上海隧道工程有限公司上海200232
摘要：在矿山法隧道施工中，主要有五种施工技术：洞口段施工工艺，超前支护施工工艺，隧道开挖工艺，初期支护工艺和爆破施工工艺。本文结合珠海横琴新区长湾隧道工程施工实例，对矿山法初期支护施工技术进行总结和分析，希望能给相关工作人员提供一些参考。
关键词：矿山法隧道，初期支护施工技术
1工程概况
本工程位于珠海市横琴新区，珠海长隆海洋王国对面，北起富祥湾路，南至环岛南路，横穿长隆野生王国项目用地。工程采用矿山法形式施工，隧道双向六车道，东线起讫里程为EK0+206～EK1+278，全长1072m；隧道西线起讫里程为WK0+210～WK1+235，全长1025m。北端、南端均采用削竹式洞门。
2矿山法隧道工程的初期支护工艺的应用
2.1挂网及喷射砼施工工艺
2.1.1施工工艺
采用TK-961型湿式喷射机喷射混凝土，工作风压大于0.5Mpa，水压比风压大0.1Mpa，喷头与受喷面的距离为1.5～2.0m，喷头与受喷面保持垂直，喷射路线自下而上，呈“S”形运动。
在喷射砼之前，用水或风将受喷面粉尘和杂物清除干净，埋设控制喷射混凝土厚度的检查钎，初喷厚度3～5cm，复喷每次7～10cm，直至设计厚度。喷射砼作业分段分片由下而上顺序进行，分多层反复喷射至设计厚度。先喷拱脚、后喷拱顶，在有钢拱架支护时，喷射作业先喷拱架与轮廓间隙，再喷拱架周围然后再喷拱架之间。喷嘴均匀呈“S”形移动，一圈压半圈，行与行之间搭接20～30cm。后一层喷射则在前一层混凝土终凝后进行。若终凝后间隔1h以上且初喷表面已蒙上粉尘时，则在后一层施喷前要将受喷面用高压气体、水清洗干净。
喷射砼采用自动计量拌合机搅拌，作业前先送风后送电和料，结束时先停料后停风和电。终凝至下一循环放炮时间不小于4h。钢筋网使用前清污除锈，现场预点焊成网片，在围岩表面喷射一层砼后挂设，随受喷面起伏铺设，钢筋网应与锚杆和格栅钢架联结牢固，喷射时不晃动。网片铺设时应紧贴支护面，并保持≮100ｍｍ且≯250mm的保护层。
2.1.2、施工方法及要点
(1)受喷面准备
清理冲洗受喷坡面。对于遇水易潮解的泥化岩面，采用压力风清理。合格后，在系统锚杆外露段上设置喷厚标记；无锚杆的受喷面，采用砂浆或自插钢筋标记，标记钢筋外端头低于喷射混凝土表面3～5mm。对受喷面渗水部位，采用埋设导管、盲管或截水圈作排水处理。
(2)混合料的制备
喷射混凝土的配合比通过室内及现场试验确定。拌制喷射混凝土的混合料时，各种材料要按施工配合比要求分别称量。允许偏差：水泥、速凝剂及钢纤维不大于±2%；砂、石各不大于±3%。混合料搅拌时间不少于2min，混合料达到搅拌均匀，颜色一致的要求。混合料随拌随用，存放时间不超过20min，保持物料新鲜。
(3)挂网施工
挂网锚杆施工完毕且砂浆达一定强度后，钢筋网固定就位。钢筋网与岩面之间采用预制混凝土块支垫，确保钢筋网在喷层内居中，保护层厚度不小于50mm。钢筋网与锚杆端头用点焊连接。喷射混凝土填满铁丝网与岩石间空隙，网面的混凝土保护厚度不得小于5cm。
(4)喷射作业
受喷面作业顺序采用自下而上分段分区方式进行，区段间的接合部和结构的接缝处应妥善处理，不得漏喷。喷射作业时，连续供料，工作风压稳定。完成或因故中断作业时，应将喷射机及料管内的积料清理干净。喷射混凝土的回弹率：洞室拱部不大于25%，边墙（边坡）不大于15%。
(5)养护
喷射混凝土终凝2h后，及时进行洒水养护，养护时间不少于7天。冬季气温低于5℃时，混凝土强度未达到10Mpa前，用保温材料覆盖，以防止其受冻。
2.2锚杆施工工艺
