隧道施工初期支护相关要

隧道施工初期支护相关要一、隧道施工初期支护一）喷射混凝土掌子面开挖后，先在开挖面拱部喷射一层4cm厚C20混凝土，待锚杆、钢筋网及钢拱架施工完成后，在喷射混凝土至设计厚度。喷射混凝土施工采用GSP-D型湿喷机及配套湿喷技术。混凝土采用强制式拌合机拌和，自动计量；由6m3搅拌运输车运到现场后，经湿喷机二次拌合，以高压风为动力，经喷头射至受喷面。施工程序见图下图一。图一湿喷砼工艺图1、砼喷射前应认真检查隧道断面尺寸，清除杂物，冲洗受喷面。全面检查调试喷射作业系统。2、砼生产：砼在洞外自动计量拌和站，采用分次投料工艺，按配比集中生产。3、喷射作业：成品砼采用6m3砼搅拌运输车运至GSP-D型湿喷机转子活塞凸轮喂料斗，TX-1型液态速凝剂在湿喷机专用入口添加，由计量泵将速凝剂通过胶管压入喷咀，依靠喷射管中压缩空气将速凝剂雾化与物料充分混合后喷出。湿喷机工作时要求系统风压不小于0.5Mpa，风量不小于10m3/min，工作风压一般控制在0.4～0.5Mpa。4、分段、分片，由下而上喷射作业，每段长度不超过6m。5、一次喷射厚度据设计厚度和喷射部位确定，初喷厚度4cm。初喷砼着重填平补齐，将小的凹坑喷圆顺。岩面有严重坑洼处采用锚杆吊模模喷砼处理。一细骨料粗骨料水泥水外加剂砼搅拌机砼运输车砼喷射机喷头高压风管液体速凝剂次喷射砼厚度拱部不超过10cm，边墙不超过15cm。6、后一层喷射在前一层混凝土终凝后进行。若终凝后间隔1h以上且初喷表面已蒙上粉尘时，受喷面应用高压风水清洗干净。7、作业开始时，先送风，后开机，再给料，待砼从喷嘴喷出后，再供给速凝剂；结束时，先关闭速凝剂计量泵，之后停止供料，待喷嘴残留的少量砼和速凝剂完全吹净后，再停风。8、喷射时，喷头距岩面距离以0.6m～1.2m为宜，与受喷面基本垂直；喷射料束螺旋形运动，环形旋转水平移动并一圈压半圈，环形旋转直径0.3m。喷射行间搭接2～3cm；喷砼厚度用标志钢筋外露长度控制；表面平整度目测平顺为宜。9、钢架喷射砼先喷钢架与壁面之间的混凝土，后喷钢架之间的混凝土，由两侧拱脚向上对称喷射，将钢架覆盖。喷射砼表面平整，无空鼓、裂缝、松酥。10、喷砼终凝2h后，应喷水养护，养护时间不少于14d。二）系统锚杆施工隧道Ⅴ级围岩系统锚杆为φ25中空注浆锚杆，施工采用凿岩机钻孔，人工将锚杆推送入孔内，注浆泵注浆。Ⅲ、Ⅳ级围岩系统锚杆为φ22砂浆锚杆，施工采用凿岩机钻孔，人工将锚杆推送入孔内。锚杆孔开孔偏差及钻孔角度偏差不得大于规范要求，以充分发挥锚杆的穿连和楔形分块的作用。锚杆钻孔应圆而直，孔口岩面整平，并使岩面与钻孔方向垂直。中空注浆锚杆的注浆压力控制在0.7Mpa～1.0Mpa，持续15min终止。1、砂浆锚杆采用φ22mm螺纹钢筋。检查锚杆类型、规格、质量及其性能是否与设计相符。其安设步骤如下：A、YT-28风钻开孔，方向垂直于岩层层面，开孔直径为50mm，并用吹管将砂石吹出(风压0.5～0.6Mpa)钻孔深度不小于锚杆设计长度。B、检查孔内有无充填物，如有充填物，用吹管吹出或掏勾勾出。C、注入砂浆，确保注浆饱满，将锚杆插入。其位置尽量居中，端部外露长度为5～15cm。锚杆插入过程中，注意旋转，使砂浆充分搅拌。锚杆安设后，其填充砂浆终凝后立即安装托板，柠紧螺帽，见图二。图二砂浆锚杆施工工艺流程图2、中空注浆锚杆A、中空注浆锚杆施工流程YT-28风钻钻孔、清孔→锚杆插入锚孔→锚杆尾端安装止浆塞、垫板、螺母→连接锚杆尾端和注浆泵→注浆B、中空注浆锚杆构造杆尾：与YT-28风钻连接，可与注浆胶管套接。杆体：中空厚壁全螺纹杆体，外径25mm，内径15mm。可任意切割，便于安装配件，同时作为锚杆，齿峰凹槽进一步提高锚固力。联结套：使锚杆能边钻进边加长到设计长度，使用联结套接长到设计长度。C、锚杆安装采用YT-28型风钻，孔眼间距、深度和布置符合设计参数的要求，其方向垂直于岩层层面。钻孔完成后，将中空锚杆打入岩体。D、注浆用塑胶泥封堵杆体周围及孔口，工作面上的裂纹也用塑胶泥封堵塞。