隧道初期支护作业指导书.docx

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隧道初期支护作业指导书

×××标段隧道工程

隧道初期支护作业指导书

1、适用范围

本作业指导书适用于×××标段×××段范围内隧道及×××隧道初期支护施工。

2、作业准备

2.1内业技术准备

作业指导书编制后，在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准。

制定施工安全保证措施，提出应急预案。

对施工人员进行技术交底，对参加施工人员进行上岗前的技术培训，考试合格后持证上岗。

2.2外业技术准备

施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集。

修建生活房屋，配齐生活、办公设施，满足主要管理、技术人员进场生活、办公需要。

施工所需电力线路架设已完成，满足机械所需电力供应，并配备适合备用的柴油机。

各类材料进场，检验，抽检均符合规范要求。

3、技术要求

3.1隧道开挖必须及时支护，以保证施工安全。

3.2所有原材料必须符合设计要求及国家、铁道部现行的有关标准。

3.3喷锚支护施工中，应做好下列工作：

①喷锚支护施工记录

②喷混凝土的强度、厚度、平整度等项检查和试验报告

③监控量测记录

④地质素描资料

3.4对软弱围岩施工要采用多种加固措施提高围岩的自承载力。

4、施工程序与工艺流程

4.1施工程序为:

施工准备→超前支护→初喷砼封闭岩面→锚、网、钢拱架联合支护→喷射砼至设计厚度→围岩量测。

4.2工艺流程见下图。

五、施工要求

5.1施工准备

施工前对需施作的喷射砼标号应进行核实，喷砼厚度，原材料的技术条件应符合设计要求。

5.2施工工艺

5.2.1超前小导管

超前小导管规格符合设计要求，布置在隧道拱部135o范围。

每环搭接长度不小于1.0m。

小导管加工示意图

隧道初期支护施工工艺流程图

超前小导管施工工艺流程见图。

小导管超前支护施工工艺流程图

（1）钻孔的控制

先用红油漆标出小导管的孔位，钻孔时必须确保10～15度的外插角，以确保小导管管体不侵入隧道净空断面。

采用简易台车风动凿岩机钻孔，钻头采用梅花形钻头，钻头直径应比导管直径大2cm，钻孔钻进要避免钻杆摆动，保证孔位顺直。

钻至设计成孔深度后，用吹管将碎渣吹出，避免塌孔。

（2）钢管加工

将钢管加工成钢花管，钢管顶部切割加工成尖梭状，使钢管更容易插入孔内，顶管完成后尾段焊接闸阀，闸阀口与注浆管连接。

具体钢管加工形式见图。

（3）顶管

在钻好的孔内插入加工合格的钢花管，在管尾后一段30cm处，将麻丝缠绕在管壁上成纺锥状，并用胶带缠紧。

开动钻机，利用钻机的冲击力将钢花管顶入围岩中，钢管顶进钻孔长度≥90%管长。

（4）固定

顶管至设计孔深后，将孔口用快速水泥浆液将钢花管与孔壁之间的缝隙封堵。

外露20cm支撑于开挖面后方的钢架上，与钢架共同组成预支护体系。

（5）注浆

砂浆搅拌机经加工后拌合水泥浆，注浆压力应达到1.0MPa且注浆量也达到设计时，即可停止注浆。

（6）注浆异常现象处理

①发生串浆现象，即浆液从其他孔中流出时，采用多台泵同时注浆或堵塞串浆孔注浆。

②浆液压力突然升高，可能发生了堵管，停机检查。

③浆液注浆量很大，压力长时间不升高，则应调整浆液浓度及配合比，缩短凝胶时间，进行小量低压力注浆或间歇式注浆，使浆液在裂隙中有相对停留时间，以便凝胶，但停留时间不能超过混合浆的凝胶时间，才能避免产生注浆不饱满。

