隧道工程噴錨支護施工技術研究

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摘要：隨著我國經濟實力的提升，國家對于各項基礎建設工作十分重視，交通事業(yè)也在良好的社會形勢下得到了長足的發(fā)展。各個地區(qū)的交通工程數量不斷增加。由于各個地區(qū)的自然環(huán)境有較大區(qū)別，公路工程的建設的過程中，部分地區(qū)需要開挖隧道，才能優(yōu)化交通條件，需要運用到相關隧道施工技術，噴錨支護施工技術則是其中重要的技術之一。該項技術能夠對隧道有強化固定的作用，有效的提高地層的穩(wěn)定性，保障施工安全。本文簡單的結合某工程的情況介紹了噴錨支護施工技術在隧道工程中的應用，包括確定噴射混凝土原料的比例、噴射混凝土原料配合比、清理開挖面圍巖、噴射混凝土、設置錨桿及配套材料、覆蓋混凝土等，為隧道的施工人員提供一定的參考與借鑒。

關鍵詞：隧道工程；噴錨支護；施工技術；支擋結構；應用

現代科學技術的提升，使得隧道工程的施工更加科學。隧道施工中，地質結構的情況決定了土體的抗剪力不足，土體需要在一定高度的條件下保持直立的狀態(tài)，需要運用噴錨支護措施，為土體設置有效的支擋結構，能夠分散土體的應力，從而提高施工技術進行有效支護。作為一種主動制約機制的支擋結構，其通過分散土體應力而加強了土體的強度和穩(wěn)定性，是一種有效的支護技術。

1工程基本情況

某隧道總體長度為3856m，其全線基本處于直線之上，坡度分別為14.6%、9.7%，其Ⅱ級圍巖的長度為255m，Ⅲ級圍巖的長度為2035m。設計的過程中會需要追減少開挖面的暴露時間。由于地形的特殊及各項條件的限制，模筑混凝土支護不能夠實時的跟進開挖的進度，其施工工序較多，且十分復雜，需要的施工周期也較長，及時封閉圍巖存在較大的難度。開挖會使得上坡、變坡受到一定的擾動，土地不穩(wěn)定，容易出現融塌的施工事故，施工安全性不足，且會影響到施工進度。

2噴錨支護技術在隧道工程中的應用

2.1準備工作

2.1.1確定噴射混凝土原料的比例

確定噴射混凝土各項原料的比例時，不僅需要達到設計要求的強度等級，還需要充分考慮當地的氣候環(huán)境及地質條件，應保障混凝土的抗?jié)B性及早強性達到相應的要求，避免出現混凝土的抗凍性不佳的情況，并降低回彈率及水化熱，低溫早強噴射混凝土的水灰比需要控制在0.4～0.5之間。一般情況下，每立方米所使用的水泥量保持在400～470之間。進過反復的實驗，該隧道工程中的噴射混凝土施工使用的低溫早強噴射混凝土，其成分中的水泥、砂和碎石的比例確定為1∶2.35∶1.61。

2.1.2噴射混凝土原料配合比

混凝土的原材料包括水泥、細骨料及粗骨料及外加劑。在材料的等級、性質、強度、質量等方面均需要達到相應的技術指標，具體情況如下：①水泥材料。水泥材料的等級需要超過32.5R，且是低堿普通硅酸鹽水泥或者硅酸鹽水泥。該項工程中更使用的是32.5R級普通硅酸鹽水泥，其主要技術指標有細度小于4.1%，標準稠度用水量為26.5%，安定性合格，初凝時間為1.5小時，終凝時間為3.5小時，標準情況下抗折強度為8.3，抗壓強度為45.2；②細骨料和粗骨料。細骨料需要使用非堿活性的河砂，并要求其硬度較大，沒有易凍裂或者容易受到氣候影響的礦物質，較為清潔，級配良好，而粗骨料則需要選擇非堿活性的碎石或者卵石混合物，要求其級配良好沒有凍結物，如冰雪等，其主要的技術指標中含泥量為0.6%，泥塊含量為0，堅固性為2.1%，壓碎指標為5.1%至7.6%之間，沒有堿活性；③外加劑。根據低溫早強噴射混凝土的性質，該項速隧道工程開始使用的外加劑是多功能復合外加劑與速凝劑的聯(lián)合，多功能復合外加劑前能夠有效的降低混凝土在液相狀態(tài)的冰點，使得噴射混凝土的早期強度得到優(yōu)化，有效的對抗各種惡劣的氣候環(huán)境；速凝劑則能夠讓混凝土的硬化速度加快，減少回彈的損失，使得混凝土能夠適應含水量較大或者較為潮濕的巖層。

