項(xiàng)目三： 隧道支護(hù)與襯砌施工

1、教學(xué)學(xué)時(shí)：8學(xué)時(shí)項(xiàng)目三： 隧道支護(hù)與襯砌施工重點(diǎn)：1支護(hù)的類型及模筑混凝土襯砌的施工；2隧道施工輔助坑道的類型及適用條件。難點(diǎn)： 模筑混凝土襯砌的施工。解決辦法：通過看工程圖片，使學(xué)生對(duì)模筑混凝土襯砌的施工的步驟有直觀了解。第一節(jié) 支 護(hù)隧道支護(hù)分為永久支護(hù)與施工支護(hù)。永久支護(hù)又稱襯砌,是關(guān)系隧道能否長期良好使用的主體建筑物之一,必須按照設(shè)計(jì)要求,確保圬工質(zhì)量、隧道凈空符合規(guī)定。施工支護(hù)又稱臨時(shí)支護(hù),是在隧道施工過程中,為了確保施工安全而設(shè)置的支護(hù)。根據(jù)開挖后隧道圍巖的穩(wěn)定情況,I級(jí)圍巖一般在開挖后設(shè)置局部支護(hù)；級(jí)圍巖為先挖后護(hù),支護(hù)距開挖面約510；V級(jí)圍巖為隨挖隨支護(hù),即支護(hù)緊跟開挖面；V

2、級(jí)圍巖多為先支護(hù)后開挖,即在將開挖的地段事先在地層中設(shè)置支護(hù)。在傳統(tǒng)的礦山法施工中,施工支護(hù)常常在施作永久支護(hù)時(shí)拆除。近年來,多采用噴錨及鋼支撐支護(hù)等作為施工支護(hù),同時(shí)也作為襯砌結(jié)構(gòu)的組成部分,這樣既保護(hù)了圍巖,提高了隧道的穩(wěn)定性,方便了施工,又降低了施工支護(hù)的造價(jià)。一、構(gòu)件支撐1. 構(gòu)件支撐形式：一般分為鋼支撐（鋼結(jié)構(gòu)或鋼格柵支撐steel frame or beam support）或木支撐（wood support）,也有采用鋼木混合支撐（steel and wood mixed support）的。2. 構(gòu)件支撐的要求：構(gòu)件支撐的結(jié)構(gòu)形式及其接頭應(yīng)簡單牢固,易于安裝與拆除,能多次倒用,

3、并盡可能定型化。 (一)木支撐1.選擇木支撐要求：（1）選擇強(qiáng)度高、韌性大、富有彈性、形狀順直、疵病少、無顯著裂紋、含水率小于15為宜,一般選擇松木和杉木；（2）疵病節(jié)疤過多或已經(jīng)破裂、彎曲和腐朽的木料不能使用；（3）木支撐的梁、柱等主要桿件的直徑不應(yīng)小于20cm,跨度大于4時(shí)不應(yīng)小于 25cm。2.特點(diǎn)：（1）木支撐具有加工簡易,架、拆和移動(dòng)靈活方便,發(fā)生變形能早察覺和加固便利等優(yōu)點(diǎn)；（2）它吸水性強(qiáng),在有水或濕度較大的隧道里易于腐朽,耐久性差,使用周期短,耗量大,且尺寸較大,占用坑道空間,妨礙機(jī)械作業(yè)和施工通風(fēng)。在可采用錨噴及鋼支撐等作為施工支護(hù)時(shí),要求隧道開挖中的支護(hù)盡量不用或少用木支撐

4、。木支撐僅著重用于臨時(shí)性的應(yīng)急支護(hù)。圖3-6-2 拱部擴(kuò)大支撐導(dǎo)坑支撐如圖3-6-1所示,其中(a)為半框架式,(b)為封閉式。拱部擴(kuò)大支撐如圖3-6-2所示,其中(a)為簡式,(b)為復(fù)式。馬口支撐如圖3-6-3所示。圖3-6-1 導(dǎo)坑支撐 圖3-6-3 馬口支撐(二)鋼支撐鋼拱支撐是在開挖后架設(shè)的,要求直到襯砌完成以前必須能安全承載,因此應(yīng)具有必要的強(qiáng)度和保持一定的間距,而且不產(chǎn)生下沉、變形、傾倒和扭曲等現(xiàn)象。鋼支撐有兩種：圖3-6-4 型鋼架支撐一是僅作施工支護(hù),如導(dǎo)坑中的支撐框架或漏斗棚架等,在襯砌前還要拆除,并繼續(xù)倒用；二是既作施工支護(hù)又作為襯砌結(jié)構(gòu)的組成部分,為施工提供了極大便利,

