引水隧洞施工中锚网喷支护技术的应用分析-技术创新

引水隧洞施工中锚网喷支护技术的应用分析

日期：2017-8-1 9:39:46　来源：互联网　浏览数：
　

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锚网喷支护技术是现代施工技术不断改进发展的产物，被广泛应用在隧洞施工过程中，其具备高效率、经济性、高质量、适用范围广等多种优点，是对传统施工技术的革新，能够较好的优化传统施工工序，提升整体隧洞工程的建设质量。将该种技术运用在引水隧洞施工的前期与后期支护过程，可充分发挥出技术的作用，降低施工过程的难度，且占用的支护空间较小、施工周期短，有利于建设单位节省工程投资。引水隧洞工程与其他施工工程相比，具有一定的特殊性，施工环境更为复杂，因此，建设单位应根据工程区域环境，利用锚网喷支护技术分次喷射等优势，从而为建筑高质量工程奠定坚实基础。
    1· 工程概况
    本工程位于我国广西壮族自治区，是南宁市一供水工程中引水隧洞的第一施工段，该施工段分为5 段，轴线总长13397m，隧洞所处地质条件多为砂岩，隧洞桩号4+728.108～8+0.732.606，衬砌断面设计为直墙圆拱形，净空尺寸：宽度8m，高为5m。该工程沿线的地形复杂，地势起伏比较大，上覆的山体厚度约为10~28m，围岩类别均为V 类围岩，岩体较破碎，地下水丰富，增加了施工难度，因此，主要运用以下施工技术和对策：①根据工程中围岩分布情况，遵循分段设计的方式，协调使用各类支护形式，包括钢筋混凝土型衬砌、锚网喷支护等，衔接好其他工程中支护节点与锚网喷支护，降低支护工序施工过程的干扰，尽量简化施工程序，提升施工过程的智能化和自动化，确保施工人员的安全，在保障工程质量的前提下，减少施工人员劳动量，按时完成施工计划；②将工程中进洞道路的坡度放缓，降低支护施工的难度，方便施工过程的机动车的出入；③工程选择使用湿喷技术，来喷射隧洞的混凝土，从而更好地控制混凝土的强度。
    2· 引水隧洞施工中锚网喷支护技术的具体要求
    在应用锚网喷支护技术技术时，施工人员应根据工程实际情况，提前做好工程区域的地质勘察工作，并按照隧洞施工的程序，主要包括施工准备—钻孔、清孔（配制砂浆和验收钻孔）—孔内注浆—安装锚杆（锚杆的运输和加工）—安装锚杆—拉拔实验—锚杆工序验收—钢筋网安装焊接（钢筋网片加工）—钢筋网安装验收—试喷—喷射混凝土（运至工作面、搅拌场拌制喷浆料）—清洗喷射机—养护。加强每一环节的施工质量控制，其施工的具体要求包括以下三方面：
    2.1 准备充分的施工材料
    准备施工材料之前，建设单位应组织专门的人员，计算出科学的支护参数，其公式如下所示：

    其中L 代表锚杆长度，单位为m。
    N 代表围岩稳定性系数，通常取1.1。
    B 代表巷道跨度，单位为m。
    锚杆间距应控制在0.5L 之内。
    通过以上公式计算出支护参数后，再依据工程用途、施工区域地质条件，准备好钢筋、水泥、骨料等基本施工材料，其中最重要是骨料，本工程采用优质河砂，混凝土中细骨料的细度模数=3.0，使用过程中将含水率稳定在5.0%左右；选择表面较为粗糙的石料作为粗骨料，筛分后粒径小于15mm。
    2.2 挂网与锚杆施工工艺
    进行锚杆施工程序时，应先准备好支护过程中所需的原材料，具体材料和单价如表1所示：

    具体施工工艺：①按照工程施工设计图纸，先安装锚杆后注浆，选择施工钻孔的设备时，应根据施工具体位置和锚杆的类型，本工程使用YTP-28 型气腿式钻孔设备，需注意其钻头的直径应超过锚杆直径的25mm，保持钻孔方向与岩面的垂直；②控制好施工过程中的误差，孔深偏差值≤5cm、锚杆孔距的偏差≤15cm、开孔孔位偏差≤10cm；③安装锚杆，施工人员须进行彻底的验孔和清孔工作，其中清孔过程选择高压水或者风冲洗钻孔，清扫孔中浮渣和残渣，充分吹干孔中的岩粉与积水，完成钻孔和清孔工作后，应做好验收记录，确保钻孔的各项参数都符合规范要求；④进行锚杆注浆环节，将注浆管插到距离钻孔底部约5~10cm 处，随着砂浆的缓慢注入而匀速拔出，施工人员应控制好拔出速度，防止拔管过快而出现的孔内砂浆脱节问题，以保障锚孔全长注浆的饱满度，注浆管直接连接在锚杆上；⑤将钢筋网挂设在支护结构上，使用焊接的方式，连接锚杆和钢筋网，以不产生颤动作为其牢固程度的原则，壁面和钢筋的空隙≤30mm，迎水面的保护层≥40mm，保障钢筋网与锚杆尾端都在支护结构中，不外露。
    2.3 喷射混凝土施工工艺
    开始喷射混凝土施工环节前，应先仔细检查皮带上料机、喷射机、输料软管、风水管路、各零部件的连接处，并对所有设备进行试运转，确保设备的安全性，和风压能够满足支护需要。进行喷射的过程中，应紧贴开挖好的工作面，其作业顺序依照从下至上的方式，遵循分块、分部、分段原则，喷射的角度须垂直岩面或者向刚完成喷射的混凝土位置倾斜，角度小于10°。施工人员应严格按照喷射作业的操作规范，保障喷射中供料的均匀性和连续性，将工作风压控制在0.4MPa 左右，适当调整喷射机、喷射面的高度和距离，控制好混凝土的水灰比，提升混凝土的粘着性。
    3· 锚网喷支护技术质量控制要点
    在引水隧洞工程中使用锚网喷支护技术时，应注意控制好其质量：①施工现场质量控制，根据支护参数、工程地质条件、引水隧洞规模等内容，做好工程的数据处理和量测工作，按照施工计划，科学的安排施工程序，施工人员可借助锚网喷支护，灵活的做好工程区域中地质勘察工作，依据区域中岩石的坚硬性、地下水分布情况、地质结构等状况，不断优化工程的施工方案，同时重视工程的质量控制工作，动态监测工程施工进度，从而提升工程施工质量；②做好工程竣工后的质量验收工作，仔细检查锚杆孔，包括钻孔的角度、孔深、数量、孔距等，锚杆进行试验，按照不同的施工区域，随机抽查锚杆，检测其拉拔力与损害程度，特别注意测量喷射好的混凝土厚度，按照相关的规范要求，评定工程的整体质量。
    4· 结束语
    综上所述，将锚网喷支护技术运用在引水隧洞施工过程中，能够有效减少工程中岩石整体开挖量约10%和支护厚度的1/2，有利于减少工程总施工量，加快工程的施工进度，改善隧洞施工环境。在实际施工过程中，锚网喷支护技术具有分次喷射的优点，但其对施工设备的要求较高，因此，建设单位应根据施工区域地质环境和工程用途，引进先进喷射机等设备，保障施工效率和进度，确保隧道施工过程的安全性，提升施工人员的安全意识，建设更稳定的引水隧洞工程。