金剑龙
中交一公局第八工程有限公司，天津 300171
摘要：随着国家综合实力大步提升，人才的流通、物资的调配越发密集，便利的交通运输显得尤为重要，高速铁路和高速公路俨然成为交通运输大动脉。高速铁路和高速公路项目在线形选择上不可避免会遇到山区、丘陵、城镇村庄而修建隧道。本文通过对隧道初期支护实施方案的研究，希望能够为隧道施工提供经验。
关键词：隧道；交通运输；初期支护。
1 引言
在交通强国的催生下，基础设施建设遇到不利地形已经大规模采用隧道施工工艺，通过引进新奥法隧道施工工法，极大减少了隧道变形引起的坍塌、冒顶片帮、涌水突水事故，新奥法工艺初期支护为隧道安全施工提供了护身符，挽救了大量的财产损失。
2 正文
1、初期支护：
隧道施工首先要进行喷锚支护，作为初期支护，保证开挖面安全。支护作业视围岩稳定程度，依据设计文件，采用不同的支护参数。采用湿喷法湿喷机械手工艺喷射混凝土。
围岩喷锚施工支护必须紧跟开挖面实施，安设径向锚杆，拱墙部挂钢筋网加设工字钢拱架或格栅钢架，再喷混凝土。
采用湿喷法进行混凝土喷射，混凝土严格按照配合比拌合，坍落度满足喷射要求，初凝时间小于5分钟，终凝时间小于10分钟，喷射面先要除尘净化，保证粘接性要求。
喷射混凝土时，保持喷嘴与喷射面成90°角度，与受喷面保持一定的距离。
隧道系统锚杆为中空注浆锚杆或早强砂浆锚杆，并设置垫板，系统锚杆宜与岩面垂直；当软弱的岩层面和节理裂隙可能对隧道稳定性产生不利影响时，锚杆方向应尽量垂直于不利结构面施做。
锁脚锚杆使用热轧无缝钢管或螺纹钢筋作为受力结构。尾端与钢板焊接，钢板与钢架焊接，从而使锁脚锚杆与钢架可靠连接在一起，改变以前锁脚锚杆与钢架点接触为线接触。锁脚锚杆可使用系统锚杆。
洞身支护施工工序流程为：开挖后初喷砼→系统支护（系统锚杆、钢筋网绑扎、钢拱架或格栅钢架）施工→复喷砼至设计厚度→进入下循环。
2、锚杆施工工艺
⑴砂浆锚杆工艺
砂浆锚杆钻孔方式有多种，主要有凿岩台车和凿岩机钻机两种，使用高压注浆泵对锚杆进行注浆，一般在拱部部位进行双管排气注浆，在侧墙部位采取单管注浆工艺。
工艺要求：
首先要做好施工测量工作，根据图纸要求测设出孔位，孔位误差小于15mm。必要时进行局部加固锚杆，其孔轴线方向与滑动面倾向相反，交叉角度不小于45°。
砂浆锚杆按照要去在现场进行加工成半成品，钻孔作业时确保砂浆锚杆钻孔的孔位及深度满足要求，锚杆按照要求清除污渍、锈迹，钻孔内用高压风除孔内岩屑。注浆工艺根据部位不用采用不同方式。边墙锚杆孔先注入水泥浆再插入锚杆，再将锚杆与钢筋网片焊接位整体；拱部锚杆孔工序为先将锚杆钢筋插入孔内，再通过砂浆杆压入锚固砂浆。孔内砂浆凝固后按照规范要求进行拉拔试验，拉拔试验满足要求后才能进行下道工序。考虑到施工过程中会有部分预留拉拔锚杆被破坏，预留拉拔锚杆数量按照规范检测频率的1.5倍预留。孔深偏差值不大于±50mm。孔内石粉严禁使用高压水枪进行冲洗，正确的做法是使用高压风吹扫干净。
砂浆一般使用高浓度砂浆，严格按照配合比拌合，砂浆拌合完成后及时使用，不宜放置过长时间，对于超过放置时间的砂浆做报废处理。
砂浆孔设置止浆塞，保证其牢固，能够承受砂浆杆和注入砂浆的重量。砂浆杆排气管应该深入孔底，排气管排出砂浆后才能停止注浆，待砂浆具有一定强度后方可拔出止浆塞，拔出过程不得振动砂浆杆。
⑵中空注浆锚杆工艺
①用风钻按设计规定的方位角打孔，钻孔至设计深度时，退出钻杆。
②用高压风清洗孔内钻屑。
③用专用胀管测量孔深、孔径，检查钻孔中钻屑是否清理干净。
④经检查孔深及孔径合格后，徐徐插入中空锚杆至孔底。
⑤安装止浆塞，使止浆塞与孔壁和锚杆紧密接触。