5、如圖3-6-4所示。1.材料、斷面尺寸和間距通常根據(jù)地質(zhì)條件和開挖斷面寬度選用鋼支撐,斷面尺寸和間距可參照表3-6-1確定。表3-6-1 鋼支撐 土壓大小 項(xiàng)目凈寬()判斷可能落石時(shí)判斷有土壓時(shí)判斷土壓很大時(shí)工字鋼尺寸(mm)間距()工字鋼尺寸(mm)間距()工字鋼尺寸(mm)間距()5100×100(17 kg/)1.5125×125(24 kg/)1.2150×150(32 kg/)1.010150×150(32 kg/)1.5200×200(50 kg/)1.0250×250(72 kg/)1.02.鋼支撐構(gòu)件連接及底板鋼支撐構(gòu)

6、件接頭是支撐的弱點(diǎn),因此,根據(jù)施工條件,接頭應(yīng)盡量減少。目前單線隧道所用鋼拱支撐,用于拱部時(shí)一般為二節(jié),用于邊墻則為一節(jié)。鋼支撐各構(gòu)件的連接系采用接頭板或聯(lián)接板并用螺栓連接。要求構(gòu)造簡單、連接牢固可靠,圖3-6-5為拱頂接頭板及聯(lián)接板的設(shè)計(jì)實(shí)例。圖3-6-5 拱頂接頭板及聯(lián)接板圖3-6-6 底板為防止鋼支撐受荷載下沉,在構(gòu)件下端應(yīng)加底板(圖3-6-6),以擴(kuò)大基礎(chǔ)受力面積。3.縱向聯(lián)系及背板圖3-6-7 系桿及縱撐表3-6-2 系桿及縱撐 種 類支撐尺寸（工字鋼） 系 桿直徑(mm)縱 撐圓木直徑(cm)150×#215;200192512兩排鋼支撐之間,為使

7、其互相牢固聯(lián)系成整體,保證能充分承受隧道軸向力及爆破引起的震動(dòng),在縱向必需設(shè)置聯(lián)系螺栓和縱向支撐。圖3-6-7及表3-6-2是系桿及縱撐的設(shè)計(jì)實(shí)例。系桿除在拱頂及拱腳處必須設(shè)置外,沿支撐軸線每隔120cm(或小些)均須設(shè)置一個(gè)。背板是在鋼拱支撐的外圍,為防止周圍巖塊、土砂坍落而以木板、填塞木、鋼板等做成的防護(hù)。一般木背板厚1.53cm,填塞木則采用直徑為 59 cm的圓木。（三）鋼格柵支撐鋼格柵制作簡單,重量小,便于安裝成各種形式的斷面,能節(jié)約材料,而且能夠很好地與網(wǎng)噴結(jié)合,形成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系,并與圍巖形成一體,提高承載能力,既能作施工支護(hù)又能作永久支護(hù)的一部分,所以目前在我國的隧道現(xiàn)場(chǎng)得

8、到廣泛應(yīng)用,特別是在較差的地層中施工時(shí)。網(wǎng)噴、鋼格柵聯(lián)合支護(hù)使用條件：(1)淺埋、偏壓及自穩(wěn)時(shí)間很短的V、級(jí)圍巖的隧道；(2)土夾石、砂卵石及噴錨難支護(hù)的地層、早期圍巖壓力增長快和需要提高初期支護(hù)的強(qiáng)度和剛度的情況；(3)斷層、大面積淋水、濕陷性黃土、膨脹性巖體的地段,以及為了抑制大的變形需要增強(qiáng)支護(hù)力時(shí)；(4)設(shè)置超前錨桿需要支撐時(shí)。鋼架的形式和設(shè)計(jì)要點(diǎn)見表3-6-3。表3-6-3 鋼架類型圖 示材 料說 明主 筋聯(lián)結(jié)筋三角形桁架式2220MnSi或A3鋼(Q235)12或10Mn鋼1.15cm,16cm,25cm；2.用于圍巖壓力小的地方；3.聯(lián)結(jié)筋系短根焊接,應(yīng)保證焊接質(zhì)量蝶式2220M

