水工隧洞锚喷支护的质量控制分析

林 健，孟庆玲

(1.辽宁省水利厅，沈阳110003;2.辽宁省水文水资源勘测局，沈阳110003)

水工隧洞锚喷支护的质量控制分析

林 健1，孟庆玲2

(1.辽宁省水利厅，沈阳110003;2.辽宁省水文水资源勘测局，沈阳110003)

随着各种锚喷支护理论、应用技术不断成熟和经验的积累，相对应的质量管理工作也需要进行总结和完善。文章从锚喷支护方式的选定、原材料、施工准备、施工工序等几方面，对水工隧洞锚喷支护质量控制进行了阐述。

水工隧洞;锚喷支护;锚喷设计;施工准备;原材料;施工工序;质量控制

1 锚喷设计的质量控制

1.1 现行规范推荐的方法

现行的技术规范GB 50086—2001《喷射混凝土支护技术规范》和SL 377-2007《水利水电锚喷支护技术规范》中均采用工程类比法选用支护方式和参数。该方法依据岩体主要工程地质特征和稳定情况，将围岩分为五类，设计时结合围岩分类和隧洞跨度，确定支护方式和选定支护参数。

1.2 松动圈理论支护方式和参数的选定

“松动圈理论”已在采煤巷道中得到成熟应用，对水工隧洞也有借鉴和指导意义。围岩松动圈与支护的关系表明，松动圈越大，收敛变形越大，支护越困难［1］。

当松劲圈厚度L=0时，如果围岩比较完整，不需支护;L=0～40 cm时，只用单一的喷混凝土支护就能有效维护;L=40～150 cm时，称为中松动圈，必须用锚杆控制围岩变形，辅助喷混凝土;L＞150 cm时，称为大松动圈，属于软弱围岩，一般采用与钢筋网、钢拱架联合支护方式。

2 施工准备和原材料的质量控制

2.1 施工准备的质量控制

施工准备质量关系到锚喷施工的经济合理性和工程质量的稳定性，直接影响锚喷支护的最终整体质量。主要从以下要点进行质量控制:

1)事前依据设计要求和工程特性选择好施工设备。不同的喷射工艺选用的设备也不同，要根据工程要求的工艺，选择相应的喷射设备，还要根据锚杆的类型选择合适的钻孔机具［2］。

2)确定采用的工艺技术和施工方法，进行必要的工艺试验。喷射混凝土按照工艺分为干喷、潮喷、湿喷和混合喷4种。首先要确定采用哪种工艺，按照工艺要求通过试验选定多组配合比;然后通过现场工艺试验确定最终配合比和速凝剂掺量，选定一次喷射厚度、分层喷射间隔时间、养护时间等关键参数。

3)制定工序质量控制文件、检验计划、检验指导书，对关键工序进行能力验证。

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2.2 原材料的质量控制

锚喷支护的主要材料有钢筋、水泥、砂、锚固剂和速凝剂等，主要从采购、检验、使用几方面进行质量控制。

1)选择合格的供货商，做好供货计划;

2)对工程中使用的原材料按有关规定和施工合同约定及时进行检验，并保存好材料检验报告和产品合格证;

3)原材料未经检验，不得使用，经检验不合格的材料及时远离工地或做出相应处理，并做好记录。

3 主要工序的质量控制

水利部最新颁布的SL 633—2012《水利水电工程单元工程施工质量验收评定标准-地基处理与基础工程》，将锚喷支护单元工程分为锚杆和喷混凝土2个工序，其中锚杆为主要工序。［2］各工序又分若干主控项目和一般项目，质量评定标准和单元质量评定方法规范中也进行了详细规定。下面仅对规范中没有明确的质量要求，对应主控项目和一般项目进行补充。

