支护工程.docx

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支护工程

第五节支护工程

1、支护施工程序

边坡施工时，为保证边坡稳定，边坡支护施工必须跟进开挖作业面，对于岩体完整稳定的边坡，边坡支护施工滞后开挖工作面一个梯段；对于岩体破碎不稳定的边坡，采取边开挖边支护方式，在上一个梯段喷锚支护完成后，方能进行下一梯段的开挖，即边坡支护施工与开挖作业在同一梯段工作面上平行施工，边坡支护作业面滞后开挖作业面10~15m。

边坡支护施工工艺如下：

边坡支护施工工艺图

在进行洞内Ⅲ类围岩开挖时，由于地质条件较好，支护施工可滞后于开挖掌子面一段距离进行。

在进行洞内Ⅳ、Ⅴ类围岩开挖时，由于地质条件较差，故系统锚杆、挂网喷射混凝土的施工必须尽快进行，以确保洞室围岩的稳定和施工安全。

支护施工滞后开挖工作面距离不宜超过2个循环进尺。

洞内Ⅳ、Ⅴ类围岩支护施工程序图

2、锚杆施工

1、砂浆锚杆施工工艺流程

锚杆施工主要采用手风钻进行钻孔，人工安插锚杆，锚杆注浆机注浆，其工艺流程如下：

2、锚杆施工材料技术要求

1）锚杆：

锚杆和预应力锚杆的材料应按要求，选用II级或III级高强度的螺纹钢筋或变形钢筋。

（2）水泥：

注浆锚杆和预应力锚杆的水泥砂浆应采用标号不低425#的普通硅酸盐水泥；

（3）砂：

采用最大粒径小于2.5mm的中细砂；

（4）水泥砂浆：

注浆锚杆水泥砂浆的强度等级不应低于20MPa；

（5）外加剂：

在注浆锚杆水泥砂浆中加的速凝剂和其它外加剂，其品质不得含有对锚杆产生腐蚀作用的成分；

（6）树脂：

用于注浆和非注浆锚杆端快速锚固的树脂，应选购合格厂家生产的产品。

树脂与填料的比例，应通过现场试验确定。

3、施工准备

锚杆钻孔前，先对边坡或洞壁进行安全处理，及时清除松动石块和碎石。

避免在施工过程中坠落伤人。

同时准备施工材料和钻孔、注浆机具设备；敷设通风和供水管路。

4、锚杆孔的钻孔施工

对于5.0m或5m以内长锚杆，采用手风钻钻孔具体施工技术要求如下：

（1）锚杆钻孔开孔应按施工图纸布置的钻孔位置进行，其孔位偏差应不大于100mm。

（2）锚杆孔的孔轴方向应满足施工图纸的要求。

施工图纸未作规定时，其系统锚杆的孔轴方向应垂直于开挖面；如遇有局部加固，局部加固锚杆的孔轴方向应与能滑动面倾向相反，其与滑动面的交角应大于45º。

（3）注浆锚杆的钻孔孔径应大于锚杆直径，施工时，若采用“先注浆后安装锚杆”的程序施工，钻头直径应大于锚杆直径15mm；若采用“先安装锚杆后注浆”的程序施工，钻头直径应大于锚杆直径25mm以上。

（4）孔深必须达到施工图纸的规定，孔深偏差值不大于50mm。

5、锚杆注浆施工

采用人工安插锚杆后，用小型锚杆注浆机进行注浆，其施工技术要求如下：

（1）锚杆注浆机的水泥配合比，应在以下规定的范围内通过试验选定：

水泥：

砂，1:

1~1:

2（重量比）

水泥：

水，1:

0.38~1:

0.45。

（2）锚杆注浆后，在砂浆凝固前，不得敲击、碰撞和拉拔锚杆。

6、锚杆的质量检验

（1）锚杆的质量检验：

每批锚杆材料均应附有生产厂的质量证明书，承包人应按施工图纸规定的材质标准以及监理人指示的抽检数量检验锚杆性能。

（2）注浆密实度试验：

选用与现场的锚杆直径和长度、锚杆的孔径和倾斜度相同的锚杆和塑料管（或钢管），采用与现场锚杆注浆相同的材料和配比拌制是的砂浆，并按现场施工相同的注浆工艺进行注浆，养护7天后剖管检查其密实度。

