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本隧道施工采用暗挖噴錨構(gòu)筑法施工,具體的支護結(jié)構(gòu)采取為:Ⅳ級圍巖采用φ42超前導(dǎo)管(超前支護)+φ25中空注漿錨桿和φ22早強砂漿錨桿+鋼筋網(wǎng)+H14格柵拱架+噴砼支護;Ⅲ級圍巖采用φ22藥卷錨桿+鋼筋網(wǎng)+噴砼支護。支護施工流程方案采取為,先沿開挖輪廓線施作超前導(dǎo)管,開挖后立即噴射混凝土3~5cm進行臨時支護,然后打設(shè)錨桿、掛鋼筋網(wǎng)、架設(shè)鋼拱架,完成后復(fù)噴砼至設(shè)計厚度,進入下一循環(huán)。
1.1錨桿施工
本隧道工程的錨桿采用了φ25中空注漿錨桿和φ22藥卷錨桿,錨桿的布置范圍和間距根據(jù)施工情況進行確定,并根據(jù)鉆孔情況作出標記。本工程采取YT28風(fēng)鉆鉆孔進行鉆孔施工,在鉆孔前在鉆桿上標明錨桿的長度,以便控制鉆孔深度,鉆孔完后采用高壓風(fēng)吹孔,吹盡孔內(nèi)積水和巖粉。對于本工程的中空錨桿施工,要求φ25中空注漿錨桿由全螺紋中空桿等關(guān)鍵配件組成。
1.2鋼拱架施工
采取全站儀準確測設(shè)格鋼拱架位置(位于隧道法線方向),并用紅油漆準確標注拱頂、拱腳和邊墻等控制點位置,設(shè)置足夠的定位錨桿。初噴砼后,安設(shè)鋼拱架,沿預(yù)先標注點對正安設(shè)。安設(shè)縱向連接鋼筋:鋼架與鋼架之間用直徑為φ22mm的螺紋鋼筋沿著縱向連接起來,環(huán)向間距為1.0米,增強鋼架的整體穩(wěn)定性。為保證鋼拱架的穩(wěn)定性,可在邊墻鋼拱架接頭處設(shè)兩根長3.0m的φ22藥卷鎖腳錨桿。
1.3噴射砼施工技術(shù)
為了進一步減少粉塵,全面提高噴射砼的質(zhì)量,隧道采用濕噴法施工,砼在洞外拌合站拌合,砼罐車運輸至洞內(nèi)卸入TK-961濕噴機料斗,人工抱噴嘴濕噴。
(1)材料及配合比。水泥采用425#普通硅酸鹽水泥。每立方米用量380kg,使用前做強度復(fù)查試驗。砂采用人工砂,要求砂粒的平均粒徑為0.35~0.5mm,細度模數(shù)大于2.5,含水率為5~7%,使用前過篩。碎石要求采用的粒徑在15mm以內(nèi),含水率控制在2%,級配良好,使用前篩洗干凈。施工所采用的水,要求其不含有影響水泥正常凝結(jié)與硬化的有害雜質(zhì),不得使用污水,PH值小于4的酸性水和含硫酸鹽量按SO42-計超過水重1%的水,使用前進行水質(zhì)分析。經(jīng)試驗確定,噴射第一層時可采用水泥:砂:石=1:2:(1.5~2),水灰比0.4~0.5。
(2)施工工藝。先送風(fēng),后打開速凝劑,然后開始進料。
(3)施工控制技術(shù)。噴射混凝土施工采取分段、分片由下而上順序進行,巖面有較大凹洼時,應(yīng)先噴凹處找平。噴射施工前,埋設(shè)標志或利用錨桿外露長度以控制噴射混凝土的厚度。隧道開挖后立即對巖面噴射砼,以防巖體發(fā)生松弛。后一層噴射應(yīng)在前一層混凝土終凝后進行,若終凝后間隔1h以上再次噴射時,受噴面應(yīng)用風(fēng)、水清冼。噴嘴應(yīng)與受噴面保持垂直,同時與受噴面保持一定的距離,一般取1.0~1.5m。新噴射的混凝土按規(guī)定灑水養(yǎng)護。
(4)噴射砼。是用噴射法施工的混凝土。噴射混凝土有"干拌"和"濕拌"兩種施工法,一般采用"干拌"法。它是漿水泥、砂及最大粒徑小于25毫米的石子按一定比例拌合后,裝入噴射機,用壓縮空氣將干混合料沿管路輸送至噴頭處,與水混合并以40~60米/秒的高速噴射至作業(yè)面上。濕拌法則是將原材料預(yù)先加水拌和后噴射。噴射混凝土施工時,由于水泥顆粒與集料互相撞擊,連續(xù)擠壓,以及采用較小的水灰比,從而使混凝土具有足夠的密實性、較高的強度和較好的耐久性。全部粗骨料與水泥加入攪拌機內(nèi)先拌和,加入1/3含有加氣劑的水,隨后再加入砂和1/3含有減水劑的水,最后按坍落度要求加入另一部分水。在全部加入后持續(xù)4min即可輸入濕噴機噴射。
1.4鋼筋網(wǎng)
鋼筋網(wǎng)可以現(xiàn)場綁扎,也可以預(yù)先按設(shè)計網(wǎng)格尺寸要求制成1×2米的鋼筋網(wǎng)片,運至現(xiàn)場后將其焊接在錨桿端上,在巖面噴射一層混凝土后再進行,并在錨桿安設(shè)后進行。
2結(jié)語
隧道初期支護是隧道整體施工的重要組成部分,本文通過結(jié)合對隧道前期施工的具體實踐,提出了初期支護工程中中空注漿錨桿、鋼拱架以及混凝土噴射施工等支護工藝的具體實施技術(shù),總結(jié)出切實可行的施工技術(shù)措施,為同行提供參考借鑒。
作者:鄭保華 單位:中鐵二十局集團第五工程有限公司