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铁路隧道工程中的喷锚支护施工技术研究

发表时间：2021/4/20 来源：《城市建设》2021年3月作者：张才德

[导读] 公路施工中所应用到的技术与方法多种多样，喷锚支护技术就是其中之一，该技术主要用于桥梁、隧道工程的施工，其应用优势在于可以有效保证施工安全性，避免隧道坍塌或者是滑坡等意外情况的发生。当前，随着我国公路施工技术的不断发展和进步，喷锚支护技术的应用频率也越来越高，在具体的施工过程中究竟应当如何发挥相关技术的作用，笔者结合自身的工作实践，对相关问题展开详细探究。

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摘要：公路施工中所应用到的技术与方法多种多样，喷锚支护技术就是其中之一，该技术主要用于桥梁、隧道工程的施工，其应用优势在于可以有效保证施工安全性，避免隧道坍塌或者是滑坡等意外情况的发生。当前，随着我国公路施工技术的不断发展和进步，喷锚支护技术的应用频率也越来越高，在具体的施工过程中究竟应当如何发挥相关技术的作用，笔者结合自身的工作实践，对相关问题展开详细探究。
关键词：铁路隧道；喷锚施工；技术
        一、喷锚支护技术
        喷锚支护是一项能够提升土体强度，保证土体维持稳定的施工技术，该技术比较适用于强风化岩、粉质黏土、抗剪力较低等类型的土层，该工艺具有造价低、速度快、应用机械设备简单、占地面积小等多种优点，当前在隧道工程中的应用极为广泛。该技术主要应用有锚杆、喷射混凝土两个支护，其中喷射混凝土主要是借助设备在土体表面喷射，以保证混凝土与土体能够黏结在一起，同时达到对裂隙、凹穴填充的目的，以防止土体风化和松动，提升相关结构的稳固性，通过土体自承作用，使其与混凝土形成共同的承载结构。锚杆则是在土体中发挥锚固作用的金属杆，它的作用主要体现在：借助锚杆的固结作用，在岩层中形成承载岩拱，分担外部荷载；将若干层水平层状的岩石串联成为一个整体，形成组合岩梁，提高结构的整体稳固性。
        二、具体施工过程
        （一）清理开挖基面
        在开挖基面时针对已经出渣并建设完成的基面，采用净空量测，测量工作结束后及时标注，同时注意查看基面周边部位是否有不稳定的岩石存在，如果有则需要第一时间将岩石清理掉。此外，还需要进一步加强对软弱地基的维护，避免基面开挖过程中地基遭到破坏，对基面的稳固性产生不良影响。如果挖到硬度较高的地方，需要对施工方案予以优化，以保证进孔尺寸达到规定的要求。
        （二）混凝土喷射施工
        隧道喷锚支护主要采用的是湿喷法，因为湿喷能有效减少回弹和粉尘，为隧道的后续施工创造一个良好的环境与条件。在喷射中使用的混凝土主要在拌和站中进行拌制，然后采用运料车运输到现场。混凝土的配合比需通过专门的试验来确定，而且还要通过试验来验证是否满足施工要求。经试验检验确认可达到要求后，后续施工必须严格按照这一配合比进行混凝土生产。喷射开始前，应先对净空尺寸进行检查，当发现有局部欠挖和松动的危石时，应及时处理，然后在洞口或洞外的拌和站严格按照经批准的配合比进行混凝土生产，生产完成的混凝土利用运输车及时运输至现场，利用湿喷机进行分层喷射，对于具体的分层厚度，隧道拱部一般不能超过5cm，而边墙一般不能超过10cm，喷射严格按照从上到下的顺序进行，每次喷射的实际长度要控制在6m以内。喷射要由操作熟练的工人负责，在整个喷射过程中，喷嘴都要和受喷面垂直，并且还要和受喷面有0.6m-1.0m的距离。根据设计和相关规范提出的要求，设置好预埋点，将其作为对围岩压力变形进行实时监控量测的点，以获取各项参数，为施工和调整提供可靠依据，根据得到的参数绘制围岩形变曲线，在围岩趋于或达到稳定后，开始混凝土模注。施工中不允许施工回弹料，实际的喷层厚度不能小于设计值。对于超挖或明显不平整的部位，要用强度等级相同的混凝土先行补平或予以回填。
在混凝土喷射施工中，应注意以下几个方面的要点。
        (1)施工中使用的所有材料都必须满足相关图纸及文件或规范提出的规定，混凝土配合比要求如表1所示。

