陳仁寬

宣城市交通建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站 安徽 宣城 242000

引言

新時(shí)代背景之下，我國的公路建設(shè)覆蓋的面積越來越廣，但由于我國的地質(zhì)條件較為復(fù)雜，所以在公路建設(shè)過程中經(jīng)常會(huì)因地勢(shì)問題而對(duì)建設(shè)產(chǎn)生阻礙。但公路隧道的建立有效解決了這一問題，隧道工程不僅可以有效解決地質(zhì)問題帶來的困難，還能節(jié)省公路施工成本，進(jìn)一步推進(jìn)我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

1 超前支護(hù)施工技術(shù)的概述

本文在闡述超前支護(hù)技術(shù)在公路隧道施工中的應(yīng)用時(shí)，主要以績溪縣S456上金山隧道工程為案例進(jìn)行深入分析。該工程項(xiàng)目中，公路隧道整體建設(shè)使用的是端墻式洞門結(jié)構(gòu)，隧道主體是單洞雙向行車道，二級(jí)公路等級(jí)，設(shè)計(jì)時(shí)速60km/h，隧道凈寬10m，凈高5m，隧道全長2505m。襯砌結(jié)構(gòu)按新奧法原理，采用復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)形式。本隧道洞身Ⅴ級(jí)圍巖打設(shè)Φ42超前小導(dǎo)管注漿，IV級(jí)圍巖打設(shè)超前錨桿進(jìn)行超前支護(hù)。本隧道洞身Ⅴ級(jí)圍巖打設(shè)Φ42超前小導(dǎo)管注漿，IV級(jí)圍巖打設(shè)超前錨桿進(jìn)行超前支護(hù)。在隧道工程施工開始之前，專業(yè)的勘測人員會(huì)對(duì)隧道建設(shè)所在地的地質(zhì)情況進(jìn)行細(xì)致調(diào)查，根據(jù)調(diào)查結(jié)果再對(duì)工程施工技術(shù)進(jìn)行選擇和分析，該工程項(xiàng)目中，首先要將施工圍巖結(jié)構(gòu)進(jìn)行不同等級(jí)的劃分，然后使用錨桿錨網(wǎng)混凝土噴射和鋼拱架支撐這兩種方式來對(duì)工程進(jìn)行支護(hù)作業(yè)。在進(jìn)行水泥漿注漿施工時(shí)，本工程采用的是小導(dǎo)管，水泥漿中水灰的比例為1∶1，為有效實(shí)現(xiàn)注漿作業(yè)在工程中的加固作用，所以要在水泥漿中加入一定量的速凝劑。注漿時(shí)，先在小導(dǎo)管的上方鉆取多個(gè)直徑為8mm的注漿孔，注意注漿孔排布不能過于密集，兩個(gè)注漿孔之間的距離要保持在15cm以上，為了能夠?qū)崿F(xiàn)順利注漿，在小導(dǎo)管內(nèi)部的鋼管前端應(yīng)該設(shè)置一個(gè)10cm左右的尖錐結(jié)構(gòu)[1]。

2 超前小導(dǎo)管施工工藝流程

2.1 鉆孔施工

在超前小導(dǎo)管進(jìn)行鉆孔作業(yè)之前，要先對(duì)拱部位置的鉆孔作業(yè)面進(jìn)行隔離封閉，最好的封閉方式就是向作業(yè)面噴射混凝土材料，噴射時(shí)要注意混凝土材料的厚度最好不要大于5cm，并且要對(duì)混凝土材料凝結(jié)后的質(zhì)量進(jìn)行檢測，不能夠出現(xiàn)過多的裂縫，否則會(huì)影響整個(gè)隧道的施工質(zhì)量。在打孔作業(yè)前，先要按照設(shè)計(jì)和規(guī)范要求對(duì)超前支護(hù)的孔位進(jìn)行布孔。在進(jìn)行打孔作業(yè)時(shí)，要先利用鉆機(jī)對(duì)整個(gè)輪廓面上的外部區(qū)域進(jìn)行挖掘，并在施工過程中要保證沿斜插角角度進(jìn)行。在成孔后，采用高壓水或高壓風(fēng)進(jìn)行清孔，清孔完成后應(yīng)盡快進(jìn)行送桿，防止再次出現(xiàn)堵塞。在小導(dǎo)在小導(dǎo)管向作業(yè)面進(jìn)行頂進(jìn)時(shí)，要注意使用沖擊振動(dòng)的方法來實(shí)現(xiàn)鉆孔目的，最好使用風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)來進(jìn)行作業(yè)。小導(dǎo)管頂進(jìn)工作中，需要對(duì)設(shè)備的回轉(zhuǎn)抓作業(yè)角度進(jìn)行調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)在設(shè)備沖擊力之下鋼管能夠快速且順利地進(jìn)入鉆孔中，且要保證一定的進(jìn)入深度，在這一過程中要注意的是，要加強(qiáng)小導(dǎo)管尾端與鋼架之間的連接，避免出現(xiàn)因沖擊力度過大而導(dǎo)致小導(dǎo)管與鋼架分離的情況出現(xiàn)。鉆孔施工過程之中，需要將小導(dǎo)管按照順序編排號(hào)碼，排號(hào)碼的原因是在進(jìn)行施工時(shí)，施工人員會(huì)按照奇數(shù)和偶數(shù)的不同來進(jìn)行穿插注漿作業(yè)，先將奇數(shù)號(hào)的小鋼管建設(shè)并注漿，然后再對(duì)偶數(shù)號(hào)的鋼管進(jìn)行搭建并注漿，這種作業(yè)方式能夠?qū)崿F(xiàn)施工人員對(duì)注漿作業(yè)的二次檢查，保證公路隧道施工質(zhì)量，若在作業(yè)過程中發(fā)現(xiàn)某一鋼管未完成一輪注漿工作，需要立即進(jìn)行補(bǔ)漿。對(duì)小鋼管的注漿工作進(jìn)行兩輪檢查之后，確保鉆孔、注漿作業(yè)達(dá)到了公路隧道的施工要求之后，才可以進(jìn)行下一步的施工作業(yè)[2]。

