1、隧道锚喷支护的施工质量控制摘要：锚喷支护是一种适应性很强的先进技术, 不但用于矿山井巷工程, 并且大量用于道路、隧道及其它地下建筑工程。文中通过以隧道锚喷支护的实际应用，描述了施工过程中质量的控制要点。 关键词：锚喷支护 支护质量 控制 中图分类号：O213.1 文献标识码： A 文章编号： 前言 锚喷支护是一种适应性很强的先进技术, 不但用于矿山井巷工程, 而且大量用于道路、隧道及其它地下建筑工程。既适用于中等稳定岩层, 也适用于节理裂隙发育的松软破碎岩层；不仅可作为巷道的永久支护, 而且可用于临时支护和处理冒顶事故。 一、锚喷支护施工 1 锚杆施工，原材料准备 1) 锚杆材料: 锚杆材料采
2、用 20 锰硅钢筋或中空注浆锚杆, 特殊情况采用缝管式摩擦锚杆或楔缝式内锚头锚杆。钢筋直径 22mm 或 25mm,按设计要求规定的材质、规格备料, 并进行调直、除锈、除油, 以保证砂浆锚杆的施工质量和施工的顺利进行。 2) 水泥: 通常情况选用普通硅酸盐早强水泥。 3) 砂: 宜采用清洁、坚硬的中细砂, 粒径不宜大于 3mm, 使用前应过筛。 4) 配合比: 普通水泥砂浆的配合比(水泥:砂) 一般宜为 1: 1 1: 1.5 (重量比), 水灰比宜为 0.45 0.50。 5) 砂浆拌制: 砂浆应拌合均匀, 随拌随用。一次拌和的砂浆应在初凝前用完, 并严防石块杂物混入。主要为了保证砂浆本身的
3、质量及砂浆与锚杆杆体、砂浆与孔壁的粘结强度, 也就是为了保证锚杆的锚固力和锚固效果。 2 锚杆孔的施工 1) 孔位布置: 孔位应根据设计要求和围岩情况布孔并标记, 偏差不得大于 50mm; 2) 锚杆孔径: 砂浆锚杆孔径应大于锚杆体直径 15mm; 3) 钻孔方向: 宜沿隧道周边径向钻孔, 以保证锚杆的作用半径。部分情况可沿岩层主要结构面垂直打入, 但钻孔不宜平行岩面; 4) 钻孔深度: 砂浆锚杆孔深误差不应大于 10cm; 3 锚杆安装 1) 注浆: 砂浆锚杆孔内的砂浆采用注浆罐和注浆管进行注浆。注浆开始或中途停止超过 30m in 时应用水润滑注浆罐及其管路。注浆孔口压力不得大于 04MP
4、a, 注浆时应堵塞孔口。注浆管应插至距孔底 5 10cm 处, 随水泥砂浆的注入缓慢匀速拔出, 并用手将水泥纸堵住孔口。 2) 锚杆安装: 锚杆头就位孔口后, 将堵塞孔口水泥纸掀开, 随即迅速将杆体插入并安装到位。若孔口无水泥砂浆溢出, 说明注入砂浆不足,应将杆体拔出重新灌注后再安装锚杆; 锚杆插入孔内的长度不宜小于设计规定。锚杆安设后, 不得随意敲击、碰撞, 三天内不得悬挂重物。 二、钢筋网片施工 1 钢筋网采用类围岩衬砌钢筋网，网格为 15x 15cm, 类围岩衬砌钢筋网网格为 20x 20cm, 固结在锚杆端头上。 2 钢筋须调直除锈, 按规定长度下料。钢筋网成形后, 每根钢筋都应绑扎或
5、焊接。按顺序堆放在工作面上使用。钢筋网片加工大小视开挖循环进尺决定。 3 钢筋网应随喷射混凝土面的起伏进行铺设, 紧贴初喷混凝土表面。在二次喷射混凝土时,钢筋极少颤动。 4 钢筋网应铺设在第一次喷射混凝土和锚杆施工后进行。搭接处应预留 10cm 左右, 以保证和下一循环拼接。 5 如设置了型钢或格栅钢架时, 钢筋网片应与型钢或格栅钢架联接牢固。 三、型钢或格栅钢架施工 型钢或格栅钢架具有结构简单、受力结构条件好、加工制造方便、架设工艺简便等优点。对于隧道软弱破碎围岩加强地段的施工和处理险情、坍方处理都是一种应急而有效的施工措施和手段。加工及架设时应做到: 1 加工时应按设计规定尺寸采用千斤顶进
6、行, 为保证弧度, 顶点间距不能过大; 分几段连接时, 连接钢板与拱架轴线夹角须控制好。 2 按设计位置安设, 一般在初喷后进行。对局部欠挖部位应予凿除, 以确保证拱架正确就位, 拱架应垂直于隧道中线。上下、左右偏差应小于 5cm, 拱架倾斜度小于 2。连接钢板骑缝焊接及螺栓连接要保证质量。 3 拱架之间必须按设计要求进行纵向联接。以保证处于良好的联合受力状态。 四、喷射混凝土施工 用压缩空气将掺有速凝剂的混凝土拌合料通过混凝土喷射机高速喷射到开挖成型的隧道岩面上,使其迅速凝固而起支护作用。喷射混凝土可分为干喷、潮喷、湿喷三种方式。目前隧道施工大多采用干喷法及潮喷法。 1 喷射混凝土的原材料和