        (2)在拌制混凝土的过程中，可以在混合料当中撒入适量的钢纤维，并将其分布均匀，避免结团，混合料的连续搅拌时间应达到3min以上。
        (3)对于干混合料，应做到随拌随用，未掺加速凝剂的混合料，其存放的时间要控制在2h以内，而如果掺加了速凝剂，则存放的时间要控制在20min以内。如果存放时间超出以上要求，则不允许在施工中使用。
        (4)将掺加有钢纤维的混凝土均匀喷射完成后，应继续喷射一层厚度为10mm的水泥砂浆，但要注意水泥砂浆的实际强度要达到钢纤维混凝土以上。
        (5)完成喷射施工的表面不能产生开裂和漏水的情况，同时也不能有钢筋或外露的锚杆对隧道净空造成侵占。
        (6)开工前应对作业区范围内存在的危石进行认真检查与处理，将施工机械设备都布置在相对安全的地带。
        （三）覆盖混凝土
        覆盖混凝土是喷锚支护施工中的最后一个环节，锚杆支护、前期混凝土喷射、钢筋网片，以及栅格铺设焊接等工作都实施完毕之后，还需要重复进行一次混凝土喷射，将其完全覆盖之后，保证前期施工的牢固度，提高支护的效果，其施工过程与初次喷射混凝土的流程基本一致。该施工环节必须严格控制质量，保证不出差错。
        三、施工质量控制策略
        （一）制定科学合理的施工计划
        公路隧道的施工难度通常较大，地形环境复杂多变，施工中稍有不慎，就可能引发安全问题，降低施工质量。基于此，在应用喷锚支护技术时，必须要制定科学合理的施工计划，施工队伍要仔细勘察项目周边环境情况，了解施工周边地区的水文、地质条件等，明确施工的重难点主要集中在哪些方面，对施工技术和施工材料有何要求等。随着施工的深入，如果施工环境发生变化，则需要及时调整计划，避免错误计划对施工产生不良影响。
        （二）加强质量监督管理
        部分公路隧道施工时，虽然应用了喷锚支护技术，但是由于缺乏有效的质量监督与管理，导致相关技术应用不达标，如施工人员没有按照规定的要求，盲目施工，施工时没有充分考虑材料、环境等多方面的因素等。因此，为了更好地保证施工质量，提高施工安全性，施工单位还需结合实际工程项目类型，根据喷锚支护技术的施工特点，制定工程质量监督指标，加强对每一道施工工序的监督。施工中有任何一个环节不符合规定要求的，必须马上停工返修；下一道工序开展之前，必须保证前一道工序已经符合规定要求标准；同时，要提高施工人员的警惕性，使之自觉遵守施工标准要求；建立质量监督奖惩机制，如果发现有施工人员不按照规定要求施工，可以适当予以惩罚，反之则予以奖励，有效保证施工质量。
        （三）做好施工人员培训工作
         喷锚支护技术所涉及的细节比较多，任何一个施工环节出现失误，都可能会影响最终的施工质量，因此对施工人员实施专业的技能培训极有必要。在培训时让施工人员全面了解喷锚支护施工技术的特点、作用和优势，保证能够熟练地运用各种施工机械设备。例如，在具体施工操作期间，切勿将喷枪对着任何工作人员，以防喷枪突然出料，对施工人员的人身安全构成威胁；在喷射作业开展期间，如果发现喷枪压力骤增，并且不受控制地反复摆动，可能是表面喷射机的管道内有体积较大的石块，此时要立即停止喷射，做好故障排除工作；在排除故障时要采取合理方法，不能强行取石，否则不但无法有效排除故障，还会损伤喷枪管道；同时，施工期间工作人员特别要注意的是紧握喷枪，避免意外事故发生。
参考文献
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