2.2 注漿施工

公路隧道注漿施工過程中需要注意的施工要點(diǎn)也很多，在進(jìn)行小導(dǎo)管的安裝時(shí)，應(yīng)該保證小導(dǎo)管能夠向外延長一定的長度，這一目的是為了有效實(shí)現(xiàn)注漿管的連接。安裝過程要保證小導(dǎo)管周圍不能存在空隙或裂縫，若有裂縫可以使用塑膠泥漿材料對(duì)導(dǎo)管周圍實(shí)現(xiàn)密封處理，在這一過程中可以同時(shí)對(duì)作業(yè)面噴射的混凝土材料進(jìn)行二次檢查，若混凝土材料出現(xiàn)裂縫應(yīng)及時(shí)進(jìn)行二次密封處理。注漿工作對(duì)后續(xù)的公路隧道順利建設(shè)有著至關(guān)重要的作用，因此工作人員要在注漿工作開始之前，將注漿漿液的配比進(jìn)行細(xì)致的設(shè)計(jì)和檢查，并對(duì)注漿設(shè)備的工作狀態(tài)、導(dǎo)管之間的連接、接口的密封程度等因素進(jìn)行檢測，盡力將注漿工作保質(zhì)保量的一次完成，避免出現(xiàn)漏漿的情況。在保證所有檢測工作都按照標(biāo)準(zhǔn)完成之后，可以將水泥漿液濃度為1∶1的漿液直接傾倒進(jìn)注漿機(jī)的儲(chǔ)存筒之中，然后就可以將注漿機(jī)開啟向小導(dǎo)管周圍的區(qū)域進(jìn)行壓漿作業(yè)，在注漿工作進(jìn)行過程中，注漿壓力需要由低向高逐漸加壓，剛開始注漿作業(yè)時(shí)壓力最好保持在0.5MPa左右，然后緩慢地將壓力逐漸升至1.0MPa，整個(gè)注漿工作持續(xù)時(shí)間大約為10min，注漿完成之后，就可以關(guān)閉注漿設(shè)備并對(duì)注漿質(zhì)量進(jìn)行檢查。

2.3 施工控制要點(diǎn)

