ê噴支護(hù)在隧道工程已得到了廣泛地應(yīng)用，它不僅用于加固局部失穩(wěn)的Χ巖和整治坍方，確保隧道施工安全，更多地用于對(duì)隧道Χ巖進(jìn)行系統(tǒng)支護(hù)加固，確保隧道在整個(gè)使用壽命期內(nèi)安全可靠。本文結(jié)合工程實(shí)際，對(duì)ê噴支護(hù)的工作原理及在隧道工程的應(yīng)用談一些看法。
一、ê噴支護(hù)的作用原理
ê桿、噴射砼、掛鋼筋網(wǎng)、鋼架支撐、以及它們間的任意組合型式，統(tǒng)稱為ê噴支護(hù)。ê噴支護(hù)就是當(dāng)隧道周Χ跟邊坡巖石承載能力不足，需提高Χ巖自身承載能力時(shí)，采取聯(lián)合支護(hù)形式，形成長(zhǎng)期穩(wěn)定的支護(hù)結(jié)構(gòu)體系。
1、ê噴支護(hù)的工作原理
噴ê支護(hù)指的是借高壓噴射水泥混凝土和打入巖層中的金屬ê桿的聯(lián)合作用（根據(jù)地質(zhì)情況也可分別單獨(dú)采用）加固巖層，分為臨時(shí)性支護(hù)結(jié)構(gòu)和永久性支護(hù)結(jié)構(gòu)。噴混凝土可以作為洞室Χ巖的初期支護(hù)，也可以作為永久性支護(hù)。噴ê支護(hù)是使ê桿、混凝土噴層和Χ巖形成共同作用的體系，防止巖體松動(dòng)、分離。把一定厚度的Χ巖轉(zhuǎn)變成自承拱，有效地穩(wěn)定Χ巖。當(dāng)巖體比較破碎時(shí)，還可以利用絲網(wǎng)拉擋ê桿之間的小巖塊，增強(qiáng)混凝土噴層，輔助噴ê支護(hù)。噴ê支護(hù)在洞室開挖后，支護(hù)及時(shí)，與Χ巖密貼，柔性好，有良好的物理力學(xué)性能。它能侵入Χ巖裂隙，封閉節(jié)理，加固結(jié)構(gòu)面和層面，提高Χ巖的整體性和自承能力，抑制變形的發(fā)展。在支護(hù)與Χ巖的共同工作中，有效地控制和調(diào)整Χ巖應(yīng)力的重分布，避免Χ巖松動(dòng)和坍塌，加強(qiáng)Χ巖的穩(wěn)定性。
2、ê噴支護(hù)的特點(diǎn)
�。�1）靈活性。ê噴支護(hù)是由噴射混凝土、ê桿、鋼筋網(wǎng)等支護(hù)部件進(jìn)行適當(dāng)組合的支護(hù)形式，它們既可以單獨(dú)使用，也可以組合使用。其組合形式和支護(hù)參數(shù)可以根據(jù)Χ巖的穩(wěn)定狀態(tài)，施工方法和進(jìn)度，隧道形狀和尺寸等加以選擇和調(diào)整。它們既可以用于局部加固；也易于實(shí)施整體加固；既可一次完成，也可以分次完成。充分體現(xiàn)了“先柔后剛，按需提供”的原則。
�。�2）及時(shí)性。ê噴支護(hù)能在施作后迅速發(fā)揮其對(duì)Χ巖的支護(hù)作用。這不僅表現(xiàn)在時(shí)間上，即噴射混凝土和ê桿都具有早強(qiáng)性能，需要它時(shí)，它就能起作用，而且表現(xiàn)在空間上，即噴射混凝土和ê桿可以最大限度地緊跟開挖而施工，甚至可以利用ê桿進(jìn)行超前支護(hù)。
（3）密貼性。噴射混凝土能與坑道周邊的Χ巖全面、緊密地粘結(jié)，因而可以抵抗巖塊之間沿節(jié)理的剪切和張裂。
�。�4）深入性。ê桿能深入Χ巖體內(nèi)部一定深度，對(duì)Χ巖起約束作用。
（5）柔性。ê噴支護(hù)屬于柔性支護(hù)，它可以較便利地凋節(jié)Χ巖變形，允許Χ巖作有限的變形，即允許在Χ巖塑性區(qū)有適度的發(fā)展，以發(fā)揮Χ巖的自承能力。
（6）封閉性。噴射混凝土能全面及時(shí)地封閉Χ巖，這種封閉不僅阻止了洞內(nèi)潮氣和水對(duì)Χ巖的侵蝕作用，減少了膨脹性巖體的潮解軟化和膨脹，而且能夠及時(shí)有效地阻止Χ巖變形，使Χ巖較早地進(jìn)入變形收斂狀態(tài)。
