第四講支護基礎(chǔ)知識------安全支護及砼襯砌一、初期安全支護1、Ⅲ類圍巖安全支護針對Ⅲ類圍巖局部受斷層及陡傾角裂隙切割形成的不利組合而形成的不穩(wěn)巖體，擬采取隨機錨桿支護的方式進行支護，錨桿采用Φ22、L=2.5m，局部出現(xiàn)斷層破碎帶及裂隙密集帶時，擬采用錨桿與素噴7cm厚砼聯(lián)合的方式進行支護。2、Ⅳ類圍巖安全支護針對Ⅳ類圍巖自穩(wěn)能力偏差的地段，開挖前,首先在距掌子面20cm處布置2排Ф22、L＝3.5m的超前錨桿，施工時，從開挖拱頂至兩邊起拱線處沿開挖線打入錨桿，間、排距為0.5m,i=100～200循環(huán)漸進。控制開挖進尺在1.5m左右。確保圍巖穩(wěn)定，避免發(fā)生塌方。在開挖進尺后，視圍巖情況，采取系統(tǒng)錨噴支護的形式或只對腰線以上進行錨噴支護，以下采取隨機支護的形式。必要時，采取鋼格柵或型鋼（16工字鋼）拱架與錨噴聯(lián)合支護。其有關(guān)支護參數(shù)為：錨桿Φ22、L=2.5m，間、排距1.5m×1.5m，掛網(wǎng)Φ6.5@20cm×20cm，噴砼15cm。鋼格柵拱架采用Φ25/Φ16鋼筋制作，間距1m×1m。3、）Ⅴ類圍巖安全支護針對Ⅴ類圍巖一般地段，支護方式同Ⅳ類自穩(wěn)能力偏差地段支護；對于Ⅴ類圍巖較差地段，特別是經(jīng)過安寧河?xùn)|支斷裂帶及跨紫馬溝局部地段，擬采取如下安全支護程序進行支護。1）超前注漿小導(dǎo)管施工在頂拱范圍內(nèi)采用D42小導(dǎo)管超前注漿的支護施工方法，是不良地質(zhì)隧洞常用的一種開挖輔助措施，我公司開發(fā)應(yīng)用這項技術(shù)，曾多次通過不良地質(zhì)地段。施工時,根據(jù)圍巖的具體情況采用單排小導(dǎo)管或雙排小導(dǎo)管，導(dǎo)管長4m，間距40cm。小導(dǎo)管注漿采用水泥漿，其施工工藝流程見圖4-16。在管棚形成后，擬采取短進尺（1.2m左右），按上下臺階法開挖程序進行施工。2）錨噴支護施工開挖完成后，立即采用濕噴法素噴2～5cm厚砼，然后進行錨桿施工，錨桿采用Φ22、L=3m，間、排距1.0m～1.5m梅花形布置；采用早強水泥砂漿進行錨固。錨桿施工完成后進行掛鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)采用Φ6.5@20cm×20cm，再進行二次噴砼，至10～15cm厚。引水隧洞施工，按圍巖類別劃分安全支護請見圖4-17《主洞支護體系斷面圖》；一般采用圖中所示方法，如遇特差地質(zhì)地段，則考慮其它開挖方法及超前大管棚法、灌漿法等支護施工。3）鋼格柵及鋼支撐拱架支護對于安寧河斷裂影響帶，如錨噴支護不能滿足安全要求時，擬采用鋼筋格柵拱架結(jié)合錨噴支護進行支護，格柵拱架間距50～100cm，每榀格柵拱架起拱線處打四根Φ22、L=3.0m的鎖角錨桿,錨桿采用錨固劑進行錨固；或采用型鋼支撐拱架結(jié)合錨噴支護進行。鋼支撐采用16工字鋼或16槽鋼，每榀間距70～80cm。必要時，采用固結(jié)灌漿法進行支護處理。錨噴支護1、工程特性本標段錨噴支護分三種形式：素噴混凝土、掛網(wǎng)噴混凝土、鋼纖維及CTA微纖維噴砼，用于永久支護。錨桿采用Φ22鋼筋，長度L＝2.5～3m。鋼筋網(wǎng)擬采用Φ8@20cm×20cm的網(wǎng)片。2、施工方法及資源配置噴錨支護能迅速控制或限制圍巖松弛變形，充分發(fā)揮圍巖的自承能力，是隧洞施工的重要環(huán)節(jié)。