9、nSi或A3鋼 (Q235)1420MnSi或A3鋼(Q235)1.16cm,25cm；2.主筋1與兩根主筋2的面積應(yīng)相近；3.蝶形件可預(yù)加工后再與主筋焊接四邊形桁架式2220Mnsi或A3鋼(Q235)12或1020MnSi或A3鋼(Q235)1.20cm,25cm；2、繳橫方向強(qiáng)度相等； ；3.應(yīng)保證焊接質(zhì)量轅式2220MnSi或A3鋼 (Q235)1420MnSi或A3鋼(Q235)1.16cm,41cm；2.抗彎、抗扭慣性矩比三角形大；3.根據(jù)需要采用重點(diǎn)聯(lián)結(jié)或水平聯(lián)結(jié)二、噴錨支護(hù)（shotcrete and rock bolt support）目前,在絕大數(shù)隧道施工支護(hù)中均采用噴錨支

10、護(hù),這一部分內(nèi)容在第四章新奧法施工中做詳細(xì)介紹。一、 模筑混凝土襯砌隧道及地下工程中常用的支護(hù)襯砌形式主要有：整體式襯砌、復(fù)合式襯砌及錨噴襯砌。整體式襯砌即為永久性的隧道模筑混凝土襯砌(常用于傳統(tǒng)的礦山法施工)；復(fù)合式襯砌是由初期支護(hù)和二次襯砌所組成，初期支護(hù)是幫助圍巖達(dá)成施工期間的初步穩(wěn)定，二次襯砌則是提供安全儲(chǔ)備或承受后期圍巖壓力。初期支護(hù)按主要承載結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工；二次襯砌在級(jí)及以上圍巖時(shí)按安全儲(chǔ)備設(shè)計(jì)；在級(jí)及以下圍巖時(shí)，則按承受后期圍巖壓力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工，并均應(yīng)滿足構(gòu)造要求；錨噴襯砌的設(shè)計(jì)基本上同復(fù)合式襯砌中的初期支護(hù)的設(shè)計(jì)，只是 應(yīng)增加一定的安全儲(chǔ)備量(主要適用于級(jí)及以上圍巖條件)。

11、依據(jù)隧道開挖方法的不同, 模筑混凝土襯砌施工分為先拱后墻或先墻后拱兩種方式。在新奧法施工中，二次襯砌多采用順作法，即由下到上，先墻后拱順序連續(xù)灌筑。在隧道縱向需要分段施作，分段長度一般為912。二次襯砌和抑拱的施作時(shí)間，直接關(guān)系到襯砌結(jié)構(gòu)的安全。過早施作會(huì)使二次襯砌承受較大的圍巖壓力，拖后施作會(huì)不利于初期支護(hù)的穩(wěn)定。因此，在施工中通過監(jiān)控、量測(cè)，掌握圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律，及時(shí)調(diào)整支護(hù)與襯砌設(shè)計(jì)參數(shù)，并確定二次襯砌和仰拱的施作時(shí)間，使襯砌結(jié)構(gòu)安全可靠。 模筑混凝土襯砌施工的主要工作有：準(zhǔn)備工作,混凝土的制備與運(yùn)送,灌筑作業(yè),養(yǎng)護(hù)和拆模。必要時(shí)還應(yīng)在成洞地段向襯砌背后壓漿。1. 模筑混凝土襯砌

12、施工的一般要求(1)施工準(zhǔn)備在灌筑前應(yīng)重新核對(duì)施工放樣的中線、高程和斷面尺寸。拱圈與邊墻的縱向端頭外露處,立模時(shí)應(yīng)設(shè)置預(yù)制成型的擋頭板。木支撐侵入襯砌截面時(shí),要盡可能拆除。(2)拌和與運(yùn)送對(duì)混凝土拌和用的各種材料和外加劑,都應(yīng)按要求進(jìn)行質(zhì)量合格鑒定,混凝土用料應(yīng)嚴(yán)格稱量,以保證配合比正確。采用機(jī)械拌和時(shí),每次拌和時(shí)間約為1.52.5min,以拌和均勻、色澤一致為度。盛混凝土的容器不能漏漿,運(yùn)送時(shí)間一般不應(yīng)超過45min,以防混凝土初凝。(3)灌筑與振搗混凝土入模的自由傾落高度,應(yīng)保證其不發(fā)生離析,一般不應(yīng)超過2。灌筑拱圈應(yīng)左右兩側(cè)對(duì)稱分層進(jìn)行,當(dāng)使用插入式軟軸搗固器振搗時(shí),分層厚度一般為30c

