隧道Ⅲ级围岩初期支护施工技术交底.docx
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隧道Ⅲ级围岩初期支护施工技术交底
璧山隧道Ⅲ级围岩初期支护施工技术交底
一、交底说明
本交底适用于中铁二局成渝客运专线经理部第五分部璧山隧道暗洞Ⅲ级围岩地段初期支护施工。
二、施工概况
璧山隧道Ⅲ级围岩初期支护施工主要包括初喷混凝土、安设锚杆、架立钢架（Ⅲ级Ⅰ型复合式衬砌）、挂设钢筋网以及复喷混凝土等。
在上一工序施工结束后,应立即施作初期支护,约束围岩变形。
璧山隧道Ⅲ级围岩初期支护参数见下表2-1:
衬砌类型
Ⅲ级
Ⅲ级Ⅰ型
Ⅲ级Ⅱ型
预留变形量（cm）
5～8
喷射混凝土
规格
拱部、边墙
C25
仰拱
/
/
C25
设置部位及设置厚度
拱墙:
12cm
拱180°:
21cm
边墙:
12cm
拱墙:
15cm
仰拱找平:
10cm
钢筋网
钢筋规格（HPB235）
φ6
设置部位
拱部
开挖边缘线上部180
拱部
网格间距（cm）
25×25
锚杆
规格
拱部
Φ25普通中空锚杆（L=3m）
边墙
Φ22砂浆锚杆（L=3m）
设置部位及间距（环×纵m）
拱部:
1、2×1、5
拱部:
1、2×1、5
拱部:
1、2×1、5
边墙:
1、5×1、5
/
边墙:
1、5×1、5
钢架
类型
/
四肢格栅（高140）
/
设置部位
/
开挖边缘线上部180
/
纵向间距（m）
/
1、2～1、5
/
钢材规格
/
Φ22、Φ14、φ6
/
表2-1Ⅲ级围岩初期支护参数
三、施工工艺工序
1、施工工序
（超欠挖处理完毕后）第一次初喷砼→施作拱顶普通中空锚杆及边墙砂浆锚杆→铺挂钢筋网→安装锚垫板→立钢拱架（Ⅲ级Ⅰ型复合式）→施作锁脚锚杆（Ⅲ级Ⅰ型复合式）→复喷砼至设计厚度
图3-1初期支护施工流程图
2、施工工艺
喷射混凝土采用湿喷工艺,利用湿喷台车或湿喷机械手施作。
安装锚杆时采用YT-28气腿式风钻钻孔后,将锚杆打入孔内并注浆与施作钢垫板。
钢架在洞外加工成型并试拼装后运输进洞,利用装载机配合人工架立,及时加设锁脚锚杆与纵向连接筋。
钢筋网片在洞外加工成1、5m2片状,运进洞内进行铺设,搭接1～2个网格。
最后必须复喷混凝土至设计厚度。
四、初期支护喷射混凝土施工
1、喷射混凝土原材料
①水泥
喷射砼采用P042、5R普通硅酸盐水泥。
②砂
喷砼采用坚硬耐久的中粗砂,细度模量大于2、5,含水率宜控制在5%～7%之间,喷射砼不得采用细砂。
砂的各项技术标准必须符合规范要求。
③石子
采用坚硬耐久的碎石,石子粒径不大于15mm,使用前筛洗干净,含水率控制在2%左右,石子的级配符合设计要求。
已选定5-10mm的小石子。
碱骨反应合格。
④速凝剂
速凝剂的用量与要求凝结时间、水泥品种、风化程度与温度有关,要根据施工工艺要求的凝结时间,对所用水泥做不同掺量的凝结时间试验与强度试验,以确定最佳掺量,要求初凝不大于5min,终凝不大于10min。
根据施工工艺要求,采用液体速凝剂。
⑤水
采用饮用水。
⑥外加剂
喷砼主要有耐腐剂,粉煤灰与减水剂。
为便于施工控制,采用防腐剂、粉煤灰与减水剂根据试验确定最佳掺量,然后三种复合。
主要用于改善砼结构,提高砼抗渗、抗裂、抗腐性能。
2、喷射混凝土的拌合与运输
璧山隧道Ⅲ级围岩拱墙及仰拱（Ⅲ级Ⅱ型）喷射混凝土型号均为C25混凝土。
喷射混凝土由拌合站集中拌合,采用自动计量配料、强制拌与机拌合,混凝土罐车运输至施工现场。
混凝土原材料的用量按照实验室提供的配合比考虑。
3、喷射混凝土施工前准备工作
①岩面的处理
