(甘肃省交通工程建设监理有限公司,甘肃兰州 730000)

0.引言

在科学技术日新月异的今天,很多高端技术与机械设备被用于隧道工程施工中,新兴施工方法的产生与之相伴随,这也是长、大隧道在公路建设中应用范围拓展的主要原因之一,而施工阶段面临围岩条件复杂多变的状况。在这样的工况下,采用适宜的施工技术将围岩维持在一个相对稳定状态就至关重要,各种支护施工技术就应时而生。锚杆、钢筋网片、钢拱架、砼喷射等均是隧道初期支护施工阶段的主要工序,但实践中部分人员并没有扎实掌握技术要点,从而影响支护效果的可靠性。本文从优化隧道初期支护质量的角度出发,结合实际案例,加强支护技术要点的分析,力求推动本行业持续发展过程。

1.工程概况

某地高速公路WXSG-6标,起讫桩号K26+136-K33+800,线路全长为7.664km。本标段施工条件复杂,施工线路较长,共计有2座隧道,达到了7140m,桥隧长度占线路全长的93.16%,夏河2号隧道、拉卜楞特长隧道长分别为1622m、5518m。本标段内2座隧道设计均是单洞,净宽为12.2m,隧道围岩级别主要以IV、V级为主。在现实施工中,隧道前期支护施工以锚杆、挂网、钢拱架及喷射砼等为主。

2.隧道初期支护施工技术

2.1 锚杆支护

参照隧道工程项目各处围岩所处级别差异性,应对锚杆类型作出科学选用,通常情况下,围岩条件较差时选用中空注浆锚杆;在常规工况下推荐使用砂浆锚杆。本工程选用 22砂浆锚杆,所有锚杆均配置了垫板,呈梅花型布设锚杆,在施工中按照图纸要依照围岩类别合理选取锚杆长度与间距,结合设计要求截取杆体,并对其进行整直、除锈、涂油处理。

本隧道使用风钻钻眼,用高压风吹孔,配合使用注浆器完成注浆任务。挖掘出隧道导坑以后,组织工人应尽早安置锚杆,在施作中加强锚杆杆体露出岩面长度值的控制,不可大于喷层厚度,借此方式确保锚杆的设计入土深度达标。要求隧道项目锚杆支护施工阶段应用的砂浆标号高于20号,配合比通常为1: (1~1.5):(0.45~0.5),水灰比适宜区间为0.45~0.5,砂粒径≥0.05mm[1]。依此严格制作锚杆粘结性材料,确保粘结性砂浆拌和的均匀性,科学调整其和易性,按照随拌随用,一次拌和好砂浆均要在初凝前使用完。

注浆是锚杆支护的关键一环,注浆在前,杆体插入在后,注浆时要封堵住孔口,注浆管要插到和孔底相距5cm~1cm位置,伴随水泥砂浆注入过程缓缓匀速将其拔出,并始终要维持注浆管埋设在砂浆内,以防有空洞形成。注浆结束后,工人要快速插进杆体,如果观察孔中无水泥砂浆外溢,则需拔出杆体二次注浆。加强注浆孔口压力的控制,以≤0.4MPa为宜,当砂浆没有抵达设计强度的70%时,严禁出现随意碰撞行为,通常限定3d中不可悬挂重物。

2.2 钢筋网支护

钢筋网支护操作阶段,要确保所用材料质量与尺寸规格均能符合设计要求。按设计要求选用双层钢筋网,要求首层钢筋网被砼整体覆盖以后方可敷设第二层钢筋网,并明确要求敷设层钢筋网环节中,网片要和围岩面紧密贴合,这样才能和围岩实现共同承重[2]。在本工序施工阶段,质量控制应从网格尺寸、钢筋保护层层厚和被喷面的缝隙等方面着手。

2.3 钢拱架支护

依照工程设计要求,在加工厂内制造钢支撑,加工场地必须进行硬化处理,依照设计放出加工大样后加工钢支撑,并进行试拼。在初喷砼后运输拱架进洞安装,保证定位筋、锚杆相互连接,把纵向连接筋增设在钢支撑之间,加强焊接质量,并通过喷砼方式进行填平。施工阶段严格依照设计位置安置钢支撑,于钢拱架基脚处预留0.15m~0.2m 原地基,在稳固的基础上安置钢支撑拱脚,借此方式增强基底承载力,在实际施工中,建议在上导拱脚设置砂箱,在下导拱脚设置砼预制垫块,通过调节和支垫的方式,使拱架平面和隧洞中线成角90°,倾斜度≤2°,钢支撑任何位置偏离铅垂面≤5cm,并加强钢支撑与围岩间隙控制,使其≤50mm。根据设计要求,在上导两拱脚与下导两边墙脚以上1m位置均设置锁脚锚杆,由2根锚杆构成,施工时必须严格控制,保证锁脚锚杆与竖向夹角为30°~45°斜向下打入围岩,以控制拱脚下沉。喷射砼时,由拱脚或墙脚位置朝向上方进行,以防出现上方喷射料对拱脚形成虚掩作用,导致拱脚喷射密实度不达标,强度不符合设计要求,最后出现失稳问题。

2.4 喷射砼支护

本隧道工程喷射作业中选用了425普通硅酸盐水泥,选用JN-5型速凝剂,掺入量是水泥用量的4%;水灰比最适区间为0.4~0.5,能保证喷射砼的强度及减少回弹量。在施作中,喷射砼支护应和围岩紧密粘结,确保结合稳固,不可有空洞形成,不可在超挖部位添加片石与木板等杂物,特殊情况下开展粘结力试验;若喷射砼施工作业分层进行时,要求最末层喷射应在上一层砼终凝以后施作;混合料要做到随拌随喷,喷射砼施工操作时形成的回弹物不可二次用于喷射砼用料,应适时对喷射砼进行养护,当检测到隧道内温度<5℃时,严禁出现洒水养护行为。在冬天施工时,维持喷射作业区域气温≥5℃,结冰的围岩面不可喷射砼。

3.结语

公路隧道工程施工建设阶段,初期支护为其内部重要受力结构之一,其施工效果对整个隧道安稳性形成直接影响。故而,施工人员应予以初期支护施工作业一定重视,明确影响支护效果的主要因素,结合工程实况有针对性的调整支护施工工艺方法,创新施工技术方案,使工程质量提升有更强大的支撑。