13、m；兩側(cè)灌筑高差最大不超過50cm。振搗時(shí)搗固器應(yīng)插入到前一層內(nèi)的一定深度。拱圈的灌筑層面都要成輻射狀。灌筑混凝土應(yīng)連續(xù)進(jìn)行,若必須終止時(shí),則不應(yīng)超過混凝土的初凝時(shí)間,否則應(yīng)作間歇灌筑處理。(4)襯砌背后的回填和排水設(shè)施襯砌背后空隙部位應(yīng)隨同襯砌同時(shí)回填密實(shí),但回填片石不應(yīng)侵入襯砌截面以內(nèi)。襯砌如設(shè)計(jì)有暗管、暗溝或盲溝等排水設(shè)施時(shí),應(yīng)及時(shí)按要求做好,回填時(shí)切勿堵塞。(5)支撐替換支撐替換是在先拱后墻法施工中常遇到的問題。若拱部受力很大支撐不能拆除時(shí),則必須進(jìn)行支撐替換工作。支撐替換的原則是先頂后拆,不使圍巖松動(dòng)。(6)間歇灌筑的處理因特殊原因(如停水、停電、坍方、缺料等)拱圈混凝土不能連續(xù)灌筑

14、而必須間歇灌筑時(shí),應(yīng)將混凝土表面做成輻射狀,其間歇時(shí)間應(yīng)根據(jù)水泥凝固時(shí)間及水灰比和混凝土硬化條件等情況而定。當(dāng)無試驗(yàn)資料時(shí),塑性混凝土最大間歇時(shí)間不應(yīng)超過2 h；干硬性混凝土不應(yīng)超過 1 h。若間歇時(shí)間超過上述規(guī)定時(shí),則必須待混凝土強(qiáng)度達(dá)到1.2 MPa后,才允許繼續(xù)灌筑。在繼續(xù)灌筑前應(yīng)將混凝土表面鑿毛、洗刷干凈,并鋪一層厚15 cm的水泥砂漿,以保證新舊混凝土結(jié)合良好。(7)拱節(jié)連接縫處理拱圈混凝土分段灌筑所形成的工作接頭縫,稱為拱節(jié)連接縫。它是拱圈的薄弱環(huán)節(jié),常常因處理不當(dāng)而使接頭縫處的混凝土裂開、滲水以致毀壞。因此,在灌筑下一節(jié)拱時(shí),應(yīng)先將接頭處混凝土表面鑿毛、洗刷干凈后再灌筑。每節(jié)端頭

15、要用垂直擋頭板封住,注意不要漏漿。在地質(zhì)松軟、圍巖壓力較大地段,可預(yù)埋短鋼筋或鋼釬以加強(qiáng)聯(lián)結(jié)。(8)封頂拱圈混凝土均自兩側(cè)拱腳由下而上灌筑,當(dāng)灌筑到頂部中間約剩0.81.0寬時(shí),就要進(jìn)行封頂工作。圖3-6-13 活封頂封頂分活封頂(又叫剎尖)和死封頂兩種?；罘忭敚夯炷劣蓛蛇厡?duì)稱灌筑至拱頂,隨拱圈前進(jìn)方向邊灌筑邊沿縱向封口的方法,如圖3-6-13所示。死封頂：當(dāng)混凝土由兩端相向灌筑到連接處,在拱頂中央形成一個(gè)缺口(一般3040 cm見方),然后用混凝土堵塞這個(gè)缺口的方法。圖3-6-14 死封頂死封頂口應(yīng)盡量選在圍巖較好、無超挖的地點(diǎn)。死封頂?shù)姆椒ㄊ窃谒羧笨诘乃闹芗芰躅^板,待四周混凝土灌筑完

16、畢24h后,拆除四周擋頭板。根據(jù)缺口尺寸,特制一個(gè)內(nèi)徑與缺口相同的活底木盒。封頂時(shí)將盛滿經(jīng)搗固后的混凝土的木盒放在缺口下面,并用千斤頂將混凝土頂入缺口內(nèi),如圖 3-6-14所示。(9)養(yǎng)護(hù)與拆模一般隧道內(nèi)空氣的相對(duì)濕度大于90時(shí),不灑水養(yǎng)護(hù)；相對(duì)濕度在6090時(shí),應(yīng)灑水養(yǎng)護(hù)不少于714d,相對(duì)濕度小于60時(shí),灑水養(yǎng)護(hù)1421 d。凡對(duì)抗?jié)B性要求高,摻有塑化劑以及水泥品種采用火山灰質(zhì)或礦碴水泥者,都應(yīng)按上述養(yǎng)護(hù)期的較長天數(shù)進(jìn)行；只有采用普通水泥而無特殊要求者,才按較短的養(yǎng)護(hù)期養(yǎng)護(hù)。拆模時(shí)間應(yīng)按混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的情況決定。不承重模板和端頭擋板,如直墻、水溝和電纜等,一般達(dá)到2.5 MPa時(shí)拆模；

