04第四章初期支护.docx

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04第四章初期支护

第四章初期支护

第一节概述

一、初期支护的作用范围和分类

隧道初期支护按照支护的范围和作用的机理来分，可分为常规支护、超前支护和注浆加固三类。

常规支护是指在隧道开挖后施作于已暴露围岩部分的初期支护。

超前支护是指在隧道开挖前施作于未暴露围岩部分的初期支护。

注浆加固则是指在隧道开挖前对未暴露围岩部分实施注浆，将松散岩土胶结为整体，达到改良地层、增强围岩稳定能力的目的。

在有水地层中，注浆还可以同时起到堵水的作用。

超前支护和注浆加固又称为特殊稳定措施。

锚杆

常规支护喷射混凝土

钢拱架

超前锚杆加固前方围岩

初期支护超前支护

超前管棚支承前方围岩

超前小导管注浆

注浆加固

超前深孔围幕注浆

二、初期支护的适用条件

1、在围岩稳定性较好，开挖面（掌子面）能基本稳定时，只需要常规的初期支护措施。

施工可顺序进行，即先开挖而后支护顺序施工。

见系统锚杆加喷射混凝土联合支护图4-1。

在围岩稳定性较好，但开挖面较大时，可以结合开挖方法维护开挖面的基本稳定。

如环形开挖留核心土挡护开挖面。

留核心土环形开挖，既可以在短时间内使坑道成型，并完成初期支护，又可以利用核心土的挡护作用保持围岩的稳定。

它是一种较经济的施工措施。

留核心土的留置长度，可参照台阶法中台阶长度确定原则，适当选择。

图4-1系统锚杆加喷射混凝土联合支护

2、在隧道围岩稳定性较弱时，开挖后可能来不及施作初期支护，围岩就出现小规模坍塌或较大的变形，此时应考虑超前支护。

示意图见第五节。

3、在软弱破碎围岩中，围岩很可能出现随挖随塌，甚至不挖自坍的现象。

一旦失控必然造成大规模的围岩坍塌，并影响已施作支护部分的稳定，甚至造成地表沉陷，见示意图4-2。

当地下水丰富时，这种情况就更为严重。

这样的事例在隧道工程历史中并不鲜见，常常造成了人、财、物的大量消耗。

因此，在围岩软弱破碎严重的隧道施工中，除了从开挖方法和掘进方式方面研究如何维护围岩的稳定以外，还必须采取特殊稳定措施，如对地层进行注浆加固，以改良地层的物理力学性能，保证开挖面的基本稳定，使隧道施工顺利进行。

图4-2开挖面坍塌失稳示意图

三、特殊稳定措施的种类及施工原则

随着开挖方法、掘进技术、锚喷支护技术、地层改良技术的研究应用和发展，隧道工作者研究出了许多应对特殊不良工程地质条件的特殊稳定措施。

这些特殊稳定措施包括超前支护和注浆加固两大类。

超前支护又分为临时仰拱封底、超前锚杆加固前方围岩、超前管棚支护前方围岩。

注浆加固围岩和堵水又分为超前小导管注浆、超前深孔围幕注浆。

由于有这些特殊稳定措施的支持，从而使得在软弱破碎地层中进行隧道施工变得更简捷、及时、有效、经济、快速，也更具有可预防性、耐久性和安全性。

这些特殊稳定措施的基本思想是：

先护后挖，逆序施作。

在软弱破碎围岩条件下进行隧道施工的基本原则是：

“先支护、后开挖；强支护、勿冒进；短进尺、弱爆破；勤测量、快封闭”。

施工过程中尤其应密切关注地形、地貌的变化，地质和地下水的突然变化情况，以及围岩变形动态的异常变化，制定相应的紧急预备方案和有关的安全施工措施，极力预防突然事故的发生，并阻止坍方的进一步扩大。

上述特殊稳定措施的选用应视围岩工程地质条件、地下水情况、施工方法、建筑环境要求等具体情况而定，并尽量与常规稳定措施相结合，进行充分的技术经济比较，选择最为适宜的特殊稳定措施。

