公路隧道初期支护施工研究

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在公路隧道初期支护施工过程中，基本会采用钢混喷射、锚杆以及钢筋网等技术进行作业，同时根据围岩松弛情况与级别、借助支护模拟分析与现场实际监测等得到相应变形、应力等参数，便于设计人员合理调节初期支护的重要参数。初期支护施工对于公路隧道作业而言意义深远，参建各方应对其予以高度重视。

1 工程概述

长山隧道LJ9 整体项目分配给本标段的起迄桩号是K58+300-K61+365，总体长度超过3000km。隧道的右洞桩号为K58+300-K60+822，其整体长度约为2522m；隧道的左洞桩号为ZK58+300-ZK60+810，其整体长度约为2510m。

地面和隧道的轴线呈现正交关系，有着平缓的坡面，而出口地形属于缓坡，且有10°～15°的自然斜坡以及1～3m 高的局部坡坎，现场多为旱地。与此同时，该隧道的洞身会穿越复杂构造的山体，拥有较发育的植被，整体拥有Ⅲ、Ⅳ以及Ⅴ级的围岩。现场的地层岩包含了煤线、砂岩、灰岩、泥灰岩以及泥岩等。

上级公路管理局明确原有的路基宽度无法达到现场公路实际需求，同时，现场有着较低的平面指标，无论是修建前还是按原设计进行修建，当项目建成之后，此段路将会存在严重的堵塞问题，这与修建初衷是不相符的。因此，为了使堵塞问题被完全解决，最终设计了公路隧道施工计划［2］。

2 施工关键环节和流程

2.1 混凝土初喷和锚杆作业

在挖掘完掌子面之后，现场施工人员需要在第一时间进行混凝土的初喷作业。施工人员在开展此项工作之前，必须事先引排局部的渗透水，并且做好清危、找顶岩面等重要工作。在通常情况下，混凝土的初喷支护作业需要于完成爆破作业后3～4h 时间中完成，并且确保初喷混凝土拥有3～5cm 厚度。在现场施工人员展开混凝土喷射施工的时候，相应的施工顺序为分块、分段以及从上到下、先墙后拱；开展喷射施工时，操作人员应当缓慢、反复地对喷嘴进行螺旋运动，并且确保螺旋直径处于20～30cm 范围内，以便确保所喷射混凝土密实性达到要求；与此同时，施工人员也应掌控好喷射距离、风压以及水压等，继而使混凝土回弹量得以减少。通常隧道作业所采用空注浆锚杆规格主要为Φ2.5cm×0.5cm，同时还应经由与围岩等级相结合，借助相应环向、纵向间距以及长度等进行布设。在本文涉及项目当中，主要采用的砂浆锚杆规格是Φ22mm，其拥有3.5m长度以及120mm×120cm间距，并且布置成梅花形。当开展锚杆钻孔作业的时候，需要借助与现场需求相符的风钻来进行钻孔施工，而在安装锚杆的时候，应以人工锤击锚杆。开展锚杆注浆的时候应该优选专用的注浆机，控制其注浆压力于0.5～1MPa 范围内，并且在此阶段将空气排除。

2.2 钢支撑、钢筋网作业

现场采用的钢筋网规格为Φ8mm，铺设钢筋网的作业应该紧接初喷混凝土以及安装锚杆的工序。铺设钢筋网的时候，施工人员应该于初喷混凝土表面紧贴钢筋网，避免二次喷射时发生颤动。所选钢筋网于钢筋场进行下料随后绑扎成形，确保其拥有20mm×20cm 网格间距，并且根据规范标准以及设计要求拼接网格间距并连接锚杆。此外，为了使现场能够更加方便地使用钢筋网，应保持钢筋网拥有1～3m 的边长。安防钢筋网的时候应该确保搭接不小于网格长边的间距。常见钢支撑方式有两类，即格栅拱架以及型钢拱架：①格栅拱架：经由对螺纹钢筋加以应用，分阶段地展开加工作业，随后被焊接为空间格栅，继而与钢板连接来连接螺栓；②型钢拱架：经由对型钢加以应用，分阶段地展开加工弯制作业，随后通过与钢板连接以螺栓对其进行连接。进行钢支撑作业时，需要优先于隧道外以分阶段的形式进行加工，安装施工紧接混凝土的初喷作业［1］。