5.2.2锚喷支护

锚喷支护拱部系统锚杆采用Φ25mm中空注浆锚杆、边墙系统锚杆采用Φ22砂浆锚杆,Ⅴ、Ⅳ级拱墙钢筋网、格栅钢架/型钢、Ⅲ级拱部钢筋网、C25喷射混凝土等支护措施。

隧道开挖后，Ⅳ级、Ⅴ级围岩首先立即初喷3～5cm厚的混凝土，待出碴完毕再按设计要求施作锚、网、钢拱架联合支护，并喷射混凝土至设计厚度。

初期支护工艺流程见图。

隧道初期支护施工工艺流程图

（1）砂浆锚杆

①工艺流程

隧道采用砂浆锚杆，砂浆施工工艺流程见图。

砂浆锚杆施工工艺流程图

②施工方法

利用简易台车配合风动凿岩机钻孔，锚杆孔位与岩面垂直，与设计孔位偏差不大于150mm，钻孔深度偏差不大于±50mm。

钻孔后用高压风清除孔内石屑，，将灌浆注浆管插至距孔底50～100mm，随砂浆的注入，缓慢均匀的拔出，杆体插入后若孔口无砂浆溢出，应进行补注。

锚杆体插入长度不小于设计长度的95%。

待砂浆强度达到10MPa后安装垫板拧紧螺帽。

（2）中空注浆锚杆

①工艺流程

根据设计，隧道拱部范围采用φ25中空注浆锚杆，施工工艺流程见图。

中空注浆锚杆施工工艺流程图

②施工方法

a钻孔

中空锚杆钻孔方法同砂浆锚杆钻孔方法。

施工中按设计要求定出位置，孔位准确，深度符合设计要求。

b锚杆安设

钻孔完毕，安装锚杆前，先用高压风清洗锚杆孔内石屑，再将中空锚杆插入锚杆孔，锚杆插入深度应符合设计规定，锚杆外露10～20cm，以便于与压浆机出浆管连接。

c压浆

压浆前，锚杆孔处预装锚杆专用止浆塞，压浆时，锚杆头与注浆机出浆管连接，开始压浆。

当孔内水泥浆压满后，立即顶紧止浆塞，防止浆液流出。

d垫板安装

压浆完毕，待达到额定强度后，开始安装锚杆专用垫板，拧紧螺帽。

垫板应保证与支护面岩面密贴。

（3）钢筋网

钢筋网采用HPB235级钢筋加工而成，为方便施工，事先在洞外加工成方片，施工时运至工作面进行安装。

钢筋网加工制作及安装时应注意：

除锈、去油污、确保钢筋质量符合要求。

钢筋网铺设时，应随混凝土初喷面起伏敷设，并与壁面接触紧密，每片钢筋网搭接长度不小于1～2个网眼。

钢筋网的节点与锚杆和钢架接头采用点焊的办法焊接牢固，防止喷射混凝土时晃动。

（4）钢拱架

钢支撑作为刚性拱架，支撑的刚度和强度大，可作临时支撑并单独承受较大的围岩压力，在软弱破碎围岩中需要立即承载的场合使用。

所以钢支撑施工质量的好坏直接影响到结构的安全和稳定，要把好各道加工工序的质量关。

钢拱架施工工艺流程见图。

①施工准备

钢支撑所用钢材进场时按批量和型号分批试验。

检验内容包括对标志、厂家、品种、数量、外观检查，并按规定抽样做力学性能试验。

钢筋工、电焊工必须持证上岗，以保证加工出质量好的产品。

②拱架加工制作

钢架加工制作工艺要求

按设计图放大样，放样时应根据工艺要求预留焊接收缩余量及切割、刨边的加工余量。

根据设计尺寸在钢拱架冷弯机上先试加工1-2片，加工时调整千斤顶检验钢拱架半径满足设计要求后，将千斤顶固定，进行批量生产加工，将型钢冷弯成形，要求尺寸准确，弧形圆顺。

严格焊前及焊缝检查

a焊接材料均应附有质量证明书，并应符合设计文件的要求和国家标准规定。

b钢筋、型钢应按照钢材质量证明书进行现场复检。

c有锈蚀的钢材严禁使用，对轻微浮锈油污等应清除干净并应对焊点进行防锈处理。

d焊制前进行焊工摸底试焊，按照手工电弧焊规范经考试合格评定焊接等级，并按照规范选用焊接电流、电压、引弧速度等，并要求供电质量稳定。

E试焊前焊工应复查组装质量及焊缝区的处理情况，如不符合要求，应修整合格后才能试焊。

f焊接完毕后应清除熔渣及金属飞溅物，按《钢结构工程施工质量验收规范》要求检查焊接质量，不允许出现漏焊和假焊等现象。

③钢拱架检验：

螺栓孔眼中心间距公差不超过±0.5mm；

钢架平放时，平面翘曲应小于±2cm。

钢拱架施工工艺流程图

④钢拱架的运输

在加工好的钢拱架运至掌子面过程中，要轻搬轻放，不能乱扔，或者用重物敲打，注意保护，防止发生拱架扭曲变形。

⑤钢拱架的安装

a为保证钢架置于稳定的地基上，施工中应在钢架基脚部位预留0.15～0.20m原地基,架立钢架时挖槽就位.