不同类型和不同长度的锚杆均需进行试验，试验计划报送监理人审批后实施。

（3）按监理人指示的抽检范围和数量，对锚杆的钻孔规格（孔径、深度和倾斜度）进行抽查并做好记录。

（4）拉拔力试验：

边坡的支护锚杆，按作业分区在每300根锚杆中抽查三根进行拉拔力试验。

在砂浆锚杆养护28天或预应力锚杆头固定后，安装张拉设备逐级加载张拉至拔出锚杆或将锚杆拉断为止，拉力方向应与锚杆轴线一致。

喷锚支护中抽检的锚杆，当拉拔力达到规定值时，应立即停止加载，结束试验。

3、喷射混凝土施工

1、土石方明挖边坡喷射混凝土施工

①岩石边坡表面处理应按下列规定：

a.岩石边坡应采用光面爆破或预裂爆破，以减少对边坡岩石的损伤和获得较平整的喷射面；

b.自然边坡应将基岩面整平，并将表面松动岩块、浮渣等覆盖物清理干净；

c.清理坡脚处的岩渣等堆积物。

②土质边坡喷射混凝土支护应遵守下列规定：

a.明挖土质边坡，喷射混凝土支护作业前，应将边坡整平、压实，自坡底开始自下而上分段分片依次数进行喷射；

b.严禁在冻土和松散土面上喷射混凝土。

2、喷射混凝土施工工艺

喷射混凝土有干喷和湿喷法等，为保证砼强度和减少回弹量，降低粉尘浓度，采用湿喷法，本工程施工图纸有素喷射混凝土、锚杆喷射混凝土和钢筋网喷射混凝土等的施工作业。

湿喷射混凝土的施工工艺如下：

3、对材料的技术要求

①水泥：

优先选用符合国家标准的普通硅酸盐水泥，当有防腐或特殊要求时，经监理人批准，可采用特种水泥，进场水泥应有生产厂的质量证明书。

②骨料：

细骨料采用坚硬耐久的粗、中砂，细度模数宜大于2.5，使用时的含水率控制在5%~7%；粗骨料采用耐久的卵石，粒径不应大于20mm；喷射混凝土中不得使用含有活性二氧化硅的骨料，喷射混凝土的骨料级配，应满足下表的规定。

喷射混凝土用骨料级配

项目

通过各种筛径的累计百分数（%）

0.6mm

1.2mm

2.5mm

5mm

10mm

20mm

优

12~22

23~31

35~43

50~60

73~82

100

良

13~31

18~41

26~54

40~70

62~90

100

③水：

应符合饮用水的要求可使用，未经处理的工业废水不得使用。

④外加剂：

速凝剂的质量应符合施工图纸要求并有生产厂的质量证明书，初凝时间不应大于5min，终凝时间不应大于10min。

⑤钢筋网：

应采用屈服强度不低于240MPa的光面钢筋（丝）网，钢纤维的抗拉强度不低于380MPa。

4、喷射砼配合比

喷射混凝土配合比，应通过室内试验和现场试验选定，并应符合施工图纸要求，在保证喷层性能的前提下，尽量减少水泥和水的用量。

速凝剂以及其它外加剂（如硅粉等）的掺量应通过现场试验确定，喷射混凝土的初凝和终凝时间，应满足施工图纸和现场喷射工艺的要求，喷射混凝土的强度应符合施工图纸要求。

5、配料、拌和及运输

①称量允许偏差

拌制混合料的称量偏差允许符合下列规定：

水泥和速凝剂士2%，砂、石+3%

②搅拌时间

混合料搅拌时间应按下列规定：

a.采用容量小于400L的强制式搅拌机拌料时，搅拌时间不得少于1min；

b.采用自落式搅拌机拌料时，搅拌时间不得少于2min；

c.混合料掺有外加剂时，搅拌时间应适当延长;

d.采用人工拌料时，拌料次数不少于三次，且混合料的颜色应均一.

