隧道噴錨注漿機(jī)械施工技術(shù)范文
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在隧道施工過(guò)程中，隧道初襯是一項(xiàng)重要工作。對(duì)于隧道初襯施工質(zhì)量而言，其直接受到混凝土噴射機(jī)械的影響，若是施工機(jī)械選擇不當(dāng)，則會(huì)直接導(dǎo)致初襯施工效果不佳。當(dāng)前，在隧道初襯施工中，多數(shù)使用的是干噴機(jī)，其主要優(yōu)勢(shì)在于操作簡(jiǎn)單、方便，施工成本低，但是其施工粉塵大、回彈多、質(zhì)量不佳。對(duì)此，使用濕噴機(jī)能夠得到更好的施工效果，其噴射量可達(dá)15～30m3/h，等同于十多臺(tái)小型噴射機(jī)共同工作，具有較好的發(fā)展前景。但是，在實(shí)際工程施工中，濕噴機(jī)存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維修困難等問(wèn)題，給操作人員提出了更高要求。
隧道初期支護(hù)噴錨注漿施工主要是利用混凝土噴射機(jī)與壓縮空氣，根據(jù)比例混合，從而實(shí)現(xiàn)混凝土拌和物的快速噴射和快速硬結(jié)。該結(jié)構(gòu)層能夠同圍巖密貼，具有良好的支護(hù)作用。噴錨注漿濕噴施工工藝流程為（如圖1所示）：混凝土拌和、運(yùn)輸→啟動(dòng)濕噴機(jī)，借助壓縮空氣把混凝土從噴嘴噴出，再添加速凝劑→初噴、復(fù)噴：分層、分區(qū)進(jìn)行混凝土噴射工作，S形運(yùn)動(dòng)、螺旋狀噴射→關(guān)閉濕噴機(jī)：濕噴結(jié)束后，先關(guān)閉速凝劑計(jì)量泵，然后停止供料，噴嘴殘留的拌和物吹凈后停風(fēng)。
2Spraymec7110WPC噴錨注漿機(jī)械性能
2.1作業(yè)覆蓋面積該噴錨注漿機(jī)械噴射臂的工作范圍為：水平16.6m，垂直11m，覆蓋半徑4～14.8m，其能夠進(jìn)行自由伸縮。在使用此機(jī)械進(jìn)行塌腔處理時(shí)，其噴頭能夠深入塌腔內(nèi)部進(jìn)行噴射，施工更加安全、靈活[1]。
2.2混凝土噴射泵系統(tǒng)該噴錨注漿機(jī)械使用的是雙聯(lián)柱塞泵，最大泵送壓力達(dá)65bar，泵缸的半徑為10cm，行程為75cm。利用大尺寸的吸漿口可具備優(yōu)異的吸料能力，而高泵送壓力可確保混凝土輸送穩(wěn)定，該機(jī)械允許通過(guò)的最大骨料粒徑為16mm。
2.3速凝劑自動(dòng)配料系統(tǒng)組成速凝劑自動(dòng)配料系統(tǒng)的構(gòu)件需具備較好的耐磨和耐腐蝕性能，從而可以適應(yīng)不同類型的液體速凝劑。在混凝土噴射過(guò)程中，混凝土的實(shí)時(shí)泵送與速凝劑的流量一致，可調(diào)范圍處于1～20L/min之內(nèi)。此外，系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)混凝土泵送量、速凝劑流量的實(shí)時(shí)記錄，以便于操作人員進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)整。
2.4遙控操作系統(tǒng)噴錨注漿機(jī)械可通過(guò)遙控手柄完成噴射臂組動(dòng)作的實(shí)時(shí)控制，實(shí)現(xiàn)噴嘴回轉(zhuǎn)、大臂伸縮、升降以及水平移動(dòng)。遙控手柄具有操作方便，可選擇觀察地點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)，從而最大限度地確保噴射質(zhì)量。
