杜友成
中冶建工集团有限公司 重庆市 400000
摘要：随着城市交通建设的不断发展，对于高程起伏较大的地形，公路隧道的建设起着至关重要的作用。本文以巴中规划六路九寨山隧道工程为例，阐述了公路隧道浅埋暗挖施工中，初期支护的质量控制要点及相关注意事项，旨在提高交通公司隧道施工水平，从而成本控制能力。
关键词：隧道施工 锁脚锚杆 喷射混凝土
引言
分离式小净距隧道初期支护在施工过程中，质量控制较难，材料浪费较大。因此在施工过程中，现场施工技术人员针对现场出现的问题，找到问题产生的原因，快速有效地解决现场施工难题。
1.工程概况
巴中规划六路九寨山隧道工程位于巴中经济开发区兴文片区，距巴中市区约15公里处。规划六路工程项目总长度为4589.225m，里程设计范围K2+160～K4+589.225，道路红线宽度为26m，路面宽度为20m，人行道宽度为3m，道路路面结构形式采用沥青混凝土路面。其中规划六路九寨山隧道为分离式隧道一座，隧道左线起终点桩号为：K2+694.365～K3+184.365左线隧道长490m；隧道右线起终点为：K2+694.469～K3+154.469右线隧道长460m。隧道采用上、下行分离式独立双洞，双向2车道，左右线隧道设计线最小间距18 m，属短隧道，小净距隧道。隧道左线位于R=500.000m的圆曲线上、L=389.404m的缓和曲线及R=500.000m的圆曲线上，右线位于R=500.000m的圆曲线上、L=357.652m的缓和曲线及R=500.000m的圆曲线上。隧道左线为-1.00%的单向纵坡上，隧道右线为-1.00%的单向纵坡上。
2.施工质量控制要点
1）超前地质预报监测分析
超前地质预报在隧道施工中起着预测掌子面岩层岩性的作用，能够有效地探测出岩层风化程度等问题。因此施工单位在超前地质预报后应加强与监测单位的沟通，对有问题的掌子面部位应着重标记。在Ⅳ级围岩段架立初支拱架的时候，对标记位置的拱架应加强加固措施，从而更加有效的抵抗围岩对拱架的压力。
2）超前小导管质量控制要点分析
九寨山隧道超前小导管采用无缝钢管，设计管径规格为42mm，钢管应沿隧道开挖轮廓线环向布置并向外倾斜，其倾斜角一般为150°左右，施作时应从钢拱架打孔进入岩层。导管注浆时压力应根据地层致密程度决定，项目岩层大多数为页岩和砂岩，风化程度一般，故注浆压力控制在0.8MPa左右。为了避免串浆，采取分序施工或对串浆孔同时注浆。
注浆前先喷混凝土封闭掌子面以防漏浆，对于已打入掌子面的钢管应先冲洗管内的杂物，然后再注浆。注浆顺序由下向上进行，浆液原材料在现场混合，并加水后用拌合机搅拌。在注浆的过程中，水泥浆水灰比宜为1:1。若岩层有漏浆现象，可适当调高水泥的参入量。遇到工期较紧的情况，可在注浆水泥中加早强剂达到尽早开挖的情况，若浆液粘结强度可添加适量的水玻璃增强粘结强度。
3）支护锚杆施工要点
项目采用初期支护锚杆设计采用全粘结药卷锚杆。具体施作时，将药卷包在浸水前扎适量小洞，浸水至小孔不冒泡即可将药卷包装入孔眼。锚杆则锚杆施作时，采用人工配合钻机推进，垫板与螺母与锚杆配套使用，垫板应紧贴岩面钻孔完成后，应确认孔深不小于杆体有效长度且大于有效长度30mm。钻孔时在保证工人安全的前提下尽量按照设计图纸要求垂直于拱架切面，这样才能有效地保证岩层通过锚杆跟钢拱架形成一体，从而增强围岩的稳定性。对于围岩条件较差的情况下，钻孔方向则平行于掌子面适当偏下施作。
因左右线隧道净距较小，为降低左右线围岩开挖及锚杆施作的影响，左右线掌子面里程差控制在150m左右。锚杆施作最需要引起注意的是锁脚锚杆，因上部围岩压力通过钢拱架向下传递，故锁脚锚杆受到的剪应力是所有锚杆中最大的。通常在设计中锁脚锚杆的长度都要比其他锚杆长。因此在施工过程中现场施工人员需加强监督锁脚锚杆与钢拱架的焊接质量，保证加固措施的质量满足初支的稳定性，防止在监控量测中出现拱顶沉降和拱墙收敛超限，进而影响后序喷射混凝土出现开裂现象，导致返工引起成本增加。
