浅谈公路隧道锚喷支护的施工技术措施
摘要；本文介绍了公路隧道施工中常用的喷射砼的施工技术及钢筋水泥砂浆锚杆的安设、树脂锚杆的安设、喷射砼的配合比要求、机具设备 及施工、安全要点 、根据喷射砼的特点应注意的问题
关键词：公路隧道;锚喷支护;施工技术
In this paper. This paper introduces the commonly used in highway tunnel construction of sprayed concrete construction technology and reinforcement of cement mortar anchor setting, resin anchoring bolt setting, jet concrete mixture ratio requirements, machinery equipment, and construction, the key points of safety, according to the characteristics of the jet concrete problems should be paid attention to
Key words: road tunnel; Support; The construction technology
一 锚杆的安设
锚杆的种类很多，常用的粘结型锚杆有金属砂浆锚杆，金属树脂锚杆等；机械型锚杆有楔缝式、胀壳式和滑楔式锚杆等；其材料有钢杆的、木杆的和钢丝的；其受力可以是预应力的，也可以是普通受力锚杆。
钢筋水泥砂浆锚杆具有造价低，取材及加工制作容易，力学性能好，施工工艺较简单等优点，在地下工程中被广泛采用。
近年来，树脂锚杆的研制和使用方面发展迅速。下面介绍这两种锚杆的安设。
钢筋水泥砂浆锚杆的安设
1、选 孔、钻孔和注浆；
钻孔前应根据围岩状况和设计要求，布置孔眼；锚杆的纵横间距 ，一般不超过锚杆长度的1/2；锚杆与岩面，层面或裂隙面的交角，以90°为宜；按锚杆的设计长度及直径选定孔眼直径（一般为37~45mm），并作标记。用凿岩机进行钻孔，并用高压风或高压水将孔清洗 。用注浆器注浆。
注浆时，以水引路，将砂浆充满注浆器和管路，并用高压空气将泥砂浆由导管压入钻孔中。注浆中要始终保持器内有足够的砂浆（1/4以上）。对最后一根锚杆，防止高压风将钻孔中砂浆吹掉，并确保安全。
2、注浆配制：
注浆一般选用＞40号普通硅酸盐水泥；用粒径≯3mm的中粗砂，并应过筛；砂浆配合比一般控制胶骨比1：1~1：2，水灰比0.38~0.42；速凝剂使用前应作速凝效果试验。一般要求初凝≯5分钟。如使用红星一型，掺量占水泥重量的约3%。
3、锚杆：
锚杆宜采用16锰或5号螺纹钢筋，或3号钢筋。钢筋网可用3号钢。使用前应矫直、除锈、淋湿。锚杆直径一般为φ16~φ22。为保证锚杆和孔壁之间的砂浆层，其直径应比钻孔直径小15~20mm。
4.安设锚杆、金属网；
一般采用先注浆，后插锚杆较简单。也有采用先锚后注的方法，多数是较大型的锚杆或锚索等，先给预应力，后予注浆，以加强粘结和防护。
采用金属网时，网格不应过小，以20×20cm左右为宜。钢筋网应随岩面平顺起伏敷设，与锚杆连结牢固，与岩面间距一般≮3cm，宜为5cm。使喷砼时不发生松动。如发现有脱落的石块被网架住时，应及时清除。
树脂锚杆的安设
树脂锚杆是以合成树脂为粘结剂，将锚杆体和孔壁岩石粘结成整体的一种锚杆。其优点是固结快，在短时间内就能达到设计锚固力，安设方便；缺点是价格贵。如其杆尾有螺纹，并按有垫板，则可拧紧螺母，起到部分锚固预应力的作用，且锚杆尾端对围岩锚固可靠。
二、喷射砼的施工工序
（一）喷射砼混合料
根据喷射砼的特点，施工时应注意以下问题；