隨機錨噴支護隨隧洞開挖適時進行，系統(tǒng)錨噴支護在洞挖后及時進行。在噴射砼之前按照施工規(guī)范和驗收標準對開挖斷面進行檢驗，合格后再開始施工。（一）、錨桿施工本工程施工過程中的臨時支護及永久系統(tǒng)錨桿均按招標文件要求采用水泥砂漿全長注漿錨桿。1、施工方法錨桿孔采用YT-28型氣腿式風(fēng)鉆鉆孔，鉆孔直徑Φ42mm，鉆孔深度按照設(shè)計要求及施工措施要求進行施作。自制作業(yè)臺架，滿足邊頂拱錨桿施工要求。注漿采用KBY50/70型砂漿錨桿專用注漿泵注漿。永久支護錨桿施工每施工區(qū)計劃投入風(fēng)鉆8臺、2臺備用，計劃投入人力30人，注漿泵2臺，作業(yè)臺車每工作面一臺。錨桿在鋼筋加工廠進行加工。2、工藝流程錨桿造孔完成后，采用風(fēng)水聯(lián)合進行沖洗，再進行錨固施工。邊墻錨桿采用“先注漿后插桿”工藝，施工程序：造孔--清孔--注漿--錨桿安裝、固定--孔口固定鉆孔前根據(jù)設(shè)計要求定出孔位，鉆孔時保持直線鉆進，孔向按照設(shè)計要求角度鉆進。注漿前用高壓聯(lián)合風(fēng)水徹底清孔，注漿時將注漿管插入鉆孔中，距孔底10cm，打開注漿機隨水泥砂漿的注入緩慢均勻拔出注漿管，直至砂漿注滿錨桿孔。注漿完成后，迅速將錨桿插入孔內(nèi)直至孔底，并上緊墊板。砂漿隨拌隨用，一次拌合的砂漿在初凝前用完。頂拱錨桿采用“先插桿后注漿”工藝，施工程序：造孔--清孔--錨桿安裝、固定--注漿--孔口固定鉆孔前根據(jù)設(shè)計要求定出孔位，鉆孔時保持直線鉆進，孔向按照設(shè)計要求角度鉆進。造孔完成后用高壓聯(lián)合風(fēng)水徹底清孔，然后將錨桿插入孔中并固定，注漿時將注漿管插入孔底，打開注漿機隨水泥砂漿的注入緩慢均勻拔出注漿管，直至砂漿注滿錨桿孔。注漿完成后，迅速安裝并上緊墊板。砂漿隨拌隨用，一次拌合的砂漿在初凝前用完。3．施工質(zhì)量要求（1）楔縫垂直、平整、位置在錨桿中心上，縫寬誤差不大于±0.5mm，縫長誤差不大于±5mm。（2）錨桿長度大于孔深6-10cm，加工長度誤差不大于±1cm，并除去錨桿上的油污、鐵銹等雜質(zhì)，桿身調(diào)直無缺損。（3）錨桿孔位置誤差不大于±10cm，錨桿孔深度誤差不大于±1cm。（4）水泥標號不低于425＃，并采用普通硅酸鹽水泥。砂子采用最大粒徑小于2.5mm的中細砂。（5）水泥砂漿的強度等級不低于20Mpa，并滿足施工圖紙要求。（6）使用的外加劑對錨桿無腐蝕作用。（二）鋼筋網(wǎng)施工本工程用于支護鋼筋網(wǎng)擬采用Φ8鋼筋在鋼筋加工廠制作成2m×2m（Φ8@20cm×20cm）的鋼筋網(wǎng)片,同時準備數(shù)量充足的網(wǎng)片以備用。鋼筋網(wǎng)按照設(shè)計在加工廠進行加工或在施工現(xiàn)場制作。1、施工方法安裝鋼筋網(wǎng)前首先將基巖面沖洗干凈，根據(jù)施工需要在掛網(wǎng)區(qū)域按規(guī)范要求打一定數(shù)量的插筋固定鋼筋網(wǎng)。鋼筋網(wǎng)與錨桿或插筋采用點焊連接，安裝完成后對網(wǎng)片與巖面的距離按照規(guī)范要求進行檢查，確保距離在3～5cm，距離不滿足要求的用同標號的砂漿墊塊墊起。2、施工質(zhì)量要求（1）.制作網(wǎng)片所使用的鋼筋必須滿足設(shè)計及規(guī)范的要求，網(wǎng)片規(guī)格必須滿足設(shè)計的要求；鋼筋在制作時首先必須進行拉直、除銹。鋼筋網(wǎng)片節(jié)點需間隔焊接牢固。