2.2.1中空注浆锚杆施工工艺
采用φ25带排气装置，长度3.5m、4m。杆体极限拉力≥180KN，带垫板，垫板尺寸不得小于150mm×150mm×6mm，梅花形布置。注浆材料为1：1水泥浆液。中空注浆锚杆施工工艺如下：
⑴采用锚杆台车或风枪钻孔，并用高压风清孔。
⑵将安装好锚头的中空锚杆和排气管同时插入孔内，锚头上的倒刺立即将锚杆挂住。
⑶人工安装止浆塞、垫板和螺母。
⑷利用快速接头将锚杆和注浆机连接。
⑸开启注浆机器，按照设计的注浆压力进行压力注浆。
⑹待砂浆达到设计强度90％以上时，再度拧紧螺母，施加预应力。
区别于普通的砂浆锚杆，它将传统的先灌浆后锚固工艺改为先锚固后注浆，注浆时压力可达数十公斤，不但可以充填锚孔，而且在裂隙发育的地区，浆液在注浆压力作用下渗透进裂隙，达到改善围岩结构的目的。锚杆制作采用厂家生产的定型产品，如WT、WTD系列，锚杆由中空全螺纹杆体、排气管、锚头、止浆塞、垫板、螺母组成。
2.2.2砂浆锚杆施工工艺
⑴锚杆施工工艺
砂浆锚杆杆体由Φ22mm螺纹钢筋制作，在岩面上标出锚杆位置钻孔，采用风动凿岩机钻孔，用高压风吹净孔内岩屑，再采用注浆机将早强水泥砂浆注入锚孔。注浆管插入向下的锚杆孔底，边注浆、边向外拔，向上的锚杆采用排气注浆法施工，注浆压力控制在0.4～0.6Mpa之间，并按规范要求的数量对砂浆锚杆做拉拔试验。
图2-1钢拱架施工工艺图
⑵施工方法要点
①钻孔
采用全站仪在支护部位按设计间排距测放并标示孔位，采用气腿钻或QZJ-100B型潜孔钻钻孔，钻孔完毕后用风压孔将吹干净，经检验合格后，临时封塞孔口。
②杆体制安
锚杆采用砂轮切割机断料，采用等强度直螺纹套筒连接工艺。锚杆体在现场营地加工后运至安装部位，采用人工插杆。
③注浆
水泥砂浆经试配，其基本配合比范围按水泥∶砂=1∶1～1∶2（重量比），水∶水泥=0.38∶1～0.45∶1（重量比）。注浆时将浆液注满后立即插杆，并在孔口加塞使锚杆体居中。
2.3型钢钢架的加工与安装
（1）施工工艺
钢拱架施工工艺流程如图2-1：
（2）施工方法
①现场制作加工
钢拱架按设计要求预先在洞外加工厂分片制作，洞内组装时片间以M16螺栓连接，点焊加固。放样时根据工艺要求预留焊接收缩余量及切割的加工余量。将工字钢冷弯成形，要求尺寸准确，弧形圆顺。钢拱架加工后进行试拼，允许误差：沿隧道周边轮廓误差不应大于±3cm；钢拱架平放时，平面翘曲应小于±2cm。
②钢拱架安装
为保证钢拱架位置安设准确，隧道开挖时在钢拱架的各连接板处预留钢拱架连接板凹槽；两拱脚处和两边墙脚处预留安装钢拱架槽钢凹槽。初喷砼时，在凹槽处打入木楔，为架设钢拱架留出连接板位置。
钢拱架按设计位置安设，在安设过程中当钢拱架和初喷层之间有较大间隙应设骑马垫块，钢拱架与围岩(或垫块)接触间距不应大于50mm。为增强钢拱架的整体稳定性，将钢拱架与锚杆焊接在一起。
钢拱架架立后尽快喷砼作业，喷射顺序应从下向上对称进行，先喷射钢拱架与围岩间的空隙，后喷射钢拱架与钢拱架间的砼，并将钢拱架全部覆盖，其保护层厚度不得小于4cm，使钢拱架与喷砼共同受力。
3结束语
综上所述，工程采用的矿山法隧道初期支护工艺，在传统施工工艺基础上进行了创新和完善，将部分新型的施工工艺和理念融入到隧道建设中。工程进展顺利，如期完工验收，取得了良好的施工效果。
参考文献：
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[2]关宝树.漫谈矿山法隧道技术第九讲——隧道开挖和支护的方法[J].隧道建设,2016,36(07):771-781.