杜蓬翔

中鐵二十局集團(tuán)第二工程有限公司

隧道工程噴錨支護(hù)施工技術(shù)方案及細(xì)節(jié)問題分析

杜蓬翔

中鐵二十局集團(tuán)第二工程有限公司

文章主要對隧道工程噴錨支護(hù)施工技術(shù)方案及細(xì)節(jié)問題進(jìn)行分析。具體是結(jié)合某一隧道施工實例，對本項目噴錨支護(hù)的關(guān)鍵型施工技術(shù)進(jìn)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(wǎng)施工幾方面展開論述。希望上述多類技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用，在優(yōu)化隧道工程施工整體質(zhì)量方面有所幫助。

隧道工程；噴錨支護(hù)；施工技術(shù)；施工細(xì)節(jié)

1 引言

在科學(xué)技術(shù)日新月異的時代中，隧道工程施工體現(xiàn)出科學(xué)性與規(guī)范性特征?；谠谒淼拦こ淌┕みM(jìn)程中地質(zhì)結(jié)構(gòu)狀況與土體抵御剪切能力密切相關(guān)這一實況，提出了科學(xué)應(yīng)用噴錨支護(hù)施工技術(shù)的建議，其宗旨在于強(qiáng)化工程土體的穩(wěn)固性，分解其應(yīng)力。實踐證明其為一種帶有高效性特征的支護(hù)技術(shù)。本文以噴錨支護(hù)施工技術(shù)在隧道工程中的應(yīng)用為論點，展開相關(guān)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(guī)劃進(jìn)程中堅持壓縮開挖面的暴露時長的原則。基于地形的復(fù)雜性以及多樣化因素的制約，使模筑混凝土支護(hù)施工技術(shù)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(jìn)度不受影響，以及維護(hù)施工人員人身安全性，建議應(yīng)用噴錨支護(hù)施工技術(shù)。

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(yōu)質(zhì)水泥材料是基礎(chǔ)。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(huán)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(xué)選擇細(xì)骨料與粗骨料。本工程的細(xì)骨料選用非堿活性且質(zhì)地堅硬的河砂，剔除易凍裂的礦物質(zhì)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(jié)物；最后，選擇外加劑。整合低溫早強(qiáng)噴射混凝土特征，本工程選擇多功能復(fù)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(qiáng)度方面體現(xiàn)出巨大的應(yīng)用價值；后者使混凝土固化時間體現(xiàn)出短暫性特征，壓縮回彈損耗量，強(qiáng)化混凝土在含水或潮濕巖層內(nèi)的應(yīng)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(jié)合工程規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度級別的同時，也應(yīng)該積極將本地域多樣化氣候特征整合其中，確?；炷两Y(jié)構(gòu)的抗?jié)B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(yīng)該體現(xiàn)出一定的應(yīng)用價值。綜合以上多樣化因素，在本隧道工程施工進(jìn)程中，把低溫早強(qiáng)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(nèi)取值。整合多方數(shù)據(jù)信息，低溫早強(qiáng)噴射混凝土結(jié)構(gòu)水泥、砂和碎石的配合比設(shè)定為1：2.5：1.8。

4 噴錨支護(hù)主要施工技術(shù)

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(yīng)用φ22mm的螺紋鋼錨桿桿體，錨桿平整性、不存在銹跡是基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)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(yīng)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(wù)必要確保充分性與均勻性，即拌即用，務(wù)必在其初始凝固之前使用完畢。

3.1.2 鉆孔：應(yīng)用專用錨桿臺車進(jìn)行鉆孔作業(yè)，孔洞深度、方位以及排布形式務(wù)必要嚴(yán)格參照工程施工標(biāo)準(zhǔn)，孔洞深度偏差在5cm之內(nèi)，孔洞直徑大于錨桿體直徑20mm，鉆孔作業(yè)完成以后將其中的積水、積粉等雜質(zhì)徹底清理。

3.1.3 灌漿、安裝：在本工程項目中應(yīng)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(qiáng)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(nèi)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(yīng)該格外注意的是規(guī)避孔洞砂漿滲漏現(xiàn)象形成，同時維護(hù)錨桿位置的穩(wěn)固性。帶砂漿灌注完畢以后安設(shè)錨桿，其插入長度大于設(shè)計長度的95%，外露部分與安設(shè)托板、鋼筋網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)相匹配，錨桿安設(shè)以后應(yīng)該做好維護(hù)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(guī)范在場地安放1：1大樣，將鋼架細(xì)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(yīng)該對不同單元進(jìn)行編號，對其結(jié)構(gòu)進(jìn)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(fā)揮奠定基礎(chǔ)。

