隧道开初衬技术交底

2011年12月20日 工程名称 分项工程名称 交底内容： 1 支护参数确定 ——III级围岩支护参数 GD3排水隧道 分部工程 1号、2号隧道初衬 1号、2号隧道工程 Ⅲ类围岩为微～中风化，强度稍高，比较稳定，完整性较好。采用系统锚杆、钢筋网片、喷混凝土支护。 锚杆采用φ22mmⅡ级螺纹钢，锚杆长度200cm，间排距100cm×120cm，采用药卷锚固剂锚固； 钢筋网片采用φ6.5mmⅠ级光圆钢筋，网眼间距15cm，可预先在钢筋加工场加工成100×160cm网片安装铺设； 喷射混凝土采用C25，喷射混凝土厚度8cm。对不稳定三角体或楔形体部位，采用随机锚杆及时进行支护，随机锚杆规格与系统锚杆相同。 —— IV级围岩支护参数 Ⅳ类围岩大部分为强风化，节理发育，围岩整体性及稳定性都较差。采用超前支护、系统锚杆、钢筋网片、型钢拱架、喷混凝土支护。 超前支护采用φ22mm超前锚杆，锚杆长度4.0m，孔距40cm，注水泥浆进行支护，开挖2.4m设锚杆一环，搭接1.0 m，延隧道周边眼以15度外插打入围岩。 锚杆采用φ22mmⅡ级螺纹钢，锚杆长度2.5cm，间排距100cm×100cm，与钢拱架间距相等，采用药卷锚固剂锚固； 钢筋网片采用φ6.5mmⅠ级光圆钢筋，网眼间距10cm，可预先在钢筋加工场加工成100×160cm网片安装铺设； 型钢拱架采用I16a工字钢弯制成型后，利用180mm×220mm×16mm钢板接头加工，φ16mm螺栓连接； 拱架间采用φ22mmⅡ级螺纹钢焊接连接，连接筋长度120cm,间距100cm； 每侧拱角及起拱部位各设置2根锁脚锚杆，锚杆采用φ22mmⅡ级螺纹钢，长度400cm；喷射混凝土采用C25，喷射混凝土厚度22cm。 ——V级围岩支护参数 对隧洞围岩特别破碎（Ⅴ类围岩）的地段，采用超前支护、系统锚杆、钢筋网片、型钢拱架、喷混凝土支护。 超前支护采用φ42mm超前小导管，小导管长度4.0m，孔距40cm，注M30水泥浆进行支护。 锚杆采用φ22mmⅡ级螺纹钢，锚杆长度300cm，间排距100cm×80cm，与钢拱架间距相等，采用药卷锚固剂锚固； 钢筋网片采用φ6.5mmⅠ级光圆钢筋，网眼间距10cm，可预先在钢筋加工场加工成100×100cm网片安装铺设； 型钢拱架采用I16a工字钢弯制成型后，利用180mm×220mm×16 mm钢板接头加工，φ16mm螺栓连接； 拱架间采用φ22mmⅡ级螺纹钢焊接连接，连接筋长度70cm,间距100cm； 每侧拱角及起拱部位各设置2根锁脚锚杆，锚杆采用φ22mmⅡ级螺纹钢，长度400cm；喷射混凝土采用C25，喷射混凝土厚度22cm。 2 超前小导管施工方案 —— 超前小导管施工工艺流程 超前小导管施工工艺流程图 地质调查 现场试验 效果检查 设备准备 管材加工 施工准备 材料准备 制定施工方案进行施工 喷砼封闭掌子面 拱部放样布孔 风枪成孔 清 孔 插入小导管 —— 超前小导管设计 注浆 M20砂浆准备 隧道开挖 超前小导管配合型钢钢架使用，应用于隧道拱部超前注浆预支护，其纵向搭接长度不小于1m。 超前小导管设计参数： ①超前导管规格：热轧无缝钢花管，外径42mm，壁厚3.5mm； ②小导管环向间距40cm； ③倾角：外插角10°，可根据实际情况调整为5°～10°； ④注浆材料：M30水泥浆或水泥砂浆； —— 制作钢花管 小导管采用φ42mm热轧无缝钢管，壁厚3.5mm，前端做成尖锥形，管壁上每隔10*10cm梅花型钻眼，眼孔直径为10mm，尾部长度不小于30cm作为不钻孔的止浆段。小导管构造见图。 —— 小导管安装 ① 在设计孔位上做好标记，用凿岩机钻孔，孔径较设计导管管径大20mm以上。 ② 成孔后，将小导管按设计要求插入孔中，或用凿岩机直接将小导管从型钢钢架上部、中部打入，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。 —— 注浆 采用注浆泵压注水泥浆。注浆前先冲洗管内沉积物，由下至上顺序进行。 注浆参数可参照以下数据进行选择： 注浆压力：一般为0.3～0.5Mpa 浆液初凝时间：1～2min 水泥：P.O42.5普通硅酸盐水泥 —— 注浆异常现象处理 ⑴ 串浆时及时堵塞串浆孔。 ⑵ 泵压突然升高时，可能发生堵管，应停机检查。 ⑶ 进浆量很大，压力长时间不升高，应重新调整砂浓度及配合比。 —— 劳力、机具设备的配置 结合本隧道的特点，每工班施工机具配置如下：注浆泵1台、锚杆钻机不少于5台、气焊机1台、电焊机1台。 每工班钻孔及注浆施工人员根据现场情况及时调整。 ——超前锚杆施工工艺流程 超前锚杆施工工艺流程图 地质调查 现场试验 制定施工方案进行施工 —— 超前锚杆设计 超前锚杆拱顶60°范围角设置，锚杆长度4m。 超前小导管设计参数： ①超前锚杆采用Φ22的Ⅱ级钢筋； ②锚杆环向间距40cm； ③倾角：外插角15°，可根据实际情况调整为5°～10°； 效果检查 设备准备 管材加工 施工准备 材料准备 喷砼封闭掌子面 拱部放样布孔 锚杆钻机成孔 清 孔 药卷锚杆 药卷准备 插入锚杆 隧道开挖 钢架安装工艺流程 钢架安装工艺流程图 施工准备 钢拱架单元放样 钢拱架单元加工 接头板加工 测量放样 分部安设钢拱架单元并用接头板连接 否 加砼垫块或钢板 检查是否与初喷砼密贴 纵向连接筋将钢架连成整体 下一道工序 —— 钢架施工工艺流程 型钢钢架施工工艺流程图 喷射混凝土 挂钢筋网 钢架螺栓连接 安装纵向连接筋 钢架预拼 分部安装钢架 与定位锚杆焊连定位 设锁脚锚杆锁定 钢架加工、质量验收 清除底脚浮碴 定位锚杆施工 中线标高测量 施工准备 下一道工序 —— 钢架加工 加工场地用砼硬化，按尺寸放出加工大样。钢架弯制结合隧道开挖方法采用型钢冷弯机按照隧道断面曲率分节进行弯制，弯制完成后，先在加工场地上进行试拼。 本隧道钢拱架采用I16工字钢弯制，180mm×220mm×16mm钢板接头加工，φ16mm螺栓连接。 —— 拱架安装 （1）拱架支撑垂直隧道中线安设，安设时间应不超过围岩开挖暴露后2小时。 （2）根据测设的位置，各节钢架在掌子面以螺栓连接，连接板应密贴。为保证各节钢架在全环封闭之前置于稳固的地基上，安装前应清除各节钢架底脚下的虚碴及杂物。同时每侧安设2根锁脚锚杆将其锁定。 （3）钢架在安设过程中当钢架和岩层之间有较大间隙时，钢架背后用喷砼填充密实。为增强钢架的整体稳定性，将锚杆与钢架焊接在一起。钢架纵向连接筋采用φ22mm钢筋，环向间距1m。 （4）钢架落底接长在单边交错进行。在软弱地层可同时落底接长和底板相连并及时喷射砼。接长钢架和上部钢架通过垫板用螺栓牢固准确连接。 （5）拱脚标高不足时，不可用土回填，而应设置坚硬平整岩石进行调整，必要时，可用混凝土加固基底，当拱脚围岩承载力不够时，应向围岩方向加大拱脚接触面。 （6）为使钢架准确定位，架设钢架时尽量利用径向锚杆定位固定。 （7）架立钢架后应尽快进行喷砼作业，以使钢架与喷砼共同受力。喷射砼分层进行，先从拱脚或墙角处由下向上喷射，防止上层喷射料虚掩拱脚（墙角）不密实，造成强度不够，拱脚（墙角）失稳。 钢拱架连接示意图 —— 防止钢架下沉的措施 隧道开挖安装型钢拱架后，由于围岩的自稳性较差以及各部开挖拉开了一定距离，钢架短时间内不能全断面闭合，有可能会出现拱顶钢架下沉，导致围岩失稳或侵入衬砌界限，因此在施工过程中需采取有效措施进行加固，以防止拱顶钢架下沉。