1）一般岩面可用高压水冲洗受喷面上的浮尘、岩屑,当岩面遇水容易潮解、泥化时,宜采用高压风吹净岩面,以保证喷射砼与受喷岩面粘结牢固,保证喷射砼与地层良好的共同受力。
2）大股涌水宜采用注浆堵水在喷射混凝土。
小股涌水或裂隙渗漏水,视具体情况宜进行岩面注浆（补孔宜密,钻孔宜浅）,或顺股水出露点打孔压注速凝浆液,或插排水管将水引到隧底部水沟或纵向排水管;待受喷面上无流淌水后再喷混凝土。
大面积潮湿的岩面可再混凝土中掺高效减水剂与增粘剂。
图4-1涌水、渗水或潮湿岩面喷射前的处理措施
②混凝土厚度标志设置
为控制喷射混凝土厚度我们预先在岩层面上埋设钢筋,用以指示混凝土喷射厚度。
③机具设备试运转
选用的空压机应满足喷射机工作风压与耗风量要求;压风进入喷射机前必须进行油水分离,输送管应能承受0、8Mpa以上的压力,并应具有良好的耐磨特性;另外保证作业区内具有良好的通风与照明条件。
检查速凝剂的泵送剂计量装置性能。
4、喷射混凝土施工工序流程
隧道采用湿喷机械手湿式喷射混凝土其工艺流程见下图。
图4-2湿喷砼施工工序流程
5、喷射混凝土施工工艺
①喷射设备
混凝土喷射采用TK系列湿喷机或进口湿喷机械手。
高压风采用美国寿力空压机。
施工平台采用掌子面作业台车。
②喷射混凝土作业
1）砼喷射机安装调试好后,在料斗上安装振动筛（筛孔20mm）,以免超粒径骨料进入喷射机。
喷射时,送风之前先打开计量泵（注意:
此时喷嘴应朝下,以免速凝剂流入输送管内）,以免高压砼拌合物堵塞速凝剂环喷射孔。
喷射手应保持喷头具有良好的工作状态,以喷射砼回弹量小,表面湿润有光泽,易粘着为好,同时喷射机司机与喷锚手要密切配合,根据喷射手反馈的喷射情况及时调整风与计量泵,控制好风压与速凝剂掺量。
2）喷头与受喷面的距离以1、5～2、0m较为适宜。
喷射时喷头由注意角度、距离等,喷射路线呈小螺旋形绕圈运动,绕圈直径30cm左右为宜。
后一圈压前一圈的1/3～1/2,喷射路线呈“S”形运动,每次“S”形运动长度为3～4m,喷射纵向第二行时,要依顺序从第一行的起点处开始,行与行间须搭接2～3cm,料束旋转速度,原则上要均匀不宜太慢或太快,喷射区段划分与喷头活动顺序如下图。
图4-3喷头活动顺序示意图
3）喷头与受喷面的角度,一般应垂直于受喷面,但在喷边墙时,宜将喷头略向下俯10°左右,使砼束喷射在较厚的砼顶端,可避免料束中的粗骨料直接与受喷面撞击,减少回弹量,当喷射有钢架位置时,适当调整喷头角度,保证钢架背后混凝土密实。
4）喷射作业应分段分片依次进行,喷射顺序应自下而上,分段长度不宜大于6m。
一一次喷射厚度不宜超过10cm。
分层喷射时,后一层喷砼应在前一层喷砼终凝后进行,时间间隔一般为15～20min,若终凝1小时后再进行喷射时,应先用风水清洗喷层表面。
喷射混凝土的一次喷射厚度:
拱部为60～100mm,边墙为80～150mm。
③喷射混凝土厚度控制
喷射混凝土前必须在岩层面上安设钢筋作为厚度控制标志。
④喷射混凝土养护
为使水泥充分水化,减少与防止收缩裂缝,在喷射砼终凝后2h即开始洒水养护。
养护时间与洒水次数,取决于水泥品种与空气湿度,在任何情况下,养护时间不小于14d。
气温低于+5℃时不得喷水养护。
6、喷射混凝土质量检验
喷射混凝土必须满足设计的强度、厚度及其与岩面粘结力要求。
①喷射混凝土与围岩粘结强度的试验方法:
1）成型试验法:
在模型内放置面积为10×10cm、厚5cm,粗糙度近似于实际岩面的岩块,用喷射混凝土掩埋,等强后加工成10×10×10cm的立方体并养护28天,用劈裂法进行试验。
2）直接拉拔法:
在围岩表面预先设置带有丝扣与加力板的拉杆,用10cm厚的喷射混凝土将加力板埋入,试件面积30×30cm（与周围喷射混凝土分离）,养护28天后进行拉拔试验。