4.2.2 鋼架架立：測量的精確性是基礎(chǔ)，架立后以確保復(fù)檢核實的時效性。在本次施工項目中，強(qiáng)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(shè)之時布設(shè)時墊板，在降低其下沉程度方面發(fā)揮的作用是巨大的，特殊情況下可以在工程基底應(yīng)用混凝土，宗旨在于強(qiáng)化其牢固性。

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

4.2.4 添加楔塊：實質(zhì)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(dǎo)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(jī)械安裝質(zhì)量的取得是一個循序漸進(jìn)的過程，灌注清水以后，確保通風(fēng)的暢通性，將管道中的雜質(zhì)徹底清除掉，與此同時應(yīng)用高壓風(fēng)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(yīng)該嚴(yán)格遵照工程施工配制比配料，對水灰與坍落度進(jìn)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(tài)速凝劑泵是首要步驟，繼而開風(fēng)，最后上料。濕噴混凝土施工質(zhì)量的檢測以凝結(jié)效果優(yōu)良，回彈數(shù)值低以及表面濕潤性與光滑度為基準(zhǔn)。

4.2.6 濕噴混凝上技術(shù)控制

一是做好混合料拌合工作，具體是應(yīng)用體積大于400L的強(qiáng)制式攪拌機(jī)，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(yīng)該低于2h；遵循即拌即用規(guī)則；混合料在輸送、保管環(huán)節(jié)中均應(yīng)該做好防護(hù)工作，降低外界物質(zhì)混入的概率，在其導(dǎo)入噴射機(jī)之前做好過篩作業(yè)。

二是噴射混凝土施工作業(yè)應(yīng)該體現(xiàn)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(guī)劃厚度之間存在密切的關(guān)聯(lián)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(jìn)行后續(xù)噴層施工作業(yè)。

三是嚴(yán)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(jié)構(gòu)存在之時角度應(yīng)該做適當(dāng)調(diào)整；噴嘴和圍巖表面距離在0.5～1.2m區(qū)間內(nèi)取值。

四是做好噴射混凝上養(yǎng)護(hù)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(tài)性為基準(zhǔn)，本項目養(yǎng)護(hù)時間通常大于1周，但是若環(huán)境溫度小于5℃，灑水養(yǎng)護(hù)作業(yè)可以省略。

4.3.鋼筋網(wǎng)施工

隧道鋼筋網(wǎng)事先在制造出加工成型。鋼筋種類與網(wǎng)格間距與工程施工規(guī)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(dāng)于1-2個網(wǎng)格，應(yīng)用電焊形式強(qiáng)化其銜接的緊湊性[4]。在本工程施工進(jìn)程中，鋼筋網(wǎng)敷設(shè)方位與噴面之間存在密切關(guān)聯(lián)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(diào)節(jié)，鋼筋保護(hù)層厚度大于5cm，若噴射過程中鋼筋網(wǎng)片上存有脫落砂塊或混凝土塊，務(wù)必要確保清理的及時性與徹底性。

5 結(jié)束語

隧道工程施工所處地形通常是復(fù)雜的，氣候條件也是惡劣多變的，那么在施工量以及施工強(qiáng)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(yīng)力的均衡性受到影響。噴錨支護(hù)施工技術(shù)的應(yīng)用，在隧道工程施工進(jìn)程中擁有較高的應(yīng)用頻率，為了使其實效性充分發(fā)揮出來，施工人員對地形、施工標(biāo)準(zhǔn)以及施工條件等因素有全局性掌控使基礎(chǔ)，從而使最佳噴錨支護(hù)施工技術(shù)方案編制出來。

[1]何樹生,史航,楊建,鄭學(xué)萍,張春杰.油氣管道隧道噴錨襯砌支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用[J].油氣儲運,2015(1):81～85.

[2]萬良勇,宋戰(zhàn)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(shù)分析[J].現(xiàn)代隧道技術(shù),2015(1):168-176+183.

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

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