⑥插入注浆管，启动注浆泵注浆，浆满后，停泵退出注浆管。注浆压力一般为2～3倍静水压力，但瞬间最高压力值不应超过0.5MPa。
工艺要求：
①注浆参数的确定
注浆压力：一般为2～3倍静水压力，最高压力值不应超过0.5MPa。
②钻孔
钻孔一般使用锚杆钻机和风钻钻孔两种方法，钻机成孔后再插入锚杆，保持锚杆在孔内居中，外漏锚杆长度不得大于喷射混凝土厚度。在地下水丰富的地段先用引孔引出地下水，保证初支背后水压满足喷射混凝土要求。埋入锚杆后立即安装止浆塞和孔口垫板，再插入排气管。
③注浆
注浆采用TBW注浆泵，压入孔内，其注浆压力大于0.5Mpa，小于1.0Mpa，注入锚杆孔内的砂浆应饱满密实，为保证密实度，应在砂浆内添加一定剂量的膨胀剂。砂浆注入孔内后有一定饱和度的浆液从孔内溢出后才能停止注浆。锚杆垫板按照要求放置，与孔口的混凝土粘贴密实。按照专人定期检查锚杆头的变形情况，注浆凝固后再用专用的扭力扳手拧紧固定孔口垫板的螺栓。
3、钢筋网铺设施工工艺
工艺要求
①根据隧道跨径制作模板，钢架依靠模具分节段制作，每节长度不宜大于4m且避开起拱线处，形状与开挖断面相适应。
型钢钢架采用冷弯法制作，必须在钢筋加工厂加工制作，非节段连接时采用钢板焊接。
初支格栅钢拱架在现场采用定性模具加工，节点部位的钢筋必须满焊，搭接焊长度大于4公分，焊接顺序采用对称焊接。
②钢板厚度及螺栓规格应符合设计要求；接头钢板螺栓孔应采用机械钻孔，禁止采用气割冲孔。
③为保证钢支架拼装质量，在首榀钢支架加工完成后，在试验场地现场试拼，检查各拼接部位满足要求后，才能批量生产用于结构施工。
④钢支撑两侧拱脚应安装在牢固的基础上。拱脚底超挖，拱脚高程不足时，应用混凝土垫块填充；拱脚位置处于上半断面底线以下15-20毫米。钢支撑拱脚在喷混凝土之前妥善包裹；当拱脚处围岩承载力不够时，应向围岩方向加设钢垫板、垫梁和浇筑混凝土以加大拱脚接触面积。
⑤采用热轧无缝钢管或螺纹钢筋作为锁脚锚杆。尾端与钢板焊接，钢板与钢架焊接，从而使锁脚锚杆与钢架可靠连接在一起，改变以前锁脚锚杆与钢架点接触为线接触。锁脚锚杆压注水泥浆液，以保证与周围围岩可靠粘结。锁脚锚杆采用系统锚杆。
4、喷射混凝土施工工艺
①喷射混凝土材料符合设计和规范规定，采用湿喷混凝土，不得采用干喷工艺。
②经过试验，确定喷射混凝土的配合比，现场严格按照要求进行喷射混凝土拌合。喷砼料由洞外自动计量拌和站生产，搅拌生产砼时。采用汽车式搅拌输送车运输混凝土，将料卸入混凝土湿喷机，人工配合湿喷机喷砼。
③在喷射混凝土前要检查喷射面有无危险，对于危石等不安全因素提前清除，由测量班对开挖面进行测量，保证开挖断面不欠挖。对于岩石不良的地段，安排专人观察围岩变化情况。施工机具和人员站在安全地带，设置钢筋控制喷射混凝土厚度，混凝土喷射前检查电路、设备和管路情况，保证安全可控。
④喷射前用高压水冲洗受喷面，当受喷面遇水易泥化时，用高压风吹净岩面。开机先开主机，再依次开振动棒、计量泵、送风阀。
⑤喷射混凝土分两次喷射，前一层混凝土初凝后再喷射下一层。一次喷射混凝土厚度：拱部不超过10cm，边墙不超过15cm。有较大凹洼处，先喷射填平。
⑥喷射混凝土结束后，严格按照关机顺序：主机→送风阀→计量泵→振动棒，最后用清水将主机、输送管路内残留物冲洗干净。
3、总结：
隧道初期施工质量决定隧道受力结构，能够保证隧道安全，因而项目施工务必高度重视隧道初期支护施工，保证其施工质量。
参考文献
⑴ 季自刚，《岩溶地区隧道施工风险分析及存在问题浅析》，建筑工程技术与设计，2020年09期
⑵ 姬建晓，《界牌坳隧道施工技术》，公路隧道，2008年02期