錨噴支護(hù)在隧道施工中的應(yīng)用

　　關(guān)鍵詞：隧道，錨噴支護(hù)　

　　一、工藝原理

　　錨桿、噴射砼、掛鋼筋網(wǎng)、鋼架支撐、以及它們間的任意組合型式，統(tǒng)稱為錨噴支護(hù)。錨噴支護(hù)就是當(dāng)隧道周圍圍巖承載能力不足，需提高圍巖自身承載能力時(shí)，采取聯(lián)合支護(hù)形式，形成長(zhǎng)期穩(wěn)定的支護(hù)結(jié)構(gòu)體系。錨噴支護(hù)的最大優(yōu)點(diǎn)；及時(shí)性、與圍巖密貼性、早強(qiáng)、柔性。

　　錨噴支護(hù)就是應(yīng)用新奧法原理，即：運(yùn)用各種手段（開挖方法、支護(hù)及地層預(yù)處理等）控制圍巖變形，最大限度地保護(hù)和調(diào)動(dòng)圍巖的承載能力。　　

　　二、施工工藝及操作要點(diǎn)

　�。ㄒ唬�、錨桿施工工藝及操作要點(diǎn)

　　1、原材料備制

　�。�1）、錨桿材料：錨桿材料采用20錳硅鋼筋或注漿錨桿，鋼筋直徑Φ22㎜，按設(shè)計(jì)要求規(guī)定的材質(zhì)、規(guī)格備料，并進(jìn)行調(diào)直、除銹、除油，以保證砂漿錨桿的施工質(zhì)量和施工的順利進(jìn)行。

　�。�2）、水泥；普通水泥砂漿選用普通硅酸鹽水泥，在自穩(wěn)時(shí)間短的圍巖條件下，宜用早強(qiáng)水泥砂漿錨桿。

　�。�3）、砂：宜采用清潔、堅(jiān)硬的中細(xì)砂，粒徑不宜大于3㎜，使用前應(yīng)過(guò)篩。

　　（4）、配合比：普通水泥砂漿的配合比：水泥：砂宜為1：1～1：1.5（重量比），水灰比宜為0.45～0.50；

　　（5）、砂漿備制：砂漿應(yīng)拌合均勻，隨拌隨用。一次拌和的砂漿應(yīng)在初凝前用完，并嚴(yán)防石塊雜物混入，主要為了保證砂漿本身的質(zhì)量及砂漿與錨桿桿體、砂漿與孔壁的粘結(jié)強(qiáng)度，也就是為了保證錨桿的錨固力和錨固效果。

　　2、錨桿孔的施工

　　（1）、孔位布置：孔位應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求和圍巖情況布孔并標(biāo)記，偏差不得大于20㎝；

　　（2）、錨桿孔徑：砂漿錨桿的錨桿孔徑應(yīng)大于錨桿體直徑15㎜；

　�。�3）、鉆孔方向：錨桿孔宜沿隧道周邊徑向鉆孔，但鉆孔不宜平行巖面；

　�。�4）、鉆孔深度：砂漿錨桿孔深誤差不應(yīng)大于±10㎝；

　�。�5）、錨桿孔應(yīng)保持直線；

　　（6）、灌漿前清孔：鉆孔內(nèi)若殘存有積水、巖粉、碎悄或其它雜物，會(huì)影響灌漿質(zhì)量和妨礙錨桿桿體插入，也影響錨桿效果。因此，錨桿安裝前，必須采用人工或高壓風(fēng)、水清除孔內(nèi)積水和巖粉、碎悄等雜物。

　　3、錨桿安裝

　�。�1）、砂漿：砂漿錨桿孔內(nèi)的砂漿也應(yīng)采用灌漿罐和注漿管進(jìn)行注漿。注漿開始或中途停止超過(guò)30min時(shí)應(yīng)用水潤(rùn)滑灌漿罐及其管路，注漿孔口壓力不得大于0.4MPa,注漿時(shí)應(yīng)堵塞孔口。注漿管應(yīng)插至距孔底5～10㎝處，隨水泥砂漿的注入緩慢勻速拔出，并用手將水泥紙堵住孔口。

