浅谈围岩隧道超前支护施工技术

【摘 要】结合围岩隧道工程实例，严格遵循“管超前、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测、及时封闭”的原则。所采取的支护紧跟开挖，同时加强监控量测，及时采取措施，确保不塌方、不停工，做到稳中求快，及时采取必要的措施，确保施工安全。

【关键词】隧道施工；软弱围岩；初期支护；超前支护

1.工程概况

本隧道系喇叭口隧道，隧道全长12615m。HDK41+910～HDK42+074、HDYK41+900～HDYK42+074段为左、右线单线隧道，左、右单线长度均为174m，以喇叭口形式过渡为双线单洞隧道，HDK42+074～HDK54+000为双线单洞隧道，长度为11926m，HDK54+000～HDK54+425、HDYK54+000～HDYK54+525段为左、右线单线隧道，左、右线长度分别为425m、525m，以喇叭口形式过渡为左、右线单线隧道。本隧道设置8座斜井及两段明洞，隧道出入口、明洞入口及斜井入口均修筑便道相通。

2.隧道超前支护施工方案

2.1 超前管棚施工

断面开挖前在HDK41+910-HDK41+940和HDYK54+525- HDYK54+495，HDK54+425-HDK54+395进出口段拱部120°范围设Φ108超前大管棚，长30m,环向间距0.4m,外插角1°-3°管内压注M30的水泥砂浆。为了确保管棚施工精度和质量，管棚用混凝土套拱作管棚导向墙，套拱内预埋工字钢，按设计孔位准确安放导向钢管，工字钢与导向钢管焊成整体。在导向墙混凝土达到一定强度后，开始钻孔。

钻孔机械选用金星9000型管棚钻机。施钻深孔时，钻机大臂顶紧在套拱导向管上，当第一节钻杆钻入岩层，尾部剩余20cm时停止钻进，接长第二根钻杆，用联接套把两根钻杆连接牢固，又重新钻孔，直至钻孔达到要求深度后，按同样方法退出钻杆。钻进中一旦发现偏斜，应立即停止钻进，退出钻杆，并采用水泥砂浆回灌钻孔，然后重新开钻的方法纠偏。在钻孔时，要确保孔径比棚管外径大30～40mm。

钻孔完成后，把事先加工好的管节联接套焊接在钢管两端，然后将钢管安放在钻机钻头上，钻机对准已钻好的管棚孔，低速推进钢管。注浆过程中，当注浆压力达到设计规定的终压值，注浆量达到设计要求时，即可结束注浆。注浆结束后及时清除管内浆液，并用M7.5水泥砂浆紧密填充，增强管棚的刚度和强度。注浆完成后，在管棚支护下组织开挖。

注浆过程中，注浆压力达到设计规定的终压值，注浆量达到设计要求时，可认为注浆达到了设计要求可结束注浆。注浆完成后，打检查孔检查注浆效果，若孔内有水，继续检查孔内注浆；开挖过程中，出现压浆效果不好的情况，采用小导管补注浆。大管棚施工中，应精心施工，每一孔从钻孔到注浆完成都要作好详细的记录，如发现问题，必须找出原因并采取有效措施。

2.2 超前小导管施工

根据设计，小导管采用Φ42热轧钢管加工而成，每根长度为3.5m，布设在隧道拱部范围内。小导管按设计长度进行切割，并将端头加工成锥形，尾部预留不小于30cm的止浆段，从尾部止浆段以外至楔端管体钻8mm的注浆孔，梅花形布置，间距30cm。施工前，对掌子面的岩层喷射混凝土封闭以防漏浆、跑浆。按设计标出孔位，用YT-28风枪钻孔后并插入小导管，外插角控制在10～15°。用风枪或大锤直接将小导管送入，纵向相邻两排小导管水平搭接长度不小于1m，小导管环向间距为0.3m。小导管安装后，根据情况向孔内压注水泥浆液，浆液采用砂浆搅拌机拌制。

采取超前小导管施工要严格控制注浆配合比及凝胶时间，初选配合比后，用凝胶时间调整配合比，并测定凝胶体的强度，选定最佳配合比。同时严格控制注浆压力，终压必须达到设计要求，保持稳压时间，保证浆液渗透范围。注浆完成后检验注浆效果，如达不到要求时，需重新进行补管注浆。注浆过程中，专人记录注浆情况，并根据实际情况调整注浆压力、进度，保证注浆效果。

另外，本工程采取超前小导管支护施工时采用塑胶泥封堵孔口及周围裂隙，必要时在小导管附近及工作面喷射砼，以防止工作面坍塌。注浆量达到设计注浆量和注浆压力达到设计终压时可结束注浆。同时在注浆过程中要随时观察注浆压力及注浆泵排浆量的变化，分析注浆情况，防止堵管、跑浆、漏浆。做好注浆记录，以便分析注浆效果。确保导管不侵入隧洞开挖界内，相邻的钢管不得相撞或立交。为保证注浆效果，必要时在孔口处设置止浆塞。

3.系统锚杆施工技术

对于系统锚杆施工时应通过以下施工要点来确保施工质量：1）锚杆孔开孔前做好量测工作，严格按设计要求布孔并做好标记，开孔偏差不大于10cm；锚杆孔的孔轴方向满足施工图纸的要求，操作工把凿岩机钻杆的位置摆好并用定位块将其稳固地顶在岩面上。2）锚杆孔深度必须达到施工图纸的规定，孔深偏差值不大于±50mm。3）采用高压风冲洗、清扫锚杆孔，确保孔内不留石粉，不得用水冲洗钻孔。4）药卷锚杆浸泡时间不宜过长，药卷湿透为宜。5）锚杆安装必须在药卷初凝时间内完成，按照要求留足试验长度及数量。6）药卷终凝时间前不得振动锚杆。

4.挂钢筋网施工

进行挂钢筋网施工时应当针对开挖断面的形状，确定场外制作或现场制作网片，若断面形状较规则，平整，采用场外制作网片，然后现场拼接；若断面形状不规则，起伏较大，则采用现场制作网片，现场拼接，与岩壁紧贴安装，挂网利用简易台车进行。

施工前必须先对钢筋除锈，然后制作钢筋网片，再进行挂网并且焊联，最后喷射混凝土。但值得注意的是，在施工中关键是按图纸标定的位置挂钢筋网，钢筋网使用前清除锈蚀，钢筋网制作时其末端各方向定型的间距不少于100mm。钢筋网绑扎固定于先期施工的锚杆上，并用混凝土块衬垫在钢筋和岩石之间，以保证钢筋和岩面之间保持30～50mm的间隙。所制作的网片，对于有钢格栅的地段，网片的宽度按钢支撑的间距预制；其他地段宽度根据径向锚杆布置情况确定，用在墙部的网片上侧带钩，便于挂设。

5.结论

针对某隧道工程特点，对其初期支护施工中重点施工措施如超前管棚支护技术等提出详细措施，工程实践效果表明所采取措施能确保本工程顺利实施，而且施工安全性高，可为同类工程提供参考。

参考文献

[1] 吴宗泽．IV围岩隧道支护施工技术[J]．陕西建筑，2009，（05）．