隧道支護是為了保證隧道開挖過程中工作面的穩(wěn)定及施工安全,采用的一系列輔助措施。其主要作用包括保持隧道斷面的使用凈空、防止圍巖質量惡化、承受可能出現(xiàn)的各種荷載等。
隧道支護體系通常由圍巖和支護兩部分組成。新奧法將圍巖視為隧道的一種承載結構,施工時會構筑薄壁、柔性并與圍巖緊貼的支護結構,如采用噴射混凝土、錨桿等手段,使圍巖與支護結構共同形成支撐環(huán),以最大限度地利用圍巖本身的承載力并保持其穩(wěn)定。
常見的隧道支護方式有:
1. 超前支護:是指在隧道掌子面開挖前進行的支護,方式主要有管棚、小導管、水平旋噴樁等。例如管棚注漿法能有效抑制軟弱破碎圍巖的變形,改善隧道支護結構受力;超前小導管注漿支護可提高圍巖的穩(wěn)定性,減少洞室的變形和塑性區(qū);水平旋噴技術在軟弱砂層隧道預支護中效果良好,對富水地層隔水效果也較好。
2. 初期支護:
- 錨桿(管):具有支撐圍巖、加固圍巖、提高層間摩阻力形成組合梁、懸吊、減跨等作用。鉆孔前應根據設計要求定出孔位,鉆孔方向宜盡量與巖層主要結構面垂直,安設作業(yè)需在初噴混凝土后及時進行。
- 鋼架:可選用 H 型鋼、工字鋼、鋼筋格柵等制作,起到骨架支撐作用。
- 噴混凝土:能支撐圍巖、卸載、填平補強圍巖、覆蓋圍巖表面以防止其松動,并分配外力。噴射作業(yè)應分段、分片由下而上順序進行,且當需緊跟開挖面時,下次爆破距噴混凝土作業(yè)完成時間的間隔不得小于 4 小時。
- 鋼筋網:可以減少裂縫、提高支護的抗震能力、增強噴混凝土的整體性、增強噴層的柔性以及提高噴層承載力??稍趲r面噴射一層混凝土后再進行鋼筋網的鋪設,并在錨桿安設后進行。
在進行隧道支護時,需依據實際的工程地質條件、隧道斷面形狀和尺寸、施工方法等因素,選擇合適的支護方式和參數。同時,要注意確保支護的施工質量,采取各種措施避免圍巖出現(xiàn)有害松動,例如在洞室布置和造型上適應原巖應力狀態(tài),施工過程中減少對圍巖強度的惡化,采用控制爆破技術并及時進行支護等。
此外,錨桿支護的質量標準通常包括:錨桿的材質、類型、質量、規(guī)格、數量和性能須符合設計要求;插入孔內的長度不得短于設計長度的 95%;砂漿錨桿和注漿錨桿的灌漿強度不小于設計和規(guī)范要求,錨桿孔內漿液應密實飽滿;錨桿墊板應滿足設計要求并緊貼圍巖,不平時應用 M10 砂漿抹平;錨桿應垂直于開挖輪廓線布設等。
不同的隧道工程可能會采用不同的具體支護方案,施工前需進行詳細的地質勘察和支護設計,施工過程中也需進行監(jiān)控量測,以便根據實際情況及時調整支護參數,確保隧道施工的安全和質量。