隧道初期支护技术交底

编号：CDMZ201308-001

工程名称：隧道工程 工程部位：云湖2号隧道初期支护

编制时间：2013年8月26日 编制依据：设计图及相关规范

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隧道初期支护由（系统）锚杆、钢筋网、钢架、纵向连接筋组成，形成整体受力结构。施工顺序为：洞身开挖至设计轮廓 初喷3～5cm厚混凝土 施作锚杆 钢筋网片安装 安装钢架及纵向连接筋 复喷混凝土到设计厚度。

一、喷射混凝土

1.1施工工艺

1.1.1施工参数

工作风压应满足喷头处压力在0.2～0.3Mpa左右；喷头距受喷面0.6～1.2ｍ为宜；一次喷射厚度根据喷射部位和设计厚度确定：拱部为3～5cm，拱墙部为5～8cm；后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行，若终凝后间隔1小时以上再喷射时，受喷面应用风、水清洗。各段落喷射砼厚度要求见表1。

1.1.2施工工艺

采用湿喷工艺，混凝土喷射机宜选用湿喷或干湿两用型。

1、喷射料拌合

喷射料按照配合比在拌合站集中拌合，速凝剂在施工现场添加。拌合站采用自动计量，保证材料用量准确，现场速凝剂由专人负责添加，保证添加量均匀。

2、喷护作业准备

（1）搅拌机、喷射机等机械设备，开机前须先清除混凝土余料表1 云湖2号隧道喷射混凝土支护统计表：

K15+049～

（2）检查供风、供水、供电管线路的布置是否合理、是否安全。检查混凝土喷咀的供水孔是否有堵塞现象，软管是否过度磨损，接头是否安全可靠。

（3）在开挖面上进行初次喷护，应先检查危石、浮碴和岩粉是否清除干净、石质好坏、有无渗水、超欠挖情况等，通过检查确定当班工作量和喷射作业时的安全措施。

（4）喷护前用高压风、水冲（吹）工作面，清除浮尘、浮石。

3、喷护作业

（1）作业规则

喷护次序，拱部和拱墙部均由下而上进行，纵向由工作面齐头向外进行。在松散破碎地段，喷射作业应紧跟开挖面。有渗水地段，应先由无水或少水处向多水处推进，将渗水挤压汇集后，用导管把水排走，再行最后封闭。喷射机的操作好坏对整个喷射作业连续施工影响很大，因此操作司机应有高度的责任心，并做好下列工作：

开始时先给风、再开机、后给料，结束时待料喷完、先停机、后关风。供料连续均匀，机械正常运转时，料斗内要保持足够的存料；

随时注意压力表变化，熟练地判断是否发生堵管，有主动防止堵管的经验；

按砼输送距离和喷射方向，随时调整工作风压；

坚持工作后清洗泵体和进行必要的机械维护保养；

积极配合作好喷射机的防尘、除尘和预防处理堵管时突然发生喷出伤人事故。

（2）喷头操作：

开始作业时先给水、再给料，结束作业时先停料、后关水。根据喷出料束的情况适当调节风压，喷头处的水压应大于风压。

喷头与受喷面最佳距离为0.6～1.2ｍ，当风压波动时，该距离可适当调整；喷射方向与受喷面的角度以垂直角为最佳；事实上仰脸喷射拱部很难做到垂直，此时力求垂直为宜。

喷射物流在受喷面上应呈螺旋轨迹移动，即一圈压半圈按顺序横移，螺旋半径取10～20 cm为宜。

喷射手与喷射司机要事先规定好联络信号，操作时要密切配合，协同作业。

喷射手要随时掌握给水情况，注意喷射效果，使喷射物表面达到有光泽、粘聚好、有塑弹性、粉尘少、无干斑或滑落现象。

当喷咀不出料时，检查是否堵塞，一定要把喷头避开有人方向，严防喷出物、高压水、高压风突然喷出伤人。

喷射作业完成后，必须将输料管和喷咀清洗干净，排除各种堵塞因素。

突然断水或断料时，喷头应迅速移离受喷面；严禁用高压风、水冲击尚未终凝的混凝土。

4、湿喷砼施工工艺流程

见下图：“湿喷混凝土施工工艺框图”。

1.2施工方法

喷砼分两次进行。初喷3～5cm，用于及早封闭围岩，填平岩面。在锚杆、网片、钢架、纵向连接筋、超前支护（若有）完成后，进行复喷砼达到设计厚度。喷砼采用湿喷工艺，喷料采用洞外自动计量拌合站拌合，砼运输车运输，湿喷砼。

1.3施工技术措施及要求

喷射混凝土前处理危石，检查开挖断面净空尺寸，如有欠挖及时处理后再喷;在不良地质地段，设专人随时观察围岩变化情况，当受喷面有涌水、淋水、集中出水点时，先进行引排水处理。