四、联合支护施工原则

在隧道工程中，为适应地质条件和结构条件的变化，常将各种单一支护材料和结构，甚至将常规稳定措施与特殊稳定措施，按照一定的施工工艺进行恰当组合，共同构成人工支护复合结构体系，称为“联合支护”。

联合支护无论是何种组合形式，都必须是技术可行、受力合理、作用有效、费用经济的。

联合支护的施工不仅应满足各部件施工的技术要求，还应注意以下事项：

1、联合支护宜联不宜散，彼此要直接地牢固相连，以充分发挥联合支护效应。

2、钢筋网及钢拱架要尽可能多地与锚杆头焊连，因此锚杆要有适量的露头。

3、钢筋网要被喷射混凝土所包裹、覆盖密实，钢拱架一般要求被喷射混凝土所包裹、覆盖密实，只有当量测数据显示围岩已经达成稳定时，才可以不必用喷射混凝土将钢拱架完全覆盖，但应在施作内层衬砌时采用普通混凝土填筑密实。

4、分次施作的联合支护，应尽快将其相联，如超前锚杆与系统锚杆及钢拱架的联结等。

5、分次施作的联合支护，要在量测指导下进行，并可作适当调整。

以做到及时、有效、经济地控制围岩变形，保证围岩稳定。

五、施工中可能发生的紧急情况及对策

前面介绍了隧道开挖方式、方法和初期支护的多种类型。

应该说这些方式、方法、类型及其组合是能够适应绝大多数的围岩地质条件和工程结构条件的。

但由于一些难以预见、分析和掌握的原因的存在，使得这些措施在工程实际中并非绝对有把握保证围岩稳定。

这些难以预见、分析和掌握的原因，概括起来有：

其一是在施工、设计过程中，对围岩性质判断不准或情况不明；其二是支护类型与实际要求不适应；其三是支护的时机和方法不恰当；其四是其它的不明原因。

由于以上原因的存在，使得在实际施工过程中，特别是在一些特殊地质条件下，开挖后至施作内层衬砌之前，就有可能会出现不良变形甚至松弛坍塌等异常现象。

为保证隧道稳定和人员安全，对施工中出现的任何异常现象，一方面应进行隧道动态信息的反馈分析，即对施工方法、支护时机、支护参数等加以调整；另一方面应针对异常现象采取及时有效的处理措施，并加以总结和防范，以利于施工安全和施工顺利。