　�。�2）、錨桿安裝：錨桿頭就位孔口后，將堵塞孔口水泥紙掀開，隨即迅速將桿體插入并安裝到位。若孔口無(wú)水泥砂漿溢出，說(shuō)明注入砂漿不足，應(yīng)將桿體拔出重新灌注后再安裝錨桿；錨桿桿體插入孔內(nèi)的度度不宜小于設(shè)計(jì)規(guī)定。錨桿安設(shè)值，不得隨意敲擊，三天內(nèi)不得懸掛重物。

　�。�3）、鉆孔注漿的飽滿程度，是確保安裝質(zhì)量的關(guān)鍵，工藝要求注漿管插到距孔底5~10㎝，并隨砂漿的注入而緩慢勻速拔出，就是為了避免拔管過(guò)快而造成孔內(nèi)砂漿脫節(jié)。砂漿不足時(shí)應(yīng)重注砂漿。這都是為了保證錨桿全長(zhǎng)為足夠飽滿的砂漿所握裹，保證其錨固效果。

　　（4）、普通砂漿錨桿安裝后不久，隨意敲擊桿體將影響砂漿與錨桿桿體、砂漿與孔壁的粘結(jié)強(qiáng)度，降低錨桿的錨固力。普通砂漿三天所能達(dá)到的強(qiáng)度為28天強(qiáng)度的40%左右，因此，規(guī)定三天內(nèi)不得懸掛重物，不但是為了保證錨固質(zhì)量，也是為了防止發(fā)生安全事故。

　　4、需注意事項(xiàng)

　　砂漿錨桿作業(yè)是注漿，后放錨桿（注漿錨桿作業(yè)是先放錨桿后注漿）。

　　具體操作是：

　　先將水注入牛角泵內(nèi)，水占泵體積的2/3，并倒入少量砂漿，初壓水和稀漿濕潤(rùn)管路，然后再將已調(diào)好的砂漿倒入泵內(nèi)，將注漿管插至錨孔眼底，將泵蓋壓緊密封，一切就緒后，慢慢打開風(fēng)閥開始注漿，在氣壓推動(dòng)下，水在前，砂漿在后，水濕潤(rùn)泵體和管路，引導(dǎo)砂漿進(jìn)入錨孔中。隨著砂漿不斷壓入眼底，注漿管跟著用推和錘擊的方法，把錨桿插入眼底，然后用木楔堵塞眼口，防止砂漿流失。

　　注漿壓力不宜過(guò)大，保持在2㎏/㎝2為好；

　　壓注砂漿時(shí)，必須密切注意壓力表，發(fā)現(xiàn)壓力過(guò)高，須立即停風(fēng)，排除堵塞；

　　注漿管不準(zhǔn)對(duì)人放置，注漿管在未打開風(fēng)閥前，不準(zhǔn)搬動(dòng)，關(guān)節(jié)閉密封蓋，以防高壓噴出物射擊傷人。

　　摻速凝劑砂漿時(shí)，一次拌制砂漿數(shù)量不應(yīng)多于三個(gè)孔，以免時(shí)間過(guò)長(zhǎng)使砂漿在泵管中凝結(jié)。

　　錨注完成后，及時(shí)清洗機(jī)具。

　�。ǘ�）、掛鋼筋網(wǎng)施工

　　鋼筋網(wǎng)使用Φ6.5，（III類圍巖仰拱采用Φ16鋼筋網(wǎng)15×15㎝），網(wǎng)格為20㎝×20㎝，固結(jié)在錨桿端頭上。

　　鋼筋須調(diào)直除銹，按規(guī)定長(zhǎng)度下料、安扎、焊、順序堆放在工作面上使用。

　　鋼筋必須安裝順直，緊貼初噴砼表面，鋼筋網(wǎng)成形后，每根鋼筋都應(yīng)綁扎，在二次噴砼時(shí)，鋼筋極少顫動(dòng)。

　　在有鋼筋的工作面上復(fù)噴砼，其噴射作業(yè)與無(wú)鋼筋情況要求不同，前者要求將鋼筋背后噴護(hù)密實(shí)，鋼筋表面不殘留回彈物，以使鋼筋有較大的握著力，有鋼筋時(shí)，如果對(duì)著直噴，反而加大回彈量，因此在鋼筋網(wǎng)外噴護(hù)，噴砂應(yīng)保持一個(gè)角度，既能使鋼筋背后勤部密實(shí)充填，又可使回彈減少。