施工机具布置在无危石的安全地带。

喷射前设置控制喷混凝土厚度的标志。检查电线路、设备和管路。

喷射前用高压水冲洗受喷面，当受喷面遇水易泥化时，用高压风吹净岩面。按施工前试验所取得的方法与条件进行喷射混凝土作业，在喷射混凝土达到初凝后方能喷射下一层。喷射作业分段、分片、分层，由下而上顺序进行，有较大凹洼处，先喷射填平。速凝剂掺量准确，添加均匀。喷嘴与岩面垂直，距受喷面0.6～1.2m。掌握好风压与水压，减少回弹和粉尘。开挖后及时初喷，出碴后及时复喷。

二、锚杆（系统锚杆）

2.1设计参数

云湖2号隧道系统锚杆设计情况见表2。

表2 云湖2号隧道系统锚杆设计情况表

2.2药卷锚杆

2.2.1锚杆制作

1、锚杆构件在加工厂统一加工，锚杆选用的Φ22螺纹钢筋制作，尾部剥肋滚丝6cm,要求锚杆杆体必须调直无缺损、无锈、无杂物。

2、锚杆根据洞内围岩级别制作成不同长度，分类存放，便于取用。

3、锚杆垫板采用厚10mm钢板制成，规格200×200mm，中间钻孔，垫板由构件加工厂统一加工。

4、杆体外观要求直径要均匀、一致，无严重锈蚀、弯折。

5、抗拉强度试验应满足工程要求。

6、加工后的锚杆的杆体尺寸应符合设计要求，车丝部分无偏心，焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷。

2.2.2施工工艺

药卷锚杆施工工艺见下图：

药卷锚杆施工工艺图

1、钻孔

锚杆放样严格按设计要求成梅花型布置，首先定出位置，孔位允许偏差为±100mm。钻孔应保持直线，并应与围岩壁面或其所在部位岩层的主要结构面垂直。

锚杆孔的深度应大于锚杆长度的10 cm，锚杆加工误差不大于±1cm。

钻孔完成后，孔内石粉必须用高压风、水冲洗干净。钻孔应圆而直，直径应大于杆体直径15mm。

2、药卷施作

将药卷放入水中泡至软而不散时取出，然后用工具将药卷推入孔内塞满至孔深1/3～1/2处，中途药卷不得破裂。

3、锚杆安装

安装锚杆时，要在锚杆上做出孔深标记，确认孔内药卷饱满后，将锚杆体钻机顶入或锤击打入，并注意旋转，保证药卷完全包裹锚杆。

安设杆体后立即安装垫板并拧紧螺帽。

在有钢架地段施作锚杆时，可将锚杆与钢架或连接筋焊（瓦斯工区禁止焊接，可采用卡扣连接形式）成一体，使支护整体受力。

药卷锚杆施工示意图

2.2.3锚杆施工控制要点

1、打孔前做好量测工作，严格按设计要求布孔并做好标记，打孔偏差不大于±50mm；锚杆孔的孔轴方向满足施工图纸的要求，操作工把凿岩机钻杆的位置摆好并用定位块将其稳固地顶在岩面上。

2、钻孔时，要保证孔位直顺，否则在顶入药卷和锚杆安装时杆体不易安装到孔底。

3、钻孔时要严格按设计深度钻孔，在钻杆上做定位标记,用于控制孔深,钻孔过深将影响锚固质量。锚杆孔深、间距和锚杆长度、根数均要符合设计及规范要求。孔深偏差值不大于±50mm。

4、用高压风冲洗、清扫锚杆孔，确保孔内不留石粉，不得用水冲洗钻孔。

5、锚杆孔径符合设计要求，允许偏差控制在0～＋20mm之间。

6、锚杆垫板安装时一定要紧贴围岩或支护面，使锚杆能承受围岩变形的应力。

7、锚杆安设后不得随意敲击，其端部3天内不得悬挂重物。

8、试验室要定期做锚杆拉拔实验，以检验锚杆的锚固质量

2.3中空注浆锚杆

2.3.1施工方法

系统锚杆采用Φ25mm中空注浆锚杆，风钻成孔,自制台架作操作平台，自制台架就位后，先接1根长3m（或3.5m）的钻杆试钻，试钻时注意水压的调整（如地质条件较差，可打干钻）。钻杆按放样位置和角度钻进。钻进中随时做好记录。钻杆钻进达到设计深度后，立即清孔插入中空锚杆（外露长度以方便与钢架焊接和注浆为宜，约20～25cm），然后将止浆塞套进锚杆尾部，拧紧螺母封堵孔口后,用快速接头连接杆尾和注浆管,然后开始注浆,达到预定的压力为止。当天钻进锚杆后即安排压浆锚固，使围岩与锚杆尽快形成整体，起到锚固作用。浆液达到强度后，锚杆焊接在钢拱架上。

