。

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、篩網過篩、濕噴式混凝土噴射機噴射、添加速凝劑。在進行噴射砼施工前施工作業人員一定要注意加強對于該工作中需要使用到的質量控制工作。在應用水泥材料前一定要實現經過嚴格的檢驗工作后才能投入使用。速凝劑在投入使用前也需要預先進行水泥適應性實驗以及速凝效果試驗，只有速凝劑能在5min之內完成混凝土初凝，同時在10min內完成終凝的情況下才能將之投入到施工作業中去。

噴射混凝土的主要工具就是混凝土噴射機。施工作業人員在進行混凝土拌料工作前一定要注意嚴格檢查攪拌機是否處于正常工作的狀態，同時一定要注意確定運輸車的到位情況。在進行實際噴射工作前，要預先對巖面進行清潔工作，借此將存在于圍巖表面的粉塵、巖屑等物質除去，有效防止外界因素對噴射混凝土工作的影響。此外施工作業人員在操作噴射機時一定要注意控制噴射機的工作風壓，將其控制在0.2～0.4MPa之間，同時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，噴射機噴嘴的移動軌跡要呈現螺旋狀。在移動噴嘴的過程中要保持緩慢，先讓混凝土堆積起來，在逐漸擴大噴射機的噴射范圍。

在進行噴射砼施工作業的過程中，工作人員一定要注意嚴格遵守使用分段、分塊，先墻后拱、自下而上的順序進行。在混凝土被噴射到鋼筋網部位時，工作人員一定要將噴嘴靠近鋼筋，同時適當偏移噴射的角度，要讓混凝土完全覆蓋住鋼筋網；在進行拱架噴射工作的過程中，施工作業人員要將拱架與圍巖之間存在的空隙進行填實，之后再從拱架周圍開始噴射工作，并逐步朝拱架之間噴射。在混凝土噴射工作完成后，施工作業人員要及時對其進行養護工作，有效保證其質量以及使用壽命。

4 結束語

綜上所述，對于公路隧道施工項目來說，初期支護施工是其核心重點部分，其工作質量直接關系到總體工程施工的效率、質量以及安全性。因此，要想提高隧道工程自身的施工質量、效率以及安全性，就必須要加強初期支護施工工作。此外，由于當前我國對于公路隧道初期支護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，因此我國有識之士應對其不斷研究，借此有效提高我國公路隧道的總體設計和施工技術水平。

[1]陳蒙.偏壓雙連拱隧道合理開挖與支護方式研究[D].煙臺：煙臺大學，2016.

[2]禚振禮.隧道仰拱結構支護性能研究[D].西安：長安大學，2016.