（2）.掛網(wǎng)前必須按規(guī)范要求對基巖面松動巖石進行清理，基巖面經(jīng)監(jiān)理及設(shè)計驗收合格后方可掛網(wǎng)，同時鋼筋網(wǎng)與錨桿或插筋的連接必須采用焊接連接牢固。（3）.鋼筋保護層的厚度不小于50mm，同時網(wǎng)噴砼厚度不大于25cm，局部塌方地段厚度大于25cm時，必須掛雙層鋼筋網(wǎng)或按照監(jiān)理的要求進行施工。（三）噴砼施工本合同工程噴砼分為素噴砼、網(wǎng)噴砼和鋼纖維噴砼三種。噴砼擬均采用“濕噴法”工藝。噴砼料生產(chǎn)在洞外拌和站集中拌和，利用砼運輸車運至工作面。噴砼設(shè)備采用TK-961型噴射機，每作業(yè)區(qū)上、下游各一臺、人力計劃安排32人分兩班進行作業(yè)。施工程序：開挖--危石清理--斷面尺寸檢查--巖面沖洗-巖面驗收--噴混凝土料運輸--底層噴護（3～5cm）--掛網(wǎng)

--面層噴護至要求--驗收--補噴處理合格--養(yǎng)護回彈料清理噴砼工藝流程見圖4-18《噴砼施工工藝流程圖》。施工技術(shù)要求：（1）選用不低于425號普通硅酸鹽水泥，細度模數(shù)大于2.5的硬質(zhì)潔凈中砂或粗砂，粒徑5-15連續(xù)級配碎（卵）石，化驗合格的拌合用水。使用的外加劑如速凝劑、早強劑等符合技術(shù)規(guī)范要求,初凝時間不大于5min、終凝時間不大于10min。（2）噴射砼嚴格按設(shè)計的配合比進行拌和，配合比及攪拌均勻性每班檢查不小于兩次。拌制混合料的稱量偏差符合下列規(guī)定：水泥和速凝劑：±2%砂、石：±3%（3）噴射砼前，認真檢查隧洞斷面尺寸，對欠挖部分及所有開裂、破碎、出水點、崩解的破損巖石進行清理和處理，清除浮石和墻角虛碴，并用高壓水或高壓風(fēng)沖洗巖面。（4）噴頭距巖面距離以0.6～1.0m為宜，噴頭垂直受噴面，噴初期支護鋼架、鋼筋網(wǎng)時，可將噴頭稍加偏斜，角度大于70o。噴射砼路線應(yīng)先邊墻后拱部，分區(qū)、分段“S”形運動，噴頭作連續(xù)不斷的圓周運動，后一圈壓前一圈1/3，螺旋狀噴射砼。（5）噴射砼作業(yè)采取分段、分層，自下而上的順序進行。噴射砼時，噴嘴做反復(fù)緩慢的螺旋形運動，螺旋直徑約20～30cm，以保證噴射砼密實。同時掌握風(fēng)壓、水壓及噴射砼距離，減少回彈量。(6)噴射砼時分層作業(yè)，邊墻每層厚度控制在5～7cm，頂拱每層厚度控制在4～5cm，第二次噴射砼須在第一層終凝后進行，若終凝1小時后再進行噴射，需沖冼第一層噴混凝土面。初次噴射砼先找平巖面。（7）噴射砼終凝2小時后，進行噴水養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不少于7天。（8）隧洞開挖時，爆破距上次噴射砼完成時間間隔，不小于4小時。（9）有水地段噴射砼采取如下措施：---當涌水點不多時，可設(shè)導(dǎo)管排水后再噴射砼；當涌水量范圍較大時，可設(shè)樹枝狀排水導(dǎo)管后再噴射砼；當涌水嚴重時可設(shè)置泄水孔，邊排水邊噴。

---增加水泥用量，改變配合比，噴射砼由遠而近逐漸向涌水點逼近，然后在涌水點安設(shè)導(dǎo)管，將水引出，再向?qū)Ч芨浇鼑娚洹?/p>

