汶川縣漩三公路隧道初期支護(hù)施工技術(shù)研討

廖先進(jìn)，李世軍，賀宏偉

(1.都江堰市交通運(yùn)輸局;2.四川農(nóng)業(yè)大學(xué))

汶川縣漩三公路隧道初期支護(hù)施工技術(shù)研討

廖先進(jìn)1，李世軍1，賀宏偉2

(1.都江堰市交通運(yùn)輸局;2.四川農(nóng)業(yè)大學(xué))

隨著山嶺隧道中新奧法施工的應(yīng)用日益廣泛，新奧法已成為山嶺隧道一種主流施工方法。新奧法施工中初期支護(hù)是以結(jié)構(gòu)性支撐作為支撐體系，充分發(fā)揮圍巖本身的自穩(wěn)能力，使巖體經(jīng)過(guò)開(kāi)挖、支護(hù)后重新達(dá)到新的平衡。初期支護(hù)中徑向錨桿、鋼拱架、噴射混凝土是施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。明確提出了初期支護(hù)的重要性以及各關(guān)鍵環(huán)節(jié)的施工技術(shù)要點(diǎn)及質(zhì)量要求，為隧道施工控制初期支護(hù)施工質(zhì)量提供指導(dǎo)借鑒。

新奧法;初期支護(hù);徑向錨桿;鋼拱架;噴射混凝土

1 研究對(duì)象

以汶川縣漩(口)三(江)公路隧道為例介紹新奧法中初期支護(hù)施工技術(shù)在隧道中的應(yīng)用，將新奧法理念融入到隧道具體施工中。隧道全長(zhǎng)1 183 m，起點(diǎn)樁號(hào)GK14+722，終點(diǎn)樁號(hào)GK15+905。隧道圍巖以Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖為主，巖體較破碎，碎裂結(jié)構(gòu)～薄層狀結(jié)構(gòu)為主，斷層帶分布較廣，并有局部滲水和瓦斯出現(xiàn)。

2 初期支護(hù)

初期支護(hù)是新奧法的重點(diǎn)，在現(xiàn)代隧道施工中有著不可替代的作用。如何將破碎的圍巖經(jīng)過(guò)初期支護(hù)后，圍巖的整體穩(wěn)定大幅提高，這需要良好的初期支護(hù)來(lái)保證。初期支護(hù)中徑向錨桿、鋼拱架鋼筋網(wǎng)片、噴射混凝土等是保證隧道工程安全的重要環(huán)節(jié)，擬從這幾方面做出分析。

2.1 徑向錨桿

2.1.1 錨桿的作用

該隧道中，多以Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖為主，圍巖較為破碎，局部還有夾泥層，給施工帶來(lái)很大的難度。徑向錨桿的設(shè)置可使圍巖受力情況變得安全又穩(wěn)定，特別是山嶺隧道中，圍巖情況復(fù)雜。在錨桿的作用下，錨桿通過(guò)軟弱、松動(dòng)、不穩(wěn)定的巖體，錨固在深而穩(wěn)定的巖體上，提供足夠的拉力，克服松動(dòng)巖體的自重和下滑力，防止洞壁坍塌。錨桿以一定方式排列，增加了巖體的整體的性，提高承載能力。

2.1.2 錨桿布置

隧道上部采用Φ22中空注漿錨桿，邊墻采Φ22砂漿錨桿。桿體采用 Φ22 mm、螺紋鋼筋，錨桿長(zhǎng)度為350 cm、300 cm兩種。環(huán)向間距按設(shè)計(jì)要求確定。錨桿平面布置按照梅花形布設(shè)，間距布置情況：(1)環(huán)向間距為80 cm，隧道縱間距向?yàn)?0 cm，適用于洞口Ⅴ級(jí)圍巖穿越老路淺埋段落;(2)環(huán)向間距為80 cm，縱向間距為60 cm，適用于洞身深埋Ⅴ級(jí)圍巖破碎帶;(3)環(huán)向間距為80 cm，縱向間距為70 cm，適用于洞口Ⅴ級(jí)圍巖淺埋地段;(4)環(huán)向間距為80 cm，縱向間距為100 cm，適用于Ⅳ級(jí)圍巖深埋地段。

