酈洪晨

（哈爾濱鐵道職業(yè)技術學院，黑龍江 哈爾濱 150081）

隧道開挖后，除圍巖完全能夠自穩(wěn)而無須支護以外，在圍巖穩(wěn)定能力不足時則必須加以支護才能使其進入穩(wěn)定狀態(tài)，稱為初期支護。它是隧道施工中重要的安全穩(wěn)定措施，一般指錨桿和噴射砼來支護圍巖,必要時采用鋼纖維噴射砼或配合使用鋼筋網(wǎng)、鋼架或采用輔助施工措施(如超前錨桿、超前小鋼管、管棚、地面砂漿錨桿、超前小導管注漿等)和錨噴支護相結(jié)合的支護。以下結(jié)合工程實例根據(jù)不同方案從施工方法及施工要點加以闡述。

1 錨桿支護

錨桿支護是通過錨桿插入巖體來加固圍巖的承載能力而起到支護作用的，具有支護能力強、節(jié)省材料、工藝簡單、機械施工、施工干擾小等特點，使用較為廣泛。

1.1 施工方法

洞身開挖完經(jīng)初噴砼后，先由測量人員用油漆按設計標定錨桿位置。錨桿采用手持風鉆進行鉆孔，鉆孔完成后，需進行檢查，發(fā)現(xiàn)不合格的孔應補鉆。

錨桿必須與巖體主結(jié)構(gòu)面成較大角度布置，當主結(jié)構(gòu)面不明顯時，與隧道周邊輪廓垂直呈梅花形布置。

錨桿的鉆孔及其安裝方法應經(jīng)監(jiān)理工程師批準，錨桿的鉆孔應圓直，空口巖面應平整，鉆孔應于巖面垂直。注漿錨桿的注漿材料、所使用的外加劑、拌和方法、注漿壓力、設備和注漿方法都應嚴格按監(jiān)理工程師批準，一般注漿壓力為 0.5-1.0Mpa，終壓為 2.0-2.5Mpa。

在孔中錨定錨桿后，將錨桿伸至規(guī)定的軸向荷載。每根錨桿的抗拔力不得低于設計規(guī)定，并不應低于50KN，每300 根錨桿必須抽樣一組進行抗拔立試驗，每組不少于3 根，并符合《錨桿噴射混凝土支護技術規(guī)范》(GBJ-85)的規(guī)定。

1.2 施工要點

錨桿及粘結(jié)劑材料應符合設計要求，錨桿應按設計要求的尺寸截取，并整直、除銹和除油，外端不用墊板的錨桿應先彎制彎頭。

粘結(jié)砂漿應拌合均勻，并調(diào)整其和易性，隨拌隨用，一次拌合的砂漿應在初凝前用完。

先灌后錨時，注漿管應先插到鉆孔底，開始注漿后，徐徐均勻地將注漿管往外抽出，并始終保持注漿管口埋在砂漿內(nèi)，以免漿中出現(xiàn)空洞。

注漿體積應略多于需要體積，將注漿管全部抽出后，應立即迅速插入桿體，可用錘擊或通過套管用風鉆沖擊，使桿體強行插入鉆孔。

桿體插入孔內(nèi)的長度不得短于設計長度的95%，實際粘結(jié)長度亦不應短于設計長度的95%。注漿是否飽滿，可根據(jù)孔口是否有實砂漿擠出來判斷。

桿體到位后要用木楔或小石子在孔口卡住，防止桿體滑出。砂漿未到達設計強度的70%時，不得隨意碰撞，一般規(guī)定3d 內(nèi)不得懸掛重物。

2 噴射混凝土支護

噴射混凝土是以壓縮空氣為動力，將摻有速凝劑的混凝土直接噴射在巖面上，迅速凝結(jié)硬化而成。噴射混凝土早期強度高，能及時支護，節(jié)省大量鋼木材料，提高施工效率，為快速掘進創(chuàng)造有利條件。

2.1 施工方法

隧道開挖完成后應立即對巖面噴射砼，以防巖體發(fā)生松馳。噴射砼采用濕噴工藝，在噴射砼前用壓縮空氣或壓力水將所的待噴面吹凈，吹除噴砼面上的松散雜質(zhì)或石粉。