现将这些问题及对策总结归纳如表4-9。

其中A类是指进行比较简单的改变就可解决问题的措施，B类是指包括需要改变支护方法等比较大的变动才能解决问题的措施。

内衬之前可能发生的问题及其处理措施表4-9

施工中现象

A类措施

B类措施

开

挖

面

及

其

附

近

正面变得不稳定

1.缩短一次掘进长度；

2.开挖时保留核心土；

3.向正面喷射混凝土；

4.用插板或并排钢管打入地层进行预支护

1.缩小开挖断面；

2.在正面打锚杆；

3.采取特殊稳定措施对地层进行预加固

开挖面顶部掉块增大

1.缩短开挖时间及提前喷射混凝土；

2.采用插板或并排钢管；

3.缩一次开挖长度；

4.开挖面暂时分部施工。

1.加钢拱架；

2.预加固地层。

开挖面出现涌水

或者涌水量增加

1.加速混凝土硬化（增加速凝剂等）；

2.喷射混凝土前作好排水；

3.加挂网格密的钢筋网；

4.设排水片。

1.采取排水方法（如排水钻孔、井点降水等）；

2.预加固围岩。

地基承载力不足，

下沉增大

1.注意开挖，不要损害地基围岩；

2.加厚底脚处喷混凝土，增加支承面积

1.增加锚杆；

2.缩短台阶长度，及早闭合支护环；

3.用喷混凝土作临时底拱；

4.预加固地层。

产生底鼓

及早喷射底拱混凝土。

1.在底拱处打锚杆；

2.缩短台阶长度，及早闭合支护环。

喷

混

凝

土

喷混凝土层脱离甚至塌落

1.开挖后尽快喷射混凝土；

2.加钢筋网；

3.解除涌水压力；

4.加厚喷层。

打锚杆或增加锚杆。

喷混凝土层中应力增大，产生裂缝和剪切破坏

1.加钢筋网；

2.在喷混凝土层中增设纵向伸缩缝。

1.增加锚杆（用比原来长的锚杆）；

2.加入钢拱架。

锚

杆

锚杆轴力增大，垫板松弛或锚杆断裂

1.增强锚杆（加长）；

2.采用承载力大的锚杆（加粗或高强钢）；

3.为增大锚杆的变形能力，在垫锚板间夹入弹簧垫圈等。

钢

支

撑

钢拱架中应力增大，产生屈服

松开接头处螺栓，凿开喷混凝土层，使之可自由伸缩。

1.增强锚杆；

2.采用可伸缩的钢拱架，在喷混凝土层中设纵向伸缩缝。

净

空

净空位移量增大，位移速度变快

1.缩短从开挖到支护的时间；

2.提前打锚杆；

3.缩短台阶、底拱一次开挖的长度；

4.当喷混凝土开裂时，设纵向伸缩缝。

1.增强锚杆；

2.缩短台阶长度，提前闭合支护环；

3.在锚杆垫板间夹入弹簧垫圈等；

4.采用超短台阶法，或在上半断面建造临时仰拱

第二节锚杆

一、锚杆的作用和种类

1、锚杆的作用

锚杆（索）是用金属或其它高抗拉性能的材料制作的一种杆状构件，并使用某些机械装置或粘结介质，通过一定的施工操作，将其安设在地下工程的（围）岩体中或其它工程结构体中，利用杆端锚头的膨胀作用，或利用灌浆粘结，增加岩体的强度和抗变形能力，从而提高了围岩的自稳能力，实现对（围）岩体或工程结构体的加固的工程措施。

锚杆（索）支护作为一种新的支护手段，它在技术、经济方面的优越性和对多种不同地质条件的适应性，使其在建筑领域尤其是在地下工程中得到广泛应用和迅速发展。

2、锚杆种类

（1）按其对岩体的加固作用和区域来分

若按其对岩体的加固作用和区域来分，可分为：

系统锚杆、超前锚杆和局部锚杆三种。

①系统锚杆是指在一个掘进进尺范围内的岩体被挖除后，沿隧道横断面的径向安装于围岩内的锚杆，以形成对已暴露围岩的锚固，并在已加固且稳定的坑道中进行下一个循环的开挖等作业。