2.3 混凝土的喷射

此环节主要的程序包括拌和混凝土、筛网、混凝土湿喷以及速凝剂的添加等。当开展混凝土喷射作业之前，施工人员应当不断强化总体质控工作。水泥材料入场之前，管理人员必须对其进行严格检查，确认合格后方可入场应用。另外，在正式应用速凝剂前也应事先对其展开速凝效果与水泥适应等试验，速凝剂合格标准为可以于5min内完成初凝，10min内完成终凝。混凝土喷射机属于混凝土喷射作业过程中最为关键的工具。现场施工人员拌料之前需要对搅拌机工作情况进行严格检查，并且确保运输车能够及时到位。正式喷射混凝土前，应优先清理岩面，彻底除去岩屑以及粉尘等，避免混凝土施工被外界因素干扰。与此同时，施工人员对喷射机进行操作的时候必须对风压进行有效控制，使之处于0.2～0.4MPa 范围内，另外将其喷射距离控制到0.8～1.2m 范围里。对喷嘴进行移动的时候，应确保速度不要过快，缓慢、匀速，优先堆积混凝土，对喷射机实际喷射的范围进行逐步扩大。在混凝土喷射阶段，施工人员必须严格遵循分块、分段以及从上到下、先墙后拱顺序展开施工。当于钢筋网位置喷射混凝土后，施工人员必须使喷嘴和钢筋靠近，并且对喷射角度进行合理偏移，以便使钢筋网完全被混凝土所覆盖；开展拱驾喷射时施工人员应填实围岩和拱驾间空隙，随后自拱驾的周边逐步进行喷射施工，最终喷射到拱驾之间。待完成喷射混凝土的作业之后，现场的施工人员应在第一时间展开相应的养护施工，以便确保项目最终质量能够达标，且具有较长的应用年限命。

3 混凝土喷射施工注意要点

在启动喷射机的时候，为了能够防止出现不均匀的供料，需要优先送风，随后开机，等喷射机能够正常工作后开始送料。在完成喷射作业之后，为了能够不浪费施工材料，需要在停止送料后再停止送风，待喷射机彻底停止工作之后，在第一时间将机器当中混合料处理干净，防止喷射机与导管被混合料堵塞［2］。

在正式上料之前，应该试运行喷射机，如果存在喷嘴没有出风的状况，则说明机器的输料管被堵住了；如果存在喷嘴没有充足风压的问题，就说明机器的出料口被堵住了；如果机器喷射出雾状的混合料，证明此时喷射机处于正常的工作状态。

如果导管被堵住，则应借助相应的喷淋装置清理导管，而清理人员必须明确，严禁将喷淋装置的正面朝向周围人员，防止人员受伤。

在运用潮喷法施工的时候，需要利用喷淋装置向作业范围内喷适量的水，以便减少现场的粉尘，避免其扩散。在施工的时候，技术人员可以经由对砂石料含水率进行调整使粉尘的浓度得以被有效降低；除此之外，技术人员也可借助强化通风来对现场的粉尘量进行控制。

在进行分层喷射作业的时候，各层喷射都应均匀、连续，特别是喷射首层的时候，必须控制好喷射的厚度，这是因为如果厚度太厚，可能会产生下坠问题；若厚度太薄，粗颗粒便不能黏附。若现场隧道的岩面并不平整，进行初喷的时候必须将岩面喷平。

安全起见，在作业过程中应将喷射机放到围岩的稳定区域，要求现场作业人员穿戴好防护装备，特别是喷射机的操作工，必须确保其穿戴齐所有装备。

4 结论

总之，对于公路隧道总体作业而言初期支护极其关键，所以相应的施工设计人员应当按照实际围岩状况设计出最合适的施工计划。在具体的施工阶段，需要严格根据相关的标准展开作业，特别要对关键的混凝土喷射、锚杆以及钢筋网等环节予以严控，为后续施工夯实基础。