　　鋼筋網(wǎng)表面保護(hù)層厚度不小于2㎝，不允許將錨桿、鋼筋頭外露。

　　鋼筋網(wǎng)的鋪設(shè)應(yīng)設(shè)在第一次噴射砼和錨桿施工后進(jìn)行。

　　鋼筋網(wǎng)應(yīng)隨噴射砼面的起伏進(jìn)行鋪設(shè)。鋼筋網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)綁扎，可以利用單根鋼筋撓度大，當(dāng)有格柵拱時(shí)，應(yīng)與格柵拱聯(lián)接牢固。

　�。ㄈ�）、格柵拱（鋼拱架）施工

　　格柵拱是具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、用鋼量少、受力結(jié)構(gòu)條件好、加工制造方便、架設(shè)工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于隧道軟弱破碎圍巖加強(qiáng)地段的施工和處理險(xiǎn)情、坍方處理都是一種能應(yīng)急而有效的施工措施和手段。

　　格柵拱架設(shè)應(yīng)做到：

　　1、按設(shè)計(jì)位置安設(shè)，一般在第一次噴射砼后進(jìn)行。對(duì)局部欠挖部位應(yīng)予鑿除，以保證格柵拱施工位置和結(jié)構(gòu)尺寸的正確性；

　　2、格柵拱應(yīng)垂直于隧道中絲。上下、左右偏差應(yīng)小于±5㎝，鋼架傾斜度小于2○。

　　3、格柵拱之間必須按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行縱向聯(lián)接。以保證格柵拱之間處于良好的聯(lián)合受力狀態(tài)，采用格柵拱加強(qiáng)地段，一次使用格柵拱的數(shù)量不應(yīng)少于5榀。

　　4、格柵拱應(yīng)與鋼筋網(wǎng)聯(lián)接，可知柵拱必須與錨桿焊接牢固，以保證格柵拱、鋼筋網(wǎng)、噴射砼和錨桿與圍巖形成聯(lián)合受力結(jié)構(gòu)。因此，錨桿布置與斷面方向均應(yīng)與格柵拱的安設(shè)相適用。并應(yīng)留有不小于20㎝的錨桿頭部與格柵拱聯(lián)接。局部位置與錨桿錯(cuò)開時(shí)采增加縱向鋼筋或調(diào)整縱向鋼筋位置進(jìn)行間接聯(lián)接，確保該范內(nèi)的每根錨桿發(fā)揮其作用。

　　5、拱腳、邊墻腳聯(lián)接槽鋼應(yīng)按正確位置置平于原狀土（石）上，并與格柵拱焊接牢固。當(dāng)拱腳、墻腳標(biāo)高不準(zhǔn)時(shí)，只能用片石墊平槽鋼或設(shè)置鋼板調(diào)整。

　　6、格柵拱噴射砼保護(hù)層厚度不小于2㎝。

　�。ㄋ模�、噴射砼施工

　　用壓縮空氣將摻有速凝劑的砼拌合料通過(guò)砼噴射機(jī)高速噴射到開挖成型的隧道巖面上迅速凝固而起支護(hù)使用。

　　噴射砼可分為干噴、潮噴、濕噴三種方式。

　　噴射砼作業(yè)需要的機(jī)具設(shè)備：砼噴射機(jī)、空氣壓縮機(jī)、攪拌機(jī)、上拌機(jī)具、供水設(shè)施。

　　1、噴射砼的原材料和配合比

　�。�1）、原材料：①水泥采用325#普硅水泥；②砂一般用堅(jiān)硬耐久的中砂或粗砂，砂的含水率以5～7%為宜；③石子采用堅(jiān)固耐久的碎石或卵石，粒徑小于15㎜；④水：用潔凈水；⑤速凝劑：采用BR型外加劑。