17、承重模板如曲墻和單線隧道的拱圈等,達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70以上時(shí)方可拆模；圍巖壓力很大的單線、雙線和多線隧道的拱圈,都應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100才能拆模。2.各部位施工的要求(1)拱圈先拱后墻法中,拱腳地基松軟可能引起較大沉陷時(shí),應(yīng)根據(jù)具體情況采用下列措施：如加大拱腳截面；夯填碎石層；加鋪縱向方木和橫向木板；在混凝土截面內(nèi)縱向設(shè)粗鋼筋或小鋼軌；在橫向巖壁上打短鋼軌或設(shè)置錨桿；在嚴(yán)重松軟地段采用挖井法先做部分立柱式邊墻以支頂拱腳。(2)邊墻 在先拱后墻法中,由于拱圈已經(jīng)完成,邊墻頂部與拱腳間有一個(gè)封口的工序,在距拱腳高約710cm時(shí),邊墻應(yīng)停止灌筑,經(jīng)24 h后,再用坍落度較小的同等級(jí)混凝土認(rèn)真搗固密實(shí)進(jìn)

18、行封口,以免混凝土固結(jié)硬化時(shí)產(chǎn)生裂縫。邊墻部位設(shè)有大小避車洞時(shí),宜與邊墻一并施工；如圍巖不穩(wěn)定有坍塌可能時(shí),可先做好避車洞前后兩端邊墻,再作避車洞。(3)底部仰拱仰拱拱座應(yīng)在曲邊墻施工時(shí)同時(shí)做好。仰拱灌筑時(shí)需保持洞內(nèi)運(yùn)輸暢通,并采用分段間隔作業(yè)。灌筑仰拱宜用低塑性混凝土,并由仰拱中心向兩側(cè)灌筑至拱座。隧底填充可在檢查仰拱斷面及厚度合格后進(jìn)行,但不能使填充的低強(qiáng)度混凝土侵入仰拱截面以內(nèi)。隧底隧底灌筑即鋪底,厚度為10cm。為了使圬工結(jié)合良好,其灌筑施工一般在墻拱主體襯砌及水溝、電纜槽完成后進(jìn)行。隧道鋪底頂面應(yīng)根據(jù)軌頂標(biāo)高控制,以保證縱橫向坡度正確和表面平順光潔。短隧道鋪底,可從洞內(nèi)向兩端洞口分別

19、進(jìn)行,以利用軌道運(yùn)入鋪底混凝土材料。有平行導(dǎo)坑的隧道鋪底時(shí),常在兩個(gè)橫通道之間作為灌筑段施工；長隧道的鋪底,常在前后二副道岔之間保持一股軌道作為施工運(yùn)輸,同時(shí)拆除另一股軌道先鋪隧道寬度的一半,待混凝土強(qiáng)度達(dá)到允許荷載時(shí),恢復(fù)已拆股道,換拆另一股道完成其余一半的鋪底。第二節(jié) 噴錨支護(hù) 噴射混凝土支護(hù)：將水泥、砂子、碎石按一定比例干料拌和后(摻入速凝劑)送入混凝土噴射機(jī)，再由高壓風(fēng)經(jīng)輸料管壓送至噴槍嘴處與水混合，高速噴向巖面，凝結(jié)硬化而形成的襯砌結(jié)構(gòu)。錨桿支護(hù)：將鋼筋制作的桿件以機(jī)械錨固或者粘結(jié)錨固方式錨固于圍巖中，用以加固并支護(hù)圍巖的結(jié)構(gòu)。噴錨支護(hù)：一般將噴射混凝土錨桿或與加掛鋼筋網(wǎng)一起(臨時(shí)支

20、護(hù))組成的聯(lián)合支護(hù)。在隧道工程中一般都將噴射混凝土與鋼拱支撐、錨桿、金屬網(wǎng)等聯(lián)合使用，可作為初期支護(hù)。一、噴射混凝土支護(hù) (一)噴混凝土的工作原理 噴射混凝土以5070/s的速度向坑道圍巖壁面噴射，速凝劑使混凝土在幾分鐘之內(nèi)就可以承受荷載。這樣，噴層和圍巖就組成一個(gè)共同作用的整體，承受圍巖壓力，襯砌厚度可大幅度減小。同時(shí)，噴射混凝土的細(xì)小顆粒將巖層縫隙填充粘結(jié)，使圍巖的整體性提高，阻止了圍巖向坑道的變形，圍巖壓力也大為減小，封閉圍巖壁面防止風(fēng)化，避免坍方落石。所以，噴射混凝土作用的實(shí)質(zhì)是通過對(duì)圍巖的改造，達(dá)到圍巖穩(wěn)定的目的。這是一種積極主動(dòng)的支護(hù)模式。 (二)噴射混凝土施工 1.噴射混凝土用材