具体措施如下： （1）加强对钢架的径向固定措施 钢架安装与系统锚杆固定在一起，另外，要加强锚杆和钢架的焊接质量，确保钢架和锚杆连接紧固。两榀之间的环向连接钢筋必须进行焊接连接，同样要严格保证焊接质量。 （2）加强对钢架的锁脚固定措施 采用分部开挖法，拱部钢架安装后，暂时不能全断面封闭成环，因此，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，钢架采用锁脚锚杆锁定，如地质较差时，采用增加锁脚锚杆数量以加强钢架的稳定。 （3）为防止钢架下沉，视地质情况，必要时在拱部钢架底脚增设连接纵梁，纵梁采用槽钢，与钢架底脚采用焊接连接，以增加钢架底脚的承力面积。 （4）钢架安装完成后，及时进行喷射混凝土，喷射时分层、分段进行，钢架应全部被喷射混凝土覆盖。 药卷锚杆施工工艺流程见下图。 药卷锚杆施工工艺流程图 —— 锚杆施工前的准备 （1）检查锚杆类型，规格，质量及其性能是否与设计相符。锚杆长度应大于孔深。 （2）根据锚杆类型，规格及围岩情况准备钻孔机具。 锚杆验收 插入锚杆 安装垫板 安放药卷 浸泡药卷 锚杆孔清孔 钻锚杆孔 锚杆钻机就位 锚杆孔位测量放样 机械设备保养 各项工前准备 锚杆制作 钻孔角度定位 锚孔成孔检查 （3）根据设计要求截取锚杆杆体并整直和除锈。 —— 锚杆钻孔 隧道锚杆采用锚杆钻机成孔，锚杆钻孔利用开挖台阶搭设简易台架施钻，按照设计间距布孔；钻孔方向尽可能垂直结构面；锚杆孔比杆径大15㎜。钻孔后，孔内石粉须冲吹干净。 钻到设计深度时，若流出的岩粉呈黄色或褐色，或钎头冲击异常时，说明遇到较软弱的岩石或破碎夹层，则变更锚杆深度与位置。 —— 锚杆安装 锚杆注浆安装前须先做好材料、机具、脚手平台和场地准备工作，注浆材料使用商品锚固药卷。 药卷锚杆作业程序是：先安放药卷，后放锚杆。 锚固剂应随用随泡，一次浸泡的锚固剂，应在初凝前用完。孔内锚固剂应饱满并填塞密实。 锚杆杆体插入后应在孔口将杆体固定。锚杆安装后，不得随意敲击，其外露端部3天内不得悬挂重物。 —— 钢筋网片加工 钢筋网片采用采用Φ6.5钢筋加工成方格网片，纵横钢筋相交处可点焊成块，也可用铁丝绑扎成一体。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和网片之间搭接长度综合考虑确定。 钢筋焊接前要先将钢筋表面的油渍、漆污、水泥浆和用锤敲击能剥落的浮皮、铁锈等均清除干净；加工完毕后的钢筋网片应平整，钢筋表面无削弱钢筋截面的伤痕。 —— 成品的存放 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。存放和运输过程中要避免潮湿的环境，防止锈蚀、污染和变形。 —— 挂网 按图纸标定的位置挂设加工好的钢筋网片，有钢支撑时，将钢筋网点焊在两榀钢支撑的外弧上；无钢支撑时，钢筋片随岩面的起伏铺设，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。 —— 施工控制要点 ① 钢筋网格尺寸应符合设计要求。 ② 铺设钢筋网应与锚杆或型钢钢架连接牢固 喷射混凝土施工工艺 （1） 锚喷支护顺序如图： (2)锚喷支护顺序图 配合比设计 厚度标识 处理浮石 测量断面 清理岩面 搅拌 挂 网 运输 锚杆安设 钢支撑 喷浆 凿锚杆孔 安装导水管 （2）喷射混凝土施工工艺见图。 