2.1.3 錨桿施工

鉆孔一定要達(dá)到深度，鉆孔完成后用高壓氣槍沖掉孔內(nèi)的石屑。然后用注漿機(jī)將早強(qiáng)水泥砂漿注入錨孔內(nèi)，再將錨桿插入孔眼內(nèi)，待砂漿強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后上墊板、緊固螺帽。

安裝錨桿前應(yīng)做好以下檢查工作，并做好原始記錄。

(1)錨桿材料的型號(hào)、規(guī)格、品種應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，配件應(yīng)配套。

(2)錨桿空位、孔徑、孔深佶布置形式應(yīng)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

(3)孔內(nèi)無(wú)積水、巖粉應(yīng)吹洗干凈。

(4)錨桿桿體應(yīng)調(diào)直、保持干凈。

(5)錨桿外端標(biāo)準(zhǔn)螺紋應(yīng)有效，逐根檢查并與標(biāo)準(zhǔn)螺母試裝配。

對(duì)于向下的錨桿，應(yīng)將注漿管插入孔底，隨后邊注漿邊向外拔注漿管，直到注滿(mǎn)為止;待漿液注滿(mǎn)從孔口反漿后迅速插入錨桿，并固定好錨桿。

對(duì)于向上的錨桿，應(yīng)采用排氣注漿法，將內(nèi)徑4～5 mm，壁厚1～1.5 mm的軟塑料排氣管沿錨桿全長(zhǎng)固定于桿體上，并在孔外留1 m左右的富余長(zhǎng)度;將錨桿緩慢送入孔中至設(shè)計(jì)位置;將長(zhǎng)250～300 mm、外徑25 mm左右的薄壁鋼管用早強(qiáng)或超早強(qiáng)水泥固定在孔口位置并將孔口堵密;注漿前應(yīng)檢查排氣管，當(dāng)確認(rèn)排氣管暢通時(shí)即可注漿。注漿時(shí)應(yīng)堵住孔口，注漿壓力為0.2～0.5 MPa，終壓力為0.5～1.0 MPa。注漿結(jié)束控制：當(dāng)注漿壓力增加較快且大于0.6 MPa，或注漿量達(dá)到設(shè)計(jì)注漿量的1.2倍時(shí)，結(jié)束注漿，見(jiàn)圖1。

圖1 錨桿施工工藝流程圖

2.2 鋼拱架及鋼筋網(wǎng)片

鋼拱架安裝應(yīng)符合要求，拱架腳必須放在堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)上，鋼架應(yīng)分節(jié)段安裝。相鄰兩榀鋼架之間必須用縱向鋼筋連接，連接鋼筋直徑不小于18mm，鋼筋間距不應(yīng)大于1m。噴射混凝土?xí)r保護(hù)層的厚度不小于20 mm，強(qiáng)度不小于C20。

鋼拱架的型號(hào)、間距、襯砌類(lèi)型隨圍巖級(jí)別不同而不同，見(jiàn)表1。

表1 隧道各圍巖地段支護(hù)情況

另外在洞口Ⅴ級(jí)圍巖穿越老路淺埋段落、洞身Ⅴ級(jí)圍巖破碎帶設(shè)置同位置型號(hào)的仰拱。鋼拱架的間距為0.5 m。

鋼筋網(wǎng)的掛設(shè)在立完鋼拱架打完錨桿完成后進(jìn)行。鋼筋網(wǎng)片的焊接，鋼筋的搭接長(zhǎng)度不小于30 d。鋼筋網(wǎng)片在洞外加工成型，都采用Φ6.5鋼筋。環(huán)向、縱向間距為25 cm。鋼筋網(wǎng)根據(jù)初噴混凝土面的實(shí)際起伏狀鋪設(shè)，并與受?chē)娒骈g隙為3 cm。鋼筋網(wǎng)與鋼筋網(wǎng)、鋼筋網(wǎng)與錨桿、鋼筋網(wǎng)與鋼架連接筋點(diǎn)焊在一起，使鋼筋網(wǎng)在噴射時(shí)不晃動(dòng)。

