初期支护施工工艺及施工方法

初期支护施工工艺及施工方法洞口偏压地段和洞身Ⅳ类围岩浅埋地段采用喷锚支护，必要时辅以超前小导管和格栅钢架支护；其余Ⅳ类围岩地段采用φ22锚杆作环向支护，锚杆间距为@120cm×120cm成梅花形布置,长度为2.5m。Ⅴ类围岩地段采用喷射混凝土作初期支护。1、初期支护施工工艺流程详见《初期支护施工工艺流程图》初期支护施工工艺流程图无有施工准备清理危石通风排烟降尘处理欠挖吹净岩面检查断面超欠挖情况，初喷砼封闭岩面施做结构锚杆，挂设钢筋网有无质量问题施工放样改进安装钢架符合否是否符合标准施作拱部超前支护，焊接调整喷射混凝土至设计厚度开挖2、超前小导管预注浆支护施工方法超前小导管采用φ42无缝钢管，长度和环向间距必须满足设计要求。其施工方法为：（1）小导管管壁每隔10cm～20cm交错钻眼，眼孔为φ6～8mm；（2）注浆管采用风枪钻孔插打或风枪顶入两种方式进行，土质松软时采用风枪直接将钢管顶入；土质较硬时采用风枪钻孔插管，即沿隧道纵向开挖轮廓线向外以10°～30°的外插角钻孔，将小导管打入地层；（3）小导管注浆前，应对开挖面及5米范围内坑道，喷射厚5～10cm混凝土进行封闭，并将检查注浆机是否完好，备足注浆材料；（4）为防止孔口漏浆，采用水泥药卷封堵注浆管与钻孔之间的空隙。（5）为避免注浆管堵塞而影响注浆效果，注浆前采用高压风清洗注浆管。（6）在小导管前安设分浆器，一次可注入3～5根小导管，注浆压力由小到大，从开始0Mpa升到终止压力1.5Mpa，稳压3min，流量计显示注浆量较小时，即可结束注浆。必要时可在孔口处设置止浆塞，止浆塞应能承受规定的最大注浆力或水压；（7）注浆时由两侧对称向中间进行，自下而上逐孔注浆，如有窜浆或跑浆时，采用间隔注浆，最后全部完成注浆。（8）注浆时结束后，拆除注浆接头，并迅速用水泥药卷封堵注浆管口，以防止未凝固浆液外流。（9）注浆技术措施①严格控制注浆配合比及凝胶时间，初选配合比后，用凝胶时间控制调整浆液配合比，并测定凝结体的强度，选定最佳浆液配合比。②注浆时严格控制注浆压力，终压必须达到设计要求，保持稳压时间，以确保浆液的渗透范围。③注浆完成后检查注浆效果。在隧道开挖后可检查注浆体固结厚度，如达不到设计要求时，调整注浆参数和改善注浆施工工艺。④注浆过程中，专人记录注浆情况，并根据实际情况加以调整注浆压力与注浆速度，以确保注浆的效果。详见《超前小导管预注浆支护施工工艺流程图》。3、砂浆锚杆施工方法及施工工艺（1）材料控制原则水泥宜使用标号不低于425号的硅酸盐水泥；杆体采用直径为φ22的螺纹钢筋；，其质量应符合设计要求；砂的粒径不大于2.5mm，使用前应过筛，严防石块和杂物等混入；砂浆的配合比为水泥∶砂=1∶1，水灰比一般为0.45～0.50。超前小导管预注浆支护施工工艺流程图（2）钻孔用自制简易钻孔操作平台架，风动凿岩机按设计要求间距和深度布钻，用高压风吹净孔内岩屑，然后用注浆机将早强水泥砂浆注入锚孔。（3）锚杆安装及注浆固结对于向下的锚杆，应将注浆管插入孔底，随后边注浆边向外拔注浆管，直到注满为止；对于向上的锚杆，应采用排气注浆法，将内径4～5mm、壁厚1～1.5mm的软塑料排气管沿锚杆全长固定于杆体上，并在孔外留1米左右的富余长度；将锚杆缓慢送入孔中至设计位置；将长250～300mm、外径25mm左右的薄壁钢管用早强或超早强水泥固定在孔口位置并将孔口堵密；注浆前应检查排气管，当确认注浆管畅通时即可注浆，注浆时正常情况下有气体排出，当排气管不排气或溢出稀浆时即可停止注浆；三天后安装垫板并拧紧螺帽。