隧道初期支護施工技術分析

（甘肅省交通工程建設監理有限公司，甘肅蘭州 730000）

0.引言

在科學技術日新月異的今天，很多高端技術與機械設備被用于隧道工程施工中，新興施工方法的產生與之相伴隨，這也是長、大隧道在公路建設中應用范圍拓展的主要原因之一，而施工階段面臨圍巖條件復雜多變的狀況。在這樣的工況下，采用適宜的施工技術將圍巖維持在一個相對穩定狀態就至關重要，各種支護施工技術就應時而生。錨桿、鋼筋網片、鋼拱架、砼噴射等均是隧道初期支護施工階段的主要工序，但實踐中部分人員并沒有扎實掌握技術要點，從而影響支護效果的可靠性。本文從優化隧道初期支護質量的角度出發，結合實際案例，加強支護技術要點的分析，力求推動本行業持續發展過程。

1.工程概況

某地高速公路WXSG-6標，起訖樁號K26+136-K33+800，線路全長為7.664km。本標段施工條件復雜，施工線路較長，共計有2座隧道，達到了7140m，橋隧長度占線路全長的93.16%，夏河2號隧道、拉卜楞特長隧道長分別為1622m、5518m。本標段內2座隧道設計均是單洞，凈寬為12.2m，隧道圍巖級別主要以IV、V級為主。在現實施工中，隧道前期支護施工以錨桿、掛網、鋼拱架及噴射砼等為主。

2.隧道初期支護施工技術

2.1 錨桿支護

參照隧道工程項目各處圍巖所處級別差異性，應對錨桿類型作出科學選用，通常情況下，圍巖條件較差時選用中空注漿錨桿；在常規工況下推薦使用砂漿錨桿。本工程選用 22砂漿錨桿，所有錨桿均配置了墊板，呈梅花型布設錨桿，在施工中按照圖紙要依照圍巖類別合理選取錨桿長度與間距，結合設計要求截取桿體，并對其進行整直、除銹、涂油處理。

本隧道使用風鉆鉆眼，用高壓風吹孔，配合使用注漿器完成注漿任務。挖掘出隧道導坑以后，組織工人應盡早安置錨桿，在施作中加強錨桿桿體露出巖面長度值的控制，不可大于噴層厚度，借此方式確保錨桿的設計入土深度達標。要求隧道項目錨桿支護施工階段應用的砂漿標號高于20號，配合比通常為1: (1～1.5):(0.45～0.5)，水灰比適宜區間為0.45～0.5，砂粒徑≥0.05mm[1]。依此嚴格制作錨桿粘結性材料，確保粘結性砂漿拌和的均勻性，科學調整其和易性，按照隨拌隨用，一次拌和好砂漿均要在初凝前使用完。

注漿是錨桿支護的關鍵一環，注漿在前，桿體插入在后，注漿時要封堵住孔口，注漿管要插到和孔底相距5cm～1cm位置，伴隨水泥砂漿注入過程緩緩勻速將其拔出，并始終要維持注漿管埋設在砂漿內，以防有空洞形成。注漿結束后，工人要快速插進桿體，如果觀察孔中無水泥砂漿外溢，則需拔出桿體二次注漿。加強注漿孔口壓力的控制，以≤0.4MPa為宜，當砂漿沒有抵達設計強度的70%時，嚴禁出現隨意碰撞行為，通常限定3d中不可懸掛重物。

2.2 鋼筋網支護

鋼筋網支護操作階段，要確保所用材料質量與尺寸規格均能符合設計要求。按設計要求選用雙層鋼筋網，要求首層鋼筋網被砼整體覆蓋以后方可敷設第二層鋼筋網，并明確要求敷設層鋼筋網環節中，網片要和圍巖面緊密貼合，這樣才能和圍巖實現共同承重[2]。在本工序施工階段，質量控制應從網格尺寸、鋼筋保護層層厚和被噴面的縫隙等方面著手。

2.3 鋼拱架支護

依照工程設計要求，在加工廠內制造鋼支撐，加工場地必須進行硬化處理，依照設計放出加工大樣后加工鋼支撐，并進行試拼。在初噴砼后運輸拱架進洞安裝，保證定位筋、錨桿相互連接，把縱向連接筋增設在鋼支撐之間，加強焊接質量，并通過噴砼方式進行填平。施工階段嚴格依照設計位置安置鋼支撐，于鋼拱架基腳處預留0.15m～0.2m 原地基，在穩固的基礎上安置鋼支撐拱腳，借此方式增強基底承載力，在實際施工中，建議在上導拱腳設置砂箱，在下導拱腳設置砼預制墊塊，通過調節和支墊的方式，使拱架平面和隧洞中線成角90°，傾斜度≤2°，鋼支撐任何位置偏離鉛垂面≤5cm，并加強鋼支撐與圍巖間隙控制，使其≤50mm。根據設計要求，在上導兩拱腳與下導兩邊墻腳以上1m位置均設置鎖腳錨桿，由2根錨桿構成，施工時必須嚴格控制，保證鎖腳錨桿與豎向夾角為30°～45°斜向下打入圍巖，以控制拱腳下沉。噴射砼時，由拱腳或墻腳位置朝向上方進行，以防出現上方噴射料對拱腳形成虛掩作用，導致拱腳噴射密實度不達標，強度不符合設計要求，最后出現失穩問題。

2.4 噴射砼支護

本隧道工程噴射作業中選用了425普通硅酸鹽水泥，選用JN-5型速凝劑，摻入量是水泥用量的4%；水灰比最適區間為0.4～0.5，能保證噴射砼的強度及減少回彈量。在施作中，噴射砼支護應和圍巖緊密粘結，確保結合穩固，不可有空洞形成，不可在超挖部位添加片石與木板等雜物，特殊情況下開展粘結力試驗;若噴射砼施工作業分層進行時，要求最末層噴射應在上一層砼終凝以后施作；混合料要做到隨拌隨噴，噴射砼施工操作時形成的回彈物不可二次用于噴射砼用料，應適時對噴射砼進行養護，當檢測到隧道內溫度＜5℃時，嚴禁出現灑水養護行為。在冬天施工時，維持噴射作業區域氣溫≥5℃，結冰的圍巖面不可噴射砼。

3.結語

公路隧道工程施工建設階段，初期支護為其內部重要受力結構之一，其施工效果對整個隧道安穩性形成直接影響。故而，施工人員應予以初期支護施工作業一定重視，明確影響支護效果的主要因素，結合工程實況有針對性的調整支護施工工藝方法，創新施工技術方案，使工程質量提升有更強大的支撐。