②回弹率
回弹率的测定方法就是:
按标准操作喷射0、5～1、0m3的混凝土,在长度3、0m的墙部或拱部喷10cm厚的喷层,用铺在地面上的彩条塑料布或钢板收集回弹物,称重后换算为体积与全部喷出混凝土体积的比值。
③喷射砼强度
试件采用边长15cm的立方体无底试模射成型、大板切割方法制取。
在本项目中准备两种方法均使用。
④喷射砼表面平整度
对所时行的喷射砼及时进行喷射混凝土表面检查,砼表面应密实、砼表面用2m直尺进行检查时,凸或凹入度不得超过5cm,无裂缝、脱落、漏喷、露筋、空鼓与渗漏水,锚杆头钢筋无外露。
7、喷射混凝土质量控制标准
①厚度
喷射混凝土平均厚度应大于设计厚度。
喷射混凝土厚度检查点数的80％及以上大于设计厚度。
喷射混凝土最小厚度不小于设计厚度的2/3。
②表面平整,允许偏差为100mm,混凝土密实,无空洞,无片石,无石棉瓦。
混凝土早期强度及终凝强度复核设计要求。
8、人员配置
喷射混凝土作业人员配置表。
表4-1湿喷混凝土作业人员配置
序号
主要工种
工作
数量（人）
1
湿喷机械手
喷射混凝土
2
2
杂工
辅助喷射混凝土
6
3
砼运输司机
运输混凝土
3
4
拌合站操作手
混凝土拌合
2
5
实验人员
提供配合比以及现场质量控制
1
6
责任人
现场指挥
1
7
合计
14
9、安全环保措施
①开机时应按先开风阀,再依次开计量泵、主机的顺序进行,严禁将喷枪对准施工人员,以防止突然出料伤人。
②喷射作业时,如压力表指针突然上升,并出现往复摆动时,说明堵管,此时应立即停机疏通管路,喷射手与辅助操作人员要紧握喷枪,以免送风时喷枪甩动伤人。
③严格控制工作压力,在满足工艺要求的条件下,工作风压不宜过大,同时要控制好拌合物水灰比,经常检查速凝剂注入环的工作情况,发现问题及时解决。
④喷射作业完成后应先关主机,再依次关闭计量泵、风阀,然后用清水将机内输送管路内残留物清洗干净。
⑥喷射手要配带好防护面罩或防护眼镜、胶布雨衣与手套,洞内作业人员要带防尘口罩。
⑦喷射作业机旁的粉尘容许浓度应小于10mg/m3。
测定条件就是:
在洞内停止通风的环境中,开始喷射作业5min后,距喷射点5m处的测定值。
五、初期支护锚杆施工
1、施工概况
璧山隧道暗洞Ⅲ级围岩地段初期支护边墙采用Φ22砂浆锚杆,拱部采用Φ25普通中空锚杆。
详细参数见表2-1璧山隧道Ⅲ级围岩初期支护参数表。
2、锚杆施工工艺
砂浆锚杆:
准备工作→测量定位→钻孔→清孔→压入砂浆或灌注药包→插入、固定锚杆→安装锚垫板
普通中空锚杆:
准备工作→测量定位→钻孔、清孔→插入中空锚杆→连接注浆管注浆→安装锚垫板
锚杆施工工艺流程图见。
图5-1锚杆施工工艺流程图
3、锚杆施工过程
①钻设锚杆孔
钻孔机具应根据锚杆类型、规格及围岩情况选择,按设计要求定孔位,其允许偏差±150mm,钻孔应与围岩璧面或其她所在部位岩层的主要结构面垂直;钻孔应圆而直,锚杆钻孔孔径应大于杆体直径15mm;钻孔深度应大于锚杆设计长度10cm,砂浆锚杆深度允许误差为±50mm。
②砂浆制备
砂浆强度等级不低于M20,宜采用中细砂,粒径不应大于2、5mm,使用前应过筛;砂浆比宜为1:
1～1:
2（重量比）,水胶比为0、38～0、45、砂浆应拌合均匀,随拌随用,一次拌合的砂浆应在初凝前使用完毕。
③锚杆安设与注浆
锚杆插入长度不得小于设计长度的90%;锚杆杆体使用前应平直、除锈、除油。
灌浆注浆管应插至距孔底5～10mm,随砂浆的注入缓慢的拔出,杆体插入后若孔口无砂浆溢出,应进行补注,灌浆压力控制在0、4Mpa,锚杆安装后不得随意敲击。