②超前锚杆是指沿开挖轮廓线，以稍大的外插角，向开挖面前方围岩内安装的锚杆，形成对前方围岩的预锚固，在提前形成的围岩锚固圈的保护下进行开挖等作业。

③局部锚杆是指为维护围岩的局部稳定或对初期支护的局部加强，只在一定的区域和要求的方向局部安装的锚杆。

（2）按其在岩体中的锚固形式来分

若按其在岩体中的锚固形式来分，可分为以下四种：

楔缝式锚杆

机械式内锚头锚杆楔头式锚杆

①端头锚固式胀壳式锚杆（索）

水泥砂浆内锚头锚杆（索）

粘结式内锚头锚杆快硬水泥卷内锚头锚杆

树脂内锚头锚杆

水泥浆全粘结式锚杆

②全长粘结式水泥砂浆全粘结式锚杆（砂浆锚杆）

树脂全粘结式锚杆

③摩擦式

缝管式锚杆

楔管式锚杆

④混合式

先张拉后灌浆预应力锚杆（索）

先灌浆后张拉预应力锚杆（索）

端头锚固式锚杆，利用内、外锚头的锚固来限制围岩变形松动。

端头锚固式锚杆安装容易，工艺简单，安装后即可以起到支护作用，并能对围岩施加预应力。

但杆体易腐蚀，锚头易松动，影响长期锚固力，一般用于硬岩地下工程中的临时加固。

隧道工程中，常用做局部加固锚杆。

全长粘结式锚杆，是采用水泥砂浆或树脂等胶结材料作为锚固剂。

全长粘结式锚杆不仅有助于锚杆的抗剪和抗拉以及防腐蚀作用，而且具有较强的长期锚固能力，能更有效地约束围岩松弛变形。

且安装简便，在无特殊要求的各类地下工程中，可大量用于初期支护和永久支护。

隧道工程中，系统锚杆和超前锚杆常采用全长粘结式锚杆。

摩擦式锚杆，用一种沿纵向开缝（或预变形）的钢管，装入比钢管处径小的钻孔内，对孔壁施加摩擦力，从而约束孔周岩体变形。

安装容易，安装后立即起作用，能及时控制围岩变形，又能与孔周变形相协调。

但其管壁易锈蚀，故一般不适于作永久支护。

隧道工程中，若端头机械锚固容易失效，或全长粘结锚固作用不佳时，可采用全长摩擦式锚杆。

混合式锚固锚杆，是端头锚固方式与全长粘结锚固方式的结合使用。

它既可以施加预应力，又具有全长粘结锚杆的优点。

但安装施工较复杂，一般用于大体积、大范围工程结构的加固，如对高边坡土体、大坝坝体、大型地下洞室围岩等的加固。

国外有采用大型射钉锚杆的，主要用于土体边坡的加固。

下面简要介绍隧道工程中几种常用锚杆的构造组成和设计、施工要点。

二、普通水泥砂浆锚杆

1、构造组成

普通水泥砂浆锚杆，是以普通水泥砂浆作为粘结剂的全长粘结式锚杆，其构造如图4-3。

图4-3普通水泥砂浆全粘结锚杆

2、设计、施工要点

①杆体材料宜用20MnSi钢筋，亦可以采用A3钢筋；直径14mm～22mm为宜，长度2.0m～3.5m为增加锚固力，杆体内端可劈口叉开。

②水泥一般选用普通硅酸盐水泥，砂子粒径不大于3mm，并过筛。

③砂浆标号不低于C20；配合比一般为水泥∶砂∶水=1∶（1～1.5）∶（0.45～0.5）。

④钻孔应符合下列要求。

孔径应与杆径配合好。

一般孔径比杆径大15mm（采用先插杆体后注浆施工时，孔径应比先注浆后插杆体施工的孔径要大于一些），这主要考虑注浆管和排气管占用空间。

孔位允许偏差为±15mm～50mm；孔深允许误差为±50mm。

钻孔方向宜适当调整使尽量与岩层主要结构面垂直。

孔钻好后用高压水将孔眼冲洗干净（若是向下钻孔还须用高压风吹净水），并用塞子塞紧孔口，防止石渣掉入。

