噴錨支護施工技術在公路橋梁隧道工程中的應用研究

尉洪偉

摘 要：為了進一步發展交通事業，拉近各個地區的經濟往來，基礎設施建設中隧道工程施工規模不斷擴大，通過隧道施工連接各個區域。由于各個區域地理環境的差異性，開展公路施工工程時會面臨各種阻礙，采用隧道施工技術，將噴錨支護施工用于公路橋梁隧道等復雜工程中，可以保障工程進展順利，提高工程施工效率。有必要做好施工前的準備工作，在施工中對混凝土噴射和支護等步驟妥善處理，從而保障施工質量。

關鍵詞：噴錨支護施工;公路橋梁隧道;混凝土支護

0 引言

一直以來隧道工程屬于建設規模大且施工復雜的工程，不僅施工工序繁瑣，施工耗時較長，在施工中會用到先進的技術，這對施工隊伍提出嚴格的要求。由于隧道內的地質結構復雜，為了保障土體穩定，維護施工環境安全，將噴錨支護方式用于工程施工，發揮錨桿與混凝土對圍巖結構的加固作用，突出技術的支護效果，從而對實際施工起到安全保障。

1 噴錨支護施工技術概述分析

我國地域遼闊，山區面積較大，在修建公路橋梁時難免遇到隧道工程，與其他項目建設相比，隧道工程施工對圍巖有極高的穩定性要求，一旦出現坍塌事故，后果不堪設想。因此，提高圍巖結構的穩定性至關重要，噴錨支護技術是圍巖支護技術的一種，該技術整體效率比較高，施工成本比較低，施工時不會占用過多施工面積與設備。噴錨支護主要分為錨桿支護與混凝土支護兩種形式，前者以錨桿為核心，依靠錨桿的錨固作用穩定發生破碎的巖石巖體，防止碎石掉落，并在錨桿和巖體間形成組合巖梁，打造可供承載的巖拱，后者就是提前拌和混凝土，使用相應的噴射設備在圍巖中噴射混凝土，通過混凝土的凝結與圍巖形成結構體，提升圍巖結構的承載力。在隧道硬巖層中使用錨桿支護方式可以防止巖石脫落，使用混凝土噴射方式可以防止破碎的巖石掉落，同時保護巖石受風化傷害，對整個隧道施工和運行起到安全保障作用[1]。

2 噴錨支護施工實踐應用

2.1 做好施工前準備工作

2.1.1 科學確定噴射混凝土原料的使用比例

施工前需要確定噴射混凝土的比例，合理配比，在保障原料達到強度等級的同時，結合當地地質環境與氣候條件，保證混凝土材料符合抗滲性要求，盡可能地提高混凝土抗凍性能，防止氣溫降低混凝土回彈。對于低溫早強的氣候環境條件，在噴射混凝土時應合理控制水灰比，最好控制在0.4左右，確保每1 m3的混凝土中有400左右的水泥量。噴射混凝土施工過程中，建議混凝土水泥、碎石、砂等原料的比例在1：1.61：2.35左右，通過有效的比例設計提高混凝土強度[2]。

2.1.2 科學進行噴射原料的配合比設計

隧道工程施工中噴射的混凝土以水泥、粗細骨料以及外加劑作為原料，要求這些原料必須滿足質量等級要求。比如，工程施工中，水泥強度等級應當超過32.5R，在選擇水泥材料時建議使用硅酸鹽水泥或含堿性略低的水泥，水泥細度應當低于4.1%。當水泥含水量達到26.5%時，此時水泥稠度剛好符合施工要求，水泥初次凝固需要1.5小時，終凝需要3.5小時。添加外加劑時需要對水泥合理配比，選用速凝劑作為外加劑，或者將速凝劑與復合外加劑結合起來，加快混凝土硬化速度，防止材料回彈造成損失，保證混凝土可以在潮濕環境下的隧道施工中應用。對于粗細骨料的配比，一般多使用非堿性碎石和卵石混合的材料作為粗骨料，但其中不能有泥塊物質，含泥量需要控制在0.6%以下，壓縮指標在7.6%左右。

2.2 噴錨支護技術施工過程

2.2.1 妥善清理工程開挖基面

如果完工的基礎面出現了出渣的情況，可以根據其凈空變化現狀做好測量標記，及時取出穩定性不夠好的巖石碎塊，隨后展開開挖處理。清理開挖基面時應重視基面是否存在軟弱地區，必要時需要人工處理，如果基面的硬度比較大，開挖時建議使用補炮，保證開挖的凈空尺寸可以滿足相關要求，符合工程施工特點。