b钢架平面应垂直于隧道中线，其倾斜度不大于2度。

钢架的任何部位偏离铅垂面不应大于5cm。

c为保证钢架位置安设准确，在隧道开挖时在钢架的各连接拌处预留安装钢架连接板凹槽。

d钢架应按设计位置安放，在安设过程中当钢架与喷层之间有较大间隙时应设骑马垫块，钢架与初喷混凝土（或垫块）接触间距不应大于100cm。

e为增强钢架的整体稳定性，钢架架设前均需预先打设定位系筋，将钢架与定位系筋焊接在一起。

f采用分部开挖时，在不同分部间钢架接头处设置锁脚锚管或锚杆。

（5）喷射混凝土

①工艺流程

为了保护施工环境，喷射混凝土施工时采用湿喷工艺施工，施工工艺流程见图。

②施工方法

喷射前将岩面的松动石块进行清理，并埋设喷层厚度控制标志钉，每1～2m设一根。

混凝土用强制式拌和机分次投料拌合，人工上料，合成纤维严格按设计掺量添加，并加长搅拌时间，防止纤维搅团。

拌和料采用混凝土专用输送车运送到作业点。

为减少回弹量，降低粉尘，提高喷层质量，采用机械手作业。

喷射混凝土施工工序流程图

喷射混凝土施工分初喷和复喷二次进行，初喷在开挖（或分部开挖）完成后立即进行，以尽早封闭岩面，防止表层剥落。

复喷混凝土在锚杆、挂网和钢架安装后进行，尽快形成联合支护体系，以抑制围岩变形。

钢架间用混凝土喷平，保护层不得小于4cm。

混合料要随拌随喷，供料连续；喷射作业分段、分片、分层，由下而上依次进行。

分层喷射时，后一层在前一层混凝土终凝后进行，若终凝后1h再行喷射，需先用风水清洗喷层面。

喷射机工作风压稳定，喷头与受喷面的距离保持在1.5～2.0m范围内，喷射的角度最好保持与受喷面垂直，喷头操作连续不断地做圆周运动，并形成螺旋状，喷射的路线自下而上，做“S”形运动，喷射混凝土终凝3h后方可进行作业。

施工段湿喷混凝土作业工序见图。

6、劳动力组织

（1）劳动组织模式：

采用架子队组织模式。

（2）施工人员结合施工方案、机械、人员组合、工期要求进行合理配置，其中施工负责、技术人员、专职安全员由企业正式职工担任，并可根据实际情况适当增加若干劳务工人。

7、材料要求

7.1水泥

选择水泥品种的原则如下：

喷射混凝土应优先选用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥，强度等级不小于32.5MPa，必要时可采用特种水泥。

水泥的安定性、凝结时间均应合格。

当有抗冻、抗渗要求时，水泥强度等级不宜低于42.5MPa。

当喷射砼遇含有较高可溶性硫酸盐的地层或地下水地段，应按侵蚀类型和侵蚀程度采用相应的抗硫酸盐水泥。

当骨料与水泥中的碱可能发生反应时，应选用低碱水泥。

水泥品质应符合现行的国家标准，固定厂家供应。

运至工地的水泥，应有厂家产品试验报告，试验室必须进行复验，必要时还应进行化学分析，水泥品质的试验按现行的国家标准进行。

7.2骨料

7.2．1骨料应根据优质经济，就地取材的原则进行选择，可选用天然骨料、人工骨料或两者互相补充。

7.2.2骨料的堆存和运输应符合下列要求：

（1）堆存骨料的场地，应有良好的排水设施，严禁相互混杂。

（2）不同粒径骨料必须分别堆放，设置隔离设施，以防相互混杂。

（3）骨料堆放时，不宜堆成斜坡或锥体，以防产生分离。

（4）应避免泥土混入骨料和骨料的严重破碎。

（5）骨料的堆存应做好产品标识和检验试验状态标识。

7.3水

7.3.1水质应符合工程用水的有关标准，水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质，不应使用污水、pH值小于4的酸性水、硫酸盐含量按SO2-4计超过水重1%的水。

