浅谈隧道锚喷混凝土的施工技术

罗振亚

（山西路桥第二工程有限公司，山西 临汾 041000）

浅谈隧道锚喷混凝土的施工技术

罗振亚

（山西路桥第二工程有限公司，山西 临汾 041000）

公路隧道锚喷支护是将锚杆与喷射混凝土作为加强和利用围岩自身支撑能力，文章结合多次隧道施工、实践经验，介绍了常用锚杆的安设、喷射混凝土作业过程及喷枪头施工操作注意事项。

隧道；锚喷；混凝土施工技术

1 概述

锚杆的种类很多，常用的黏结型锚杆有金属砂浆锚杆、金属树脂锚杆等；机械性锚杆有楔缝式、涨壳式和滑楔式锚杆等；其材料有钢杆的、木杆和钢丝的；其受力可以是预应力的，也可以是普通受力锚杆。

钢筋水泥砂浆锚杆具有造价低，取材及加工容易，力学性能好，施工工艺较简单等优点，在地下工程中已经被广泛采用。

近几年来，在国内外，树脂锚杆的研制和使用发展较为迅速，下面主要介绍这两种锚杆的安设。

2 锚杆的安设

2.1 钢筋水泥砂浆锚杆的安设

（1）钻孔前应根据围岩的状况和设计要求，布设孔眼。锚杆的纵横距离，一般不超过锚杆长度的1/2；锚杆与岩面，层面或裂隙面的交角，一般以90°为宜；锚杆的设计长度及直径选定孔眼直径（一般为37～45 mm），并做标记。用凿岩机进行钻孔，并用高压风或高压水将孔洗清，注浆时用注浆器进行。

注浆时，以水引路，将砂浆充满注浆器和管路，并用高压空气将水泥砂浆由导管压入钻孔中。注浆过程要始终保持器内有足够的砂浆（1/4以上）。尤其是最后一根锚杆，防止高压风将钻孔中砂浆吹掉，确保安全。

（2）注浆配制。注浆中的水泥，一般用40号以上的普通硅酸盐水泥；砂子用粒径不大于3 mm的中砂，用前应过筛；水泥砂浆配合比一般控制胶骨比1∶1～1∶2，水灰比0.38～0.42；速凝剂使用前应做速凝效果试验，一般要求初凝不大于5 min。如使用红星1型，掺量占水泥重量的3%左右。

（3）锚杆体。锚杆体宜采用16号锰或5号螺纹钢筋，也可用3号钢筋，钢筋网可用3号钢。使用前应矫直和除锈、淋湿。锚杆直径一般为16～22 mm，为了保证锚杆和孔壁之间的砂浆层，锚杆直径应比钻孔直径小15～20 mm。

（4）安设锚杆、金属网。一般采用先注浆，后插锚杆最为简单，也有采用先锚后注的方法，多数大型的锚杆或锚索等，应先给预应力，后予注浆，以加强黏结和防护。采用金属网时，网格不应过小，以20×20左右为宜。钢筋（丝）网应随岩面平顺起伏设置，与岩面间距一般不小于3 cm，宜为5 cm。钢筋网与锚杆连接牢固，使喷混凝土时不发生位移和松动。如发现有脱落的石块被网架住时，应及时清除。

2.2 树脂锚杆的安设

树脂锚杆是以合成树脂为黏结剂，将锚杆和孔壁岩石黏结成整体的一种锚杆，他的优点是固结快，很短时间内就能达到设计锚固力，安设也方便；缺点是价格贵，如其杆尾有螺纹，并安有垫板，则可拧紧螺母，起到部分锚固预应力的作用，且锚杆尾端对围岩锚牢固、可靠。

3 喷射混凝土作业

这里只介绍国内普遍采用的干法喷射混凝土施工要点。

3.1 准备工作

（1）认真检查隧道开挖的净空尺寸，凿除欠挖部分。清楚松动岩快、浮石和墙角岩渣，拆除各种障碍。用高压风及、水冲洗受喷面。如有滴漏水，应采取集、排水措施。

（2）利用锚杆外露长度和用快凝浆黏铁钉或U型铁丝于岩面上，作为喷射厚度的标志。

（3）做好机械设备的就位和场地布置、保证运输线路、风水电畅通，搞好照明。安排好回弹物的利用。

（4）试运转，开启高压风及水，如喷头分压正常，喷出水应成雾状，只有运转正常后，才能进料喷射。

（5）混合料的拌制，应配合喷射作业，随拌随用。未掺速凝剂时，存放时间不超过8 h；掺速凝剂后，不超过30 min。混合料应拌制均匀，颜色一致，装入喷射机前应过筛。

3.2 喷射作业

喷射作业应在划定的区段内进行，区段长度一般不超过6 m。喷水时自上而下，先墙后拱分部、分块的顺序进行。喷射时，喷头要正对受喷面做均匀顺时针方向的螺旋转动，螺旋直径20～30cm，以使混凝土喷射密实。