21、料 (1)水泥：標(biāo)號(hào)不低于425號(hào)(32.5級(jí))的普通硅酸鹽水泥，或525號(hào)(42.5級(jí))礦碴硅酸鹽水泥(有抗?jié)B性要求時(shí)不能用)或525號(hào)(42.5級(jí))火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥。 在圍巖破碎及含侵蝕性水的地段，應(yīng)采用雙快(快凝、快結(jié))水泥、膨脹水泥或耐酸水泥。(2)砂石：砂的性能和規(guī)格應(yīng)符合普通混凝土用標(biāo)準(zhǔn)。以用堅(jiān)固的中砂或粗、中混合砂較好，細(xì)度模數(shù)為2.42.7，不宜用細(xì)砂。砂的含水率一般應(yīng)控制在57(按質(zhì)量計(jì))。噴射混凝土用的石子，應(yīng)采用堅(jiān)硬耐久的碎石或卵石，其粒徑為20 mm以下，最大粒徑應(yīng)不超過輸送管直徑的1/3。使用卵石能減少堵管和對(duì)輸料管的磨耗。 某些含有活性SiO2的巖石，如流紋巖、安

22、山巖等不能用作噴射混凝土的骨料，避免發(fā)生“堿一骨料反應(yīng)”而將混凝土脹裂。 (3)速凝劑 摻入速凝劑的目的在于使噴射混凝土速凝快硬，防止噴層因重力作用而坍落，提高噴射混凝土在潮濕巖面或輕微含水巖層中使用的適用性能，增加一次噴射厚度和縮短噴射層之間的噴射間隔時(shí)間。速凝劑有固體和液體兩種，目前國內(nèi)主要使用固體速凝劑，如紅星I型等。 混凝土摻速凝劑后可增快早期強(qiáng)度但會(huì)降低后期強(qiáng)度。摻量愈多，早期強(qiáng)度增長愈快，而后期強(qiáng)度損失也愈大(摻量為24時(shí)，28天的強(qiáng)度降低達(dá)3040)，故必須根據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)混凝土早期強(qiáng)度和后期強(qiáng)度的要求，通過試驗(yàn)來確定其摻量，摻量要嚴(yán)格控制。 2.噴射混凝土的配合比與水灰比 配合比的選

23、擇應(yīng)滿足混凝土強(qiáng)度和其他物理力學(xué)性能(抗剪、粘性、耐久性)的要求，同時(shí)還應(yīng)滿足施工工藝要求(減少回彈，不發(fā)生離析、分層，和易性好)，并且要求水泥用量最小。 噴射混凝土與普通混凝土相比，其石子用量要少，相應(yīng)砂子的用量要增多，一般含砂率約為50左右。水灰比也是影響噴混凝土強(qiáng)度和其他物理力學(xué)性能的重要因素，一般取0.40.5為宜。 3.噴射混凝土的施工要點(diǎn) (1)噴射混凝土的施工準(zhǔn)備 凈空檢查：開挖斷面應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，欠挖應(yīng)補(bǔ)炮。 清除浮石及墻腳的巖碴，沖洗受噴面，如有滴漏水現(xiàn)象，應(yīng)采取措施，加以處理。 利用錨桿的外露長度或用快凝灰漿粘住鐵釘，作為噴射厚度的標(biāo)志。 做好回彈物料的回收和利用安排。 根