　　（2）、配合比的選定：施工中選定

　　2、噴射砼施工

　　注：冬季施工時(shí)，水需加熱50～60℃

　　（1）、場(chǎng)地布置：

　　攪拌機(jī)一般布置在洞外，通過(guò)運(yùn)輸車運(yùn)入洞內(nèi)，然后給料于噴射機(jī)，同時(shí)應(yīng)設(shè)晴雨棚，以控制砂石的含水率。

　�。�2）、清理工作面

　　噴射砼前，應(yīng)認(rèn)真檢查開挖斷面尺寸，欠挖處應(yīng)予以鑿除，修整斷面，清理浮石及拱腳的虛碴等。

　　（3）、噴射砼作業(yè)

　　①、混合料的備制

　　a.混合時(shí)，各種材料應(yīng)按配合比準(zhǔn)確稱量；

　　b.采用強(qiáng)制式密封攪拌，時(shí)間不少于90秒；

　　②、機(jī)具就位

　　機(jī)具安裝在圍巖穩(wěn)定地段，保證輸送線路通暢。未上料前，先進(jìn)行砼噴射機(jī)試運(yùn)轉(zhuǎn)：開啟高壓風(fēng)及高壓水，如噴嘴風(fēng)壓正常噴出的風(fēng)水呈霧狀，如噴嘴風(fēng)壓不足，可能出料口堵塞，如噴嘴不出風(fēng)，則可能輸料管堵塞。有故障及時(shí)排除，待噴射機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常后才能進(jìn)行噴射作業(yè)。

　�、�、噴射砼作業(yè)要點(diǎn)

　　a、噴前應(yīng)用高壓風(fēng)或高壓水清洗巖面，將附著在巖面上的粉塵、硝屑沖洗干凈，以保證砼與巖面粘結(jié)牢固。若用高壓水清洗會(huì)引起巖面軟化時(shí)，只能用高壓風(fēng)清掃巖面雜物（視地質(zhì)情況而定）。

　　b、嚴(yán)格掌握規(guī)定的速凝劑摻量，并添加均勻；

　　c、噴射機(jī)工作風(fēng)壓一般控制在0.2～0.4MPa；

　　d、噴射手嚴(yán)格控制水灰比，使噴層表面平整光滑，無(wú)干斑或滑移流淌現(xiàn)象；

　　e、噴嘴的方向應(yīng)與受噴巖面垂直，噴嘴與受噴巖面距離保持在0.6～1.0米范圍；

　　f、噴嘴移動(dòng)軌跡應(yīng)因地制宜，橫條、豎條、圓圈等應(yīng)交替使用，移動(dòng)速度要慢，讓砼“堆”起來(lái)，有了一定厚度再移開，然后逐塊擴(kuò)大其噴射范圍；

　　g、噴射順序一般采用先下后上，先墻后拱；

　　h、一次噴射厚度一般拱部為3～5㎝，邊墻為6～8㎝；

　　i、凹凸不平時(shí)應(yīng)先將凹處噴平，按正常順序噴射，以減少回彈；

　　j、有鋼筋網(wǎng)時(shí)，宜使噴嘴靠近鋼筋，噴射角度也可適當(dāng)偏一些，噴射砼應(yīng)覆蓋鋼筋；

　　k、有鋼架時(shí)，鋼架與圍巖間隙必須以噴射砼充填密實(shí)，噴射砼應(yīng)將鋼架覆蓋，并應(yīng)由兩側(cè)拱腳向上噴射；

　　l、噴完或間歇時(shí)，噴嘴應(yīng)向低處放置，一工班結(jié)束，要拆開噴頭，取出水環(huán)，用水清洗干凈，疏通水眼，以備下一班使用。噴完后，噴射機(jī)具均應(yīng)清洗、保養(yǎng)，以保證機(jī)具處于完好狀態(tài)。

