超前支护及初期支护施工.docx

超前支护及初期支护施工.docx

《超前支护及初期支护施工.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《超前支护及初期支护施工.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

超前支护及初期支护施工

超前支护及初期支护施工

隧道初期支护必须紧随开挖面及时按照设计标准施做，以减少围岩暴露时间，抑制围岩变形，防止围岩在短期内松弛剥落。

根据本标段所处区域的不同，暗洞设计分别采取不同的具有针对性的隧道支护参数，分为一般地段和洞口段、下穿浅埋冲沟地带等。

施工顺序：

开挖后初喷混凝土→系统支护（系统锚杆、钢筋网、钢架）施工→复喷混凝土至设计厚度→进入下一循环。

支护参数：

喷射混凝土采用C25、C30网喷混凝土；系统锚杆拱部采用Φ22组合中空锚杆、边墙Φ22mm砂浆锚杆，拱墙分界以拱部140°划分；钢筋网为φ6.5、φ8；钢架采用格栅钢架、型钢钢架，型钢为I18～I25a类型。

主要工艺：

钢架、钢筋网和锚杆由洞外钢构件厂加工，经检验合格后，人工配合机械安装钢架、挂设钢筋网、风动凿岩机施作系统锚杆；喷射混凝土采用湿喷工艺，配备机械手进行喷混凝土作业。

1、喷射混凝土

本标段隧道初期支护喷射混凝土全部采用湿喷工艺。

喷混凝土料由洞外自动计量拌和站生产，混凝土搅拌车运输至洞内。

喷混凝土料用湿喷射机压送到喷头处，再在喷头上添加速凝剂后，湿喷机喷射。

施工工艺流程见下页“喷射砼施工程序图”。

1）喷射前准备工作

（1）查受喷面轮廓尺寸，并修整，使之符合设计要求，松散清除干净；

（2）用高压风或水清洗喷面；

（3）备好工作平台，防护用具；

（4）根据喷射量添加速凝剂，并转动计量泵转盘调节好速凝剂的用量；

（5）接好电源及风管、喷管、速凝剂管等；

（6）检查喷射机的转子、振动器、计量泵及安全阀、压力表是否完好，并进行试运转；

（7）向喷射机的料斗加入约半料斗砂浆（水泥：

砂：

水-1：

3.5:

0.45），开动主电机将砂浆转入转子腔和气料混合仓。

喷射砼施工程序图

湿喷式砼喷射机

水泥

中粗砂

碎石、耐腐蚀剂（如果有）

水

砼拌和

风压控制在0.45～0.7MPa

受喷面

（筛网Ф10mm（滤出超径石子）

1）喷射作业

（1）操作顺序

打开速凝剂辅助风→缓慢打开主风阀→启动速凝剂计量泵、主电机、振动器→向料斗加混凝土。

（2）开机后注意观察风压，起始风压达到0.5MPa，才能开始操作，并据喷嘴出料情况调整风压。

一般工作风压：

边墙0.3～0.5MPa，拱部0.4～0.65MPa。

（3）混凝土拌和要充分，直径大于15mm的粗骨料及时清除。

（4）喷嘴与受喷面尽量垂直，两者的距离一般为1.5～2.0m，对挂有钢筋网的受喷面，喷嘴略倾斜，距离也相减少。

（5）喷嘴均匀地按螺旋轨迹，分区段（一般不超过6m），自下而上，一圈压半圈，缓慢移动，每圈直径约20cm。

若受喷面不平，先喷凹坑找平。

（6）喷射作业在工作平台上进行，有条件时，把喷嘴固定在机械手上。

（7）停机前，把喷射料斗中的混凝土全部喷完，并严格按以下顺序关机：

关主电机、振动器、关速凝剂计量泵、关主风阀；利用计量泵加水清洗速凝剂管路；再将喷嘴离开受喷面，依次打开主风阀、计量泵电机、主电机，向料斗中加水清洗气料混合仓、混凝土管道，最后关主电机、关主风阀、计量泵、停风。

（8）清理喷射机表面的混凝土。

隧道锚喷机械作业顺序

2、锚杆（中空、砂浆锚杆）

1）砂浆锚杆

钻孔使用锚杆台车，YT-28凿岩机、煤电钻钻眼；锚杆预先在洞外按设计要求加工制作，施工时锚杆钻孔位置及孔深必须精确，锚杆要除去油污、铁锈和杂质。

按设计要求钻凿锚杆孔眼，达到标准后，用高压风清除孔内岩屑，用注浆泵注浆，然后将加工好的杆体打入孔内，并将锚杆与钢筋网联为整体。

砂浆锚杆施工工艺框图见下图。

施工工艺说明:

（1）钻孔：

采用锚杆台车或风枪。

孔位偏差不大于10mm，孔深偏差不大于50mm，采用“先注浆后安装锚杆”的程序施工，钻头直径大于锚杆直径15mm。

（2）安装：

系统锚杆在围岩开挖和初喷混凝土后打设，钻孔时确保孔口岩面平整，使岩面与钻孔方向垂直，局部随机锚杆的孔轴方向与可能滑动面的倾向方向相反，其与滑动面的交角大于45°，间距1.0～1.5m，梅花形布置。