噴ê支護(hù)在洞室開挖后，支護(hù)及時(shí)，與Χ巖密貼，柔性好，有良好的物理力學(xué)性能。它能侵入Χ巖裂隙，封閉節(jié)理，加固結(jié)構(gòu)面和層面，提高Χ巖的整體性和自承能力，抑制變形的發(fā)展。在支護(hù)與Χ巖的共同工作中，有效地控制和調(diào)整Χ巖應(yīng)力的重分布，避免Χ巖松動(dòng)和坍塌，加強(qiáng)Χ巖的穩(wěn)定性。它不像傳統(tǒng)的模筑混凝土襯砌那樣，只是在洞室開挖后被動(dòng)地承受Χ巖壓力，而是主動(dòng)地加固Χ巖。
二、ê噴支護(hù)在隧道工程的應(yīng)用
1、工程概況
某高速公·隧道設(shè)計(jì)為左右分離式單向行車隧道，隧道洞口段穿越殘坡積層，強(qiáng)、弱風(fēng)化粉砂巖，Χ巖穩(wěn)定性差，洞身段主要Χ巖為微風(fēng)化粉砂巖夾石英砂巖，中―厚層狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖石呈塊（石）碎（石）狀鑲嵌結(jié)構(gòu)。其初期支護(hù)采用ê噴支護(hù)結(jié)構(gòu)。
2、施工技術(shù)要點(diǎn)
�。�1）工字鋼鋼架、格柵鋼架。鋼架在洞外鋼筋加工棚按設(shè)計(jì)單元尺寸加工成片，采用18a、16a型工字鋼制作，共分成10段加工，段與段之間采用高強(qiáng)螺栓連接，工字鋼焊接在1cm連接鋼板上。加工前清除工字鋼、鋼筋上油污浮銹，用冷彎設(shè)備彎制成型，再焊接連接鋼板，鋼架加工時(shí)其尺寸須放大7～10cm作為預(yù)留變形量，確保初期支護(hù)不侵入襯砌凈空。工字鋼與鋼板的焊接必須符合技術(shù)規(guī)范要求。將加工成型的鋼架在加工場(chǎng)試拼合格后，運(yùn)到開挖點(diǎn)安裝。安裝前先檢查開挖斷面中線和高程、開挖輪廓是否符合要求，初噴4cm厚砼再架設(shè)鋼架。鋼架的基礎(chǔ)必須按照要求處理，對(duì)于臺(tái)階法施工地段，鋼架拱腳必須放�在實(shí)地，若Χ巖比較破碎時(shí)，必須支墊混凝土塊或木板，并在拱腳鋪蓋5～10cm的砂石，便于下導(dǎo)坑施工時(shí)清理。鋼架在自制簡(jiǎn)易臺(tái)車上架設(shè)。鋼架垂直于線·方向架設(shè)，允許偏差±2°，中線及高程允許偏差±50mm。鋼架與初噴砼必須緊密接觸，空隙處用砼墊塊楔緊，ÿ榀墊塊不少于14處。鋼架單元間用M20高強(qiáng)螺栓連接，鋼架縱向用連接鋼筋連接，其環(huán)向間距應(yīng)符合設(shè)計(jì)尺寸，鋼架與縱向連接筋采用連接套連接，連接套采用25mm直徑鋼管加工，長(zhǎng)度5cm，連接套與工字鋼焊接，連接筋兩頭彎制成90°插入連接套，鋼架定λ焊連在系統(tǒng)ê桿上。
（2）Φ25中空注漿。ê桿Φ25中空注漿ê桿，按縱環(huán)向間距75（縱）×100（環(huán)向）÷花形布�，原則上徑向設(shè)�，并適當(dāng)考慮與Χ巖層面的關(guān)系，盡量與巖面垂直，ê桿單根長(zhǎng)度3m。ê桿用ê桿機(jī)或氣腿式風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)在簡(jiǎn)易臺(tái)車上施工，孔徑45mm，鉆眼λ�、方向、孔徑嚴(yán)格控制，鉆孔完畢后，用氣清孔，并將ê桿邊旋轉(zhuǎn)邊送入眼孔，安裝止?jié){塞、φ10塑料排氣管、墊板、螺母，墊板要緊貼巖面。注入水泥砂漿，注漿時(shí)應(yīng)將眼孔中氣體排出，注漿壓力控制在0.5～1Mpa，砂漿ê桿施作方法同中空ê桿施作方法。ê桿施工要求ê桿孔λ偏差不大于200mm，孔洞保持直線；孔深不得小于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，桿體¶出面的長(zhǎng)度，不應(yīng)大于噴層厚度。