---當巖面普遍滲水時，可先噴砂漿，并加大速凝劑摻量，初噴后再按原配合比施工。當局部出水量較大時采用埋管、鑿槽、樹枝狀排水盲溝等措施，將水引導(dǎo)疏出后再噴。（10）在噴射砼2小時內(nèi)，離工作面50m以內(nèi)禁止爆破開挖。（四）噴鋼纖維砼施工1、施工方法噴鋼纖維砼施工方法同普通噴砼施工工藝。2、施工技術(shù)及質(zhì)量控制要點（1）使用材料必須滿足下列技術(shù)要求：A）水泥與砂石的重量比為1：3～1：4；B）砂率不小于50%；C）水灰比為0.4～0.45；D）速凝劑摻量通過試驗確定；同時，鋼纖維的摻量及質(zhì)量必須滿足有關(guān)規(guī)范的要求。（2）在受噴圍巖明顯凹凸不平處，須先用噴射砼填平補齊，然后再噴射鋼纖維噴砼；（3）在噴射鋼纖維砼表面，須再噴敷厚度10mm的水泥砂漿。（五）砼襯砌1、施工工藝流程砼襯砌施工采用先綁扎鋼筋后立模的方式。鋼筋在鋼筋加工廠嚴格按設(shè)計和規(guī)范要求制作，人工現(xiàn)場架立、綁扎、焊接成型，其施工工藝流程見圖4-22《隧洞砼襯砌施工工藝流程圖》。（1）施工放樣：檢查開挖斷面，進行欠挖處理。確保襯砌厚度達到設(shè)計要求。綁扎鋼筋前將隧洞底部石碴、積水及雜物清理干凈。（2）鋼筋在加工廠制作成型后，運抵現(xiàn)場人工綁扎，焊接安裝鋼筋的綁扎、焊接、配置、砼支撐墊塊等嚴格按照設(shè)計圖紙及施工規(guī)范的要求執(zhí)行。（3）襯砌臺車就位后用測量儀器進行校核，確保位置準確。（4）砼采用分層、左右交替對稱連續(xù)澆筑，每層澆筑厚度控制在40～50cm，輸送管口至澆筑面垂直距離控制在1.5m以內(nèi)，防止砼離析。砼澆筑過程中，保持連續(xù)施工，避免停歇造成“冷縫”，如因意外必須間斷則間歇時間不超過1h，否則按施工縫處理。（5）混凝土澆筑完成后12～18h內(nèi)開始進行養(yǎng)護，養(yǎng)護采用噴水養(yǎng)護，使表面保持濕潤。設(shè)專人進行養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不少于14天。2、砼接縫處理隧洞砼襯砌分段澆筑，同一段砼邊墻、拱部連續(xù)施工，以保證砼襯砌的整體性，在各澆筑段之間設(shè)置橫向伸縮縫，采用橡膠止水帶防水。橡膠止水帶質(zhì)量符合招標文件技術(shù)規(guī)范要求。現(xiàn)澆砼襯砌施工縫采用橡膠止水帶防水，止水帶搭接長度不小于10cm，上段砼澆筑前用堵頭板將止水帶固定在砼襯砌中部，澆筑下段前，將接縫處的堆積物、雜質(zhì)等清除干凈并用濕布擦凈，用高壓水槍沖洗，經(jīng)工程師檢查合格后再澆筑下一段。靠近止水帶的最大骨料粒徑不超過20mm。施工時，止水帶的型式、位置、尺寸和材料按圖紙所示或工程師的指示確定。3、施工質(zhì)量控制要求1、施工材料：拌和混凝土使用的原材料及水泥需附有廠家的試驗報告同時必須經(jīng)過試驗，試驗質(zhì)量滿足設(shè)計及規(guī)范的要求后方可使用。水泥檢測取樣以200～400t同品種、同標號水泥為一個取樣單位，檢測項目包括：水泥標號、凝結(jié)時間、體積安定性、稠度、細度模數(shù)、比重等試驗。對使用的外加劑質(zhì)量必須滿足質(zhì)量要求。在施工過程中，對外加劑溶液的濃度，每班檢查兩次。骨料在質(zhì)量滿足要求的前提下，在施工過程中其含水量、超遜徑及砂的細度模數(shù)等常規(guī)試驗項目必須按照水工規(guī)范的要求進行施作，以便及時調(diào)整配合比、以確保混凝土的拌和質(zhì)量。鋼筋在使用前必須進行冷拉及冷彎等性能的試驗，合格后方可使用，下料前，必須對有銹跡的鋼筋進行除銹等工作。鋼筋工程質(zhì)量控制方法請見圖4-23《鋼筋工程質(zhì)量控制程序圖》（含網(wǎng)噴砼使用鋼筋）。