4）喷射混凝土施工质量控制与成本控制要点
因初期支护中喷射混凝土的施工过程中材料有效使用量不易控制，对隧道项目施工成本影响较大，故喷射混凝土的施工质量控制是整个隧道施工成本控制的关键。
通过成型质量和现场材料使用量的角度从以下几个方面分析：
①掌子面开挖轮廓控制分析
对于掌子面的开挖尽量采用光面爆破，减少超挖现象的产生，同时应注意每循环的进尺长度，减弱爆破过程中对围岩的扰动。在本次实施项目过程中，因围岩中风化的现象较多，无溶洞等其他不良地质现象，故在现场钻爆施工过程中应加密周边眼的数量，降低每个周边眼的用药量。在现场实施过程中，周边眼药卷直径采用25mm，长200mm，重200g，Ⅲ级围岩进尺宜控制在3m，Ⅳ级围岩进尺宜控制在1.5m，最后在断面检查过程中发现除了拱顶部位存在少量超挖现象，拱墙部分仅出现较少粒径较小的欠挖，对于欠挖现象则安排开挖工人修复至设计轮廓位置。
②喷锚支护混凝土配合比设计
本次实施项目喷射混凝土强度为C25。材料规格准备方面，水泥采用海螺牌P·O42.5普通硅酸盐水泥。细集料采用机制中粗砂；粗集料采用粒径5-10mm的碎石、砾石等。
正式喷射前，先进行现场喷射试验，喷射混凝土配合比初步定为：每立方米各水泥：砂：碎石：水=458：728：875：215，单位kg，则比例为1：1.59：1.91：0.47；减水剂用量为水泥的0.5%，速凝剂为水泥用量的2%。在实施过程中测定骨料含水量，适当调整理论配合比，确定施工配合比。通过测试现场制作的试件，从试件强度及现场凝结时间等角度分析，发现混凝土施作时回弹量达到45%。故在减小喷射混凝土的密度和凝结时间方面进行调整，经过多方面试验，调整每立方米喷射混凝土碎石用量为792kg，速凝剂用量为水泥用量的4.5%，现场实施过程中，测得现场回弹量平均为24%，得到较大的改善。相比于速凝剂的用量增加，回弹量的较少带来了较大的经济效益。
③喷锚支护混凝土现场实际操作要点分析
每次循环中喷射混凝土均分为两次喷射，第一次先封闭岩面，喷射厚度4cm左右，保证围岩的稳定。第二次喷到设计要求厚度。喷射方式采用湿喷作业，如有漏喷应补喷。操作过程中应注意喷射混凝土成型的密实度，密实度不够部位施作时的可调低喷头风压，加长喷射时间。喷射后应及时用卷尺测量结构厚度，厚度不足时应补喷。
施喷前先用高压风吹扫岩面，喷射口距岩面的距离保持在1m左右。喷射前在湿喷机上安装一个可调节流量的计量泵，通过压缩空气将速凝剂和喷射料混合。喷射应尽量垂直岩面，由下向上，往复移动，以保证喷射成型密实。在喷射过程中湿喷机要求合理调整工作风压及耗风量，若风压控制不好，会造成回弹量增大。对于拱顶部位可调低风压，避免喷射料回弹过多。由于喷头压力大，将喷头固定在开挖台车上进行作业。从而获得最优喷射效果。在喷射混凝土施工完成后，现场质量管理人员应及时钻孔检查初支与围岩是否存在空洞现象，若存在空洞现象应及时采用相同标号的水泥净浆填充。
3.施工体会
通过规划六路九寨山隧道项目的实施，隧道初期支护的施工有以下几个方面需要重视：
1、岩层应加强对掌子面岩层的观察分析，尤其是遇到风化岩层，施工时应站在减少围岩扰动的角度施作，因为稳定的围岩也是保证喷射料密实的关键因素之一。
2、超前小导管施作方面，应注意岩层的注浆饱和度，对于裂隙较大的岩层可以调高水玻璃的参入量，从而加快浆液的凝结速度。
3、锚杆施工方面，对于拱顶部位因垂直于岩层施作的难度较大，安全风险较高，人工施作难以保证锚杆垂直打入岩层，因此鼓励项目利用机械设备施打洞内锚杆。
4、喷射料施作方面，不仅要选择出材料最合理的配合比，更要在喷射时观察喷头的方向，总结出适合项目特点的喷射工序。
结语
初期支护是隧道抵抗围岩压力的主要结构，对于隧道的安全质量起着关键作用。在本次项目实践中，通过各项改善措施，从结果上来看，既保证了现场实体质量，又带来了较大的经济效益，值得类似施工项目参考。
参考文献
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