隧道初期支护讲义_精品文档.ppt

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初期支护结构施工技术主讲人：

吴清一、初期支护的基本认识一、初期支护的基本认识n隧道开挖后，为控制围岩应力适量释放和变隧道开挖后，为控制围岩应力适量释放和变形，增加结构安全度和方便施工，隧道开挖形，增加结构安全度和方便施工，隧道开挖后立即施作刚度较小并作为永久承载结构一后立即施作刚度较小并作为永久承载结构一部分的结构层，称为初期支护。

部分的结构层，称为初期支护。

隧道工程中初期支护一般采用锚喷网结构形式。

隧道工程中初期支护一般采用锚喷网结构形式。

锚喷支护工程特点锚喷支护工程特点:

n1.及时性：

喷射早强砼，能迅速给围岩提供支及时性：

喷射早强砼，能迅速给围岩提供支护抗力；护抗力；n2.密贴性：

喷射砼与围岩能全面密贴粘结；密贴性：

喷射砼与围岩能全面密贴粘结；n3.深入性：

锚杆可深入围岩一定深度加固围岩，深入性：

锚杆可深入围岩一定深度加固围岩，形成承载圈。

形成承载圈。

n4.柔性：

容易调节围岩变形，可控制围岩塑性柔性：

容易调节围岩变形，可控制围岩塑性变形适度发展，发挥自承能力；变形适度发展，发挥自承能力；n5.封闭性：

可阻止水对围岩的侵蚀而引起风化封闭性：

可阻止水对围岩的侵蚀而引起风化等。

等。

一般规定nn11、隧道初期支护必须紧跟隧道开挖作业面及时施作，、隧道初期支护必须紧跟隧道开挖作业面及时施作，、隧道初期支护必须紧跟隧道开挖作业面及时施作，、隧道初期支护必须紧跟隧道开挖作业面及时施作，同时应按设计要求进行监控量测的相关作业，对位同时应按设计要求进行监控量测的相关作业，对位同时应按设计要求进行监控量测的相关作业，对位同时应按设计要求进行监控量测的相关作业，对位于不良地质地段的隧道，初期支护应及时封闭成环，于不良地质地段的隧道，初期支护应及时封闭成环，于不良地质地段的隧道，初期支护应及时封闭成环，于不良地质地段的隧道，初期支护应及时封闭成环，保证施工安全。

保证施工安全。

保证施工安全。

保证施工安全。

nn22、隧道初期支护应采用喷锚支护，根据围岩特点、隧道初期支护应采用喷锚支护，根据围岩特点、隧道初期支护应采用喷锚支护，根据围岩特点、隧道初期支护应采用喷锚支护，根据围岩特点、断面大小和使用条件等选择喷射混凝土、锚杆、钢断面大小和使用条件等选择喷射混凝土、锚杆、钢断面大小和使用条件等选择喷射混凝土、锚杆、钢断面大小和使用条件等选择喷射混凝土、锚杆、钢筋网和钢架等单一或组合的支护形式。

筋网和钢架等单一或组合的支护形式。

筋网和钢架等单一或组合的支护形式。

筋网和钢架等单一或组合的支护形式。

nn33、隧道支护施工前，应确定支护紧跟开挖的时间、隧道支护施工前，应确定支护紧跟开挖的时间、隧道支护施工前，应确定支护紧跟开挖的时间、隧道支护施工前，应确定支护紧跟开挖的时间、距离及工序搭接要求，确定喷射混凝土前基面标准距离及工序搭接要求，确定喷射混凝土前基面标准距离及工序搭接要求，确定喷射混凝土前基面标准距离及工序搭接要求，确定喷射混凝土前基面标准和设置喷混凝土厚度控制标志；确定锚杆、钢架、和设置喷混凝土厚度控制标志；确定锚杆、钢架、和设置喷混凝土厚度控制标志；确定锚杆、钢架、和设置喷混凝土厚度控制标志；确定锚杆、钢架、钢筋网的加工、运输、安装方案。

钢筋网的加工、运输、安装方案。

钢筋网的加工、运输、安装方案。

钢筋网的加工、运输、安装方案。

nn4、喷射混凝土冬期施工时，作业区的气温和混、喷射混凝土冬期施工时，作业区的气温和混合料进入喷射机的温度均不应低于合料进入喷射机的温度均不应低于5C。

nn5、作业区应有良好的通风和照明装置，喷射混、作业区应有良好的通风和照明装置，喷射混凝土时粉尘含量不得大于凝土时粉尘含量不得大于2mg/m3。

nn6、岩爆地段隧道施工加强支护工作，支护的方、岩爆地段隧道施工加强支护工作，支护的方法是在爆破后尽可能早地向拱部或侧壁进行喷法是在爆破后尽可能早地向拱部或侧壁进行喷射混凝土，再加设锚杆及钢丝网。