混凝土的拌和要嚴格按現(xiàn)場試驗室提供并經(jīng)監(jiān)理工程師批準的配料單進行配料，對拌和秤量系統(tǒng)堅持定期校核，確保配料誤差在允許范圍內(nèi)；混凝土拌和時間不小于3min，確保混凝土拌和均勻。混凝土在運輸過程中，盡量縮短運輸時間，保證不發(fā)生分離、漏漿和嚴重泌水現(xiàn)象。2、施工過程控制混凝土澆筑之前，首先對施工縫老混凝土面嚴格按水工施工規(guī)范的要求進行鑿毛處理，模板涂刷脫模劑；澆筑過程中，設(shè)專職技術(shù)員現(xiàn)場檢查和監(jiān)督。混凝土間歇時間、振搗均嚴格按照水工規(guī)范、技術(shù)條款進行，避免初凝及漏振現(xiàn)象發(fā)生，同時嚴格控制不合格混凝土入倉或往倉內(nèi)加水。邊墻混凝土兩側(cè)上升必須同時進行，每次上升高度控制在50cm以內(nèi)。底板混凝土施工前基巖面必須經(jīng)監(jiān)理工程師驗收合格后，方可進行混凝土澆筑工作。在澆筑第一層混凝土前，必須先鋪一層2～3cm厚的水泥砂漿，砂漿水灰比與混凝土的澆筑強度相適應(yīng)，鋪設(shè)施工工藝要確保混凝土與基巖的良好結(jié)合。澆筑混凝土底板的基巖上的雜物、泥土及松動石均要清除，同時沖洗干凈并排干積水，如遇有承壓水、則必須制定引排措施并報監(jiān)理工程師批準，處理完畢，經(jīng)監(jiān)理工程師認可后，方可澆筑混凝土。清洗后的基礎(chǔ)巖面在混凝土澆筑前必須保持潔凈和濕潤。砼施工質(zhì)量控制方法請見圖4-24《模注砼工程質(zhì)量控制程序圖》。（六）灌漿施工1、工程特性本標段灌漿工程分為回填灌漿、固結(jié)灌漿和鋼襯段接觸灌漿，回填灌漿在襯砌拱頂60o范圍布置，排距300cm、單、雙孔交替布置、深入基巖10cm；固結(jié)灌漿為全斷面布置，排距300cm、深入基巖400cm、梅花型布置。回填灌漿待襯砌混凝土達到70%設(shè)計強度后進行，固結(jié)灌漿在該部位回填灌漿結(jié)束7天后進行。接觸灌漿一般在砼澆筑完成60d后進行，特殊情況不少于28d。主要工程量：回填灌漿：24900m2，固結(jié)灌漿：3670m，接觸灌漿：2200m2。2、施工方法及資源配置灌漿施工采用YT-28氣腿式風(fēng)槍配自制鉆孔臺車沿混凝土襯砌預(yù)埋的孔口管進行鉆孔，風(fēng)水管路自開挖引入的主管上接入。灌漿設(shè)備采用SGB6-10型灌漿泵，漿液在現(xiàn)場采用ZJ-400型高速攪拌機拌制、低速攪拌機儲漿，采用泥漿泵輸漿。灌漿鉆孔完成后，用高壓風(fēng)水聯(lián)合進行沖洗，清洗干凈灌漿孔。準備工作就緒后，安裝灌漿管及灌漿塞進行灌漿。灌漿工作每作業(yè)區(qū)計劃投入鉆孔風(fēng)槍8臺，上、下游各4臺；SGB6-10型灌漿泵2臺，上、下游各1臺；ZJ-400型制漿機2臺，上下游各1臺；BM-250型泥漿泵2臺，上下游各一臺；每工區(qū)共投入人力30人，分三班工作制。3施工工藝流程3.1回填灌漿1）鉆孔本標鋼筋混凝土襯砌段，回填灌漿孔鉆孔采取在襯砌中預(yù)埋孔口管，鋼襯段采取預(yù)留孔的方法；利用鉆孔臺車按灌漿程序，分段分序進行，孔深深入巖石10cm。灌漿孔縱向間距3m，頂部60o范圍內(nèi)單雙孔交替布置，開孔孔位與設(shè)計位置的偏差不得大于10cm，鉆孔時保證孔向準確。2）灌漿①灌漿分序根據(jù)工程實際情況及設(shè)計需要，回填灌漿作