在公路隧道的建設(shè)過程之中，鉆孔、注漿工作屬于前期工作，前期工作的質(zhì)量對(duì)后續(xù)的隧道建設(shè)起決定性作用。因此，工作人員在進(jìn)行這兩個(gè)施工步驟前，一定要做好充足的前期準(zhǔn)備工作，首先要先對(duì)作業(yè)設(shè)備進(jìn)行調(diào)試和檢查，其中注漿設(shè)備必須要進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)工作，一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)異常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況，就要立即維修排除隱患，才能夠保證注漿工作的順利完成。其次，在進(jìn)行注漿作業(yè)時(shí)，施工人員一定要保證對(duì)注漿壓力產(chǎn)生有效控制，避免由于注漿壓力過大或過小而產(chǎn)生注漿變形或串漿的問題，以保證后續(xù)建設(shè)工程的順利開展。在鉆孔注漿過程中普遍的施工問題解決方法如下，第一，針對(duì)隧道建設(shè)區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)進(jìn)行深入調(diào)查，并根據(jù)調(diào)查結(jié)果實(shí)現(xiàn)有效注漿方案的建設(shè)，利用最為適宜的注漿方法來實(shí)現(xiàn)注漿質(zhì)量的提升。第二，在進(jìn)行注漿作業(yè)時(shí)，可以使用較低的注漿壓力或者采用間隙注漿的注漿方法，這兩個(gè)方法能夠?qū)⒆{過程中所發(fā)生的大部分問題實(shí)現(xiàn)有效避免。第三，在注漿過程中一旦出現(xiàn)了串漿問題，可以在注漿作業(yè)中同時(shí)使用2臺(tái)注漿設(shè)備，利用2臺(tái)設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)工程的同步注漿作業(yè)，還可以將出現(xiàn)串漿問題的鉆孔進(jìn)行堵塞處理，然后可以使用細(xì)鐵絲或者鋼筋徹底清除串漿孔內(nèi)部貯存的雜物，然后再開始繼續(xù)進(jìn)行注漿作業(yè)。在進(jìn)行注漿工作時(shí)，現(xiàn)場施工人員要隨時(shí)關(guān)注注漿進(jìn)度和情況，一旦發(fā)現(xiàn)水泥漿凝結(jié)的時(shí)間與計(jì)劃的時(shí)間出現(xiàn)時(shí)間差，施工人員應(yīng)立即停止注漿作業(yè)、實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)配合，將公路隧道的施工工藝做出及時(shí)的修改以及調(diào)整，將注漿工作順利完成。針對(duì)注漿過程中存在的漏漿問題，施工人員可以在整個(gè)管道的尾部設(shè)置一個(gè)阻塞工具，以實(shí)現(xiàn)對(duì)漏漿孔的填堵工作，進(jìn)而保證整個(gè)注漿工作順利完成，公路隧道建設(shè)能夠更加穩(wěn)定[3]。

3 超前錨桿施工工藝流程

3.1 施工原材料制備

公路隧道建設(shè)中，在進(jìn)行超前錨桿施工之前，施工人員需要先準(zhǔn)備好該施工流程所需要應(yīng)用到的原材料，這一環(huán)節(jié)主要使用的主要原材料為錨桿材料，錨桿施工對(duì)于錨桿的質(zhì)量要求較高，所以需要進(jìn)行細(xì)致的材料選取工作。選取好高質(zhì)量錨桿之后，施工人員還應(yīng)該對(duì)錨桿進(jìn)行除銹、除油污作業(yè)，以保證錨桿材料能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量隧道建設(shè)。超前錨桿施工的第二原材料為水泥砂漿，水泥砂漿的制備要格外注意其原料配比，并在其中加入適量的早強(qiáng)劑，以實(shí)現(xiàn)P42.5普通硅酸鹽水泥材料的制備。超前錨桿施工的第三原材料為砂石材料，選取時(shí)要注意砂石顆粒不能過大，但是要保證砂粒具有足夠強(qiáng)的硬度，砂粒直徑保持在2.5mm以內(nèi)為最佳，在使用前要經(jīng)過細(xì)致的篩選和清潔工作。3種施工原材料配備完成之后，施工人員也要注意，砂漿材料在使用時(shí)要保證充分?jǐn)嚢瑁疑皾{材料不宜一次攪拌量過多，因?yàn)樯皾{材料的質(zhì)量和黏度會(huì)隨著放置時(shí)間的延長而下降。所以施工人員應(yīng)少量多次的對(duì)砂漿材料進(jìn)行攪拌，避免砂漿材料初凝現(xiàn)象的產(chǎn)生，影響后續(xù)的公路隧道建設(shè)質(zhì)量。

3.2 錨桿孔施工

在對(duì)錨桿孔進(jìn)行施工的過程中，錨桿孔的鉆取作用是為了能夠?qū)崿F(xiàn)錨桿的插入作業(yè)，錨桿孔位置準(zhǔn)確建立，能夠?qū)崿F(xiàn)整個(gè)高速公路隧道建設(shè)的高質(zhì)量完成，所以在這一步驟中施工人員要先對(duì)錨桿孔的設(shè)定位置進(jìn)行確認(rèn)，針對(duì)工程建造地區(qū)的不同，施工人員也需要結(jié)合隧道建設(shè)所在區(qū)域周圍的巖石具體情況，對(duì)錨桿孔的位置進(jìn)行合理的設(shè)定和標(biāo)注，這一步驟中，要求施工人員必須要保證自身的專業(yè)性，錨桿孔的標(biāo)注偏差必須要在5cm之內(nèi)，否則就會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量問題。且在設(shè)置錨桿孔的孔內(nèi)直徑時(shí)，一定要保證其標(biāo)準(zhǔn)度。施工人員還要注意錨桿孔需要具備足夠的深度，以保證錨桿能夠完全進(jìn)入錨桿孔，保險(xiǎn)起見錨桿孔的深度要比實(shí)際的錨桿長度多出10cm左右，這一步驟的專業(yè)性要求同樣很高，要保證錨桿孔深度的誤差小于50mm。這一步驟對(duì)于施工人員的專業(yè)性要求較強(qiáng)，為實(shí)現(xiàn)隧道工程良好建設(shè)，工程代理商可以加強(qiáng)對(duì)于專業(yè)施工人員的專業(yè)培訓(xùn)和招聘工作，來保證施工人員的專業(yè)度能夠覆蓋整個(gè)工程建設(shè)。錨桿孔鉆孔完畢后，施工人員還應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行收尾工作，將儲(chǔ)存在錨桿孔內(nèi)部的雜物、積水和施工廢料進(jìn)行清除，以避免這些雜物的存在影響后續(xù)錨桿的施工，從而帶來不必要的麻煩，影響公路隧道建設(shè)的施工效率和質(zhì)量。