2.2施工過程

分析該工程的特點后，施工方法選擇為上下斷面臺階法，初期支護使用的是錨桿掛網、噴射滬混凝土、鋼格柵等多種方式有機結合，主要施工過程如下所述。

2.2.1清理開挖面圍巖

隧道掌子面出現完全的出渣現象后既可以對其實施凈空量測，做好測量標志，并將不穩(wěn)定的巖石等進行清理排除，并做好欠挖處理。需要注意在欠挖處理過程中，如果存在軟弱地段，需要選擇人工開挖的方式，而硬度較高的地段則可以使用補炮來進行開挖，使得其凈空尺寸達到設計要求。

2.2.2噴射混凝土

進行混凝土噴射之前，先使用水沖洗巖壁表面，清除雜物及粉塵，攪拌機將粗細骨料、水泥材料攪拌均勻，再根據配比添加質量合格的水，數量需要保持在總量的20%左右，按照正常的程序進行攪拌，并加入速凝劑，使用劑量需要保持在水泥重量的5%左右。該工程中所使用的混凝土噴射機，壓力為0.2～0.4MPa，首次噴射混凝土時，一般選擇潮噴的方式，能夠有效的避免洞內粉塵污染。在噴射過程中，需要將噴射面分為若干個片或者小段，每段額的長度為5cm左右；噴頭需要呈螺旋形，和噴面之間的距離應為0.5cm～1.0cm，噴射方向和巖面產生的夾角需要保持在10°以內，噴射厚度一般為3cm左右。

2.2.3設置錨桿及配套材料

設置錨桿之前，需要先加工相應的材料進，對成型的F22螺紋鋼進行切割；所使用的錨固劑的為8604型水泥錨固劑，其固化時間需要保持在5～10min之間，強度為52～56MPa?，F在開挖面進行鉆孔施工，使用高壓風將孔內的雜物清理干凈，錨固劑沾水濕潤，并將其置入孔內，填充到孔深度的2/3，在使用手風槍把錨桿植入孔內，固定住，主要保障錨桿和錨固劑貼合的緊密度。鋼筋網片的規(guī)格為100cm×200cm，網片和錨桿牢固的焊接在一起，鋪設鋼筋網的過程中需要結合噴面的形狀來進行，注意鋼筋網和噴面之間的縫隙應保持在3cm以內。格柵也屬于該配套的材料，其主要材料是F25鋼筋，數量一把為5根，牢固的焊接起來，尺寸一般為500cm，使用鋼板螺栓將格柵連接在一起。鋪設格柵時，其間距保持在100cm左右，連接筋的長度一般是為110cm，且需要個5根主筋焊接在一起，焊接方式為點焊。最后在格柵格柵拱腳架上安裝墊板，需要隧道中線保持垂直，其水平位置應比導坑地面低25cm左右。

2.2.4覆蓋混凝土

錨桿支護、鋼筋網片、鋼格柵等設施完畢后，需要重復一次混凝土的噴射工作，將其覆蓋，保障其牢固度，提高支護的效果。其施工過程和初噴混凝土的流程及要求基本一致。

3結語

隧道工程一般處于地形較為復雜的山地地區(qū)，環(huán)境較為惡劣，且地質條件的差異較大，不僅施工的工程量大，技術難度，還存在許多安全隱患因素，難度較大，隧道的開挖的過程中，需要擾動土層，在一定程度當打破土層的應力的平衡，土體需要在一定的高度下，保持直立的狀態(tài)，才能使得各項施工活動正常的進行。因此需要對其進行相應的支護措施。噴錨支護是現代工程中運用較為廣泛的支護技術之一，本文僅從一般的角度分析了噴錨支護的應用，實踐的施工過程中，還需要施工人員先全面掌握工程的具體情況，包括地質條件、自然環(huán)境、設備情況、技術水平等，制定完善的施工方案，提高施工水平，保障施工的安全性。

參考文獻

[1]高新強，韓楊，孔超.粉質黏土隧道支護體系力學特性試驗研究[J].國防交通工程與技術，2013（06）：20-24.

作者：鐘和先 單位：中鐵二十四局集團福建鐵路建設有限公司