浅谈隧洞喷锚支护的施工方法

李存宗

甘肃省水利水电工程局有限责任公司 甘肃 兰州 730000

本文对隧洞喷锚支护施工的相关技术问题进行了详细介绍，希望有一定的参考价值。

1 隧洞喷锚支护的作用

在隧洞喷锚支护技术还没有大力普及的时期，施工现场常用喷混凝土来作为保护洞室和周围岩的初期工作支护，也可以用来作为其他永久性的支护。随着技术的不断发展，隧洞的初期结构支护，常用作喷锚支护技术，并与后期隧洞模筑钢筋混凝土结合，作为二次隧洞衬砌的主体结构[1]。隧洞的初期施工喷锚时，会在隧洞围岩中依次打入大量金属砂浆锚杆，喷锚时的支护能够使金属锚杆、混凝土砂浆喷层、二次砂浆衬砌和隧洞围岩喷层形成共同一个整体，相互作用，这样能够有效地提升隧洞围岩的结构稳定性[2]。

2 隧洞喷锚支护的施工技术要点

隧洞喷锚支护施工的质量受隧洞和所使用的支护结构的影响。对隧洞来说，隧洞的结构与隧洞岩体有关，不同岩体其受力后的变化过程和破坏机理不同，因此，要根据隧洞岩体类型和结构合理选择施工技术。对支护结构来说，支护的结构影响了施工时岩体的受力和形变过程，因此，要结合隧洞岩体结构合理布局支护结构，双管齐下，提高施工质量。

2.1 隧洞结构

隧洞围岩是隧洞的主要负载单位，与支护结构一起共同支撑隧洞结构完整，保障施工进度和施工安全。当隧道开挖造成岩体破坏时，要通过隧道衬砌将岩体结构进行补充，并通过金属锚杆将隧道衬砌和围岩连接，共同构成了一个整体，达到保护岩体完整性的目的，稳定隧洞结构。这是因为围岩长时间暴露，容易受到风化作用的影响，变得不够稳固，当发生灾害或者强烈地动时，容易造成围岩过载而坍塌，引起安全事故，而通过初期的喷锚支护，将衬砌与围岩连接，就可以提高隧洞围岩的稳定性保证隧洞完整。

2.2 支护结构

喷锚支护技术是将衬砌和围岩连接的关键技术。进行喷锚支护时，其支护结构必须与围岩无缝隙接触，并且要有一定的弹性，但弹性系数要在一定的范围内，不能过大或者过小，弹性过小容易导致在围岩发生形变时支护结构受损，从而降低隧道的结构完整，弹性过大又容易降低围岩的负载能力，增加安全风险。

总而言之，隧道喷锚支护施工时，要保障支护结构和隧洞结构的有效结合，控制围岩形变，提高围岩抗过载能力。

3 隧洞喷锚支护的施工方法

3.1 隧洞喷锚支护的锚杆施工

锚杆能够有效保证整个支护隧道围岩和其他支护结构的安全支撑。在进行隧洞主体围岩施工时，施工人员一定首先要根据施工隧洞围岩的材料使用情况，及施工围岩隧洞的喷锚主体支护设计的结构性能要求，合理控制设计量，并选择需要施工围岩锚杆的量，及主体支护种类、长度、间距和是否使用围岩粘结剂等施工材料，以有效率地提高围岩喷水浇锚主体支护设计施工时的效果[3]。支护板在锚杆尾端施工时，锚杆的两个压力尾端不需要设置自动支撑垫板，锚杆尾端的自动支撑垫板荷载设置操作，能够增强施工主体锚柱的承受力，发挥主体围岩支柱锚杆尾端对施工主体锚柱围岩的自动荷载约束力和支护作用效果[4]。

对于不需要具有垂直墙体的大型建筑物外围岩，锚杆的具体布置施工方式应选择位于横向垂直水平墙体的其他节水材料处理面，或与垂直墙体其他节水材料处理横截面高度拟合成的最大横向垂直倾斜角度并使其呈轻微放射状倾斜方向施工布置。锚杆专用部件进行安装后，应随机自动固定选取一个安装锚杆专用部件，并进行自动稳定拉拔后的耐压能力试验，以有效率地保证需要安装专用锚杆的部件整体运动结构性和运动稳定性。当第一围岩支柱锚杆与该第二层喷射后的混凝土直接相结合行程支护结构后，需要在进行一次混凝土，确保第一层围岩锚杆与该次喷射后之混凝土的紧密连接。

如果在大型隧洞桥梁锚杆整体建设工程施工中，突然发现一个大型隧洞桥梁锚杆整体出现大量严重渗水，首先必须要对其进行防水处理，并在排除大量渗水后再对其进行恢复施工，或者要考虑是否选用其他不同施工类型的锚杆，避免出现大量渗水对整个隧洞桥梁锚杆整体运动性能稳定性大幅下降可能带来的不良影响。

3.2 喷射混凝土施工

喷射衬砌混凝土基层厚度的质量要求须保证完全符合要求，如果一次喷射过薄，则可能无法对基层围岩主体形成后续的保护支撑作用；如果喷射过厚，则可能侵占二次喷射衬砌的使用空间，影响围岩后续的工程施工。