当岩面有较大的坑洼时，应先喷凹处，然后找平。

喷混凝土的成型，其自重是靠它与喷射面的黏结力来平衡的。混凝土终凝之前，这种黏结力是微弱的，所以一次喷射太厚，喷层会出现错裂、坍落；一次喷射太薄，大部分骨料又会弹回来，受喷面仅留薄层的细粒混凝土或砂浆，影响喷混凝土的质量和工效。一般拱部一次喷厚为4～6 cm，边墙为6～8 cm。

喷射层间隙时间，应视混凝土的凝结情况而定。一般常温下（15～20℃），采用红星1型速凝剂时为15～20 min；采用碳酸钠速凝剂时为30 min以上。

喷混凝土紧跟开挖时，从混凝土喷完到下一循环放炮时间间隔，一般应不小于4 h，以使喷混凝土得强度不致因爆破震动而受到影响。

3.3 喷射机的操作要点

喷射工艺中最主要的是调整风水压。一开始，应先给风、给水，再给电、后送料；结束时，应先停料、在停电，然后切断水、风源。供料应连续均匀，机械正常运转时，料斗内应保持足够的存料。

为了保证高压水能从混合室（喷头水环）内壁小孔中高速射出，把干料迅速拌匀，水压要比输料管风压高0.1～0.15 MPa以上。喷射区的水压应大于0.4 MPa，不足时，一般宜配备高压水箱。分压能否掌握好，对减少喷混凝土的回弹率，保证喷混凝土和降低粉尘都有很大影响。喷射机在水平距40～60 m内是比较好用的，正常工作风压可用0.15～0.2 MPa，空机时可掌握在0.1～0.09 MPa之间一般增加一节管子。只需增加0.02 MPa的压力。在保证正常喷射的情况下，风压稍低些为好。

喷射作业中的堵管现象，通常由于混合料中混有粒径超过25 mm的石子、水泥硬块、杂物等；或是操作顺序差错，如先开电机后给风；或砂中含水率超过6%，都容易在出料弯头处发生堵塞。另外，风压过低，管道不顺，也易引起堵管。

3.4 喷枪头的操作注意事项

喷头的受喷面的最优距离是按喷射混凝土最小回弹量和最高强度来确定的。一般为0.6～1.2喷射方向与受喷面垂直并稍微向刚喷射的部位倾斜（掌握在75°～100°），则回弹量最小，效果最好。回弹量一般拱部可控制在20%～30%；边墙可控制在10%～20%。严格控制水灰比，喷出的混凝土应呈暗灰色、湿润、光泽、无干斑或滑移流淌现象，回弹量也较小。

突然断水、断料时，喷头应移开受喷面，严禁用高压风、高压水冲击刚喷好的混凝土。受喷面衔有金属网时，灰水比宜大，喷头与受喷面的距离也要相应缩短到0.7左右，施工中可以把拢料管增长0.6～1.0，套上普通硬塑料管，解决喷头离岩面往往较远的问题。

4 喷混凝土的施工安全

喷混凝土一般是靠围岩自立而无支护的情况下进行，所以在喷射之前要认真检查作业段的围岩状况，加强施工区的照明、通风和防尘措施。

高压作业机械均应安设压力表、安全阀。使用前应进行耐压试验，合格后方可使用。

喷射和处理堵管过程中，禁止喷头对人，以免射伤人员。经常检查管路是否有击穿可能，并及时处理。

喷射作业人员，均应带防尘口罩。操作喷枪头的人员，应带护眼罩、雨衣、长筒乳胶手套等劳保用品。尽可能采用机械手，改善劳动条件。

5 喷混凝土施工温度与养护

喷混凝土作业区的气温和混合料进入喷射机的温度及水温应不低于5℃。养护时，气温如低于5℃时，不得浇水。喷混凝土强度低于10 MPa时，不得受冻。这样才能使喷混凝土成型及强度发展良好。气温低于5℃的情况下施工，应经过试验，并采取保温等综合性措施。

喷混凝土特别需要良好的养护，才能使水泥充分水化，使喷混凝土的强度较快的均匀增长，减少和防止混凝土的收缩开裂，确保混凝土的质量。喷混凝土终凝后2 h，即应开始洒水养护。初期应加强，洒水次数以能使混凝土有足够的润湿状态为标准。养护时间应在12天以上。

Discussion on the Construction Technology of Tunnel Shotcrete

Luo Zhenya

The road tunnel shotcrete support is using anchor and shotcrete to strengthen the support capacity of rock itself.The article,combined with many tunnel construction and testing experience,introduces the notes including installation of common bolts,shotcrete working process and gun operation.

tunnel;anchor spray;concrete construction technology

U455.48+1

A

1000-8136(2011)05-0059-02