管端外露20cm，以便安装注浆管。注浆采用注浆泵进行，见图三。图三φ25中空注浆锚杆施工工艺流程图合格定位施工准备钻孔吹洗检验配料插入锚杆和排气管注浆安装垫板螺帽锚杆抗拔力检查验收施工准备锚杆孔位布置钻锚杆孔、锚杆安装注浆戴杆头封堵帽进入下道工序浆液配制不合格合格注浆质量综合检查三）钢筋网1、钢筋规格、材质应满足设计要求，使用前应清除锈蚀。2、钢筋网宜在岩面喷射一层混凝土后随受喷面起伏铺设，并在锚杆安设后进行，要求与受喷面间隙宜控制在20～30mm之间。3、采用双层钢筋网时，第二层钢筋网应在第一层钢筋网被混凝土覆盖后铺设。4、钢筋网应与锚杆或其他固定装置连接牢固，在喷射混凝土时不得晃动。钢筋网片在初喷砼后铺挂，使其与喷射砼形成整体。按设计加工制作钢筋网片，每张钢筋网片铺挂时搭接长度为1～2个网格，与系统锚杆或其他固定装置连接牢固。监理工作主要检查钢筋型号、网格尺寸、搭接长度、网片安装固定。四）钢架（钢格栅）制作安装1、钢架加工在工厂集中制作。加工后试拼，允许误差为：沿隧道周边轮廓偏差为±3cm，平面(翘曲)偏差±2cm，不合格禁用。2、初喷砼后，严格按设计架设钢架，钢架安装允许偏差横向和高程均为±5cm，倾斜度不得大于2°3、钢架两侧拱脚基础须牢固坚实。安装前清干净底脚处浮碴；拱脚标高不足时，设置钢板或用砼调整；安装先将钢架节段预组装成安装段，拧紧连接螺栓。钢架立起后，据中线、水平将其校正到正确位置，然后用定位筋固定，并用纵向连接筋将其和相邻钢架连接牢靠，钢架与壁面间用钢楔或混凝土垫块楔紧。4、施工应严格按规范做好监控量测工作，随时掌握围岩及支护的变形情况，以便及时修正支护参数，改变施工方法。图四钢架安装工艺流程图测量放样清除底脚浮碴安装钢架钢架组拼加工质量验收加设鞍形垫块和系统锚杆焊连定位隐蔽工程检查验收焊纵向连接筋打锁脚锚杆五）超前预支护1、超前小导管图五超前小导管预支护流程图小导管采用φ42×3.5mm无缝钢管，L=3.5m，前端呈尖锥状，尾部焊上φ6加劲箍，管壁四周按15cm间距梅花形、钻设8mm压浆孔，管端预留1m不设压浆孔。小导管在钢筋场加工成型。钢管环向间距40cm。超前小导管施工时，钢管与衬砌中线平行以8～12。仰角打入拱部围岩，每打完一排钢管注浆后，开挖拱部及第一次喷射混凝土、架设钢架，初期支护完成后，隔2.0m（2.25m）再打另一排钢管。成孔后，用吹管或掏勺将孔内砂石吹(掏)出，人工推送钢管入孔，管口用麻丝和锚固剂封堵。然后，小导管口装上孔口阀，连接注浆管路，用注浆泵，按由下至上、浆液先稀后浓、注浆量先大后小方法注浆，如遇串浆或跑浆则隔孔灌压。注浆前先进行注浆现场试验，注浆参数通过现场试验实际情况确定，以利施工。超前小导管注浆采用单液注浆，当岩体止浆效果不好时，可改用水泥、水玻现场注资试验地质调查，注浆设计制定施工方案测量布孔凿岩机钻孔清孔，成孔检查安装导管，封堵管口喷砼封闭掌子面连注浆管路，试运转注浆作业转入断面开挖效果检查，方案调整注浆泵就位注浆压力控制小导管加工浆液配制注浆量控制璃双液注浆，注浆参数如下：1）水泥浆水灰比：1:1（重量比）；2）注浆压力：0.5～1.0MPa;3）注浆前先进行注浆现场试验，注浆参数通过现场试验实际情况确定。效果检查：开挖检查浆液渗透及固结状况；据压力浆量曲线分析判断；没达到设计要求时，须补注处理。注浆后至开挖前的时间间隔，视浆液种类宜为4～8h。开挖时保留1.5～2m的止浆墙，防止下一次注浆时孔口跑浆。2、超前锚杆超前锚杆施工工艺采用药卷锚杆施工工艺药卷锚杆施工工艺流程见图六。图六药卷锚杆施工工艺流程图1.锚杆施工前的准备锚杆制作各项工前准备锚管钻机就位钻锚杆孔钻孔角度定位锚管孔位测锚管孔清孔机械设备保养锚孔成孔检查添加药卷锚管竣工验收⑴检查锚杆类型，规格，质量及其性能是否与设计相符。⑵根据锚杆类型，规格及围岩情况准备钻孔机具。2.锚杆钻孔隧道采用煤电钻成孔。