24、據(jù)噴射混凝土的施工部位，做好機(jī)械設(shè)備就位和場(chǎng)地布置，保證運(yùn)輸線路暢通。 (2)噴射作業(yè) 噴射作業(yè)是噴射混凝土整個(gè)施工過程中最關(guān)鍵而緊張的工作。要求噴射手有熟練的噴射技術(shù)，各施工環(huán)節(jié)如備料、拌和、運(yùn)輸、上料、風(fēng)水供應(yīng)、照明、噴射等能緊密配合，這些是關(guān)系到噴混凝土質(zhì)量好壞、回彈量多少的關(guān)鍵。應(yīng)該注意以下幾個(gè)問題： 試運(yùn)轉(zhuǎn) 在噴射機(jī)未上料前，應(yīng)先開啟高壓風(fēng)、水，若噴嘴風(fēng)壓正常，則噴出的風(fēng)水呈霧狀；若噴嘴風(fēng)壓不足或不出風(fēng)，則可能輸料管被堵塞，應(yīng)及時(shí)排除。然后再開動(dòng)電動(dòng)機(jī)，進(jìn)行空轉(zhuǎn)，待噴射機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常后才開始進(jìn)料噴射。 掌握好風(fēng)壓、水壓及水灰比 風(fēng)源風(fēng)壓應(yīng)穩(wěn)定在392637kPa范圍，才能使噴嘴風(fēng)壓穩(wěn)定在

25、98245 kPa范圍，以保證噴射質(zhì)量(回彈量小、粉塵少、一次噴射厚度大)。若風(fēng)壓小，則噴射動(dòng)能小，粗骨料將沖不進(jìn)砂漿層內(nèi)而脫落；若風(fēng)壓太大，則噴射動(dòng)能太大，粗骨料會(huì)碰巖石彈回。 噴嘴處水壓應(yīng)較風(fēng)壓至少高4998 kPa，才能使水泥充分水化。水壓低于風(fēng)壓，不但水泥不能充分水化，反而會(huì)造成水環(huán)孔堵塞。 水灰比應(yīng)控制在0.40.5之間，水灰比過小時(shí)，則噴層表面顏色灰暗，出現(xiàn)干斑且粉塵飛揚(yáng)，回彈量增大；水灰比大時(shí)，則噴層表面起皺、拉毛或滑動(dòng)流淌；水灰比正好時(shí)，則噴層表面黏性好，表面平整，粗骨料分布均勻且回彈量減小。 噴嘴與巖面的距離和夾角圖4-4-1噴射方向 通常在噴頭上接一直徑為100 mm、長為

26、0.81.0的攏料管，可使水泥與水充分拌和，使噴混凝土束集中且回彈石子不致傷及射手。噴嘴與巖面間的距離一般為0.81.2 ，太近或太遠(yuǎn)都會(huì)增加回彈量。 噴射方向應(yīng)與巖面垂直，或成不大于10º的傾斜角(如圖4-4-1)，才能使回彈物受到噴射束的約束，抵消部分彈回的能量而使回彈量減小，噴射拱部時(shí)應(yīng)沿徑向噴射。 一次噴射厚度及各層間隔時(shí)間一次噴射厚度與噴射效率、回彈損失、顆粒間凝聚力及噴射層與巖面的黏結(jié)力有關(guān)。如一次噴射厚度太大時(shí)，顆粒間凝聚力減弱而促使混凝土因自重大而大片坍落，或使拱頂混凝土與巖面間形成空殼現(xiàn)象。如一次噴射厚度太小時(shí)，則粗骨料容易濺回，只有當(dāng)附于基巖底層的噴射物形成塑性層

27、后，粗骨料才能嵌入其中。一次噴射厚度一般應(yīng)不小于最大骨料粒徑的1.5倍，否則會(huì)使回彈物增多。 兩層噴射層的間隔時(shí)間與水泥品種、施工溫度和速凝劑有關(guān)。一般間隔時(shí)間為1530min。第一次噴射厚度拱部為35cm，邊墻為810 cm；第二次噴射至設(shè)計(jì)厚度，拱部為812cm，邊墻為1217cm。不同的噴射角度，其噴射厚度有所不同。 噴射混凝土工藝流程噴射作業(yè)應(yīng)有條不紊地進(jìn)行，以提高工效及保證質(zhì)量。根據(jù)混凝土凝結(jié)時(shí)間及工作面情況，應(yīng)采取分區(qū)噴射方法。圖4-4-2所示為以6為一基本段，其中又分成2長的三個(gè)小段，每段高1.5(指邊墻)。噴射原則是：要分段、分部、分塊，由下而上，先邊墻，后拱腳，最后噴拱頂。這