③运输

混合料在运输、存放过程中，应严防雨淋、滴水及大块石等杂物混入，装入喷射机前应过筛。

6、喷射混凝土的准备工作

①承包人应在喷射前对喷射面进行检查，并做好以下准备工作；清除开挖面的浮石、墙脚的石渣和堆积物；处理好光滑岩面；用高压风水枪冲洗喷面，对遇水易潮解的泥化岩层，应采用压风清扫岩面；埋设控制喷射混凝土厚度的标志；作业区应具有良好的通风和充足的照明设施。

②喷射作业前，施工人员应对施工机械设备，风、水、电管路和电线等进行全面检查和试运行。

③施喷前应在受喷面滴水部位埋设导管排水，导水效果不好的含水层可设盲沟排水，对淋水处理可设截水圈排水。

7、喷射混凝土工艺作业措施

①喷射距离和喷射方向：

喷射混凝土时，喷嘴在可能条件下，应保持与岩面距离0.7m，喷射方向大致垂直于岩石面。

②喷射混凝土作业应分段分片依次进行，喷射顺序自下而上，一次喷射厚度按图纸规定数据选用；分层喷射时，后一层应在前一层混凝土终凝后进行，若终凝1h后再行喷射，应选用风水清洗喷层面；喷射作业应紧跟开挖工作面，混凝土终凝至下一循环放炮时间不应少于3h。

③喷射机作业应严格执行喷射机的操作规程：

应连续向喷射机供料；保持喷射机工作风压稳定；因故中断喷射作业时，应将喷射机和输料管内的积料清除干净。

④喷射混凝土养护：

喷射混凝土终凝2h后，一般应喷水养护；养护时间一般工程不得少于7d，重要工程不得少于14d；气温低于+5℃时，不得喷水养护。

⑤冬季施工：

喷射作业区的气温不应低于+5℃；混合料进入喷射机的温度不应低于+5℃；普通硅酸盐水泥或矿渣水泥配制的喷射泥土在分别低于设计强度30%和40%时，不得受冻。

⑥涌水处理：

地质条件复杂、岩溶发育的地段，如遇岩石面涌水时喷射混凝土按以下措施处理。

a.用排水管引走漏水，然后喷射;

b.先喷射干拌混凝土，当其与涌水融合后再逐渐加水喷射设计混凝土；

c.增加水泥用量和增加速凝剂掺量，降低水灰比；

d.涌水范围大时，可在金属网上铺过滤层或隔水层，将其固定的围岩上，通过软管边排水、边喷射；

e.从围岩的节理等处涌水时，可挖排水通道处理后，再喷射混凝土；

f.涌水严重时，可设置排水孔后再喷射；

8、养护

①喷射混凝土的养护，应按SDJ57~85第3.5.6条的规定执行。

②当喷射混凝土周围的空气湿度达到或超过85%时，经监理人同意，可准予自然养护。

9、质量检验

在施工过程中应会同监理人进行以下项目的质量检验。

①应按照施工规范的有关规定进行喷射混凝土施工质量抽样试验，抽样试验报告应报送监理人。

②喷层厚度检查，应按施工规范的规定执行。

检查记录应定期报送监理人。

经检查，喷射混凝土厚度未能达到施工图纸要求的厚度，应进行补喷，所有喷射混凝土都必须检查合格后才能进行验收。

③喷射混凝土与岩石间的黏结力以及喷层之间的黏结力，应按监理人的指示钻取直径100mm的芯样作抗拉试验，试验成果资料应报送监理人。

④经检查发现喷射混凝土中的鼓皮、剥落、强度偏低或有其它缺陷的部位，应及时予以清理和修补。

4、挂网喷混凝土施工

1、钢筋网的使用

按施工图纸的要求和监理工程师的指示，在指定部位进行喷射混凝土前布设钢筋网。

钢筋网的间距为150～300mm，钢筋采用直径为4～12mm。

屈服强度240MPa的光面钢筋（Ⅰ级钢筋），水工隧洞内钢筋保护层厚度不小于50mm。

钢筋网喷射混凝土支护厚度（除按设计图外）不小于100mm，亦不大于250mm。

使用工厂生产的定型钢丝网时，其钢丝间距不小于100mm，并经过喷射混凝土试验选择骨料的粒径和级配。

钢筋网宜在施工现场预制点焊成网片，成品钢筋网在安设时，其搭设长度不小于200mm；钢筋网宜在岩面喷一层混凝土后铺设；采用双层钢筋网时，第二层钢筋网在第一层钢筋网被混凝土覆盖后铺设。