1、水泥及骨料：
水泥品种和标号，应按喷砼支护的要求，掺入速凝剂后，凝结快，保水性能好，早期强度快，收缩小。应优先用普通硅酸盐水泥。
水泥标号≮40号，过期或受潮、结块的水泥不宜使用。并进行强度复查试验；应采用硬质洁净的中砂或粗中砂混合砂。喷砼不易采用细砂，它除增加混凝土收缩、降低砼的强度外，喷射过程中会产生大量粉尘，影响操作人员健康。砂子含水率易控制在5~7%（按重量计）。含水率过低，混合料在管路中容易发生离析，使喷砼粘结力低，回弹量大，出料不均，粉尘大；含水率过高，混合料在
喷射机内易积料，灰浆粘结在出料弯管处，容易引起阀门漏风，弯管处阻力增大，并造成堵管。
速凝剂有固体和液体两种，目前国内主要使用固体速凝剂 ，速凝剂使用前应作速凝效果试验，并选择最佳掺量。一般要求初凝≯5min；终凝≯10min。运输和存放应保持干燥。
速凝剂对水泥在速凝效果的影响因素主要是水泥品种、速凝剂掺量、水灰比和施工温度，
施工温度愈高，速凝效果愈好。当施工温度低于+5℃时，即使加入速凝剂，喷砼成形也比较困难。
喷射砼的配合比
选择喷砼的配合比，应通过试验确定。应满足砼强度和其它物理力学性能和喷射工艺的要求。
为减少回弹量，一般含砂率在45~60%。含砂率增大，集料总表面积就增大，就需要多的水泥浆包裹集料表面，以满足喷砼强度要求；而水泥用量越大，又势必增加喷砼的收缩、开裂和费用。一般较佳的含砂率在50~55%；水泥用量375~400kg；≯450kg；胶骨比1：4~1：5；砂石比一般等于1，且两者用量相差不大为宜。
水灰比太小，不仅产生料束分散，回弹量多，粉尘大，而且喷层上还会出现干斑、砂窝等现象，影响砼的密实性。水灰比太大，就会影响砼土强度、速凝效果，造成喷层流淌、滑移、坍落。经验表明，水灰比以0.4~0.5%为好。
喷砼机具设备
喷砼的机具设备主要有砼喷射机、上料机、喷砼机械手等，关键的是砼喷射机。目前，国内主要采用干法喷射机，其使用的混合料水灰比在0.1左右。
转子式喷射机：
这种喷射机使用脉动小，机体小，清扫简单，操作方便，粉尘中等，使用普遍。
螺旋式喷射机
由开敞式料斗直接上料，经螺旋推进器推进至前锥体管，再由中心轴风管送入一定压力的气流，将混合料带出，通过输料胶管，在喷咀处与高压水混合成砼状，喷于岩面上。
上述砼喷射机的砼混合料所需的水，绝大部分是在喷咀处加入的，这些喷砼机的主要缺点是混合料与水混合的时间极短，当砼从喷咀处喷出时，容易产生干料与水分离的现象故水泥水化作用不充分；且加水量完全靠操纵者凭经验来掌握。水灰比不易控制，粉尘大，回弹物多，质量难保证。
若改用湿法喷射机，在降低回弹、粉尘，保证质量方面会取得较好的效果。如采用机械手，有助于改善喷射作业条件和减轻喷射手的劳动强度，提高喷射质量。
三 干法喷砼施工要点
1、准备工作：
1）认真检查隧道开挖的净空尺寸，凿除欠挖部分。清除松动岩块、浮石和墙脚岩渣，拆除各种障碍。用高压风、水冲洗受喷面。如有滴漏水，应采取集、排水措施。
2）利用锚杆外露长度和用快凝浆粘铁钉或U型铁丝于岩面上，作为喷射厚度的标志。
3）做好机械设备的就位和场地布置、保证运输线路、风水电畅通，搞好照明。安排好回弹物的利用。
4）试运转。开启高压风及水，如喷咀风压正常，喷出风水应呈雾状。只有运转正常后，才能进料喷射。
5）混合料的拌制。应配合喷射作业，随拌随用。未掺速凝剂时，存放时间≯8小时；掺速凝剂后，≯30分钟。混合料应拌制均匀，颜色一致，装入喷射机前应过筛。
2、喷射作业
喷射作业应划定的区段内进行，区段长度一般≯6m。喷射时自下而上，先墙后拱分部、分块的按顺序进行，喷射时，喷咀要正对受喷面作均匀顺时针方向的螺旋转动，螺旋直径20~30cm，以使混凝土喷射密实。当岩面有较大坑洼时，应先喷凹处，然后找平。
