隧道喷锚注浆机械施工技术范文

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在隧道施工过程中，隧道初衬是一项重要工作。对于隧道初衬施工质量而言，其直接受到混凝土喷射机械的影响，若是施工机械选择不当，则会直接导致初衬施工效果不佳。当前，在隧道初衬施工中，多数使用的是干喷机，其主要优势在于操作简单、方便，施工成本低，但是其施工粉尘大、回弹多、质量不佳。对此，使用湿喷机能够得到更好的施工效果，其喷射量可达15～30m3/h，等同于十多台小型喷射机共同工作，具有较好的发展前景。但是，在实际工程施工中，湿喷机存在结构复杂、维修困难等问题，给操作人员提出了更高要求。

1隧道施工喷锚注浆机械施工流程

隧道初期支护喷锚注浆施工主要是利用混凝土喷射机与压缩空气，根据比例混合，从而实现混凝土拌和物的快速喷射和快速硬结。该结构层能够同围岩密贴，具有良好的支护作用。喷锚注浆湿喷施工工艺流程为（如图1所示）：混凝土拌和、运输→启动湿喷机，借助压缩空气把混凝土从喷嘴喷出，再添加速凝剂→初喷、复喷：分层、分区进行混凝土喷射工作，S形运动、螺旋状喷射→关闭湿喷机：湿喷结束后，先关闭速凝剂计量泵，然后停止供料，喷嘴残留的拌和物吹净后停风。

2Spraymec7110WPC喷锚注浆机械性能

2.1作业覆盖面积该喷锚注浆机械喷射臂的工作范围为：水平16.6m，垂直11m，覆盖半径4～14.8m，其能够进行自由伸缩。在使用此机械进行塌腔处理时，其喷头能够深入塌腔内部进行喷射，施工更加安全、灵活[1]。

2.2混凝土喷射泵系统该喷锚注浆机械使用的是双联柱塞泵，最大泵送压力达65bar，泵缸的半径为10cm，行程为75cm。利用大尺寸的吸浆口可具备优异的吸料能力，而高泵送压力可确保混凝土输送稳定，该机械允许通过的最大骨料粒径为16mm。

2.3速凝剂自动配料系统组成速凝剂自动配料系统的构件需具备较好的耐磨和耐腐蚀性能，从而可以适应不同类型的液体速凝剂。在混凝土喷射过程中，混凝土的实时泵送与速凝剂的流量一致，可调范围处于1～20L/min之内。此外，系统可实现混凝土泵送量、速凝剂流量的实时记录，以便于操作人员进行监控和调整。

2.4遥控操作系统喷锚注浆机械可通过遥控手柄完成喷射臂组动作的实时控制，实现喷嘴回转、大臂伸缩、升降以及水平移动。遥控手柄具有操作方便，可选择观察地点的优点，从而最大限度地确保喷射质量。

2.5高压风自供系统喷锚注浆机械具备高压风自供功能，从而不必再进行洞外高压风站施工、洞内管道设置。

2.6电、柴双动力驱动喷锚注浆机械主要是通过电动液压泵或是柴油机液压系统进行驱动，灵活性高。

3隧道施工喷锚注浆机械施工案例分析

黔西至大方高速公路是《贵州省高速公路网规划》中的“二联”，是省高速公路主骨架的重要组成部分，项目由黔西县石板至大方县东关，全长51.781km[2]。项目起点石板是规划的“三横”（江口-六盘水）与“五纵”（赤水-望谟）公路结合点。终点在大方县东关乡与在建的国家高速公路杭瑞线遵义至毕节高速公路形成十字交叉，最终形成完整的公路网。本项目是国家高速公路在贵州经济辐射带动作用的进一步延伸和扩展。第五合同段路线起于大方县六龙镇，起点桩号为YK39+640，经砂锅寨，终于大方县东关乡，终点桩号K52+994.051，全长13.257km。全线采用四车道高速公路设计，设计速度为80km/h，整体式路基宽21.5m，分离式路基宽2×11.25m；汽车荷载为公路-Ⅰ级；全线采用全封闭、全立交，同时设有相应的交通工程和服务设施。路面类型为沥青混凝土，桥涵设计荷载公路-Ⅰ级，本合同段有构造物六龙隧道、苏家湾大桥、庄脚大桥、坝子寨大桥、金坪隧道、大槽子大桥。其中六龙隧道为全线控制性工程，六龙隧道为分离式瓦斯隧道，隧道左幅起讫桩号为：ZK39+975～ZK41+283段，全长1308m。右幅起讫桩号为：YK39+985～YK41+263段，全长1278m，最大埋深约82m。隧道进口段平面线形均位于直线上，出口段平面线形均位于圆曲线上，左幅圆曲线半径R=1100m，右线隧道平曲线半径R=975m。左右幅隧道均为上坡，左幅隧道纵坡为2.2%，右幅隧道纵坡为2.1%。设计技术标准：计算行车速度80km/h；隧道建筑限界净宽0.75+0.5+2×3.75+0.75+0.75=10.25m；隧道建筑限界净高5.0m；设计荷载为公路-Ⅰ级。