（4）砂浆锚杆施工工艺孔位放样风枪钻孔高压风吹洁孔内钻碴安设小导管联接管路及密封孔口注浆地质调查注浆设计现场试验效果检查制定施工方案施工准备混凝土封闭掌子面设备准备管材加工材料准备机具准备详见《砂浆锚杆施工工艺流程图》。砂浆锚杆施工工艺流程图4、中空注浆锚杆施工方法中空注浆锚杆采用风动凿岩机钻孔，用高压风吹净孔内岩屑，安装中空锚杆后用注浆机采用排气注浆法将早强水泥砂浆注入锚孔。详见《中空注浆锚杆施工工艺流程图》。中空注浆锚杆施工工艺流程图5、钢筋网的挂设钢筋网使用前清污除锈，现场预点焊成网片，在围岩表面喷射一层砼后挂设，随受喷面起伏铺设，钢筋网与锚杆联结牢固，喷射砼时不产生晃动。网片加工与铺设应符合下列要求：检查锚杆锚杆连接标出锚杆位置锚杆钻进检查孔眼是否畅通并装止浆塞备料注双液浆制备双液浆封口清洗整理检查锚杆锚杆连接标出锚杆位置锚杆钻进检查孔眼是否畅通并装止浆塞备料注水泥浆制备水泥浆封口清洗整理（1）钢筋网所采用钢筋型号和网格尺寸必须符合设计要求。（2）钢筋网铺设前必须进行除锈。（3）钢筋网片应与锚杆、钢纤钉、格栅钢架牢固焊接，网片搭接长度不得少于20cm。（4）网片铺设时应紧贴支护面，并保持30mm～50mm的保护层。6、喷射混凝土施工方法及施工工艺（1）喷射混凝土施工工艺流程详见《喷射混凝土施工工艺流程图》。喷射混凝土施工工艺流程图（2）待喷面处理检查待喷面尺寸、几何形状是否符合设计要求；拆除待喷射面影响喷射作业的障碍物，对不能拆除者应加以保护；为保证施工质量和施工作业安全，施工前喷射面要进行如下处理：a、清除浮面和有害的粘着的杂物、木片等；b、有涌水处做好排水；c、喷射面吸水性较强时应预先洒水；d、凡设有加强钢筋或铁丝网时，为了不致反弹，要将钢筋或铁丝网牢固地固定在喷射基层面上；（3）喷射混凝土采用泵式喷射机湿式喷射砼，将已加水拌和好的混凝土拌和料压送至喷嘴处，然后在此加入速凝剂，在压缩空气助推下喷出。湿式喷射粉尘少，回弹少，混凝土质量易保证。①湿式喷射机的工作风压以大于0.5Mpa为宜，以利于克服拌和好的混凝土在管道内流动的阻力。②水压一般比风压大0.1Mpa左右为宜。采用向水箱中通高压压缩空气，以获稳定水压。细骨料粗骨料水泥水外加剂搅拌机喷射机喷头速凝剂压缩空气③喷头与受喷面的距离以1.5～2.0m较为适宜。喷射时喷头与受喷面应保持垂直，若受喷面被钢筋网覆盖时，可将喷头稍加倾斜，但不小于70°。喷射路线应自下而上，呈“S”形运动。④一般8cm左右的坍落度可获得较厚的喷层；能保证混凝土在2min内凝结的效果较好；作业面的气温以15°以上为宜。⑤当喷射混凝土设计厚度大于一次喷射厚度时，应分层进行喷射。两次喷射的最小时间间隔，在常温（15°～20℃）条件下，掺速凝剂或用喷射水泥、双快水泥等速凝水泥时，为15～20min。当间隔时间超过2h，复喷前应喷水湿润。⑥为使水泥充分水化，减少和防止收缩裂缝，在喷射混凝土终凝后即开始洒水养护。养护时间和洒水次数，取决于水泥品种和空气湿度，在任何情况下，养护时间不小于7d。⑦冬季施工时，应使喷射混凝土的温度保持在0℃以上。