简述公路隧道衬砌式样分析与支护技术

李 贵 龙

(山西运城路桥有限责任公司，山西 运城 044000)

简述公路隧道衬砌式样分析与支护技术

李 贵 龙

(山西运城路桥有限责任公司，山西 运城 044000)

对公路隧道工程中喷锚衬砌、整体式衬砌以及复合式衬砌三种衬砌式样进行了分析，基于围岩特性的不同，提出了相应的支护形式，并对钢架支护形式、喷射混凝土支护形式、锚杆支护形式作了阐述，以供参考。

隧道，衬砌，支护形式，围岩

1 公路隧道工程衬砌式样分析

在公路隧道项目建设中常用衬砌方式有三种，即喷锚衬砌、整体式衬砌以及复合式衬砌，下面笔者就这三种式样进行简单地分析：第一，喷锚衬砌。把喷锚支护当作永久性衬砌结构，通常在地下水不是很充裕的三级或者以上围岩短隧道应用，该支护结构属于柔性，经围岩自承能力的利用与围岩联合一体，以此共同变形。第二，整体式衬砌。为确保项目施工的可靠性以及安全性，采取临时支护措施，比如应用喷锚支护，该支护不属于永久性受力结构，其永久性受力结构为模筑混凝土。第三，复合式衬砌。在项目施工建设初期，把喷锚支护当作临时支护，且内层应用模筑混凝土当作二次衬砌永久结构，其中为避免初期喷锚支护以及二次模筑混凝土衬砌由于材料或者受力等因素而出现变形情况，造成混凝土产生裂纹，通常情况需按照要求在两层之间设隔离层或者防水层。上述这三种常见衬砌，其施工质量和公路隧道项目整个建设质量有着密切的关系，若出现质量问题，不仅会使整个项目施工质量受到影响，严重时还会引起安全事故，对此必须要引起高度重视。

2 支护技术分析

2.1 钢架支护形式

钢架支护使用便捷，具备即发性，可有效弥补喷射混凝土支护不能达到理想固定强度这一不足，在施工中架设钢架支护可有效避免脱落。一般情况下当锚杆砂浆达不到固定强度之前也可采用这种支护。在使用钢架支护时，应事先清理干净施工位置，确保其无杂物，且安装横向偏差以及高程均在±5 cm内，而垂直度偏差则不可大于±2°，注意不可随意将钢架隔断，同时用螺栓将各节间连接。此外，为提高钢架纵向可靠性以及稳定性，钢架之间应设钢拉杆，沿钢架外边缘大约隔开2 m进行楔紧，从而使钢架横纵向刚度得到增强。

2.2 喷射混凝土支护形式

喷射混凝土可充填围岩裂隙或者节理，胶接不连续岩层层面，使其成一个整体，且还可产生相应的楔效应，使岩块之间摩擦系数得以增加，以此有效避免岩块沿着软弱面出现滑移或者脱落等现象，确保表面岩块稳定性。喷射混凝土具有抗剪强度以及粘结力，可和岩面粘贴并形成一个承载体系，使喷层受力情况得到有效的改善。采用喷射混凝土时，需及时分层施喷，以便对围岩变形的控制，避免围岩出现风化现象。在喷射混凝土施工之前，应对喷射机以及混凝土搅拌机等相关设备进行仔细地检查和维修，进行试运转。同时还应仔细检查开挖断面，冲洗干净附着在岩面的杂物和污泥，对于渗漏比较大的位置应进行引排水处理，做好准备工作后方可继续下道工序。在操作期间应控制好水灰比、风压以及水压等。为确保喷射混凝土质量达标，回弹率应下降，及时清除粉尘，合理控制风压，适当地对压力的大小进行调整，和风压相比，水压一般要大50 kPa～100 kPa，同时于喷头水环处需形成为水雾，且干拌合料应充分湿润。在干喷时，若所喷射的混凝土容易粘着，表面湿润光泽，回弹小，则表示水量适中；若表面无光，混凝土不密实，回弹物多且灰尘大则表示水量小；若表面流淌滑动，则表示水量大。控制好喷射距离以及角度，通常情况下喷嘴和岩面之间所形成的角度和岩面垂直；若接近于边墙，则把喷嘴稍微向下俯大约10°，以便混凝土可更好地喷射于较厚岩面顶端。此外，喷嘴和岩面之间的距离通常在0.8 m～1.2 m范围内，喷射顺序为墙→拱，自下而上，事先对凹处进行喷射，并找平，而后逐渐向上进行喷射，其中喷射混凝土施工工艺如图1所示。