3.1开挖面围岩处理当隧道掌子面出渣完成后，需做好净空量测工作，然后根据量测标志做相应的欠挖、撬清危石工作。值得注意的是，在进行欠挖处理过程中，对于软弱地段应采取人工开挖的方法；对于硬质地段应采取补炮的方法，确保净空尺寸达标。

3.2材料选择在隧道喷锚注浆施工过程中，应做好材料控制工作。①425#普通硅酸盐水泥与砂率保持在50%，注意天然黄砂细骨料的含沙量不得超过3%；②粗骨料尺寸应处于5～10mm；③使用RH型速凝剂，最佳掺量应处于水泥的5%，初凝时间控制在5min，终凝时间控制在8min；④做好水灰比的控制工作，确保混凝土回弹量合理。

3.3混凝土初喷本工程使用的喷锚注浆机械型号为Spraymec7110WPC，其注浆压力处于0.2～0.4MPa。同时，为了避免洞内粉尘污染，决定采用湿喷施工技术。首先，在喷射施工前，将岩壁清理干净，并使用搅拌机对粗、细骨料和水泥进行干拌；然后，根据设计要求添加水进行拌和并输送至喷射机，喷射机前再次进行人工拌和并掺入速凝剂；最后，进行喷射作业，通常喷射机的喷头需垂直于岩面，在进行边墙喷射时，需把喷头略向下俯，角度控制在10°。

3.4锚杆、挂网及钢格栅的设置混凝土初喷完成后，需进行锚杆的设置工作，其原材料为：①F22螺纹钢，钢筋的切割、加工均在洞外完成；②8604型水泥锚固剂固化时间处于5～10min，强度是52～56MPa。锚杆安装施工流程为：①进行钻眼施工及清孔，然后将湿润后的锚固剂塞入孔中，要求进入孔深2/3；②使用手风枪把锚杆送入孔内，注意锚杆和锚固剂应充分相贴。挂网施工原材料为F8圆钢，尺寸要求为100cm×200cm。在进行挂网施工时，注意保持网片和锚杆间焊接牢固，钢筋网和喷面间隙不得大于3cm。格栅施工原材料为：①主筋是4根F25钢筋，每榀格栅尺寸是500cm；②铺设的钢格栅使用的是F25螺纹钢。在进行格栅施工时，注意应使用钢板螺栓连接格栅，铺设的钢格栅间距保持在100cm，两榀格栅连接筋长度是108cm，通过电焊的方式将其与主筋连接；垫板布设在格栅拱脚架，要求低于导坑地面20cm，并垂直于隧道中线。

3.5混凝土复喷混凝土复喷工序与初喷工序基本相同，应遵循分片、分段、从下向上的施工顺序，注意每段长为6cm，喷头为螺旋形，其与喷面的距离处于0.6～1.0cm，与岩面偏角小于10°。3.6施工质量控制在隧道喷锚注浆施工中，注意做好外加剂质量的控制工作；对喷锚注浆施工材料温度和环境温度进行实时监测；若是施工中混凝土配合比出现变化，需严格进行抗冻、抗渗试件的检查[3]。

4结语

综上所述，高速喷锚注浆有利于实现围岩岩面的及时封闭，提高围岩稳定性。根据大量施工实践发现，高速喷锚注浆技术的使用在山岭、丘陵等地形隧道施工中均取得了显著的施工效果。

作者：樊永波 单位：贵州桥梁建设集团有限责任公司