（4）原材料及喷射混凝土作业检查原材料质量的优劣对喷射混凝土质量影响极大。对每批进场、进库的原材料，均必须进行认真检验。要求取样试验，检查合格后方可使用。为了保证喷射混凝土质量，应对拌和料搅拌处、喷射机处和喷嘴处的施工质量进行严格检查。尤其在喷嘴处，必须观察喷射工艺（包括受喷面清洗质量、喷嘴与受喷面距离与角度、喷嘴移动情况）、射流中的材料特征和喷射混凝土质量，并对下述情况随时作记录：喷射的料流不均匀及发生离析；目力估计的回弹物过多的原因；裹入回弹及钢筋埋置不当；喷射混凝土的平均厚度；喷射混凝土质量控制试验。质量控制试验可以在喷射混凝土质量出现问题前提出预报，使喷射混凝土质量符合规范的标准要求。（5）喷射混凝土的喷层厚度检查要求全部检查孔处的厚度，应有60%以上不小于设计厚度，其余最小值不应小于设计厚度的一半；钢筋网喷射混凝土的厚度不小于6cm。隧道每10m，至少检查1个断面，每一个断面从拱顶中线起每间隔2m凿孔查1点。（6）确保喷射混凝土密实的技术措施①严格控制喷射混凝土施工配合比，配合比经试验确定，混凝土的各项指标必须满足设计及施工规范要求，混凝土拌合用料的计量精度必须符合规范要求。②严格控制原材料的质量，原材料各项指标要满足规范要求。③喷射混凝土施工时应确定合理的风压，以保证喷料均匀和连续；同时加强对设备的保养与维修工作，保证其工作性能。④喷射作业由有经验、技术熟练的喷射手操作，保证喷射混凝土各层之间衔接紧密。（7）有水地段喷射砼的施工措施①改变配合比，增加水泥用量；先喷干混合料，待其与水隔离后，逐渐加水喷射，喷射时由远而近，逐渐向涌水点逼近，然后在涌水点处安设导管，将股水引出，再在导管附近喷射；②当涌水地点不多时，采用开缝摩擦锚杆进行导水处理后再喷射砼；涌水严重时，可设置泄水孔，边排水边喷射；③严格控制喷射机的工作风压；④合理选择喷射砼配合比，适当减少最大骨料的数量，使砂石料具有一定的含水率，呈潮湿状；⑤掌握好喷头处的用水量，提高喷射操作熟练程度和技术水平；⑥掺入粉尘抑制剂和采用特殊结构的喷头。7、格栅钢架制作与安装格栅钢架按设计要求焊制，按设计位置安放就位，并与超前水平锚杆加以连接。格栅钢架安装前必须在拱部安设φ22砂浆锚杆，挂网后先喷一层混凝土，然后再安装格栅钢架，格栅钢架与水平超前锚杆、环向砂浆锚杆相焊接，焊接后按设计要求厚度分层喷射混凝土。8、超前管棚施工方法详见《超前管棚施工工艺流程图》。超前管棚施工工艺流程图注浆孔位放样钻孔高压风吹洁孔内钻渣安设钢花管联接管路及密封孔口地质调查注浆设计现场试验效果检查制定施工方案进入施工施工准备安装工字钢拱架设备准备管材加工材料准备机具准备钻孔：用红油漆在工字钢拱架上准确标出钻孔位置，地质钻机沿隧道周边以2～5°外插角钻入围岩，钻孔孔径比钢花管大2cm。钢花管制作及安装：超前管棚采用外径为φ89×8mm的热轧无缝钢管加工制作。钢管前端加工成锥形；尾部焊接φ6mm钢筋加劲箍；管壁按20cm间距交错钻φ10孔；接头采用丝扣，丝扣长度20cm。采用人工安装，安装时保证隧道纵向同一横断面内的接头数不大于50%，相邻钢管的接头至少错开1m。钢花管插入底部后，将钢管尾部焊接于钢拱腹部，以增强共同支护作用。注浆：泥浆水灰比为1:1，注浆泵注浆初压力为0.5～1.0Mpa，注浆终压力为2.0Mpa每孔注浆量达到设计时结束注浆，用水泥砂浆封堵孔口。