2.3 噴射混凝土

2.3.1 噴混要求

(1)噴射混凝土之前認(rèn)真檢查隧道斷面尺寸，處理好超欠挖。

(2)對(duì)滲水的地方要采取排水措施。

(3)混合料應(yīng)隨拌隨噴，噴射混凝土回彈物不得重新用使用，回彈量應(yīng)控制在允許范圍內(nèi)。

(4)檢查卷藥錨桿、鋼筋網(wǎng)片、工字鋼、沙石水泥等材料完成情況，做好相關(guān)記錄。

2.3.2 噴混施工工藝

混凝土采用C20早強(qiáng)混凝土，早強(qiáng)劑的用量按照說(shuō)明添加。配合比為1∶2.08∶1.92∶0.46，采用普通硅酸鹽水泥，粒徑5～12 mm連續(xù)級(jí)配碎(卵)石，化驗(yàn)合格的拌合用水。噴射混凝土的厚度不應(yīng)小于50 mm，不宜大于300 mm。鋼架與圍巖之間的混凝土保護(hù)層厚度不應(yīng)小于40 mm，臨空一側(cè)的混凝土保護(hù)層不應(yīng)小于20 mm。

噴射混凝土?xí)r噴頭距巖面距離以1.5～2.0 m為宜，噴頭應(yīng)垂直受?chē)娒妫瑖姵踔т摷?、鋼筋網(wǎng)時(shí)，可將噴頭稍加偏斜，角度大于70°。噴射路線應(yīng)先邊墻后拱部，分區(qū)、分段“S”形運(yùn)動(dòng)，噴頭作連續(xù)不斷的圓周運(yùn)動(dòng)，后一圈壓前一圈1/3，螺旋狀噴射。噴射混凝土作業(yè)采取分段、分塊，先墻后拱、自下而上的順序進(jìn)行。噴射時(shí)，噴嘴做反復(fù)緩慢的螺旋形運(yùn)動(dòng)，螺旋直徑約20～30 cm，以保證混凝土噴射密實(shí)。同時(shí)掌握風(fēng)壓、水壓及噴射距離，減少回彈量。噴射混凝土終凝2 h后，進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7 d。噴射混凝土到下次開(kāi)挖時(shí)，下次爆破距噴射混凝土完成時(shí)間的間隔，不得小于4 h，見(jiàn)圖2。

2.3.3 質(zhì)量檢測(cè)

檢查噴射混凝土的強(qiáng)度、噴混厚度、空洞。強(qiáng)度評(píng)定按照“噴射混凝土抗壓強(qiáng)度評(píng)定”的方法來(lái)評(píng)定。取變長(zhǎng)為100 mm的立方體試件，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件養(yǎng)生28 d，用標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)方法測(cè)得的極限抗壓強(qiáng)度，乘以0.95的系數(shù)。每10延米至少在拱腳部分和邊墻各取1組試件。當(dāng)同批試件組數(shù)N≥10時(shí)，事件抗壓輕度平均值不低于設(shè)計(jì)值，任一試件抗壓強(qiáng)度不低于0.85設(shè)計(jì)值;當(dāng)N＜10時(shí)，試件抗壓強(qiáng)度平均值不低于1.05設(shè)計(jì)值，任一試件抗壓強(qiáng)度不低于0.9設(shè)計(jì)值。

圖2 噴射混凝土工藝流程圖

噴射厚度、空洞檢測(cè)用鑿孔或雷達(dá)檢測(cè)儀，每10 m檢測(cè)一個(gè)斷面，每個(gè)斷面從拱頂中線起每3 m檢測(cè)1點(diǎn)。

噴射混凝土的檢測(cè)結(jié)果反映出隧道噴射混凝土的質(zhì)量、開(kāi)挖情況、是否超欠挖。有一處空洞視為不合格。超挖部分用漿砌片石回填，嚴(yán)禁用開(kāi)挖的巖渣回填。

［1］彭立敏，劉小兵.交通隧道工程［M］.湖南：中南大學(xué)出版社，2003.

［2］陳豪雄，殷杰.隧道工程［M］.北京：中國(guó)鐵道出版社，1995.

［3］鐵道第二勘測(cè)設(shè)計(jì)院.鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范(TB10003-2001)［S］.北京：中國(guó)鐵道出版社，2001.

［4］中交第一公路工程局有限公司.公路隧道施工技術(shù)規(guī)范(JTGF60-2009)［S］.北京：人民交通出版社，2009.

U445.7

C

1008-3383(2012)11-0097-02

2012-06-15

廖先進(jìn)(1974-)，男，四川都江堰市人，工程師，主要從事公路橋梁技術(shù)、管理工作。