钢筋网与锚杆、钢支撑或其他锚定装置连接牢固，喷射时，钢筋网不得晃动。

2、

（1）钢纤维的使用

承包人应按施工图纸或监理人指示的范围使用钢纤维喷射混凝土。

钢纤维采用普通碳素钢，其抗拉强度不得低于380MPa，纤维的直径应为0.3～0.5mm，长度为20～25mm，且不得大于25mm，掺量应在昆合料重量的3%～6%范围内根据试验选定，并经监理人批准。

（2）钢纤维喷射混凝土施工

钢纤维喷射混凝土施工应按GB50086－2001有关规定执行。

3、土石方明挖边坡喷射混凝土施工

（1）岩石边坡表面处理应按下列规定：

1）岩石边坡应采用光面爆破或预裂爆破，以减少对边坡岩石的损伤和获得较平整的喷射面；

2）自然边坡应将基岩面整平，并将表面松动岩块、浮渣等覆盖物清理干净；

3）清除坡脚处的岩渣等堆积物。

（2）土质边坡喷射混凝土支护应遵守下列规定：

1）明挖土质边坡，喷射混凝土支护作业前，应将边坡整平、压实，自坡底开始自下而上分段分片依次进行喷射；

2）严禁在冻土和松散土面上喷射混凝土。

5、钢支撑

隧洞在开挖过程中遇到不良地质或不稳定岩层时，需采用钢支撑加强支护。

1、钢支撑施工工艺流程

钢支撑施工工艺流程图

2、钢支撑加工

钢支撑，采用钢筋拱架或“I16-18”工字钢制作，由不同规格的钢筋加工焊接而成，紧贴岩面布置。

钢支撑安装间距1m，钢支撑之间用Ф22@100cm连系钢筋连接，钢支撑周边布置Ф22锚杆，造孔2.5米，外露0.5米，与钢支撑焊接，用于稳固钢支撑，钢支撑按设计规格和尺寸加工，胎具上分节加工钢格栅，拼装合格后，运至施工现场进行安装、拼装和加固。

3、钢支撑安装

安装前，先对断面进行检查，局部欠挖时及时处理。

钢支撑安装在初喷后进行，安装时测量控制钢支撑的中线、高程、垂直度。

每榀钢支撑之间，环向每隔1米设置1根连接钢筋。

钢格栅与锚杆连在一起。

钢格栅与围岩之间每隔1米用垫块连接。

4、施工注意事项

（1）安装前分批检查验收钢支撑的加工质量，不合格的禁止使用。

（2）钢支撑有足够的刚度和强度，焊接质量符合规范要求。

（3）各接接头连接牢固、纵向连接钢筋等配件齐全，结构稳定。

（4）同一榀钢支撑位于同一平面上，倾斜度不大于50mm。

（5）严格控制中线及标高。

（6）钢支撑与岩面安设鞍形垫块，确保岩面与拱架密贴。

6、支护质量保证措施

1锚杆质量保证措施

严格按设计角度和孔深实施钻孔作业。

严格按设计配合比拌制水泥砂浆，确保水泥砂强度。

确保锚杆水泥砂浆的饱满和密实。

严格按规范要求进行锚杆的拉拔试验。

2喷砼质量保证措施

严格按设计配合比拌制砼，确保砼强度。

采取预埋钢筋条控制喷砼厚度，确保满足设计要求。

严格按规范要求进行喷砼取样试验。

3型钢拱架和格栅钢拱架质量保证措施工

（1）每榀钢格栅拱架按设计要求分段分片加工，要求尺寸准确，并在洞外平台进行试拼，钢拱架堆放和运输时不得损伤和变形，安装前先除锈。

⑵开挖后及时进行初喷，然后安装格栅拱架和铺设钢筋网。

⑶钢拱架按设计位置现场测量定位，拱架平面与隧洞中线垂直，拱架各节连接牢固，安设位置正确。

⑷现场拼接时各段在一个平面上用螺栓联接、点焊加固。

拱架之间纵向必须用钢筋连接，并与锚杆外露端焊牢。

拱架与岩壁之间用钢楔块楔牢、焊死。

并与锚杆、钢筋网焊牢。

⑸喷射砼达到设计厚度，且拱架保护层厚度不小于4cm。