锚杆注浆后，在砂浆凝固前，不敲击、碰撞和拉拔。

（3）质量检查：

注浆密实度试验：

选取与现场锚杆直径和长度、锚孔孔径和倾斜度相同的锚杆和塑料管，采用与现场注浆相同的材料和配比拌制的砂浆，并按现场施工相同的注浆工艺进行注浆，养护7天后检查其密实度。

（4）拉拔力试验：

每300根锚杆中抽查3根进行拉拔试验。

砂浆锚杆养护28天后，安装拉拔设备，逐级加载至锚杆拔出或拉断为止，拉力方向与锚杆轴线一致。

2）中空注浆锚杆

中空注浆锚杆施工钻孔使用锚杆钻机或YT-28风动凿岩机和煤电钻钻孔，钻孔前根据设计要求定出孔位，钻孔保持直线并与所在部位岩层结构面尽量垂直，钻孔直径φ42mm，钻孔深度大于锚杆设计长度10cm。

见下图“中空注浆锚杆工艺框图”。

施工工艺说明：

（1）钻孔：

按设计位置沿拱部开挖轮廓上标出锚杆位置；用锚杆钻机或风枪钻孔，钻至设计深度后，用水或高压风清孔，经检查后进行锚杆安设。

（2）锚杆安装：

中空锚杆按设计要求在厂家定做，使用前先检查锚杆孔中有无异物堵塞，如有异物清理干净，用风枪将锚杆送入孔内，锚杆的外露长度10～15cm，然后安装孔口帽（止浆塞）。

（3）注浆准备：

为了保证连续不间断注浆，注浆前认真检查注浆泵的状况是否良好，配件是否备齐；检查制浆的原材料是否备齐，质量是否合格。

浆液采用水泥浆，检查无问题后开始注浆。

（4）注浆作业：

迅速将锚杆、注浆管及注浆泵用快速接头连接好。

开动注浆泵注浆，直至浆液从孔口周边溢出或压力表达到设计压力值为止。

每根锚杆注浆必须连续注满。

一根锚杆完成后，迅速卸下注浆软管和锚杆接头，清洗后移至下一根锚杆使用。

注浆过程中，每次移位前及时清洗快速接头，以保证注浆连续进行。

浆液严格按配合比配制，并随配随用，以免浆液在注浆管、注浆泵中凝结。

注浆过程中若出现堵管现象，及时清理锚杆、注浆软管和注浆泵；当注浆泵的压力表显示有压力，则卸压后再拆接头进行处理。

为保证注浆效果，严格控制注浆压力，橡胶止浆塞打入孔口不小于30cm，而且要待排完气之后立即用快凝水泥砂浆封闭止浆塞以外的钻孔。

3、钢筋网

钢筋网沿拱墙铺设，钢筋网的铺设在初喷和系统锚杆施作后安设。

钢筋网固定在锚杆末端，钢筋类型及网格间距按设计施作。

钢筋网必须安装顺直，随被支护岩面的实际起伏状铺设，与被支护岩面间隙约3cm，钢筋网与钢筋网连接处、钢筋网与锚杆连接处点焊在一起，使钢筋网在喷射时不晃动。

钢筋网在加工厂加工成片，在洞内再焊接起来形成整体。

钢筋网加工允许偏差：

间距±10mm，搭接长度±15mm；表面保护层厚度不小于20mm，不允许将锚杆、钢筋头外露。

4、钢架（格栅、型钢）制安

本标段隧道采用型钢钢架加强初期支护。

（1）加工

型钢钢架加工时首先根据各单位长度下好料，然后在车间工装台上弯制。

钢架的焊接在胎模内焊接，控制变形。

按设计加工好各单元钢架后，组织试拼，检查钢架尺寸及轮廓是否合格。

加工允许误差：

沿隧道周边轮廓误差不大于3cm，平面翘曲小于±2cm，接头连接要求同类之间可以互换。

结构试验时，在工作台上将钢架拼装成环。

外侧焊油顶座，采用油顶按设计荷载加压。

使用钢筋力计及收敛仪量测钢架内力和变形情况。

（2）钢架的安装

钢架在初喷混凝土后安设。

确保钢架外缘有足够的混凝土保护层厚度，在安设过程中当钢架和围岩间有空隙时，设垫块。

定位筋一端与钢架点焊在一起，另一端锚入围岩中，当钢架架设处有锚杆时，尽量利用锚杆定位。

钢架根部加设径向锁脚锚杆，防止下沉。

（3）钢架安装标准

钢架安设前检查掌子面开挖净空，并挖除钢架底脚处虚碴，决不允许用虚碴填在超挖拱脚底部，垫方木或型钢进行高差调整，开挖尺寸允许误差±5cm。

钢架落底接长在单边交错进行。

每次单边接长钢架1～3排。

在软弱地层可同时落底接长和仰拱相连并及时喷射混凝土。

接长钢架和上部通过垫板用螺栓牢固准确连接。

焊接两榀之间的连接钢筋。

5、锁脚锚管