喷射混凝土施工工艺图 喷混凝土配合比选定 喷射混合料运输 清理施工机具 —— 喷射砼材料 水泥：42.5普通硅酸盐水泥 砂：河砂，细度模数＞2.5 石子：粒径≯15mm 喷至设计厚度 清除喷面粉尘 喷射混合料拌合 施作锚杆、钢架、钢筋网 清除浮碴，清理受喷面 检查开挖断面尺寸 施工机具就位 施工人员就位 速凝剂：掺量4～7％ 施工参考配合比 水泥：砂：石子：速凝剂＝1∶1.86∶1.63:0.004 —— 喷射前准备 （1）喷射前应对受喷岩面进行处理。 一般岩面可用高压水冲洗受喷岩面的浮尘、岩屑；若为泥、砂质岩面时应挂设细钢筋网（网格宜不大于20×20mm、线径宜小于3mm），用环向钢筋和锚钉或钢架固定，使其密贴受喷面，以提高喷射混凝土的附着力。 （2）设置控制喷射混凝土厚度的标志。 （3）检查机具设备和风、水、电等管线路，喷机就位，并试运转。 ① 采用的空压机应满足喷射机工作风压和耗风量的要求；压风进入喷射机前必须进行油水分离； ② 输料管应能承受0.8MPa以上的压力，并应有良好的耐磨性能； ③ 保证作业区内具有良好通风和照明条件。 ④若遇受喷面有涌水、渗水或潮湿的岩面，喷射前应按不同情况注浆进行处理。 —— 混凝土搅拌、运输 砼搅拌采取全自动计量强制式搅拌机，施工配料应严格按配合比进行操作，速凝剂在喷射机喂料时加入。 采用罐车运输，随运随拌。 —— 喷射作业 （1）喷射操作程序 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）喷射混凝土作业要求 ① 喷射混凝土分段施工时，上次喷混凝土应预留斜面，斜面宽度为200～300mm。 ② 分片喷射要自下而上进行并先喷钢架与壁面间混凝土，再喷两钢架之间混凝土。边墙喷混凝土应从墙脚开始向上喷射，使回弹不致裹入最后喷层。 ③ 分层喷射时，后一层喷射应在前一层混凝土终凝前进行。一次喷混凝土的厚度以喷混凝土不滑移不坠落为度，既不能因厚度太大而影响喷混凝土的粘结力和凝聚力，也不能太薄而增加回弹量，保持喷层厚度均匀。 ④ 喷射速度要适当，以利于混凝土的压实。风压过大，喷射速度增大，回弹增加；风压过小，喷射速度过小，压实力小，影响喷混凝土强度。 ⑤ 喷射时使喷嘴与受喷面间保持适当距离，喷射角度尽可能接近90°，以使获得最大压实和最小回弹。喷嘴应连续、缓慢作横向环行移动，一圈压半圈。若受喷面被钢架、钢筋网覆盖时，可将喷嘴稍加偏斜。 （3）喷射混凝土施工要点 ①、当隧道壁有大面积细微渗水时，把喷头移近硐壁，用喷射混凝土把水赶走，待混凝土凝固后，水即不能渗出。 ②、用吹水器通过高压风把喷射混凝土上方的淋水吹开，上吹下喷，边吹边喷，或用挡水板将上边淋水挡住，而后在下面喷射，待砼凝固后，再将挡水板拆除。 ③、当隧道壁大面积渗水时，先从小处逐步往大处喷，把水赶到一两个集中出水处，插入导管。如果是裂隙涌水，用红胶泥或水泥掺水玻璃封堵，把水赶到集中点，再用水管导水，随后喷砼。 ④、当涌水量很大时，要采用预注浆堵水，然后进行锚喷作业。 ⑤、喷射作业过程中要时刻注意风压平衡，发现管路堵塞等问题应立即停机检查。 ⑥、准确掌握停开顺序。 ⑦、喷枪手要随时观察围岩、喷层厚度、回弹、粉尘等情况及时调整水灰比。 ⑧、不使胶管出现弯曲和硬弯。 —— 喷射砼注意事项 （1）采用普通硅酸盐水泥，细度模数大于2.5的硬质洁净砂或粗砂，粒径5～12mm连续级配碎(卵)石，化验合格的拌合用水。 （2）喷射砼严格按设计配合比拌和。 （3）喷射前认真检查隧道断面尺寸，对欠挖部分及所有开裂、破碎、出水点、崩解的破损岩石进行清理和处理，清除浮石和墙角虚碴，并用高压水或风冲洗岩面。 （4）喷射砼作业采取分段、分块，先墙后拱、自下而上的顺序进行。喷射时，喷嘴做反复缓慢的螺旋形运动，以保证砼喷射密实。同时掌握风压、水压及喷射距离，减少回弹量。 技术负责人 质检工程师 交底人 接受人：