2.5高壓風(fēng)自供系統(tǒng)噴錨注漿機(jī)械具備高壓風(fēng)自供功能，從而不必再進(jìn)行洞外高壓風(fēng)站施工、洞內(nèi)管道設(shè)置。
2.6電、柴雙動(dòng)力驅(qū)動(dòng)噴錨注漿機(jī)械主要是通過(guò)電動(dòng)液壓泵或是柴油機(jī)液壓系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，靈活性高。
3隧道施工噴錨注漿機(jī)械施工案例分析
黔西至大方高速公路是《貴州省高速公路網(wǎng)規(guī)劃》中的“二聯(lián)”，是省高速公路主骨架的重要組成部分，項(xiàng)目由黔西縣石板至大方縣東關(guān)，全長(zhǎng)51.781km[2]。項(xiàng)目起點(diǎn)石板是規(guī)劃的“三橫”（江口-六盤(pán)水）與“五縱”（赤水-望謨）公路結(jié)合點(diǎn)。終點(diǎn)在大方縣東關(guān)鄉(xiāng)與在建的國(guó)家高速公路杭瑞線遵義至畢節(jié)高速公路形成十字交叉，最終形成完整的公路網(wǎng)。本項(xiàng)目是國(guó)家高速公路在貴州經(jīng)濟(jì)輻射帶動(dòng)作用的進(jìn)一步延伸和擴(kuò)展。第五合同段路線起于大方縣六龍鎮(zhèn)，起點(diǎn)樁號(hào)為YK39+640，經(jīng)砂鍋寨，終于大方縣東關(guān)鄉(xiāng)，終點(diǎn)樁號(hào)K52+994.051，全長(zhǎng)13.257km。全線采用四車道高速公路設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)速度為80km/h，整體式路基寬21.5m，分離式路基寬2×11.25m；汽車荷載為公路-Ⅰ級(jí)；全線采用全封閉、全立交，同時(shí)設(shè)有相應(yīng)的交通工程和服務(wù)設(shè)施。路面類型為瀝青混凝土，橋涵設(shè)計(jì)荷載公路-Ⅰ級(jí)，本合同段有構(gòu)造物六龍隧道、蘇家灣大橋、莊腳大橋、壩子寨大橋、金坪隧道、大槽子大橋。其中六龍隧道為全線控制性工程，六龍隧道為分離式瓦斯隧道，隧道左幅起訖樁號(hào)為：ZK39+975～ZK41+283段，全長(zhǎng)1308m。右幅起訖樁號(hào)為：YK39+985～YK41+263段，全長(zhǎng)1278m，最大埋深約82m。隧道進(jìn)口段平面線形均位于直線上，出口段平面線形均位于圓曲線上，左幅圓曲線半徑R=1100m，右線隧道平曲線半徑R=975m。左右幅隧道均為上坡，左幅隧道縱坡為2.2%，右幅隧道縱坡為2.1%。設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：計(jì)算行車速度80km/h；隧道建筑限界凈寬0.75+0.5+2×3.75+0.75+0.75=10.25m；隧道建筑限界凈高5.0m；設(shè)計(jì)荷載為公路-Ⅰ級(jí)。
3.1開(kāi)挖面圍巖處理當(dāng)隧道掌子面出渣完成后，需做好凈空量測(cè)工作，然后根據(jù)量測(cè)標(biāo)志做相應(yīng)的欠挖、撬清危石工作。值得注意的是，在進(jìn)行欠挖處理過(guò)程中，對(duì)于軟弱地段應(yīng)采取人工開(kāi)挖的方法；對(duì)于硬質(zhì)地段應(yīng)采取補(bǔ)炮的方法，確保凈空尺寸達(dá)標(biāo)。