砼由預制廠生產(chǎn)采用強制攪拌機拌合，砼輸送車運輸送入濕噴機料斗由砼噴射手向待待噴面噴射。噴射要用先下后上S 型噴射方式分層噴射，并在噴射砼達到凝后方可噴射下一層。噴射時要注意嚴格控制風壓同時保證噴射速度適當，使噴嘴與受噴面保持適當距離(0.6～1.2m)，噴射角度盡量接近90°，正確掌握噴射順序，不使角隅鋼筋前面出現(xiàn)蜂窩或砂襄，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)此現(xiàn)象時，及時清除受噴面上的砂襄或下垂的混凝土，以便重新噴射，噴射砼質(zhì)量及厚度不小于現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定和設計要求，噴射工作結(jié)束后要認真清洗噴嘴。

2.2 施工要點

一次噴射厚度應根據(jù)噴射效率、回彈損失、混凝土顆粒間的凝聚力和噴射層與巖層面間的粘著力等因素而定。一次噴射太厚，會使混凝土顆粒之間凝聚力減弱，特別是噴射拱頂時，更容易因混凝土的自重作用分層（噴射層與巖層分開）或脫落。噴射厚度也不能太薄，最小厚度應不小于最大骨料的粒徑尺寸的兩倍，否則將會使回彈量猛增，同時降低混凝土的質(zhì)量。混凝土的一次噴射厚度，邊墻一般為5-7cm，拱部一般為3-5cm。摻入速凝劑后，一次噴射厚度可適當增大，現(xiàn)場多采用拱部5-7cm，邊墻7-10cm。

若設計噴射混凝土太厚，則噴射作業(yè)應分層進行，一般分2～3層噴射。兩次噴射的時間間隔應根據(jù)水泥品種、施工時溫度和有無速凝劑等因素視混凝土的凝結(jié)情況而定，不能太短，一般要在前一次噴射層混凝土終凝之后再進行復噴。間隔時間較長時，復噴應將前一噴射層混凝土表面清洗干凈，復噴應將凹陷處進一步找平。

對于一些特殊的巖石，要注意用噴射數(shù)需來保證混凝土能粘牢巖面。當巖面起伏比較大時，應先噴多噴凹處，后噴少噴凸處，然后找平。

由于噴射混凝土襯砌厚度較薄，特別是摻有速凝劑后，凝結(jié)時間縮短，對干燥條件變化的反映甚為敏感。因此，噴射混凝土施工1～2h 應派專人進行灑水養(yǎng)護，養(yǎng)護時間一般不少于7d。

3 超前小導管注漿施工

按設計架立拱部鋼架經(jīng)檢查合格后，施作定位錨桿之后，在鋼架上標定小導管施作位置，利用手持風造孔，并按設計嚴格控制外插角，再用風鉆將已加工好的鋼花管頂入，尾部與鋼架焊成整體；用塑料膠泥封堵孔口及周轉(zhuǎn)裂隙，必要時注漿前先行應對工作面及5m 內(nèi)坑道進行噴砼封閉做止液墻，然后采用單液注漿泵進行注漿，水泥漿標號不小于30號，注漿壓力0.5～1.0Mpa，達到設計壓力時持續(xù)15 分鐘時即可結(jié)束。注漿過程中要隨時觀察注漿壓力及注漿泵排漿量的變化，分析注漿，防止堵管、跑漿、漏漿，做好注漿記錄，以便分析注漿效果，結(jié)束5h的進行研究。利用前次注漿的1.0m左右未開挖的加固段做為止?jié){墻再進行小導管注漿，重復以上工作。

4 施工注意事項

4.1 嚴格按設計要求預留和頂埋消防供電、照明、維修電源插座等營運設施使用所需的洞室和線路管、孔、槽。

4.2 邊墻基底虛碴、污物和基坑積水必須清除干凈。嚴禁向有積水的基坑內(nèi)傾到混凝土干拌和物。邊墻基底的埋置深度應符合設計要求，擴大基礎的擴大部分及仰拱的拱座應結(jié)合邊墻施工一次完成。

4.3 復合式襯砌施工前嚴格按設計鋪設防水層和頂埋排水管，并應在初期支護基本穩(wěn)定后進行。澆筑混凝土時不得損壞防水層。

4.4 隧道襯砌混凝土澆筑的施工方法程序，就經(jīng)監(jiān)理工師批準。襯砌施做時間，根據(jù)圍巖穩(wěn)定情況和支護情況確定，必須注意開挖爆破不得危害已經(jīng)襯砌的混凝土。

[1]孫海濤，劉東燕等.隧道支護時機智能決策方法研究[J].重慶建筑大學學報,2007-06-15.