1 工程概况 宜昌市黄家湾垃圾处埋场排洪隧洞位于宜昌市城区西北部窑湾乡沙河村境内，是湖北省宜昌市黄家湾垃圾处理场的一个单项工程。隧洞长525m，截面为城门洞形，净高2.3米，宽2.4米。隧洞穿过的地段围岩主要为风化砂岩和粉砂岩，稳定性差，普氏系数f在1~3之间，长期暴露在空气中遇水易崩解。隧洞埋深最大41.5m，最浅处只有1~1.3m，根据有关技术规范，软岩隧洞埋深是跨度2~3倍的属于浅埋隧洞。
1 工程概况
宜昌市黄家湾垃圾处埋场排洪隧洞位于宜昌市城区西北部窑湾乡沙河村境内，是湖北省宜昌市黄家湾垃圾处理场的一个单项工程。隧洞长525m，截面为城门洞形，净高2.3米，宽2.4米。隧洞穿过的地段围岩主要为风化砂岩和粉砂岩，稳定性差，普氏系数f在1~3之间，长期暴露在空气中遇水易崩解。隧洞埋深最大41.5m，最浅处只有1~1.3m，根据有关技术规范，软岩隧洞埋深是跨度2~3倍的属于浅埋隧洞。
本工程主要以锚喷网作为施工的临时支护，同时兼作永久支护的一部分。
2 锚喷网支护
根据地质和埋深情况，隧洞分为1#、2#、3#和4#段。1#段长33.19米，为暗涵；洞身浅埋稳定性差的2#隧洞段长42米；洞身深埋深较浅、稳定性较差的3#隧洞段长179米；洞身深埋稍好的4#隧洞长304米。该隧洞的临时支护方式为锚杆、喷射砼和挂钢筋网，如表1、表2所示。在施工过程中，由于地质条件的变化，在进、出口软弱、浅埋地段，我们增加了超前锚杆和钢支撑，得到了设计部门和建设单位的认可，并付诸实施，取得了较好的效果。
表1 隧洞分段及设计的临时支护方式
| 分段 | 设计的临时支护方式 |
| 2#段 | 爆破后立即喷5cm厚C20封闭，然后在起拱线以上打锚杆，锚杆规格为Φ18×1.8m，网度0.8×0.8m2，梅花型布置。再挂钢筋网Φ6×200×200，最后再喷5cm厚砼。 |
| 3#段 | 爆破后立即喷5cm厚C20封闭，然后在起拱线以上打锚杆，锚杆规格为Φ18×1.8m，网度0.8×0.8m2，梅花型布置。 |
| 4#段 | 爆破后立即用5cm厚的C20喷射砼封闭，防止风化潮解。 |
表2 实际完成的工作量
| 序号 | 名称 | 单位 | 数量 | 备注 |
| 1 | 系统锚杆 | 根 | 1374 | |
| 2 | 局部锚杆 | 根 | 501 | 主要在洞口 |
| 3 | 超前锚杆 | 根 | 66 | 主要在洞口 |
| 4 | 挂钢筋网 | kg | 630 | 主要在2#段 |
| 5 | 喷射砼 | m2 | 4994 |
作者简介：
*吴宝和（1974—），男，汉族，江苏省海安县人，中国地质科学院探矿工艺研究所工作，水利水电建筑工程专业，从事隧洞、地质灾害防治的科研、技术服务和工程设计与施工管理工作。
2.1 锚杆支护
2.1.1 锚杆的结构参数
根据岩层情况，采用了系统锚杆、局部锚杆和超前锚杆。锚杆的结构参数如表3所示。锚杆用螺纹钢制作，呈梅花型布置。
表3 锚杆的结构参数
| 序号 | 名称 | 直径(mm) | 长度(mm/根) | 网度（m2） |
| 1 | 系统锚杆 | 18 | 1800 | 800×800 |
| 2 | 局部锚杆 | 18 | 1800 | 800×800 |
| 5 | 超前锚杆 | 32 | 1800 | 800×800 |
2.1.2锚固材料
由于隧洞穿过的地段围岩主要为风化砂岩和粉砂岩，稳定性差，长期暴露在空气中遇水易崩解。因此，根据本隧洞的情况，选用胶凝时间短、锚固可靠、适应性强的快硬SF型锚固卷对锚杆进行全长锚固。
2.1.3 锚杆的安装与抗拔试验
锚杆的施工程序为：钻孔→扫孔→浸泡锚固卷→将锚固卷送入孔中并捣实→插入锚杆。操作的关键是，控制锚固卷浸泡时间为不冒气泡为止，以防浸泡时间过长，水灰比过大，不能送入孔底，或浸泡时间过短，锚固卷水化不充分，降低锚固强度。