3.2材料選擇在隧道噴錨注漿施工過(guò)程中，應(yīng)做好材料控制工作。①425#普通硅酸鹽水泥與砂率保持在50%，注意天然黃砂細(xì)骨料的含沙量不得超過(guò)3%；②粗骨料尺寸應(yīng)處于5～10mm；③使用RH型速凝劑，最佳摻量應(yīng)處于水泥的5%，初凝時(shí)間控制在5min，終凝時(shí)間控制在8min；④做好水灰比的控制工作，確保混凝土回彈量合理。
3.3混凝土初噴本工程使用的噴錨注漿機(jī)械型號(hào)為Spraymec7110WPC，其注漿壓力處于0.2～0.4MPa。同時(shí)，為了避免洞內(nèi)粉塵污染，決定采用濕噴施工技術(shù)。首先，在噴射施工前，將巖壁清理干凈，并使用攪拌機(jī)對(duì)粗、細(xì)骨料和水泥進(jìn)行干拌；然后，根據(jù)設(shè)計(jì)要求添加水進(jìn)行拌和并輸送至噴射機(jī)，噴射機(jī)前再次進(jìn)行人工拌和并摻入速凝劑；最后，進(jìn)行噴射作業(yè)，通常噴射機(jī)的噴頭需垂直于巖面，在進(jìn)行邊墻噴射時(shí)，需把噴頭略向下俯，角度控制在10°。
3.4錨桿、掛網(wǎng)及鋼格柵的設(shè)置混凝土初噴完成后，需進(jìn)行錨桿的設(shè)置工作，其原材料為：①F22螺紋鋼，鋼筋的切割、加工均在洞外完成；②8604型水泥錨固劑固化時(shí)間處于5～10min，強(qiáng)度是52～56MPa。錨桿安裝施工流程為：①進(jìn)行鉆眼施工及清孔，然后將濕潤(rùn)后的錨固劑塞入孔中，要求進(jìn)入孔深2/3；②使用手風(fēng)槍把錨桿送入孔內(nèi)，注意錨桿和錨固劑應(yīng)充分相貼。掛網(wǎng)施工原材料為F8圓鋼，尺寸要求為100cm×200cm。在進(jìn)行掛網(wǎng)施工時(shí)，注意保持網(wǎng)片和錨桿間焊接牢固，鋼筋網(wǎng)和噴面間隙不得大于3cm。格柵施工原材料為：①主筋是4根F25鋼筋，每榀格柵尺寸是500cm；②鋪設(shè)的鋼格柵使用的是F25螺紋鋼。在進(jìn)行格柵施工時(shí)，注意應(yīng)使用鋼板螺栓連接格柵，鋪設(shè)的鋼格柵間距保持在100cm，兩榀格柵連接筋長(zhǎng)度是108cm，通過(guò)電焊的方式將其與主筋連接；墊板布設(shè)在格柵拱腳架，要求低于導(dǎo)坑地面20cm，并垂直于隧道中線。
3.5混凝土復(fù)噴混凝土復(fù)噴工序與初噴工序基本相同，應(yīng)遵循分片、分段、從下向上的施工順序，注意每段長(zhǎng)為6cm，噴頭為螺旋形，其與噴面的距離處于0.6～1.0cm，與巖面偏角小于10°。3.6施工質(zhì)量控制在隧道噴錨注漿施工中，注意做好外加劑質(zhì)量的控制工作；對(duì)噴錨注漿施工材料溫度和環(huán)境溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；若是施工中混凝土配合比出現(xiàn)變化，需嚴(yán)格進(jìn)行抗凍、抗?jié)B試件的檢查[3]。
4結(jié)語(yǔ)
綜上所述，高速噴錨注漿有利于實(shí)現(xiàn)圍巖巖面的及時(shí)封閉，提高圍巖穩(wěn)定性。根據(jù)大量施工實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，高速噴錨注漿技術(shù)的使用在山嶺、丘陵等地形隧道施工中均取得了顯著的施工效果。
作者：樊永波 單位：貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司
