水工隧洞锚喷支护的质量控制分析

刘利伟

摘要：伴随着锚喷支护技术在水工隧洞工程中的广泛应用，锚喷支护施工的质量控制也需要进行及时的总结和完善。文章对锚喷设计、原材料、施工工序等多方面进行质量控制分析，进而提高锚喷支护项目的施工质量。

关键词：水工隧洞;锚喷支护;质量控制

一、锚喷设计的质量控制

锚喷支护设计是水工隧洞工程施工的基础，相关研究结果表明，围岩变形对于锚喷支护设计的方式和参数有着十分重要影响。设计科学合理的支护方式和参数，是保证锚喷支护施工质量的重要手段。

1.1现行规范推荐的方法

在《喷射混凝土支护技术规范》和《水利水电锚喷支护技术规范》中都使用了工程类比法来选择支护方式和参数。根据岩体的地质特征把围岩划分成5种，在进行锚喷设计的过程中需要结合项目的围岩类型以及隧洞跨度，对锚喷支护的方式和參数进行设计。

1.2松动圈理论

“松动圈理论”在采煤巷道设计中有着广泛的应用，根据相关研究表明，围岩松动圈与支护之间有着以下关系：松动圈越大，收敛变形就越大，支护作业的困难程度也会相应有所提高。具体情况如下：第一类，当松动圈厚度L=0，且围岩状态相对完整时，则没有必要进行支护;第二类，松动圈厚度L处于0-40 cm时，只需要进行单一的喷混凝土支护就可以达到目标效果;第三类，松动圈厚度L处于40-150 cm，一般这种情况被称之为中松动圈，必须使用锚杆对围岩变形进行一定的控制，并辅助喷混凝土支护;第四类，松动圈厚度L大于150 cm时，称之为大松动圈，需要采用与钢筋网、钢拱架进行联合支护。

二、施工准备及原材料质量控制

2.1施工准备的质量控制

施工准备工作不仅能够对锚喷施工的经济性和稳定性造成影响，同时也是影响其工程质量的主要因素之一。在实际的施工过程中可以从以下几点进行质量控制;第一，结合设计标准和工程实际情况选取合理的施工设备，例如，根据喷射工艺选用合适的喷射设备，结合使用锚杆的类型选用合适的钻孔机具;第二，明确施工工艺并进行相应的工艺试验，按照工艺进分类，喷射混凝土包括干喷、潮喷、湿喷和混合喷四种喷射方式。在明确喷射工艺后，按照工艺要求对配合比进行试验，在明确最终的配合比和速凝剂掺量的前提下，进一步确定喷射的厚度、间隔时间以及养护周期等参数;第三，制定各个施工工序的质量控制计划、质量检验计划以及检验作业指导书。

2. 2原材料的质量控制

锚喷支护施工需要的原材料包括：钢筋、水泥、砂、锚固剂以及速凝剂等，需要对原材料的整个使用周期进行质量控制。首先，采购部门需要选择质量过关且能稳定供货的供应商，并制定合理的供货计划;其次，按照规定对于原材料进行使用前检验，检查原材料合格证，并对检查结果进行及时记录和保存，坚持质量第一的基本原则，对于不合格的原料，严格执行退货处理。

三、主要工序的质量控制

锚喷支护单元工程主要包括锚杆和喷混凝土两个工序，锚杆是其中的关键工序。相关的质量评定标准和规范中对其质量控制进行了详细规定。

3.1锚杆工序的质量控制

3.1.1锚杆工序主控项目

第一，在隧洞开挖之后，需要及时安设锚杆，通常情况下需要先进行喷射一层封闭混凝土，再进行安设锚杆作业，锚杆突出岩面的部分长度不得大于喷混凝土的厚度。第二，施工中使用的注浆锚杆，杆体应进行调直、除锈和除油作业，当使用缝管式摩擦锚杆时，需要对管径进行检查，同批次原料的管径偏差不得大于0.5mm;第三，对于锚孔孔深的规定，注浆锚杆误差控制在±5cm以内，缝管式锚杆需要大于杆体长度。

3.1.2锚杆的一般项目

第一，对于钻孔方向的规定，最好与周边孔的径向平行，且最好不平行与岩层层面;第二，对钻孔直径的规定，采用注浆锚杆时的钻孔直径必须要大于锚杆直径15mm以上，采用缝管式摩擦锚杆时，需要结合锚杆管径、长度以及工程围岩的软硬程度等情况，来确定钻孔与缝管直径之差。

3.2喷射混凝土的质量控制

相对与其他喷射方法而言，湿喷混凝土更容易实现质量控制，一般情况下只要不是喷层较厚的软岩或者渗水隧洞的情况，水工隧洞大都采用湿喷法，速凝剂也多选择无碱速凝剂。

3.2.1喷混凝土的主控项目

第一，喷混凝土的强度不能低于其设计标号，并且其中任一组的强度不能低于设计强度的85%;第二，在作业过程中遇到结构接缝、墙角及洞轴线急变等情况时，喷混凝土喷层应有良好搭接效果;第三，需要测试喷混凝土的厚度，且合格率要不得低于80%。

3.2.2一般控制项目

第一，对隧洞岩面的浮石、岩粉、岩渣以及其它堆积物进行清理，检查作业面尺寸是否符合设计要求。第二，需要在混凝土终凝2h后对其进行喷层养护，其中石质隧洞宜采用喷雾的养护方式，土质隧道宜采用养护液的养护方式。养护时间不得低于7d，并且温度低于5℃的情况下不能进行洒水养护;第三，在进行成品钢筋网的安装过程中，需要在喷射一层混凝土之后，才可以进行安装，搭接长度必须大于200 mm，并且还要保证锚杆、钢拱架之间进行牢固连接。

3. 3 钢拱架的质量控制

相关水利规范没有关于钢拱架质量控制的明确规定，参考其他建设项目的经验，钢拱架制作质量控制包括其加工尺寸是否符合设计要求、钢支撑强度和刚度和焊接质量是否合格。钢拱架安装质量控制包括安装尺寸、安装倾斜度是否符合设计要求。此外，拱架安装应该有牢固的基础，并且还要和锚杆、钢筋网进行焊接形成一个承载整体。

结语：

新世纪以来，我国水利工程建设得到了快速发展，出现了大量的长距离、大洞径水工隧洞，通过不断地引进新技术、新设备，水工隧洞项目的设计、施工水平得到了明显的提升。但是，水工隧洞工程质量控制还存在很大的提升空间。在充分考虑水利工程特点的前提下，借鉴国内外的相关的质量控制经验，研究其质量控制要素，提高水工隧洞项目施工质量。

参考文献

[1]黄亚斌.锚喷支护在水利枢纽工程引水隧洞施工过程中的应用[J].黑龙江水利科技，2019，47（10）：162-164.

[2]宋建华.井子水库导流输水洞锚喷支护质量控制[J].山西水利，2020，36（05）：45-46.

（沈阳利鑫土木工程有限责任公司 辽宁 沈阳 110000）