2.2.2 混凝土噴射工作

噴射混凝土前應清除異物或粉塵，用水沖洗表面，使用攪拌機將水泥、和粗細骨料等原料混合攪拌，并按照一定的配比加入水，要求水量在混凝土的20%，再對混合物充分攪拌，加入速凝劑，要求速凝劑占水泥重量的5%。施工時會用到混凝土噴射機，設備壓力在0.4 MPa左右，第一次噴射混凝土時建議采用潮噴的方式，以此降低隧道內粉塵對施工的污染影響。建議合理劃分噴射面，每段噴射面長度在5 cm左右，選用螺旋形的噴頭，噴頭和噴面之間保持1 cm左右的距離，噴射方向和巖面之間夾角10°即可，建議將噴射厚度控制在3 cm。

2.2.3 準備相應材料和錨桿

設置錨桿前要對施工所需材料提前加工，固定錨桿的時候需要用到水泥錨固劑，保證錨固強度在56 MPa強度以上即可，錨固劑固化需要一定時間，應控制為10分鐘之內。

利用高壓風將孔中的雜物及時清除，鉆孔施工時可以用水讓錨固劑提前濕潤，再將錨固劑放到三分之二的孔深位置，使錨桿與錨固劑之間沒有縫隙，達到緊密接觸的狀態。應用統一規格的鋼筋網，將鋼筋網與錨桿焊接在一起，按照噴面的具體形狀安排鋼筋網，鋼筋網鋪設距離應在3 cm左右。

除了需要用到鋼筋網，還需使用格柵，鋼筋是錨固焊接時的主要材料，使用鋼筋螺栓與格柵相連，格柵尺寸在500 cm左右，采用點焊的方式將主筋焊接起來，連接筋長度在100 cm即可。鋼架制造完成后，使用螺絲在洞中連接鋼架，再定位鋼筋，將鋼筋設置在安裝位置上，初噴時需要在凹槽內打入木楔，為鋼架的安裝提前預留連接板，初噴之后焊接牢固并定位鋼筋鋼架，使用混凝土將鋼架中間填平。接著，在拱腳兩側設置鎖腳錨桿，并與隧道的中線保持垂直，斜度不宜超過2°，牢固焊接鋼架錨桿，盡可能地提升鋼架強度。可以在鋼架縱向位置連接鋼筋，鋼筋的安裝也需要做好焊接，焊接后需要噴射混凝土，讓混凝土將整個鋼架完全覆蓋，使鋼架與混凝形成整體，一同應對來自外部的荷載。

2.3 混凝土支護

在隧道工程混凝土支護施工中，需要注意以下要點：（1）素噴混凝土。做好前期準備工作，選用細度模數差高于2.5的硬質結晶砂和粒徑為5 mm～12 mm碎石，將其與硅酸鹽水泥混合攪拌均勻。（2）噴射混凝土施工。噴射初期將斜噴頭微微傾斜，分段對墻后拱部采用螺旋施工方法，將螺旋直徑控制在30 cm，連續且不間斷的對噴頭做圓周運動。當混凝土終凝1小時后，清水沖洗施工表面，再次施工，混凝土終凝2小時后展開混凝土表面的養護處理，需至少養護14小時。（3）涌水區域的施工分析。按照隧道周圍的地質環境和水文條件確定涌水區域，將地下徑流比較大的地區涌水作為本隧道工程涌水量，即38 810 m3/d，最大涌水量是該值的2.5倍，也就是97 025 m3/d，對水泥砂漿混合比做出調整，按照從遠到近的方式展開施工。由于隧道巖面結構容易滲水，可以在其中使用速凝劑，讓砂漿噴射到位，及時處理巖石表面凹凸不平的位置。

3 總結

總而言之，隨著公路橋梁隧道工程的發展，隧道施工會對隧道內原有的土體產生擾動，打破土層平衡性。為了保證隧道圍巖穩定，避免土體失衡，有必要做好圍巖支護工作。采用噴錨支護施工方法，發揮錨桿的支護作用，利用混凝土噴射方式提高結構強度，按照工程施工實際情況制定錨桿支護方案，盡可能地發揮技術效果，合理使用格柵與鋼筋網等材料，保障施工質量。

參考文獻：

[1]王義春.噴錨支護施工技術在隧道工程中的應用分析[J].住宅與房地產，2020（18）：214+225.

[2]李偉權.噴錨支護施工在隧道工程中的實踐應用[J].中華建設，2019（3）：156-157.