煤电钻施工既可解决土质隧道遇水软化围岩的问题，又可解决在土质隧道施工中采用常规的冲击钻不易排碴、成孔困难的难题，可以提高在黄土隧道的成孔速度和安全性。锚杆钻孔前按照设计间距布孔；钻孔方向尽可能垂直结构面或初喷砼表面；锚杆孔比杆径大15㎜，深度误差不得大于±50mm；成孔后采用高压风清孔.3.药卷锚杆安装所谓药卷锚杆就是利用早期凝结速度快，承载强度大为特征的水泥砂浆制成的锚固剂将锚杆固定在锚固位置的一种支护方法。锚固剂应符合以下几项要求：初凝时间应大于3分钟，终凝时间应小于10分钟；必须具有足够的小时抗压强度，一般在半小时到一小时的抗压强度应在0.2MPa以上；硬化后体积不缩小，且有微膨胀性。药卷在浸水前上端扎3～5个小孔（孔径1mm），浸水1～1.5分钟小孔不冒泡即浸水结束，这时即可将浸好水的药卷包装入孔眼。药包装入采用比较坚硬顺直木棍或相似的物体送至眼底。药卷包装入后，将锚杆用TJ-9型风动搅拌机带动锚杆快速旋转，边旋转边徐徐推进，锚头在旋转与推进中强烈搅拌浸水后的水泥包，使水泥浆获得良好的和易性，连续搅拌水泥卷的时间宜为30～60s。水泥浆如沿孔壁下滑，孔口用纸堵塞。二、初期支护质量及安全控制措施一）喷射混凝土⑴喷射混凝土原材料先检验合格后才能使用，速凝剂应妥善保管，防止变质。严格控制拌合物的水灰比，经常检查速凝剂注入环的工作状况。喷射混凝土的坍落度宜控制在8～13cm，过大混凝土会流淌，过小容易出现堵管现象。喷射过程中应及时检查混凝土的回弹率和实际配合比。喷射混凝土的回弹率：侧壁不应大于15%，拱部不应大于25%。⑵必须在隧道开挖后及时进行施作。喷射混凝土严禁选用具有潜在碱活性骨料。喷混凝土厚度应预埋厚度控制标志，严格控制喷射砼的厚度。⑶喷射前应仔细检查喷射面，如有松动土块应及时处理。喷射机应布置在安全地带，并尽量靠近喷射部位，便于掌机人员与喷射手联系，随时调整工作风压⑷喷射完成后应检查喷射混凝土与岩面粘结情况，可用锤敲击检查。同时测量其平整度和断面，并将此断面与开挖断面对比，确认喷射砼厚度是否满足设计和规范要求。当有空鼓、脱壳时，应及时凿除，高压风吹干净进行重喷，或采用压浆法充填。⑸在喷射侧壁下部时，需将上半断面喷射时的回弹物清理干净，防止将回弹物卷入下部喷层中形成“蜂窝”而降低支护强度。⑹经常检查喷射机出料弯头、输料管和管路接头，发现问题及时处理。管路堵塞时，必须先关闭主机，然后才能进行处理。⑺喷射完成后应先关主机，再依次关闭计量泵、震动棒和风阀，然后用清水将机内、输送管路内残留物清除干净。⑻喷射混凝土冬期施工时，洞口喷射混凝土的作业场合应有防冻保暖措施；作业区的气温和混合料进入喷射机的温度均不应低于5°C；在结冰的层面上不得进行喷射混凝土作业；混凝土强度未达到6MPa前，不得受冻。二）锚杆1、开孔前做好量测工作，严格按设计要求布孔。2、钻孔采用煤电钻孔，直径比锚杆直径大15mm左右，锚杆孔的孔轴方向应尽量与岩面垂直。锚杆钻孔深度应大于锚杆设计长度10cm。3、用高压风或掏勺冲洗、清扫锚杆孔，确保孔内不留石粉或松散土块，不得用水冲洗钻孔。4、采用先装药后插锚杆的方法安装锚杆。锚杆用风钻顶入，顶入长度必须达到设计规定，实际粘结长度不小于设计长度的96%，孔深偏差值不大于±50mm。三）钢筋网⑴钢筋网格尺寸应符合设计要求。⑵铺设钢筋网按照以下要求执行：①钢筋网在初喷混凝土4cm以后铺挂。②砂层地段应先加铺钢筋网，沿环向压紧后再喷射混凝土。③钢筋网应随初喷面的起伏铺设，与受喷面的间隙一般不大于3cm，与锚杆（锚杆安装3d后）或其它固定装置连接牢固。④开始喷射时，应减小喷头至受喷面的距离，并调整喷射角度，钢筋网保护层厚度不得小于4cm。⑤喷射中如有脱落的石块或混凝土块被钢筋网卡住时，应及时清除后再喷射混凝土。四）钢架⑴钢架加工的焊接不得有假焊，焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷⑵钢架应按设计位置安设,钢架之间必须用钢筋纵向连接，并要保证焊接质量。拱加安设过程中当钢架与围岩之间有较大的空隙时，沿钢架外缘