④安装锚垫板
锚杆必须加设钢垫板,垫板应用螺帽上紧并与喷层面紧贴,安装锚垫板与紧固螺母应在砂浆强度达到10Mpa后进行。
4、锚杆施工要点及注意事项
①孔位应按设计布置,偏差小于10cm,孔深误差±10cm。
②钻孔直径应大于锚杆直径15mm。
③钻孔本身应成直线,不应弯曲。
方向应沿隧道周边径向,并根据岩层节理、产状予以调整,不得平行于岩面。
④灌孔前应清孔,顺锚杆孔用高压风清除孔内积水、岩粉、碎屑等杂物。
⑤砂浆应随备随用,在砂浆初凝前应使用完。
⑥注浆应使用灌浆罐与注浆管,孔口压力小于0、4MPa。
顺着锚杆孔注浆,直到孔口有浆液流出为止。
⑦锚杆插入长度不得小于设计长度。
⑧锚杆插入后不得随意敲击,三天内不准悬挂重物。
⑨每100根锚杆应随机抽样三根,作拉拔试验,以了解锚杆的锚固质量。
⑩施作锚杆时,同时应预埋格栅钢架的定位锚杆。
六、初期支护钢架施工
璧山隧道暗洞Ⅲ级围岩Ⅲ级Ⅰ型复合式衬砌须在拱部180°范围内安装四肢格栅钢架,间距1、5m。
具体参数见表2-1隧道Ⅲ级围岩初期支护参数表。
1、钢架施工钎的准备工作
①钢架的制作与运输
五分部隧道使用的初支钢架统一在钢筋加工场集中加工,隧道作业队必须提前做出钢架使用计划,包括使用的型号与数量。
加工合格的钢架利用自卸汽车运输至施工现场。
②做好施工用电,机械设备（如电焊机、弯筋机、切割机、卷扬机等）的运转调试工作。
③架子队必须修建1:
1钢架试拼装平台,从钢筋场运至的钢架首先在洞外进行试拼装,确保钢架的质量与尺寸符合要求。
2、钢架安装工艺工序
①钢架安装工序
钢架安装施工工序见图6-1。
图6-1钢架施工工艺流程图
②钢架安装
钢架安装在掌子面开挖初喷完成后立即进行。
安装工作内容包括:
测量定位、安装前的准备与安装。
1）测量定位
首先测设出线路中线,确定高程,然后再测定其横向位置;钢架设于曲线上时,安设方向为该点的法线方向;安设于直线上时,安设方向与线路中线垂直。
测量点位需用红油漆逐榀标示。
安装位置的允许偏差为:
距线路中线位置支距不大于3cm,垂直度5%,前后两榀间距±10cm,矢高积累＋5cm。
2）安设前的准备工作
运至现场的单元钢架先分单元堆码于型钢拱架及钢筋堆放场内,安设前进行断面尺寸检查,及时处理欠挖侵入净空部分,保证钢架正确安设,钢架外侧有不小于5cm的喷射混凝土,安设拱脚或墙脚前,清除垫板下的虚碴,将钢架置于原状岩石上,在软弱地段,采用拱脚下垫钢板的方法。
3）钢架按设计位置安设
钢架与封闭混凝土之间紧贴,在安设过程中,当钢架与围岩之间有较大间隙时安设垫块,垫块数量大于10个,两排钢架间沿周边每隔1m用Ф22的纵向钢筋焊接,形成纵向连接系。
拱脚高度不够高设置钢板调整,拱脚高度低于上半断面底线以下10cm。
④锁脚锚杆的安设
拱部钢架必须采取锁脚措施,将钢架两底脚牢固锁定,以防止钢架下沉或两底脚回收,钢架锁脚采用两根L=3、0m的Φ22锁脚锚杆锁定,压注水泥浆液进行锚固。
3、质量验收要求
①钢架安装允许误差见
表6-1钢架安装允许偏差
序号
项目
允许偏差
1
间距
±100mm
2
横向
±50mm
3
高程
±50mm
4
垂直度
±2o
5
保护层与表面覆盖层厚度
-5mm
②钢架间距必须按照设计要求施作,不得超过允许误差。
③钢架安装时,必须保证有5cm厚的混凝土保护层,可设置混凝土垫块控制。
④钢架不得扭曲,连接钢板、连接螺栓稳靠,纵向安装Φ22连接筋,环向间距不大于1m。
⑤钢架两端头必须置立于坚固的基岩上面,防止钢架下沉。
4、安全环保要求
①钢架安装时,机械设备提升钢架单元时,必须有专人统一指挥,注意台架上作业人员安全。
