湖北省交通规划设计院 湖北省武汉市 430000
摘要:公路桥梁隧道工程建设项目在近年来逐渐增多,隧道工程区别于普通工程建设项目,其工程量庞大,施工环境异常复杂,施工技术难度很高。目前,科学技术快速发展,施工工艺快速更新完善,在隧道工程施工中,喷锚支护技术得到了广泛应用。该施工技术的合理运用,能显著增强土体的稳定性,确保整个隧道工程项目的安全性和稳定性。
关键词:公路桥梁隧道;喷锚支护;施工技术
引言
公路桥梁隧道是一项建设规模较大、耗时较长的复杂工程,具有非常繁杂的施工程序,而且需要用到较多先进的施工技术,因此,这对施工单位体提出了更高的要求。为了保障隧道工程的顺利进行,从而推动公路桥梁工程的建设和施工工作,需在先进科学技术的协助下,积极探索更多较为科学和合理的隧道施工技术。在公路桥梁隧道施工过程中,由于地质结构的影响作用,导致土体具有有限的抗剪能力,为了确保土体保持立体状态,需在喷锚支护施工技术的运用下,对其进行有效支护作用。
1准备工作
1.1确定所需材料比例
确定需要材料的比例时不单单要求达到设计规范要求的强度等级,还应该考虑施工地点的地区地质条件与气候环境。以此保障混凝土的各项性能能够达到相对规定的要求,从而防止混凝土抗冻性不强的问题出现,有效降低水化热。通常在正常施工当中一立方米所使用的水泥量会在400~470之间,相关工作人员在进行低温早强喷射混凝土当中的水与灰比例需要控制在0.4~0.5之间。通过对低温早强喷射混凝土的反复实验,确定了其中各种原料的比例为:1:2.35:1.61。
1.2喷射原料配合比
水泥、粗细骨料和外加剂是混凝土的原材料,其等级性质、质量等其他方面一定要达到相关规定制定的要求,情况如下:(1)粗细骨料,粗骨料一般是卵石混合物或者非碱活性的碎石,要求其中没有如冰雪等的混合物。这对于其自身技术指标的要求则是以下几点:其泥块含量是零,含泥量为百分之零点六,压缩指标通常选择百分之五点一至百分之七点六之间,坚固性为百分之二点一,没有碱活性;相关工作人员对于细骨料的唯一要求则是碱活性含量为零、以及硬度比较大的河砂等相对来讲比较干净,并没有受到气候等因素的影响。(2)在施工备料的过程当中,对于水泥的要求需要超过32.5R且是硅酸盐水泥或含碱量较低的硅酸盐水泥。正常来讲对于一般工程当中所使用的水泥是32.5R普通的硅酸盐水泥,要注意的是用水量的要求是百分之二十六点五,安定性合格,开始凝固的时间是一个半小时,终止凝固的时间一般是三个半小时,其标准抗压强度为四十五点二、抗折强度是八点三。
2注浆锚杆和钢筋网施工技术
注浆锚杆主要采用25中空注浆锚杆,其布置按照纵向75mm和环向100mm的间隔距离进行,同时要充分考虑和围岩层面之间的关系,尽可能和岩面保持垂直,每根锚杆的长度相同,均为3m。锚杆施工应采用专门的锚杆机进行,锚杆孔的孔径按45mm控制,锚杆孔的直径、位置和方向都要严格控制,将锚杆孔钻设好后,及时清孔,经检查确认合格后,方可将锚杆送入孔中,接着安装好止浆塞、排气管、垫板和螺母,其中,垫板的安装必须和岩面达到紧贴。将检查确认无误后,方可开始水泥砂浆的注入,在实际注浆过程中,要将锚杆孔中的气体完全排出,对于注浆压力,一般按照0.5MPa-1.0MPa的范围控制,砂浆锚杆的具体施工方法和中空锚杆基本相同。在锚杆施工中,锚杆孔实际位置和设计要求之间的偏差不能超过200mm,且孔洞应成一条直线。另外,锚杆孔的深度不能比设计要求小,使锚杆露出的长度不超过混凝土喷射层的厚度。钢筋网主要使用直径为8mm的圆钢通过焊接而成,钢筋网网格的尺寸按照20cm×20cm严格控制,共布置两层。钢筋网统一在加工棚中进行加工,每片钢筋网的尺寸为1.5m×2.0m,将钢筋网加工完成并检查确认合格后,将其运输至洞内准备安装,钢筋网和钢架之间通过焊接形成一个整体,然后再与系统锚杆焊接相连,钢筋保护层的厚度要达到4cm以上。钢筋网加工与安装应达到以下要求:
(1)钢筋网格尺寸的偏差不能超过±10mm,同时对角线的偏差不能超过10mm。
(2)钢筋网上漏焊和开焊的点数不能超过总数2%,而且不能集中。
(3)钢筋网安装时要有10cm的搭接。
(4)钢筋网和钢架之间的焊接应达到牢固,以免混凝土喷射时发生塌落等现象。
3混凝土喷射施工技术
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,应注意以下几方面:
(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。
表1 混凝土配合比要求
(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)对于钢架等既有的金属构件,应喷射填满,保证良好的粘结性。
结语
公路桥梁隧道工程施工项目近年来得到了快速发展,由于隧道施工时会对原有土体进行扰动,进而打破土层原有的平衡关系。隧道围岩结构的稳定性极为关键,一旦土体失衡,坍塌事故随之发生。必须做好围岩支护工作,确保围岩结构的稳定性和安全性。在众多隧道围岩支护方案中,锚杆支护作用较好,成本较低,施工便捷,能有效发挥支护作用,确保围岩的稳定性。
参考文献:
[1]刘炎顺.喷锚支护施工技术在公路桥梁隧道工程中的应用[J].中国高新区,2018(10):210.
[2]孔庆庆.深基坑工程中喷锚支护施工技术应用研究[J].绿色环保建材,2019(9):175+179.