　�、堋�噴射砼的工藝參數(shù)：

　　a、工作風(fēng)壓：一般為0.2～0.4MPa；

　　b、噴射角度與噴射距離

　　噴射料束與受噴面垂直時(shí)，回彈量最��；

　　噴頭與受噴面距離一般宜保持在0.6～1.0m；

　　c、一次噴射砼的厚度：一般拱部為3～5㎝，邊墻為6～8㎝；

　　d、水灰比：噴射手應(yīng)把水灰比控制在0.4～0.45，使噴層平整光滑，無(wú)干斑或滑移流淌現(xiàn)象；

　　e、兩次噴射的間隔：

　　兩層砼的噴射時(shí)間間隔太短，會(huì)由于前一層砼未達(dá)到強(qiáng)度而拉裂墜落，間隔時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，又會(huì)影響施工效率，較合理的間隔時(shí)間是前一層砼終凝，并達(dá)到一定強(qiáng)度后再?gòu)?fù)噴，一般可在20分鐘以后進(jìn)行。

　　f、養(yǎng)護(hù)（干燥處）：噴射砼由于噴層內(nèi)外部分干燥條件有異，必須進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，《規(guī)則》規(guī)定：噴射砼終凝后兩小時(shí)起即開始養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)不得少于7天。

　　g、水壓：噴頭處水壓控制在0.15～0.2MPa；

　　h、速凝劑：掌握規(guī)定的摻量，并添加均勻。

　�。�4）、需注意的問(wèn)題

　　①、噴射機(jī)的合理使用

　　啟動(dòng)噴射機(jī)時(shí)，應(yīng)先送風(fēng)再開機(jī)，并應(yīng)在機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)正常后送料，供料均勻連續(xù)。作業(yè)結(jié)束時(shí)，先停止送料，待罐內(nèi)余料噴完，再停機(jī)，然后關(guān)風(fēng)。停止噴射作業(yè)后，噴射機(jī)和輸料管內(nèi)的積料應(yīng)及時(shí)清除干凈，以避免混合料結(jié)塊堵管。

　　②、輸料管堵塞問(wèn)題

　　堵管的一般原因不外乎以下幾種：

　　a、混合料中混入超規(guī)定粒徑的石子、水泥硬塊或其它雜物。

　　b、操作程序有誤，如先開馬達(dá)后送風(fēng)，或砂子含水率過(guò)高，操作閥錯(cuò)開，致使高壓風(fēng)大量泄出，使工作室內(nèi)風(fēng)壓急劇下降，也會(huì)引韋輸料管堵塞。

　　c、如遇堵客，應(yīng)立即關(guān)閉馬達(dá)，隨后關(guān)閉風(fēng)源，并將軟管拉直，然后以手錘敲擊找到堵塞位置，可將風(fēng)壓開到0.3~0.4MPa，同時(shí)繼續(xù)敲擊堵塞部位，使其排除堵塞物而暢通。排除堵管現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)注意噴嘴前方嚴(yán)禁站人，以免發(fā)生傷人事故。

　　③、回彈問(wèn)題

　　影響回彈率的各種因素有：混合料配合比、水灰比、砂子含水率、工作風(fēng)壓、水壓、噴射距離、噴射角度、操作方法及熟練程度等。針對(duì)各種因素，采取相應(yīng)的措施降低回彈率�！兑�(guī)則》規(guī)定正常情況下的回彈率，一般拱部為20～30%，邊墻為10～20%。

　�、堋⒎蹓m問(wèn)題

　　a、控制砂石料含水率：當(dāng)含水率控制在5～7%時(shí)，作業(yè)時(shí)的粉塵濃度可控制在15mg/m3以下；

　　b、加強(qiáng)通風(fēng)；

　　c、加長(zhǎng)攏料管：即在噴嘴水環(huán)到出口之間接一段0.5～1m長(zhǎng)的管子，使干料與水混合后有一個(gè)充分濕潤(rùn)和混合的過(guò)程，這對(duì)降塵和提高砼質(zhì)量都較為有利。

　　d、嚴(yán)格控制工作風(fēng)壓：風(fēng)壓過(guò)高，進(jìn)料速度過(guò)快，在噴頭處加水不容易均勻，風(fēng)壓過(guò)高不僅增加回彈量，而且也會(huì)提高粉塵濃度。