⑤锚杆及粘结剂材料应符合设计要求，锚杆应按设计要求的尺寸截取，并整直、除锈和除油，外端不用垫板的锚杆应先弯制弯头。

⑥粘结砂浆应拌和均匀，并调整其和易性，随拌随用，一次拌和的砂浆应在初凝前用完。

⑦先注浆后插杆体时，注浆管应先插到钻孔底，开始注浆后，徐徐均匀地将注浆管往外抽出，并始终保持注浆管口埋在砂浆内，以免浆中出现空洞。

⑧注浆体积应略多于需要体积，将注浆管全部抽出后，应立即迅速插入杆体，可用锤击或通过套筒用风钻冲击，使杆体强行插入钻孔。

⑨杆体插入孔内的长度不得短于设计长度的95%，实际粘结长度亦不应短于设计长度的95%。

注浆是否饱满，可根据孔口是否有砂浆挤出来判断。

（10）杆体到位后要用木楔在孔口卡住，防止杆体滑出。

砂浆未达到设计强度的70%时，不得随意碰撞，一般规定三天内不得悬挂重物。

三、早强水泥砂浆锚杆

早强水泥砂浆锚杆的构造、设计和施工与普通水泥砂浆锚杆基本相同，所不同的是早强水泥砂浆锚杆的粘结剂是由硫铝酸盐早强水泥、砂、TI型早强剂和水组成。

因此，它具有早期强度高、承载快、不增加安装困难等优点。

弥补了普通水泥砂浆锚杆早强低，承载慢的不足。

尤其是在软弱、破碎、自稳时间短的围岩中显示出其一定的优越性。

另外，以快硬水泥或树脂作为粘结剂的全长粘结式锚杆，也具有以上优点。

但费用较高，在一般隧道工程中使用较少。

四、早强药包内锚头锚杆

1、构造组成

早强药包内锚头锚杆，是以快硬水泥卷或早强砂浆卷或树脂卷作为内锚固剂的内锚头锚杆。

不管是采用什么类型的药包，其设计、施工要点基本相同，下面以快硬水泥卷内锚头锚杆为例说明。

2、设计要点

①快硬水泥卷设计需要确定三个主要参数：

快硬水泥卷直径d；快硬水泥卷长度L；快硬水泥卷的水泥质量G。

②快硬水泥卷直径d要与钻眼直径配合好，若使用D42钻头，则可采用d37直径的水泥卷。

③快硬水泥卷长度L要根据内锚固段长度l和生产制作的要求来决定，其计算公式如下：

L=kl（D2-φ2）/d2式4-1

式中l—内锚固段长度，mm；

D—钻眼直径，mm；

φ—锚杆直径，mm；

k—富余系数，一般k=1.05～1.10。

④快硬水泥卷的水泥质量G主要由装填密度γ来确定。

γ是控制水灰比的关键因素，当γ=1.45g/cm3时，水泥净浆的水灰比控制在0.34左右为好。

每个快硬水泥卷的G值可按下式计算：

G=γLπd2/4式4-2

3、施工要点

①钻眼要求同上，但孔眼应比锚杆长度短4cm～5cm。

②用直径2mm～3mm，长150mm的锥子，在快硬水泥卷端头扎两个排气孔。

然后将水泥卷竖立放于清洁水中，保持水面高出水泥卷100mm。

浸水时间以不冒气泡为准，但不得超过水泥初凝时间，必要时要作浸水后的水灰比检查。

③将浸好水的水泥卷用锚杆送至眼底，并轻轻捣实。

若中途受阻，应及时处理，若处理时间超过水泥终凝时间，则应换装新水泥卷或钻眼作废。

④将锚杆外端套上连接套筒（带有六方旋转头的短锚杆；断面打平，对中焊上锚杆螺母），装上搅拌机（如TJ-9型），然后开动搅拌机，带动锚杆旋转，搅拌水泥浆，并用人力推进锚杆至眼底，再保持10s的搅拌时间，总时间约30s～40s。