衬砌工作要射混凝土，再加设锚杆及钢丝网。

衬砌工作要紧跟开挖工序进行，以尽可能减少岩层暴露时紧跟开挖工序进行，以尽可能减少岩层暴露时间，减少岩爆发生和确保人身安全。

间，减少岩爆发生和确保人身安全。

nn7、膨胀岩隧道的初期支护宜采用喷射混凝土、膨胀岩隧道的初期支护宜采用喷射混凝土、锚杆、钢筋网、钢架等，以提高初期支护的整锚杆、钢筋网、钢架等，以提高初期支护的整体刚度，应优先考虑采用喷射钢纤维混凝土。

体刚度，应优先考虑采用喷射钢纤维混凝土。

隧道工程优先采用锚喷的柔性支护结构目的：

隧道工程优先采用锚喷的柔性支护结构目的：

n容许围岩发生有限变形容许围岩发生有限变形n发挥围岩的自承能力发挥围岩的自承能力n节省工程造价节省工程造价工序流程工序流程n1、初期支护施工的一般工序流程为：

开挖后初、初期支护施工的一般工序流程为：

开挖后初喷砼喷砼系统支护施工（锚杆、钢筋网、钢架）系统支护施工（锚杆、钢筋网、钢架）复喷砼至设计厚度。

复喷砼至设计厚度。

n2、爆破后应首先清除浮石，然后立即进行初喷混凝土封、爆破后应首先清除浮石，然后立即进行初喷混凝土封闭围岩，以期充分发挥围岩的自稳能力。

出碴结束后，再闭围岩，以期充分发挥围岩的自稳能力。

出碴结束后，再根据围岩级别施作锚杆、挂网、拱架及复喷混凝土。

根据围岩级别施作锚杆、挂网、拱架及复喷混凝土。

n3、在富水断层破碎段，支护施作前应及时排水，、在富水断层破碎段，支护施作前应及时排水，以预防塌方的发生。

在少量集中渗水、淋水地段，以预防塌方的发生。

在少量集中渗水、淋水地段，在将要通过的透水层部位，可采用排水孔法或排水在将要通过的透水层部位，可采用排水孔法或排水管法，布置一定数量的排水孔或埋设排水管，将渗、管法，布置一定数量的排水孔或埋设排水管，将渗、淋水集中到排水孔内导出；也可采用金属网法，通淋水集中到排水孔内导出；也可采用金属网法，通过在钢筋网背后铺过滤层或隔水层，将其固定在围过在钢筋网背后铺过滤层或隔水层，将其固定在围岩上，通过软管排水，随即喷射混凝土。

岩上，通过软管排水，随即喷射混凝土。

如涌水较大，支护时对主要涌水出水口暂不进如涌水较大，支护时对主要涌水出水口暂不进行封堵支护，待涌水减小或无水时，再进行支护或行封堵支护，待涌水减小或无水时，再进行支护或进行固结封堵，迫使水流改变流向。

进行固结封堵，迫使水流改变流向。

n4、喷射混凝土厚度必须利用断面仪检测断面、喷射混凝土厚度必须利用断面仪检测断面或凿孔检查，喷射混凝土的平均厚度应大于或凿孔检查，喷射混凝土的平均厚度应大于设计厚度，最小厚度不得小于设计厚度的设计厚度，最小厚度不得小于设计厚度的2/3。

锚杆锚杆n1、锚杆的支护效应、锚杆的支护效应锚杆锚杆（索索）是用金属或其它高抗拉性能的是用金属或其它高抗拉性能的材料制作的一种杆状构件。

材料制作的一种杆状构件。

（1）支承围岩；支承围岩；

（2）加固围岩；加固围岩；（3）提高土层间摩阻力，形成提高土层间摩阻力，形成“组合梁组合梁”（4）“悬吊悬吊”作用作用:

2、锚杆种类、锚杆种类

（1）普通水泥砂浆锚杆普通水泥砂浆锚杆施工顺序：

施工准备施工准备初喷砼面上标注孔初喷砼面上标注孔位位钻孔钻孔清孔清孔往孔中注入往孔中注入砂浆砂浆插入杆体插入杆体固定杆体、待强固定杆体、待强安安装垫板装垫板设计、施工要点设计、施工要点n钻孔：

钻孔方向宜尽量与岩层主要结构面钻孔：

钻孔方向宜尽量与岩层主要结构面垂直。

钻孔孔径比杆径大垂直。

钻孔孔径比杆径大15mm。

孔位允许。

孔位允许偏差为偏差为151550mm50mm钻孔深度应大于锚杆设计钻孔深度应大于锚杆设计长度长度10cm，孔深允许偏差为，孔深允许偏差为50mm。

清孔：

。

清孔：

孔钻好后用高压水孔钻好后用高压水（风风）将孔眼冲洗干净，用将孔眼冲洗干净，用塞子塞紧孔口，防止石渣掉入。

塞子塞紧孔口，防止石渣掉入。

n水泥砂浆：

水泥一般选用普通硅酸盐水水泥砂浆：

水泥一般选用普通硅酸盐水泥，砂子粒径不大于泥，砂子粒径不大于3mm，并过筛；砂浆，并过筛；砂浆强度不低于强度不低于M20；配合比一般为水泥；配合比一般为水泥:

砂砂:

水水1:

（11.5）:

（0.450.5）。

粘结砂浆应拌和均。

粘结砂浆应拌和均匀，并调整其和易性，随拌随用，一次拌匀，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。

和的砂浆应在初凝前用完。

n注浆管应插至距孔底注浆管应插至距孔底510cm位置，随砂浆位置，随砂浆注入缓慢匀速拔出。

注浆体积应略多于需要体注入缓慢匀速拔出。

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，使杆体体，可用锤击或通过套筒用风钻冲击，使杆体强行插入钻孔。

强行插入钻孔。

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

n杆体到位后要用木楔或小石子在孔口卡杆体到位后要用木楔或小石子在孔口卡住，防止杆体滑出。

锚杆安设后不得随意住，防止杆体滑出。

锚杆安设后不得随意敲击；终凝以前不得在端部悬挂重物；水敲击；终凝以前不得在端部悬挂重物；水泥砂浆终凝以后安装垫板。

泥砂浆终凝以后安装垫板。

（2）中空注浆锚杆中空注浆锚杆n组成：

由中空锚杆杆体和垫板、螺母、排气管等组成：

由中空锚杆杆体和垫板、螺母、排气管等附件组成。

主要设在开挖断面的拱部及围岩较差附件组成。

主要设在开挖断面的拱部及围岩较差地段的拱墙。

地段的拱墙。

n施工顺序：

施工顺序：

施工准备施工准备布孔布孔钻孔、清孔钻孔、清孔组装中空锚杆体、排气管、止浆塞组装中空锚杆体、排气管、止浆塞安装锚安装锚杆杆连接注浆管、注浆连接注浆管、注浆锚杆杆体孔口回浆锚杆杆体孔口回浆浆体待强、安装垫板螺栓浆体待强、安装垫板螺栓n设计、施工要点设计、施工要点中空锚杆体材料应选用符合中空锚杆体材料应选用符合中空锚杆技术条件中空锚杆技术条件的无缝钢管轧制。

的无缝钢管轧制。

锚杆体及附属结构的内外表面不得有裂缝、折叠、锚杆体及附属结构的内外表面不得有裂缝、折叠、轧折、离层、结疤和锈斑等缺陷，存放及使用中轧折、离层、结疤和锈斑等缺陷，存放及使用中材料内外表面必须除去油污。

材料内外表面必须除去油污。

普通中空锚杆在用于边墙或俯角下倾的锚孔时，普通中空锚杆在用于边墙或俯角下倾的锚孔时，注浆可采用由锚杆内中空通孔进浆，锚杆口排注浆可采用由锚杆内中空通孔进浆，锚杆口排气方式。

用在锚孔向上倾斜的仰角时，锚杆注气方式。

用在锚孔向上倾斜的仰角时，锚杆注浆必须自锚杆体外钻孔中注浆，锚杆的中空通浆必须自锚杆体外钻孔中注浆，锚杆的中空通孔作为排气的注浆方式。

孔作为排气的注浆方式。

锚杆孔位、孔深及布置形式符合设计要求，锚杆孔位、孔深及布置形式符合设计要求，锚杆用的水泥浆或砂浆强度不低于锚杆用的水泥浆或砂浆强度不低于M20，单，单管达到设计注浆量时注浆结束，当注浆压管达到设计注浆量时注浆结束，当注浆压力达到设计终压不少于力达到设计终压不少于20分钟，进浆量仍达分钟，进浆量仍达不到注浆终量时，亦可结束注浆，并保证不到注浆终量时，亦可结束注浆，并保证锚杆孔浆液注满，注浆质量合格后将锚杆锚杆孔浆液注满，注浆质量合格后将锚杆头封堵，避免浆液倒流。

头封堵，避免浆液倒流。

3、锚杆的布置、锚杆的布置分为局部布置和系统布置。

分为局部布置和系统布置。

局部布置局部布置n它主要用在裂隙围岩。

重点加固不稳定块它主要用在裂隙围岩。

重点加固不稳定块体，隧道拱顶受拉破坏区为重点加固区域。

体，隧道拱顶受拉破坏区为重点加固区域。

布置原则：

拱腰以上部位锚杆方向应有布置原则：

拱腰以上部位锚杆方向应有利于锚杆的受拉；拱腰以下及边墙部位锚利于锚杆的受拉；拱腰以下及边墙部位锚杆宜逆向不稳定岩块滑动方向。

杆宜逆向不稳定岩块滑动方向。

系统布置系统布置n在破碎和软弱围岩中，一般采用系统布置的锚杆，在破碎和软弱围岩中，一般采用系统布置的锚杆，对围岩起到整个加固作用。

对于局部很破碎、软对围岩起到整个加固作用。

对于局部很破碎、软弱围岩部位或可能出现过大变