施工中根据《锚杆喷射混凝土支护技术规范（GBJ86-85）》的要求，抽取锚杆总数的1%进行了锚杆抗拔力测试，测试结果表明，全部达到设计要求。
2.2 喷射砼
在隧洞顶部和边墙上喷射C20砼。砼的主要材料为普硅425#水泥、中细砂、碎石及速凝剂，喷射设备为ZP-V型喷射机及VY-7/9型空压机等。
由于隧洞2#段、3#段和4#段围岩稳定状况差别较大，且在2#段有淋水，施工难度较大。为了保证施工的安全和质量，节约费用，我们针对不同施工条件的地段采用了不同的喷砼参数，如表4所示，取得了较好的经济技术效果。
喷射砼的主要施工工序流程图见图1。
为了监控砼的喷射质量，根据规范要求，对喷砼进行了取样检测，其结果如表5。
表4 喷射砼参数
| 分段 | 施工条件 | 配合比(水：砂：石) | 速凝剂(%) | 水灰比 |
| 2#段 | 淋水、浅埋、软弱破碎带 | 1：1.5：2 | 4～6 | 0.4-0.45 |
| 3#段 | 软弱破碎带 | 1：1.8：1.8 | 3 | 0.45 |
| 4#段 | 较差区 | 1：2：2 | 3 | 0.45 |
表5 喷砼质量检验表
| 测试时间 | 28天抗压强度（Mpa） | 测试时间 | 28天抗压强度（Mpa） |
| 1999.2.10 | 21.0 | 1999.5.17 | 21.2 |
| 1999.1.22 | 23.0 | 1999.8.6 | 33.7 |
| 1999.1.14 | 21.3 |
2.3 挂钢筋网
将制作好的钢筋网紧贴岩壁安设，并用铅丝将钢筋网与锚杆绑扎在一起。安装完毕，再用铁锤将鼓起的钢筋网锤至紧贴岩壁。
3 围岩监控量测
为了便于指导支护和施工，本隧洞开展了浅埋段与进出口段地表沉降的监测。监测采用我所研制的RS-I型变形监测器进行。
3.1测点布置及监测结果分析
我们在不同部位布置了四个测点并分别安装了四只传感器，其中三个测点在下游洞口上方地面，对距地面2米处与地面间的土层相对变形情况进行观测；另外一个测点在上游隧洞围岩顶部，观测围岩顶部与距顶拱1.8米深的相对变形。测点布置如表7。
表7测点与桩号表
| 测点号 | 测点1 | 测点2 | 测点3 | 测点4 |
| 桩号 | 0+408.7m | 0+402.3m | 0+398.5m | 0+469.4m |
| 最大变形（mm） | 7 | 6 | 7 | 5 |
下游三只传感器反映了从爆破前后到打锚杆、喷射混凝土预支护到最终混凝土永久支护期间的土层相对变形，其三个测点观测到的三组数据，真实、客观地反映了隧洞临时支护——喷锚网的重要作用，显示出在砼衬砌以后，隧洞顶部的岩层基本处于稳定状态。
上游测点是在已经进行了锚杆和喷射混凝土预支护后布置的，安装时距掌子面5米，一共进行了10天左右的观测。10天中的前4天处于停工状态，第5天开始打眼放炮，爆破后我们发现该测点岩层下沉了0.05毫米，但随着施工的进行，该测点又稳定了。这个测点的数据表明，上游施工采用的锚喷预支护能够较好地保证隧洞围岩的稳定及施工继续进行。
4 结论
黄家湾垃圾处理场排洪洞工程应用锚杆、喷射砼、挂网支护方法及围岩变形监测技术，确保了工程质量和工程施工的正常进行，突破了浅埋、软弱围岩、淋水区的技术难关。实践表明：
（1）锚杆支护在断层破碎带及自稳时间较短的地层是一种最简便、最有效的支护方法。
（2）快硬SF型锚固卷胶凝时间短、锚固可靠、适应性强，经济技术效果好。
（3）锚杆与快硬SF型锚固卷的配合使用，避免了注浆中的水份对软弱围岩的软化和崩解。
（4）超前锚杆支护的方法，具有超前控制围岩变形的作用，超前锚杆和系统锚杆结合是软弱破碎地层中优先选用的一种简便、有效的支护方法。
（5）锚喷网支护技术能及时提供很高的支护抗力，可有效地控制围岩变形，是软弱、破碎、浅埋地层和处理跨塌带的有效方法，大大提高了施工安全性，提高了施工效率。