3.1 锚杆的质量控制

3.1.1 锚杆的主控项目

1)隧洞开挖后，应尽快安设锚杆;一般应先喷射一层封闭混凝土后，再钻孔安设锚杆;锚杆杆体露出岩面长度不应大于喷混凝土的厚度。

2)对于注浆锚杆，杆体应调平直、除锈和除油;采用缝管式摩擦锚杆时必须检查管径，同批成品管管径偏差≤0.5 mm。

3)锚孔孔深:一般注浆锚杆误差≤±5 cm，缝管式锚杆不得小于杆体长度;外锚头上设置挡板的，挡板应与喷混凝土面紧贴。

3.1.2 锚杆的一般项目

1)钻孔方向:宜沿周边孔的径向钻孔，但钻孔不宜平行岩层层面。

2)钻孔直径:注浆锚杆一般应＞孔径15 mm;缝管式摩擦锚杆，钻孔与缝管直径之差是设计与施工严格控制的主要因素，需根据锚杆的管径、长度及围岩的软硬来确定。

3.2 喷射混凝土的质量控制

湿喷混凝土质量较容易控制，除喷层较厚的软岩和渗水隧洞外，水工隧洞中喷射混凝土宜采用湿喷法，所用速凝剂多为无碱速凝剂。

3.2.1 喷混凝土的主控项目

1)喷混凝土的平均强度不低于设计标号，任意一组不低于设计强度的85%。

2)结构接缝、墙角、洞形或洞轴线急变等部位，喷层应有良好搭接。

3)水工隧洞实测喷混凝土厚度的合格率不得低于80%。

3.2.2 一般控制项目

1)岩面清理:清除浮石、松动的岩块、岩粉、岩渣和其它堆积物;检查作业面尺寸，处理欠挖岩体;用高压水冲洗作业面，并对受污染的作业面进行清理。

2)喷层养护:喷射混凝土终凝2 h后应进行养护;石质隧洞应进行喷雾养护，土质隧道采用养护液养护;养护时间≥7 d;当温度低于+5℃时不得洒水养护。

3)成品钢筋网安设时，搭接长度≥200 mm，应在岩面喷射一层混凝土后铺设，并与锚杆、钢拱架连接牢固。

3.3 钢拱架的质量控制

水利规范中，没有对钢拱架进行规定，借鉴铁路等行业的经验，对于钢拱架的施工质量应从制作和安装两方面进行控制。

加工制作后要进行试拼装，要求尺寸准确、弧形圆顺、结构安全。制作质量控制要点包括加工尺寸、钢支撑的强度和刚度以及焊接质量。

钢拱架的安设应在开挖后2 h内完成。安装质量控制要点包括安装尺寸(高程和间距)、安装倾斜度(平面和纵面)，还有拱架的连接与固定质量。拱架应有牢固的基础，并与围岩密贴，同锚杆、钢筋网焊接成一个承载整体。

4 结语

近年来随着大型引水工程建设的飞跃发展，长距离、大洞径的水工隧洞不断涌现，引进了许多国内外的新技术、新设备，使水工隧洞的设计、施工技术水平有了很大的提高。但是，质量检测控制技术水平相对滞后于设计、施工技术的发展，对于隧洞建设中一些广泛应用的新工艺、新材料缺少法定的质量检验控制标准。所以结合水利工程自身的特点，借鉴国内外的先进经验，探索和研究水工隧洞的质量检验和控制技术，提高水工隧洞的质量控制水平，是未来水工隧洞质量管理发展的必然趋势。

［1］赵长海，郑沛溟.水工隧洞的锚喷支护［J］.水利水电技术，2000，31(04):41-44.

［2］马治中.锚喷支护在高边坡治理工程中的应用［J］.甘肃水利水电技术，2011(08):74-75.

TV554.12

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1007-7596(2014)05-0073-02

2014-01-09

林健(1969-)，男，辽宁昌图人，高级工程师，从事水利工程施工与管理工作;孟庆玲(1967-)，女，辽宁抚顺人，高级工程师，从事水文与水资源工作。