⑤轻轻卸下搅拌机头，用木楔楔住杆体，使其位于钻眼中心。

自浸水后20min，快硬水泥达到足够强度时，才能使用扳手卸下连接套筒。

实际施工时，可准备多个套筒循环使用。

⑥采用树脂药包时，还需注意：

搅拌时间应根据现场气温决定。

20℃时，固化时间为5min。

温度下降5℃，固化时间大致会延长一倍，即15℃时，为10min；10℃时，为20min。

因此，地下工程在正常温度下，搅拌时间约为30s，当温度在lO℃以下时，搅拌时间可适当延长为45s至60s。

五、缝管式摩擦锚杆

1、构造组成

缝管式锚杆由前端冠部制成锥体的开缝管杆体，挡环以及垫板组成（图4-4）。

图4-4缝管式摩擦锚杆

2、设计施工要点

①缝管式锚杆的锚固力与锚杆的材质、构造尺寸、围岩条件、锚固长度、钻孔/锚管直径之差等有直接关系。

其中，钻孔与缝管直径之差是设计与施工最要严格控制的主要因素。

锚固力与孔管径差的关系是：

径差小，锚杆安装推进阻力小，锚固力亦小；径差大，锚杆安装推进阻力大，锚固力也大。

②可根据对锚固力的要求和安装机具能力，选择不同直径的钻头和管径，通过现场试验确定最佳径差。

另外施工中还应考虑到因钻头磨损导致孔径缩小等情况。

③缝管式锚杆的杆体一般要求材质有较高的弹性极限。

④安装时先将锚杆套上垫板，将带有挡环的冲击钎杆插入锚管内。

冲击钎杆应可以在锚管内自由转动，钎杆尾端套入凿岩机或风镐的卡套内。

将锚头导入钻孔，调正方向，开动凿岩机，以适当的推进速度将锚杆打入钻孔内，至垫板压紧围岩为止。

停机取出钎杆即告完成。

一般条件下，2.5m长的锚杆，在20s～60s时间内即可安装完毕。

⑤若以缝管式锚杆作为永久支护，则应注意作好防锈处理，并灌注有膨胀性的砂浆。

⑥另外，还有一种楔管式锚杆，它是楔缝式锚杆与缝管式锚杆结合的一种锚杆。

其施工与缝管式锚杆相同。

六、楔缝式内锚头锚杆

1、构造组成

楔缝式内锚头锚杆由杆体、楔块、垫板和螺母组成（图4-5）。

图4-5楔缝式内锚头锚杆

D-钻孔直径；φ-锚杆杆体直径；δ-锚杆杆体楔缝宽度；b-楔块端头厚度；α-楔块的楔角；

h-楔块长度；h1-楔头两翼嵌入钻孔壁长度；n-楔缝两翼嵌入钻孔壁深度

2、设计要点

①影响楔缝式内锚头锚杆锚固力的主要因素有：

岩体性质，锚杆有效直径φ′，楔块端部厚度b和楔角（即嵌入长度h1和深度n）。

②在一定的岩体中和相同的安装冲击（或锤击）条件下，提高楔缝式锚固力的办法有：

加大楔块长度h，或加大楔块端头厚度b，或减小钻孔直径与锚杆直径之差，或减小楔缝宽度δ。

③在其它条件相同时，围岩愈坚硬（f）则锚固力愈大；嵌入长度h1愈长、深度n愈深则固力愈大；或锚杆有效直径φ′愈大则锚固力愈大。

另外钻孔直径D与锚杆直径φ的配合情况对锚杆锚固力也有一定影响。

④一般而言，对于坚硬岩体，楔角在8°左右为好；对于较软岩体，楔角在8°以上为好。

楔缝宽度一般为3mm。

其它尺寸可根据其对锚固力的影响关系适当选择。

⑤采用楔缝式锚杆，若对锚固力有明确要求，则应根据以上配合和影响关系，先行试验，以检验初选参数的合理性，否则应修改参数；直到满足锚固力的要求为止。

3、施工要点

①楔缝式锚杆的安装是先将楔块插入楔缝，轻敲，使其固定于缝中，然后插入眼底；并以适当的冲击力冲击锚杆尾，至楔块全部楔入楔缝为止。

有时为了防止杆尾受冲击发生变形，可以采用套筒保护。

②一般均要求锚杆具有一定的预张力，此时可采用测力矩扳手或定力矩扳手来拧紧螺母，以控制锚固力。

③若要求在楔缝式锚杆的基础上再作灌浆处理，则除按砂浆锚杆灌浆外，预应力张拉应在砂浆初凝前完成，并注意调整水灰比及砂浆配合比，以减小砂浆的收缩率。

④若只要求作为临时支护，则可以改用楔头式锚杆或胀壳式锚杆。

楔头式锚杆及胀壳式锚杆的杆体均可以回收，但锚头加工制作比较复杂，故一般在煤矿或其它隧道中应用稍多。

七、胀壳式内锚头预应力锚索

1、构造组成

胀壳式内锚头预应力锚索主要由机械胀壳式内锚头，锚索（钢绞线）外锚头以及灌注的粘结材料等组成。

2、性能特点及适用条件