喷砼的成型，其自重是靠它与喷射面之间的粘结力来平衡的。砼终凝之前，这种粘结力是微弱的，所以一次喷射太厚，喷层会出现错裂、坍落；一次喷射太薄，大部分粗骨料又会弹回，受喷面仅留薄层的细粒砼或砂浆，影响喷砼的质量和工效。一般拱部一次喷厚为4~6cm，边墙为6~8cm。
喷射层间的间歇时间，应视砼的凝结情况而定，一般常温下（15°~20℃），采用红星1型速凝剂时为15~20min；采用碳酸钠速凝剂时为半小时以上。
喷砼紧跟开挖时，从混凝土喷完到下一循环放炮的时间间隔，一般应≮4小时，以使喷砼的强度不致因爆破震动而受到影响。
3 .喷射机的操作要点：
a.喷射工艺中最主要的是调整风水压。一开始，应先给风、给水（冷却水），再给电，后送料；结束时，应先停料，再停电，然后切断水，风源。供料应连续均匀，机械正常运转时，料斗内应保持足够的存料。
b. 为了保证高压水能从混合室（喷咀水环）内壁小孔中高速射出，把干料Mpa迅速拌匀，水压要比输料管风压高0.1~0.15Mpa以上。喷射区的水压应＞0.4Mpa，不足时，一般宜配备高压水箱。
c. 风压能否掌握好，对减少喷砼回弹率，保证喷砼和降低粉尘都有很大影响。喷射机在水平距40~60m内是比较好用的。正常工作风压可用0.15~0.2Mpa，空机时可掌握在0.1~0.09Mpa。一般每增加一节管子。只需增加0.02Mpa的压力。在保证正常喷的情况下，风压稍低为好。
d. 喷射作业中的堵管现象，通常由于混合料中混有粒径＞25mm的石子、水泥硬或杂物；或是操作顺序差错，如先开电机后给风；或砂中含水率＞6%，都容易在出料弯头处发生堵塞。另外，风压过低，管道不顺，也易引起堵管。
4、喷头的操作注意事项：
开始时，应先给水，再给料；结束时，应先停料，后关水。喷咀和受喷面的最优距离是按喷射混凝土最小回弹量和最高强度来确定的。一般为0.6~1.2m。喷射方向与受喷面垂直并稍微向刚喷射的部位倾斜（掌握在75°~100°），则回弹量最小，效果最好。回弹量一般拱部可控制在20~30%；边墙可控制在10~20%。
严控水灰比，喷出的砼应呈暗灰色、湿润、光泽、无干斑或滑移流淌现象，回弹量也较少，突然断水、断料时，喷头应移开受喷面，严禁用高压风、高压水冲击刚喷好的 砼
受喷面敷有金属网时，水灰比宜稍大，喷咀与受喷面的距离也要相应缩短到0.7m左右。
施工中可把扰料管增长0.6~1.0m，套上普通硬塑料管，解决喷咀离岩面较远的问题。
5、喷砼的施工安全：
a.喷砼一般是靠围岩自立而无支护的情况下进行的，所以在喷射之前要认真检查作业段的围岩状况，加强施工区的照明、通风和防尘措施。
b .高压作业机械均应安设压力表、安全阀。使用前应进行耐压试验，合格后方可使用。
c.喷射和处理堵管过程中，禁止喷咀对人，以免射伤人员。经常检查管路是否有击穿可能，及时处理。
d. 喷射作业人员，均应配戴防尘口罩。操作喷头的人员，应配戴护眼罩，雨衣、长筒乳胶手套等劳保用品。
e. 尽可能采用机械手，改善劳动条件。
6、喷砼施工温度与养护
喷砼作业区的气温和混合料进入喷射机的温度及水温应≮+5℃。养护时，气温＜+5℃时，不得浇水。喷混凝土强度＜10Mpa时，不得受冻。这样才能使喷砼成型及强度发展良好。气温＜+5℃的情况下施工，应经过试验，并采取保温等综合性措施。
喷砼需要良好的养护，才能使水泥充分水化，使喷砼的强度较快的均匀增长，减少和防止砼的收缩开裂，确保砼的质量。喷砼终凝后2h，即应开始洒水养护。初期应加强，洒水次数以能使砼有足够的润湿状态为标准。养护时间应＞14d。
作者简介：贾小玲 女 （1971、10、20—）工程师 1991、7月毕业于山西省交通学校道桥专业；2010年2月毕业于东北财经大学（工程管理、建造师方向）专业函授本科