锁脚锚管用φ42钢管加工成长3.5m，前端成锥形，尾端焊箍，管壁周围每隔15cm交错，孔眼直径8mm，尾端1m不钻孔。

采用YT-28风动凿岩机在拱脚位置钻孔，钻孔成型后，安装导管，加设止浆塞，用注浆泵注水泥浆。

注浆压力0.6～1.0Mpa，难注地段最多1.5Mpa，浆液配合比按设计要求和地质情况，现场试验确定。

6、管棚

隧道进、出口地段及浅埋段竖井进洞处岩体较破碎、埋深浅，为确保进洞安全，均需采用大管棚超前支护加固地层，大管棚施工方案如下：

1）施工导向墙

在洞口明暗交界处施工混凝土套拱作为大管棚导向墙，内设型钢钢架，按设计管棚位置埋设导向管并与钢架焊接。

套拱采用型钢钢架支设钢模板浇筑。

2）搭设脚手架

砼达一定强度后，在洞口搭设脚手架，钻机就位对中后固定，然后开始钻孔，钻孔过程中由专人测定钻孔精度，确保孔位准确。

3）钻孔与顶管

利用管棚钻机作为钻孔机械，钻机按预埋的导向管就位。

施钻深孔时，钻机大臂顶紧在掌子面上，当第一节钻杆钻入岩层，尾部剩余20～30cm时停止钻进，接长第二根钻杆，用联接套把两根钻杆连接牢固，又重新钻孔，直至钻孔达到要求深度（比管棚长0.5m以上）后，按同样方法拆卸钻杆。

用钻机将大管棚逐节顶入孔内，连接管路并密封孔口，进行压水检查达到要求后，进行注浆。

4）大管棚注浆

根据设计压注水泥砂浆，进行围岩加固。

注浆参数符合设计要求。

管棚施工见下页图。

5）保证施工工艺的技术措施

（1）施工前根据设计洞门的里程和标高刷好洞门仰坡，如果边仰坡石质不良或为土质时，根据地质情况用水平锚杆、挂网、喷砼加固，保证其稳定。

（2）设置两榀临时钢支撑工字梁拱架，焊好纵向连接，并注意预留保护层。

（3）在两榀钢拱架上，按管棚设计位置（间距和水平标高、仰角），准确的焊上套管，套管外端焊一个法兰盘，用来平衡钻孔和压浆的后座力，里面一端用胶纸封口，以防砂浆流入。

导管的导向直接影响管棚的质量，必须严格按设计安装、焊牢。

（4）导管全部焊好后即可灌注套拱砼，边墙部分不影响管棚施工，可以在洞身开挖后一并施作。

（5）钻孔时随时检查孔眼的方向与仰角，以免超过误差限度。

钻眼达到设计长度后，检查管内钻碴是否冲洗干净，否则再用较小钻头加高压水在管内钻除余碴。

（6）压浆时注意将压浆管伸入孔底，保证压浆饱满。

待水泥砂浆达到70%设计强度即可进行洞身拱部开挖。

7、超前小导管

1）超前小导管加工

超前小导管采用φ42/φ50无缝钢管制作，管身预留止浆段不小于0.3cm，导管加工在现场专业车间进行，其注浆孔采用钻床成孔，先将导管一端做成尖形，另一端加焊ф6管箍，并经质量人员检验合格方可交付使用。

2）钻孔、插入小导管

小导管钻孔前，先进行孔位测量放样，做到位置准确，钻孔严格按放样进行，孔位外插角度符合设计要求，避免造成串孔，影响注浆效果。

钻孔完成后，先用高压风（或水）清孔，然后进行注浆。

3）注浆

根据设计采用压注水泥砂浆进行围岩加固，必要时在施工中对富水地段采用水泥-水玻璃双液浆进行围岩加固。

注浆压力控制在0.4～0.6Mpa。

见下图“超前小导管注浆施工工艺流程图”。

注浆前认真做好机具设备的检修工作，并加入清水进行试运转，发现问题及时排除和修复，使其处于良好工作状态。

对注浆管路系统包括接头、阀门等进行认真检查，如有破损予以更换，不好用的接头、阀门不使用，防止注浆时在较高压力下发生脱扣。

注浆过程中随时注意检测所注浆液的凝结时间是否与要求相一致，否则及时找出原因予以排除，注浆作业前后配合，统一指挥。

注浆管的止浆和固定：

在注浆管预定的位置，用沾有胶泥的麻丝缠绕成不小于钻孔直径的纺锤形柱塞，把管子插入孔内，再用台车把管顶入孔内，使麻丝柱塞与孔壁充分挤压紧，然后在麻丝与孔口空余部分填充胶泥。

注浆作业完毕后，对所有的机具设备，特别是搅拌机、注浆管、接头、阀门、贮浆桶等认真清洗干净，收好后撤出洞外，并定期进行检查、保养，保证其处于良好状态，以备下段注浆使用。