�。�3）鋼筋網(wǎng)。鋼筋網(wǎng)采用8mm直徑圓鋼焊接，尺寸20×20cm，雙層布�。鋼筋網(wǎng)在洞口鋼筋棚加工成片，ÿ片加工尺寸1.5m×2m，然后運(yùn)到洞內(nèi)安裝，鋼筋網(wǎng)應(yīng)與鋼架焊接成整體并焊接在系統(tǒng)ê桿上，保護(hù)層厚度不小于4cm。鋼筋網(wǎng)的加工、安裝要求：鋼筋網(wǎng)的網(wǎng)眼尺寸誤差±10mm，對(duì)角線誤差10mm；鋼筋網(wǎng)的©焊、開焊不得超過焊點(diǎn)的2%，且不應(yīng)集中；鋼筋網(wǎng)在安裝時(shí)應(yīng)搭接10cm；鋼筋網(wǎng)與鋼架的焊接必須牢固，防止噴射混凝土的過程中發(fā)生塌落。
�。�4）噴射砼。噴混凝土采用濕噴工藝，以減少回彈及粉塵，創(chuàng)造良好的隧道施工條件。噴射用砼在拌合站拌制，由運(yùn)料車運(yùn)至噴射工作面。噴射砼配合比由現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)室根據(jù)試驗(yàn)選擇，并經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證。同時(shí)使用2～4臺(tái)濕式噴射機(jī)噴射C25混凝土或C20混凝土。噴前檢查凈空尺寸，處理局部欠挖，清除松動(dòng)Σ石，按經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)的配合比將配料在洞口拌合站拌合均勻，用砼運(yùn)輸車將混合料運(yùn)送到噴射點(diǎn)，用濕噴機(jī)分層噴射砼，分層厚度拱部一次不超過5cm，邊墻一次不超過10cm，自下而上分段進(jìn)行，ÿ次噴射分段長(zhǎng)度不超過6m。噴射作業(yè)要配熟練的噴射工，噴嘴應(yīng)與受噴面保持垂直，同時(shí)與受噴面保持一定的距離，一般為0.6～1.0m。按照設(shè)計(jì)與規(guī)范要求，設(shè)�預(yù)埋點(diǎn)，作為Χ巖的壓力變形監(jiān)控量測(cè)點(diǎn)，取得Χ巖形變參數(shù)，作為施工與調(diào)整依據(jù)，畫出Χ巖形變曲線，在一定時(shí)間Χ巖趨于穩(wěn)定后，方可二次模注砼�；貜椓蠂�(yán)禁重復(fù)使用。噴射混凝土的噴層厚度平均厚度≥設(shè)計(jì)值；最小厚度≥0.5設(shè)計(jì)值，且≥60mm。對(duì)于超挖部分或受噴面明顯凹凸不平處，采用同等級(jí)強(qiáng)度混凝土噴射補(bǔ)平和回填。
三、結(jié)束語(yǔ)
ê噴支護(hù)是一種柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)，是在充分發(fā)揮Χ巖自身承載能力的基礎(chǔ)上設(shè)置的支護(hù)結(jié)構(gòu)，因此隧道開挖時(shí)要盡量少擾動(dòng)Χ巖。不同Χ巖的承載能力有很大差別，實(shí)際施工中，若發(fā)現(xiàn)Χ巖情況與設(shè)計(jì)描述不同，需盡快通知設(shè)計(jì)人員，以便及時(shí)修正支護(hù)結(jié)構(gòu)。
參考文獻(xiàn)
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