公路隧道衬砌式样研究及支护技术探究.doc

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1、公路隧道衬砌式样研究及支护技术探究【摘要】本文重点阐述了公路工程隧道衬砌支护的几个关键问题，提出了针对不同的围岩特性，采用不同刚度的支护形式，建议现场监控应强调工作面的围岩结构特征观测，并推荐锚注支护作为公路隧道衬砌中最强有力的支护手段。【关键词】公路隧道；围岩；特征；支护技术1.公路隧道衬砌式样目前，公路隧道衬砌一般常用的式样有整体式衬砌，复合式衬砌、喷锚衬砌。整体式衬砌通常为保证施工安全要采用喷锚支护等临时支护措施，这种支护不是永久的受力结构，只有模筑混凝土才是永久受力结构。复合式衬砌通常也将喷锚支护作为初期临时支护，内层用模筑混凝土作为二次衬砌的永久结构，为防止初期喷

2、锚支护和二次模筑混凝土衬砌间因为材料、受力或其他因素而发生不同变形，进而导致混凝土出现裂纹，一般要在两层间根据需要设置防水层或隔离层。喷锚衬砌是将喷锚支护作为了永久性衬砌结构，适用于地下水不充裕的III级或以上围岩的短隧道，喷锚支护是柔性结构，它充分利用围岩的自承能力和围岩形成一体产生共同变形。通过对这三种常用衬砌式样受力结构的分析，我们可以非常清晰地认识到，三种衬砌中喷锚支护极为重要，其施工质量直接关联隧道主体结构的工程质量，如果出现问题，将为公路隧道施工以至整条公路留下质量隐患或安全隐患。2.公路隧道支护技术公路隧道初期支护方式要根据施工要求采取不同的支护形式。主要选择

3、的有喷射混凝土、锚杆、钢筋网和钢架等支护形式。喷射混凝土：其方法大致分为素喷和网喷两种，喷射混凝土的作用是对围岩节理，裂隙起到充填作用，将不连续的岩层层面胶结起来，形成一个整体。同时产生楔效应增加岩块间的摩擦系数，进而有效防止岩块沿软弱面滑移脱落，使表面岩块保持稳定状态。喷射混凝土由于具有一定粘结力和抗剪强度，能与岩层粘贴的同时和围岩形成了统一的承载体系，极大改善了喷层的受力条件。喷射混凝土一定要及时并做到分层施喷，喷层虽薄但其具有较高的强度。这样，喷层有效控制了围岩变形。即使在围岩仍有较大变形的情形下，仍不至于产生坍塌，这样就有效提高了围岩自承能力。同时喷射混凝土能使隧道

4、周边的围岩尽早封闭，进而有效防止了围岩的进一步风化。喷射混凝土作业施工中的特点是：不同或需要单面模板，把混凝土的输送、浇注和振捣合为一道工序，操作简单，施工速度快。它特别适用于厚度较小，形状复杂的结构混凝土施工。检修好喷射机，混凝土搅拌机等设备，并进行就位前的试运转。风管和水管管路及接头要确保良好。检查开挖断面，将附着于岩面的泥污冲洗干净。对渗漏较大处做好引排水处理。在做好充足的准备工作后进行操作，操作中要注意：控制好风压、水压和水灰比。要想保证喷射混凝土的质量，降低回弹率，减少挥发粉尘，喷射作业时要求风压控制要稳定，压力大小应调整适当。水压通常要比风压大50-100Kpa

5、,要在喷头水环位置形成水雾，充分湿润干拌合料。干喷时，如果喷射的混凝土易粘着，回弹小而且表面湿润光泽，说明水量适中。如发现表面无光，回弹物多、灰尘大、混凝土不密实等现象，则说明水量小。如果表面出现流淌滑动现象，则说明水量大。要掌握好喷射角度和喷射距离。喷嘴与岩面的角度一般要垂直于岩面。如果靠近边墙，应将喷嘴略向下俯约10°左右，使混凝土喷射在较厚的岩面顶端。喷嘴与岩面的距离一般保持在0.8〜1.2m。每一次喷射混凝土的厚度，应掌握在拱部为5〜6cm,边墙为7〜10cm。喷射的顺序应先墙后拱从下而上，先喷凹处找平，然后继续向上喷射。喷射时料束要尽量呈旋转轨迹运动，大致要一圈压

6、半圈，纵向按蛇形进行。锚杆：锚杆主要起到了悬吊，加固和组合梁的作用，根据材质不同可以分为砂浆、自进注浆锚杆。其悬吊作用主要表现在：因为外部震动或其他因素导致局部岩块不稳定，为防止岩块脱落，就用锚杆把活动岩块吊挂在稳定的岩体上，或者将应力区内不稳定的岩体上，或者将应力区内不稳定的围岩悬挂在应力区以外牢固稳定的岩体上，从而保证了这部分岩体能够保持相对稳定的特性。其加固作用主要表现在：从围岩的径向四周科学布设锚杆，随着围岩的挖空，部分松软的围岩在锚杆的固定之下，与主体形成承载拱形，不至于脱落造成围岩形变。喷射混凝土后，与围岩形成一体，共同承载了外部压力。其组合梁作用表现在：锚杆将

7、岩层紧密连接在一起，促使岩层达到了密合程度，大幅增加了岩层间的摩擦力。这种酷似组合梁的结构，充分发挥了固定围岩的作用。使用锚杆时，要注意位置分布，做到布局合理，大部分锚杆位置是沿着隧道周边呈梅花状均匀分布，方向与周边岩面尽量保持垂直。由于锚固力不足或增加锚杆数量，增大锚孔直径等有效措施加以解决。钢架：钢架的优点在于使用方便，效力发挥上具有即发性。由于这种特性，所以多用于喷射混凝土没有达到固定强度，为防止脱落，架设钢架来进行支护。通常锚杆砂浆在未达到固定强度前也用钢架支护。安装钢架应达几项指标。首先要将底脚下清理干净