如果在建筑混凝土基层喷射给水过程中突然出现大量混凝土基层脱落或产生较大的变形裂缝，要及时对其进行喷水补喷。喷射保温混凝土的保温养护期不少于7天，冬季寒冷温度较低，要注意做好喷射混凝土保温防冻养护工作。

3.3 确定喷射混凝土原料的比例

混凝土的主要施工技术质量设计配比，是整个建筑工程喷水和锚水泥工程施工的重要物质基础，有效地提高建筑喷水和锚工程混凝土的施工技术质量，则必须严格要求施工材料的配比。隧道施工周围所处的自然环境，对其在隧道周围混凝土的施工质量影响非常大，要特别注意为了保证其在隧道周围混凝土层的质量符合要求，杜绝在隧道周围出现的在施工期间渗漏水的异常情况。

4 施工过程

经过对现场实地工作环境的仔细勘察，决定考虑采用上下层横断面交换台阶的方法。施工初期这个环节较为重要，在初期环节施工中可以采用多种施工方式相关或结合的施工方法，详细的施工过程介绍如下。

4.1 选择材料

水泥骨料要尽量选用425#的普通天然硅酸盐细砂水泥，细沙细砂骨料则一般要尽量使用50%以下高含砂率的天然或金黄细砂；而在选择粗细沙骨料时候还需注意水泥尺寸，其水泥尺寸一般要不得大于0.5cm大或小于1cm；水泥外加剂中也要尽量选择rrrh型的中性速凝剂。

4.2 喷射混凝土

喷射混凝土对整个岩壁表面的清洁要求很高，在正式开始施工之前，要充分用水清洗整个岩壁的表面，确保整个岩壁的正常清洁度后，再按照岩壁相应的砂浆比例和施工顺序进行配制喷射混凝土。在整个安装喷射口的过程中，要将整个喷射岩壁厚度分成多个5cm左右的长度小段依次进行喷射，这样做才会大大提高整个喷射的质量，同时在每次喷射的进行过程中，要特别注意每次喷射的岩壁厚度与喷射角度上的问题，喷射口的方向与整个岩面的喷射角度不能保持超过10°，喷射的岩壁厚度一般要尽量保持在3cm左右。

4.3 设置锚杆及配套材料

紧固钢板焊接使用完成的钢筋钢板锚杆后，需要将钢筋锚杆模板主体网片与护栏紧固钢板锚杆护栏模板主体焊接牢固，本次钢筋锚杆模板施工所用的需要焊接使用的钢紧固焊接施工规格一般范围为1000cm×200cm，在进行施工使用过程中，还有一些必需特别注意的，护栏钢筋模板喷面与紧固锚杆模板钢筋网之间的紧固焊接应有缝隙，并且间距及其大小不能超过不得大于超过3cm。除了以上两种焊接材料外，在需要进行钢筋喷锚板和钢筋支护板的焊接施工，还有一点必需特别考虑的是，使用一根焊接线连到整个钢筋网的格栅，格栅主要由5根1.f25钢筋线在钢丝网上焊接而来的钢组成。在施工铺设连接格栅时，要特别注意其连接间隔，通常一般情况下其连接间隔为100cm，各个连接格栅之间由多条连接的主筋进行连接，每条格栅连接的主筋的连续长度一般要始终保持在100cm左右。

4.4 混凝土复喷

安装完整个锚杆后，需要再一次用水喷射一层混凝土。复喷时，要按照从下向上的喷射顺序，同时还要进行喷射分片，分片的角度要求与第一次高温喷射相同，喷射的使用方式一般要严格选择高温潮湿复喷，角度必须保持一定不变，喷射的分片厚度一般要严格保持在2~4cm之内，复喷时还要严格保证喷射厚度，以利于确保喷射质量。

4.5 覆盖混凝土

锚杆喷射施工建成完毕后，要及时使用锚杆喷射器对所有喷射构件均匀喷射所有混凝土，在锚杆喷射施工过程中，要注意确保所有喷射构件都一定能均匀覆盖，喷射施工完毕后，要及时进行日常检查，发现任何问题后必需及时处理，防止在正常使用锚杆过程中可能出现各种问题。

4.6 施工质量控制

施工单位一般需及时安排一批专业的技术人员对工程施工管理过程质量进行严格监督检查，包括工程施工的操作工艺和工程原材料的使用质量等。原材料的工程质量保证是整个工程施工的质量基础，在保证原材料按时运送到质量施工现场时，要定期进行质量检查，在质量施工管理过程中也一定要对所有原材料及之前配置好的钢筋混凝土构件进行质量检测，发现质量问题及时处理，才能从根本上保障整个建筑工程的质量施工工作质量。

5 结束语

隧洞的施工现场大多处在偏远山区，这些地区地理环境复杂，不可控因素较多，因此施工过程中很容易遇到一些不可预见的困难，例如：施工技术难题，运输难题，对地质考察不够充分全面，都会对隧道施工带来较大的影响。不仅如此，在某些地区土质较为松散的高山地区，一些施工会给这些图层带来较大的冲击，这些土层振动往往会对其造成极大的地质危害，不仅会影响现场的施工质量，还会威胁隧道施工人员的财产人身安全，因此就必需在某些地区隧道建设工程中采取相应的隧道喷锚施工和支护施工措施。