锚杆体为注浆管，压注浆液后不仅能锚固杆体，注浆压力较大时部分浆液会渗入锚孔的裂隙中，起到加固围岩的作用。

2.3.2中空锚杆施工工艺流程

中空注浆锚杆施工工艺流程为：钻孔→清孔→插入杆体→注浆。流程图如图18所示。

中空锚杆施工工艺流程图

2.3.3中空锚杆注浆

注浆采用NZ130A型专用锚杆注浆机。为了保证注浆不停顿地进行，注浆前应认真检查注浆机的状况是否良好，配件是否备齐；制浆的原材料是否备齐，质量是否合格等。

采用水泥砂浆，选定配比为:水泥:砂:水＝1:0.2:0.45，外加剂添加量为:水泥:早强剂＝1:0.01。注浆按以下程序进行：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，直至浆液从止浆塞上的排气孔溢出或压力表达到设计压力值（参照超前小导管注浆压力0.5～1.0Mpa）为止。应注意，每根锚杆必须“一气呵成”；一根锚杆完成后，应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。若停泵时间较长，则在下根锚杆注浆前要放掉注浆管内残留的灰浆；注浆过程中，每次移位前应及时清洗快速接头，以保证注浆连续进行。

锚杆施作完毕强度达到10Mpa后，即可安设锚杆垫板，上螺帽。

三、钢筋网

钢筋网的作用在于通过钢筋网和喷射混凝土一起受力，提高了混凝土抗弯、抗折性能，保证了喷射混凝土能承受一定的局部应力而不至于开裂、折断，从而提高喷射混凝土的整体支护效果。钢筋网支护施工在锚杆支护施工完成后进行。钢筋网支护可以分为现场编网和半成品网片现场拼接两种方式。现场编网需占用较长的循环作业时间，质量也难以控制。考虑到施工进度及质量要求，该段所有隧道的钢筋网支护均采用半成品网片现场拼接的方法施工。设计参数见表4。

3.1钢筋网预制

有格栅钢架及型钢钢架的地段，网片的宽度按格栅钢架的间距预制。没有钢架支护的地段，钢筋网的可以根据实际施工需要预制，单块网片的尺寸不能太大，但也不能太小。太大会给现场拼装带来困难，太小，现场搭接焊工作量大，循环施工时间长，影响工程施工进度。

钢筋网预制见下图：

表4 云湖2号隧道钢筋网支护设计参数表

K15+049～

（1）挂网：挂网在初喷砼及施作锚杆后进行。通过多功能作业台架，采用人工沿开挖岩面一环一环铺设，钢筋网片之间用焊接（瓦斯工区改用绑扎）连接，施工中可以通过钻孔设备辅助固定钢筋网，使其尽量与岩面密贴。

（2）焊联：挂好网片后，将网片之间的接头以及网片钢筋和锚杆头、钢架等焊接（瓦斯工区改用非焊接形式）牢固，避免网片超出喷砼厚度和喷砼时网片晃动。

3.3质量要求

（1） 加工钢筋网的原材料要有出厂合格证，其力学性能试验要符合规定。

（2）钢筋网的规格、型号、外观质量要满足设计和规范要求。

（3）钢筋网保护层要符合设计和验标要求，底层混凝土保护层不得小于4cm，表层混凝土保护层不得小于3cm。

（4）钢筋网加工时，网眼尺寸要符合设计要求，允许偏差不得大于±10mm。

（5）钢筋网安装时搭接长度应为1～2个网孔，允许偏差为±50 mm。

四、钢支撑

4.1设计参数

钢架支撑设计参数见表5。

拱架施工工艺流程见图4.1-1。

⑴制作：钢架按设计尺寸在洞外下料分节焊接制作，制作时严格按设计图纸进行，保证每节的弧度与尺寸均符合设计要求，每节两端均焊连接板，节点间通过连接板用螺栓连接牢靠，加工后必须进行试拼检查，周边拼装允许偏差为±30mm，平面翘曲应小于20mm。严禁不合格品进场。

⑵安装：钢架按设计要求安装。安装前先检查开挖面中线和高程，开挖轮廓符合要求后，初喷4cm厚砼再架设钢架。钢架与初喷砼必须紧密接触，空隙处用砼垫块楔紧，每榀垫块不少于14处。钢架的下端设在稳固的地层上（或依照设计要求衬垫槽钢），拱脚高度低于上部开挖底线以下15～20cm。拱脚开挖超深时，加设钢板或混凝土垫块。安装后利用锁脚锚杆（设计无锁脚锚杆，可移用系统锚杆当锁脚锚杆，但瓦斯工区禁止洞内焊接，可预先在加工场将拱架拱脚（往上15cm～30cm位置）左右侧各焊上一个扣孔径不小于30mm耳扣，以便L型Φ22锚杆或D25中空锚杆穿入固定钢架，确保支护有效安全）定位。超挖较大时,

图4.1-1拱架施工工艺流程图

拱背喷填同级混凝土,以使支护与围岩密贴,控制其变形的进一步发展。钢架定位筋可焊接在药包系统锚杆上。两排钢架间用连接钢筋纵向连接牢固，以便形成整体受力结构。

表4 云湖2号隧道刚支撑设计参数统计表

编制： 复核： 作业班（队）负责人：

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