2.3 锚杆支护形式

锚杆具有组合梁、悬吊以及加固的作用，基于材质的不同可分为两种，即自进注浆锚杆与砂浆锚杆。由于外部振动或者其他因素造成局部岩块稳定性下降，为避免岩块脱落，利用锚杆将活动岩块悬吊于稳定岩体上，又或者把应力区域内这些不稳定围岩悬挂于应力区外牢固稳定岩体上，以此确保该部分岩体稳定性，发挥出锚杆所具悬吊作用。自围岩径向周围设置锚杆，当挖空围岩时，部分松软围岩基于锚杆固定下，和主体形成一个承载拱形，可有效避免脱落围岩形变，同时喷射混凝土以后，还可和围岩形成一个整体，一同承载来自外部所产生的压力，以此达到加固的目的。利用锚杆把岩层紧密连接，提高岩层密合程度，使岩层之间的摩擦力得以增加，以此固定围岩，发挥出其所具组合梁作用。要注意的是在应用锚杆的时候，其布局必须要合理且准确，一般情况下锚杆沿隧道周边布设，布设形状为梅花状，且方向和周围岩面应保持垂直。

2.4 相关注意事项

1)隧道渗漏水防治。目前在公路隧道施工中，通常联合应用堵与排方法防止出现渗漏水问题。二衬施工缝中一般设止水条，二衬和初期支护的中间设复合型材料防水板，铺设防水板时，初期支护表面平顺程度必须要达到要求，锚杆尾部外露长度不可超过1 cm；同时防水层施工区域不可进行强振动作业或者爆破作业，防水板和初期支护贴合情况必须要满足标准，不可过紧，以免灌注混凝土时防水板出现胀破或者胀坏等现象；严格按照焊接要求操作，可采用双焊缝焊接，不可出现漏焊或者假焊等现象。此外，加强施工质量的监测，根据施工要求和进度利用相应的量测工具或者仪表等量测围岩、支柱结构变化情况，以此为险情以及事故的预见、支护设计的调整与修改等提供更为合理且可靠的参考信息。

2)加强监理。在公路隧道工程项目建设中，初期支护与衬砌质量直接关系着整个项目的建设质量，对此必须要严格按照行业规范以及技术标准进行施工、检验。为确保工程质量达标，项目监理人员必须要全面且系统地对项目各施工作业进行监测，在工作中必须要细心，仔细观察和检测每个施工环节，加强细节管理。同时还应有耐心，深入分析在施工过程中所出现的各种问题，找出引起这些问题的原因，并采取相应的措施予以处理，以免这些问题影响工程项目施工的进度以及质量。

3 结语

随着社会经济发展速度的加快，信息技术水平的提高，国内交通建设事业也取得了突飞猛进的发展，公路隧道项目建设数量也不断增多。为确保公路隧道工程项目建设质量达标，提高其使用的安全性以及可靠性，预防和减少安全事故的发生，本次研究笔者就公路隧道衬砌式样以及支护技术进行了研究分析，望通过本文内容的介绍可为今后国内公路隧道建设提供相应的参考资料，以此进一步推动国内交通事业的发展，获得最大化的经济效益以及社会效益。

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On analysis of lining styles of roads and tunnels and its support technique

Li Guilong

(ShanxiYunchengRoadandBridgeCo.,Ltd,Yuncheng044000,China)

The paper analyzes the three lining styles, that is, shorcrete bolt lining, integrated lining and composite lining, in the roads and tunnels projects, points out respective support forms based on various surrounding rock features, and illustrates the rigid-frame support, sprayed concrete support, and anchor bolt support, so as to provide some reference.

tunnel, lining, support form, surrounding rock

2015-06-21

李贵龙(1969- )，男，工程师

1009-6825(2015)25-0184-02

U455.91

A