胀壳式内锚头预应力锚索常用在中等以上的围岩中。

它具有施工工序紧密简单，安装迅速方便的特点，是能立即起作用的大型预应力锚杆。

可以在较小的施工现场中作业，常用于高50m边坡、大坝、大型地下洞室的支护和抢修加固中。

目前的预应力值一般为600kN。

内锚头采用机械加工，比较复杂，价格较高，在软弱围岩中不能使用。

3、施工要点

①胀壳式内锚头预应力锚索的加工应符合设计质量要求，在运输、存放及安装过程中不能有损伤、变形。

②钻孔一般采用冲击式潜孔钻，也可以选用各种旋转式地质钻。

钻后应予以清洗，并作好孔口支墩。

③锚索安装要平直不紊乱，同时安装排气管。

④锚索推送就位后，即可进行张拉。

一般先用20%～30%的预应力值预张拉1～2次，使内锚头锚定，并使张拉千斤顶与锚索之间的各相连部位接触紧密，绞线顺直。

⑤锚索最终张拉应力值，应有5%～10%的超张量，以保证预应力损失后仍能达到设计预应力值要求。

预应力无明显衰减时，才最后锁定。

并且应在48h内再次作张拉应力值检查。

⑥张拉时，千斤顶后严禁站人，以防止钢绞线被拉断时，射出伤人。

⑦施工中还要及时注浆，注浆应饱满，以减少预应力损失。

注浆达到设计强度后，进行外锚头覆盖，防止外锚头生锈失效。

第三节喷射混凝土

喷射混凝土既是一种新的工程措施，又是一种新的施工工艺。

它是使用混凝土喷射机，将细石混凝土材料和速凝剂，按一定的配合比，混合并喷射到岩壁表面上，并迅速固结成混凝土结构层，从而对围岩起到支护作用。

喷射混凝土可以作为隧道工程中的临时性或永久性支护，也可以与各种型式的锚杆、钢纤维、钢拱架、钢筋网等构成复合式支护结构。

它的灵活性也很大，可以根据需要分次追加厚度。

因此除用于地下工程外，还广泛应用于地面工程的边坡防护、加固，基坑防护，结构补强等。

随着喷射混凝土原材料，速凝剂及其它外加剂、施工工艺、机械的研究和应用，喷射混凝土不管作为新材料，还是新的施工工艺，新的工程措施，将有更为广阔的发展前景。

一、喷射工艺种类

喷射混凝土的工艺流程有干喷、潮喷、湿喷和混合喷四种。

它们的主要区别是各工艺的投料程序不同，尤其是加水和速凝剂的时机不同。

1、干喷和潮喷

干喷是将骨料、水泥和速凝剂按一定比例干拌均匀，然后装入喷射机，用压缩空气使干集料在软管内呈悬浮状态压送到喷枪，再在喷嘴处与高压水混合，以较高速度喷射到岩面上。

干喷的缺点是产生的粉尘量大，回弹量大，加水是由喷嘴处的阀门控制的，水灰比的控制程度与喷射手操作的熟练程度有关，干喷混凝土强度和密实度均较低。

但使用的机械较简单，机械清洗和故障处理容易。

潮喷与干喷的工艺流程和使用机械相同，只是为了降低喷射时的粉尘和回弹，将骨料预加少量水，使之呈潮湿状，再加水泥拌和，但大部分水仍是在喷头处加入和喷出的。

潮喷产生的粉尘量、回弹量均较干喷有一定程度的降低。

潮喷混凝土强度和密实度也有所改善。

目前施工现场较多使用的是潮喷工艺。

2、湿喷

湿喷是将骨料、水泥和水按设计比例拌和均匀，用湿式喷射机压送到喷头处，再在喷头上添加速凝剂后喷出，其工艺流程见图4-6。

图4-6湿喷工艺流程

湿喷混凝土在喷射过程中产生的粉尘和回弹量很少，湿喷混凝土质量容易控制，其强度和密实度均较好。

是应当发展应用的喷射工艺。

但对喷射机的机械性能要求较高，发生堵管等机械故障时，清洗和处理较麻烦。

3、混合喷射

混合喷射又称水泥裹砂造壳喷射法，它是将一部分砂加第一次水拌湿，再投入全部水泥强制搅拌造壳；然后加第二次水和减水剂拌和成SEC砂浆；将另一部分砂和石、速凝剂强制搅拌均匀。

然后分别用砂浆泵和干式喷射机压送到混合管混合后喷出。

混合喷射是分次投料搅拌工艺与喷射工艺的结合，其关键是水泥裹砂（或砂、石）造壳技术。

混合喷射工艺使用的主要机械设备与干喷工艺大致相同，只是增加了砂浆泵用于输送SEC砂浆。

混合喷射混凝土的质量较干喷混凝土质量好，且粉尘和回弹率有大幅度降低。

但使用机械数量较多，工艺较复杂，机械清洗和故障处理较麻烦。

因此混合喷射工艺一般只用在喷射混凝土量大和大断面隧道工程中。