7.4外加剂

7.4.1外加剂的掺量由试验确定。

7.4.2应对混凝土的强度及与围岩粘结力基本无影响；对混凝土和钢材无腐蚀作用；对混凝土的凝结时间影响不大；吸湿性差，易于保存；不污染环境，对人体无害。

7.5速凝剂

喷射砼宜采用液体速凝剂，其掺量不宜大于水泥用量的5%。

使用速凝剂之前，应做与水泥的相容性试验及水泥净浆凝结效果试验，严格控制掺量，并要求初凝不应大于5min，终凝不应大于10min。

8、设备机具配置

机械设备的配置应根据隧道初期支护施工进行合理配置。

9、质量控制

9.1超前小导管

间距根据围岩情况确定，导管安装前，正确测放出钻眼位置，小导管排间搭接长度不小于1.0m。

注浆前喷射混凝土封闭作业面，防止漏浆。

注浆材料满足下列要求：

浆液流动性好，固结后收缩小，具有良好的粘结力和较高的早期强度；结石体透水性低，抗渗性能好。

注浆过程中根据地质、注浆目的等控制注浆压力，注浆终压为注浆压力的2～3倍，派专人做好记录。

注浆结束后检查其效果，不合格者补注浆。

注浆达到需要的强度后方可进行开挖。

注浆顺序由拱脚向拱顶逐管注浆。

9.2系统锚杆

间距根据围岩状况确定，地质变化时，锚杆参数也随之变化。

锚杆的水平夹角根据地质条件确定，并严格控制。

钻锚杆孔前，根据设计要求和围岩情况，定出孔位，做好标记。

孔位、孔深、孔径符合设计要求。

锚杆原材料型号、规格、品种、各部件质量及技术性能符合设计要求，注浆及锚固剂材料质量确保合格。

灌浆锚杆安装前除去油污锈蚀，安装时孔内注浆饱满，灌注后锚杆剩余长度不大于喷射混凝土的厚度。

9.3钢筋网

钢筋直径及网格尺寸符合设计要求。

钢筋网与锚杆焊接牢固，网片之间搭接长度不小于1个网格。

铺设钢筋网前，先在开挖岩面喷射≥4cm混凝土，钢筋网随受喷面起伏铺设，与受喷面间隙3cm，保护厚度不小于2cm，在喷射混凝土时确保钢筋网不晃动。

9.4喷射砼

（1）喷混凝土采用湿喷技术。

水泥、水、骨料、外加剂的各项技术指标确保满足规范中有关条款要求。

喷混凝土的拌合严格按照试验室提供的施工配合比进行拌合，试验室安排专人在现场进行旁站并做好现场旁站记录。

（2）喷射采用较小的空气压力或较少的空气，控制风压，避免风压过大造成过量回弹。

控制喷射角度、距离，通常角度控制在80°～90°，距离为1.5～2.0m；注意喷射顺序，按照先墙后拱的顺序，做螺旋形喷射，两个喷射环之间需做好衔接。

9.5钢架施工

按设计材料、尺寸制作。

安装前根据施工图纸检查验收加工质量，确保钢支撑有足够强度、刚度。

安装确保中线、标高、尺寸、安装垂直度与设计相符，安装稳固牢靠。

钢架的底脚落在原状地层，接头板密贴，上齐连接螺栓。

保证钢支撑在衬砌断面以外。

附件与附杆安装位置准确，焊接牢固。

10、安全及环保要求

10.1安全要求

施工作业前必须认真检查和处理支护作业区的危石，施工机具应布置在安全地带。

施工用作业台架应牢固可靠，并设置安全栏杆。

必须定期检查电源线路和设备的电器部件，确保用电安全。

施工中应经常检查输料管、接头的磨损情况，有击穿或松脱等现象时应及时处理。

施工中检修机械或设备故障时，必须在断电、停风条件下进行，检修完毕向机械设备送电送风前必须事先通知有关人员。

当采用大风压处理堵管事故时，应先关机将输料管顺直，紧按喷嘴，喷嘴前方不准站人，输通管路的工作风压不得超过0.5MPa。

非施工人员不得进入正进行喷射的作业区，施工中喷嘴前严禁站人。

喷射作业区前应有良好的通风措施，作业区的粉尘浓度不得大于10mg/m3。

作业人员应带防尘口罩、防护罩、防护帽、防护眼镜、防护面具等防护用具，作业人员应避免直接接触碱性速凝剂，不慎接触后应立即用清水冲洗。

10.2环保要求

开始施工前，必须进行环境因素识别，确定重要环境因素，制定相应的管理方案。

临时工程及场地布置应采取措施保护自然环境。

隧道弃渣场坡面应按设计进行复垦或绿化，渣顶整平满足施工图要求，坡脚进行防护，防止水土流失。

施工场地布置时，在水源保护地区内不得取土、弃土破坏植被等，不得设置搅拌站、洗车台、充电房等，并不得堆放任何含有害物质的材料或废弃物。

施工废水、生活污水和生活垃圾不得随意丢弃，并在生活区、生产区及洞门口设置污水处理池，生活污水或生产及洞内废水必须经过污水处理池处理后排放或倒置指定地点。