7、配合比 1) 原材料: 水泥采用 PO325# 普硅早强水泥;砂一般用坚硬耐久的中砂或粗砂, 细度模数一般宜大于 25, 含水率以 5 7% 为宜;石子采用坚固耐久的碎石或卵石, 粒径小于 15mm;水采用洁净水, 不得使用污水以及PH 值小于 4 的酸性水和含硫酸盐超过 l% 的水 , 也不得使用含有害物质的其它水;速凝剂采用 BR 型外加剂, 初凝不大于 5min,终凝不大于10min。一般掺量为水泥用量的 2% 4%, 边部可用 2% 。 2) 配合比的选定可根据试验确定。含砂率过小或过大都易造成堵管、回弹量大、强度低、且收缩加大。 2 喷射混凝土施工(见图 1) 场地布置： 搅拌机一般
8、布置在洞外, 通过运输车运入洞内, 然后给料于喷射机, 同时应搭设晴雨棚, 以控制砂石的含水率。 清理工作面： 喷射混凝土前, 应认真检查开挖断面尺寸, 欠挖者应予以凿除, 修整断面, 清理浮石及拱脚的虚碴等。 喷射混凝土作业： 1) 混合料的制备: 混合时, 各种材料应按配合比准确称量; 采用强制式密封搅拌, 时间不少于 90s; 2) 机具就位: 机具安装在围岩稳定地段,保证输送线路通畅。未上料前, 先进行混凝土喷射机试运转: 开启高压风及高压水, 如喷嘴风压正常喷出的呈雾状; 如喷嘴风压不足, 可能出料口堵塞; 如喷嘴不出风, 则可能输料管堵塞。有故障及时排除, 待喷射机运转正常后才能进
9、行喷射作业。 3) 喷射混凝土作业要点: 喷前应用高压风或高压水清洗岩面, 将附着在岩面上的粉尘、岩屑冲洗干净, 以保证混凝土与岩面粘结牢固。若用高压水清洗会引起岩面软化时, 只能用高压风清扫岩面杂物(视地质情况而定)。 喷嘴移动轨迹应因地制宜, 横条、竖条、圆圈等应交替使用, 移动速度要慢, 让混凝土“堆”起来, 有了一定厚度再移开, 然后逐块扩大其喷射范围;喷射顺序一般采用先下后上, 先墙后拱, 以减少因重力作用而引起的滑动或脱落现象发生。喷射应分层进行, 一次喷射厚度一般拱部为 5 6cm, 边墙为 7 10cm, 具体以喷射效率、回弹损失率等确定。凹凸不平时应先将凹处喷平, 按正常顺序
10、喷射, 以减少回弹。 五、安全措施 1 锚杆施工安全措施 1) 锚杆作业中, 要密切注意观察围岩或喷射混凝土的剥落、坍塌现象。清理浮石要彻底, 要及早发现危险征兆, 及时处理。 2) 锚杆种类及锚固方式要选择得当, 严防锚固用的砂浆流失及锚固力不够, 导致锚杆脱落而造成事故, 因此要指定专人负责, 定期检查锚杆抗拔力。 2 喷射混凝土安全措施 1) 喷射前要检查作业地段的围岩, 并进行清理浮石、危石等必要的排险作业。 2) 喷射机要安放在围岩稳定或已衬砌地段内, 同时喷射作业地段应加强照明和通风。 3) 喷射时严格掌握好风压、水压, 加强综合防尘措施。 4) 注意风嘴不准对人, 以免射伤人。
11、3 拱架施工安全措施 1) 搬运过程中, 应将拱架构件绑扎牢固。以免发生碰撞伤人。 2) 拱架脚槽钢的连接必须置于原状土(石)上, 并焊接牢固。 3) 拱架尽量与系统锚杆焊接, 必要时须设锁脚锚杆, 以免拱架倾覆伤人。 4) 拱架之间连接钢板骑缝焊接牢固, 两榀之间用连接钢筋焊接稳定。结束语 锚喷支护能有效的与围岩形成共同的受力支护体系, 是施工中早封闭、强支护的关键手段, 是防止围岩坍塌的有效措施。施工中的严格控制是隧道施工安全和质量的保证。可积累锚喷支护的参数、质量控制与监控量测的信息反馈, 根据隧道设计的经验, 进一步完善设计参数, 使得设计参数更加合理、安全、节约投资。在施工中, 建议对喷射混凝土的施作进行回弹量的测试, 总结回弹量的指标和强度之间的关系, 从施工工艺、设备配套和施工过程中提高喷射混凝土的质量。 参考文献 1 高晓华. 锚喷支护与小导管注浆在隧道塌方处理中的应用J. 科技创新导报. 2011(29) 2 李恒力,王子鹏. 锚喷支护在隧道加固中的应用J. 公路交通科技(应用技术版). 2010(04) 3 卢义玉,陈凌云,冯卫强,柴柏龙,周东平 . 锚喷支护及小导管注浆在隧道塌方段中的应用J. 重庆大学学报. 2009(05) 4 赵万山,阮正富. 隧道锚喷支护的施工质量控制J. 中国西部科技(学术). 2007(05)