3.3 錨桿安裝

在進(jìn)行錨桿安裝作業(yè)時(shí)，主要的安裝步驟有3個(gè)。首先，需要進(jìn)行注漿施工，施工人員根據(jù)工程建設(shè)的實(shí)際情況，采取灌漿法或注漿法向錨桿孔中進(jìn)行注漿作業(yè)。在進(jìn)行注漿作業(yè)時(shí)除意外情況之外，盡量不要中途暫停注漿，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)注漿工作的高質(zhì)量、穩(wěn)定進(jìn)行，防止注漿工作不能發(fā)揮作業(yè)意義的情況產(chǎn)生。注漿時(shí)還應(yīng)該保證注漿過程中的啞鈴控制，保證錨桿孔所受到的注漿壓力不超過0.4MPa。注漿工作過程之中應(yīng)該時(shí)刻保持錨桿孔處于密封狀態(tài)，以避免漏漿情況產(chǎn)生。注漿時(shí)，注漿管應(yīng)保持與錨桿孔底部保持5～10cm的距離，并隨著注漿作業(yè)的逐漸完成而慢慢地將注漿管抽出來，以保證整個(gè)注漿過程的均勻和穩(wěn)定。其次，要進(jìn)行錨桿的插入工作，錨桿插入之前，施工人員需要把水注入牛角泵中，但是注入牛角泵中的水含量不宜過多，只需要占牛角泵總?cè)莘e的2/3即可，同時(shí)向牛角泵中注入一定量的砂漿材料，砂漿材料在注入牛角泵之前，需要先用水對(duì)砂漿材料做潤濕工作，然后再將潤濕后的砂漿材料注入牛角泵之中。之后需要將注漿管插入錨桿孔之中，需要注意的是注漿管應(yīng)該盡可能地進(jìn)入錨桿孔底部，并對(duì)牛角泵的蓋子做有效的密封處理。這次的注漿作業(yè)中，更應(yīng)該保證較小的注漿壓力，注漿壓力保持在0.2MPa為最佳。在對(duì)砂漿材料進(jìn)行壓鑄工作時(shí)，工作人員要密切關(guān)注壓鑄過程中的壓力表數(shù)值變化，一旦發(fā)現(xiàn)壓力表上顯示的壓力數(shù)值過高，就要立即停止注漿作業(yè)，并立即找出壓力值過大這種情況產(chǎn)生的原因，并將問題解決后，再繼續(xù)進(jìn)行接下來的注漿工作。最后，需要進(jìn)行的操作步驟就是錨桿的安裝工作，在錨桿安裝過程中需要注意，錨桿插入錨桿孔的深度，不能超過錨桿長度的95%，且施工人員在進(jìn)行錨桿的安裝工作時(shí)，最好能夠?qū)崿F(xiàn)一次成型，避免安裝完成后再對(duì)錨桿安裝進(jìn)行調(diào)整，二次調(diào)整可能帶來的后果是，導(dǎo)致錨桿以及灌注進(jìn)錨桿孔之中的砂漿材料無法實(shí)現(xiàn)良好的結(jié)合，使得兩者之間的黏性減弱，導(dǎo)致錨桿安裝不穩(wěn)定。為了實(shí)現(xiàn)整個(gè)支護(hù)工作的穩(wěn)定性，需要在錨桿的底端與鋼架之間進(jìn)行加固處理[4]。

4 結(jié)束語

綜上所述，在進(jìn)行公路隧道建造時(shí)，要對(duì)建造過程所涉及的地形地貌、圍巖狀況、水文地質(zhì)、氣候等各類因素進(jìn)行充分的考量，并根據(jù)設(shè)計(jì)、現(xiàn)場勘查、監(jiān)控量測結(jié)果實(shí)現(xiàn)對(duì)于隧道建設(shè)支護(hù)工作的完善。支護(hù)工作在公路隧道設(shè)計(jì)中的穩(wěn)定、有效實(shí)現(xiàn)，能夠提升整個(gè)隧道工程的穩(wěn)定性和建造質(zhì)量，為保護(hù)人民生命及財(cái)產(chǎn)安全有著重要意義。