　　⑤、安全及勞動(dòng)保護(hù)：

　　施工中注意噴嘴不準(zhǔn)對(duì)人，以免噴射傷人，噴射前先進(jìn)行清理浮石、危石等必要的排險(xiǎn)作業(yè)；噴射機(jī)一定要安放在圍巖穩(wěn)定或已襯砌地段。

　　噴射砼施工人員必須佩戴防塵口罩等，操作噴頭和注漿管的工人應(yīng)佩戴防護(hù)眼罩，夾膠工作服、長(zhǎng)筒乳膠手套等。

　　三、質(zhì)量要求

　　錨噴支護(hù)的質(zhì)量要求：

　　1、抗壓強(qiáng)度必須合格，不合格時(shí)，查明原因，并采取措施，可用加厚噴層或增設(shè)錨桿的辦法予以補(bǔ)強(qiáng)。

　　2、噴層與圍巖粘結(jié)情況，用錘敲擊，如有空響應(yīng)鑿除噴層，洗凈重噴。必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行粘接力測(cè)試。

　　3、噴層平均厚度不得少于設(shè)計(jì)厚度。

　　4、噴射砼表面有裂縫、脫落、露筋、滲漏水等情況時(shí)，應(yīng)予補(bǔ)修，鑿除噴層重噴或進(jìn)行整治。

　　5、錨桿抗拔力應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。

　　6、格柵拱垂直于隧道中線，上下左右允許偏差±5㎝，傾斜度不得大于2○�！�

　　四、安全措施

　　錨噴施工中，全員參與安全文明施工。

　�。ㄒ唬�、錨桿施工安全措施

　　1、錨桿作業(yè)中，要密切注意觀察圍巖或噴射砼的剝落、坍塌。清理浮石要徹底，施工中，要及早發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)征兆，及時(shí)處理。

　　2、桿種類及錨固方式要選擇得當(dāng)，嚴(yán)防錨固用的砂漿流失錨固力不夠，導(dǎo)致錨桿脫落而造成事故，因此要指定專人負(fù)責(zé)，定期檢查錨桿抗拔力。

　�。ǘ�）、噴射砼安全措施

　　1、噴射前要檢查作業(yè)地段的圍巖，并進(jìn)行清理浮石、危石等必要的排險(xiǎn)作業(yè)。

　　2、噴射機(jī)要安放在圍巖穩(wěn)定或已襯砌地段內(nèi)，同時(shí)噴射作業(yè)地段應(yīng)加強(qiáng)照明和通風(fēng)。

　　3、噴射時(shí)嚴(yán)格掌握好風(fēng)、水壓，加強(qiáng)綜合防塵措施。

　　4、注意風(fēng)嘴不準(zhǔn)對(duì)人，以免射傷人。

　�。ㄈ�）、格柵施工安全措施

　　1、搬運(yùn)過(guò)程中，應(yīng)將格柵拱構(gòu)件綁扎牢固。以免發(fā)生碰撞傷人。

　　2、格柵拱腳槽鋼的連接必須置于原狀土（石）上，并與格柵拱焊接牢固。

　　3、格柵拱盡量與系統(tǒng)錨桿焊接，必要時(shí)須設(shè)鎖腳錨桿，以免格柵拱傾覆傷人。

　　五、結(jié)束語(yǔ)

　　隨著高等級(jí)公路建設(shè)在我國(guó)的不斷深入發(fā)展，我國(guó)的公路建設(shè)市場(chǎng)進(jìn)一步擴(kuò)大，山嶺區(qū)修建的高速公路也越來(lái)越多。隧道做為公路穿山越嶺的主要構(gòu)造物，在施工過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范及設(shè)計(jì)施工，遇到的各種問(wèn)題要及時(shí)處理。

　　　參考文獻(xiàn):

　　[1]中華人民共和國(guó)交通部.公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ026-90).人民交通出版社.1990

　　[2]中華人民共和國(guó)交通部.公路隧道施工技術(shù)規(guī)范(JTJ042-94).人民交通出版社.1995

　　[3]<<公路隧道>>.人民交通出版社.1995