②钢架两端头不得被水浸泡,防止基岩软化,钢架下沉。
③焊接作业时,注意安全用电,台架上作业使用36V安全电压。
④对作废的钢架进行回收利用。
七、初期支护钢筋网施工
1、施工概况
璧山隧道暗洞Ⅲ级围岩初期支护钢筋网采用φ6圆钢,网格25×25cm,主要铺设在拱部位置。
具体参数见表2-1隧道Ⅲ级围岩初期支护参数表。
2、施工准备
①钢筋网片加工
钢筋网片采用Ⅰ级φ6钢筋焊制,在钢筋加工场内集中加工。
先用钢筋调直机把钢筋调直,再截成钢筋条,钢筋网片尺寸根据拱架间距与网片之间搭接长度综合考虑确定。
网片重量控制在100kg左右,同时用在墙部网片应一侧带钩（如图4）,从上而下方便挂钩。
②成品存放
制作成型的钢筋网片必须轻抬轻放,避免摔地产生变形。
钢筋网片成品应远离加工场地,堆放在指定的成品堆放场地上。
存放与运输过程中要避免潮湿的环境,防止锈蚀、污染与变形。
3、挂钢筋网片
按图纸标定的位置挂设加工好的钢筋网片,钢筋片随初喷面的起伏铺设,绑扎固定于先期施工的系统锚杆之上,再把钢筋片焊接成网,网片搭接长度为1～2个网格。
4、施工要点
①钢筋网格尺寸应符合设计要求。
②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,且保护层厚度不得小于2cm。
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。
八、初期支护综合接地
璧山隧道暗洞Ⅲ级围岩复合式衬砌初期支护综合接地施工详见《隧道初期支护综合接地技术交底》内容。
九、初期支护安全环保措施
1、喷射混凝土
①喷射混凝土时,所有操作工人必须带安全帽,防尘口罩,防尘工作服,雨靴,橡胶手套。
②喷射手,控制好风压、喷射距离,避免回弹骨料伤人。
③电线包皮应完好,开关应装在固定闸刀盒内。
④安全员应随时观察地质变化,发现有松动滑块现象,应立即撤离工作面。
⑤喷浆结束后,应清洗喷射机及管路,避免堵管炸裂伤人。
2、锚杆施工
①施工期间,应对支护的工作状态进行定期与不定期检查。
在不良地质地段,应由专人每班检查。
②暂停施工时,应将支护直抵开挖面。
③锚杆简易台架应安置应稳妥。
④作业中如发生风、水、输料管路堵塞或爆裂时,必须依次停止风、水、料的输送。
⑤对锚杆支护体系的监控量测中发现支护体系变形、开裂等险情时,应采取补救措施。
当险情危急时,应将人员撤出危险区。
⑥若已锚地段有较大变形或锚杆失效,立即在该地段增设加强锚杆,长度不小于原锚杆长度的1、5倍。
3、格栅钢架
①施工期间,应对支护的工作状态进行定期与不定期检查。
在不良地质地段,应由专人每班检查。
当发现支护变形或损坏时,应立即修整加固,当险情危急时,应将人员撤出危险区。
。
②构件支撑的立柱不得置于虚碴与活动石块上。
在软弱围岩地段,立柱底面应加设垫板或垫梁。
③钢架的安装作业时,作业人员之间应协调动作,在本排钢架未安装完毕,并与相邻的钢架与锚杆连接稳妥之前,不得擅自取消临时支撑。
4、钢筋网片
①施工人员应经培训合格后上岗。
焊工应持有特种工人作业证。
②焊工必须穿戴防护衣具。
施工时焊工应站在木垫或其它绝缘垫上。
③焊机必须接地,以保证操作人员安全,对于焊接导线及焊钳接导线处,都应有可靠的绝缘接地。
④大量焊接时,焊接变压器不得超负荷,变压器升温不得超过60℃,为此,要特别注意遵守焊机暂载率规定,以免过分发热而损坏。
⑤钢筋的调直、切断所使用的机械设备必须指定专人操作。
⑥钢筋网的安装,作业人员之间应协调动作。
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