28、樣可防止掉落的回彈物附在未噴的巖面上，而影響噴射混凝土與圍巖的粘結(jié)力。圖4-4-2分區(qū)噴射圖4-4-3噴頭螺旋形均勻移動(dòng)噴射時(shí)噴頭應(yīng)緩慢呈螺旋形均勻移動(dòng)，一圈壓半圈，繞圈直徑為30cm左右，如圖4-4-3所示，以保證噴射均勻和表面光滑平順。 對(duì)凹凸懸殊的巖面，噴射時(shí)應(yīng)注意噴射次序，應(yīng)先下后上，先兩頭后中間，這樣可減少回彈量，如圖4-4-4所示。噴射混凝土流程如圖4-4-5所示。 圖4-4-4噴射次序應(yīng)先下后上堵管故障及排除 噴射中發(fā)生堵管的原因是多方面的，如粗骨料過大(粒徑大于2.5cm)或其他雜物引起的堵管，混合料(砂為主)濕度過大(6時(shí))，摩擦力增大、水泥水化結(jié)塊、輸料軟管彎角過小(小于9

29、0º)及風(fēng)壓偏小，均可能引起堵管。此外，若操作不對(duì)時(shí)，如先開電動(dòng)機(jī)后給風(fēng)，混合料未吹完而停風(fēng)，誤開放氣閥而停風(fēng)等，都會(huì)引起堵管。圖4-4-5 噴射混凝土流程 1石子；2砂子；3篩子；4磅秤；5水泥；6攪拌機(jī)；7混凝土輸送車；8料盤；9膠帶上料機(jī)；10噴射機(jī);11儲(chǔ)風(fēng)筒;12高壓水池;13速凝劑;14油水分離器；15機(jī)械手;16噴嘴。 發(fā)生堵管應(yīng)及時(shí)處理。處理堵管時(shí)，一定要關(guān)閉總進(jìn)氣閥。噴頭或出料口處嚴(yán)禁站人，防止堵管突然通暢而發(fā)生事故。 噴射混凝土的養(yǎng)護(hù) 由于噴混凝土的收縮率比普通混凝土大，為保證水泥能充分水化及噴混凝土強(qiáng)度均勻增長、減少或防止噴混凝土發(fā)生開裂，做好養(yǎng)護(hù)是十分必要的。

30、噴混凝土終凝后2 h開始澆水養(yǎng)護(hù)，特別是初期應(yīng)加強(qiáng)澆水。養(yǎng)護(hù)時(shí)必須有專人負(fù)責(zé)作好記錄，并堅(jiān)持交接班制度。噴射混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間見表4-4-4。表4-4-4 噴射混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間空氣濕度水泥品種養(yǎng)護(hù)時(shí)間（d）說 明60%以下普通硅酸鹽不小于21每23h噴水一次火山灰或礦碴硅酸鹽不小于28每23h噴水一次80%左右普通硅酸鹽不小于14每34h噴水一次火山灰或礦碴硅酸鹽不小于21每34h噴水一次90%以上普通硅酸鹽不小于7每8h噴水一次火山灰或礦碴硅酸鹽不小于14每8h噴水一次5.噴混凝土的質(zhì)量檢驗(yàn) （1）各種材料進(jìn)庫時(shí)，應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量檢查與驗(yàn)收。施工中，對(duì)噴射混凝土和水泥砂漿的原材料配合比及拌和均勻性，每班

31、至少檢查三次。 （2）噴射混凝土強(qiáng)度的檢查。噴射混凝土強(qiáng)度的檢查，主要是檢查抗壓強(qiáng)度。要求單線隧道每20延長、雙線隧道每10延長，至少應(yīng)在拱部及邊墻各取一組，材料或配合比變更時(shí)另取一組，每組至少取三個(gè)試樣。 合格條件是：同批(指同一配合比)試塊的抗壓強(qiáng)度平均值不低于20 Pa；任意一組試塊抗壓強(qiáng)度平均值不低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的85；同批試塊為17組以上時(shí)，低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度平均值，但大于設(shè)計(jì)值85的組數(shù)不多于總組數(shù)的15。 試件的制作一般采用噴射大板切割法；在對(duì)強(qiáng)度有懷疑時(shí)，則用鑿方切割法。噴射大板切割法是在施工的同時(shí)，把混凝土噴射在45cm×35cm×l2cm(可制成6塊)或45cm&

32、#215;20cm×12cm(可制成3塊)的模型內(nèi)，在混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，切割加工成10cm×10cm×10cm的立方體試塊，在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)至28d進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)精確度要求為0.1 Pa。鑿方切割法是在具有一定強(qiáng)度的支護(hù)結(jié)構(gòu)上，用鑿巖機(jī)打密排鉆孔，取出長約35 cm，寬約15cm的混凝土塊，切割加工成10cm×l0cm×10cm的立方體試塊，在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)至28d，進(jìn)行試驗(yàn)，精確度仍要求為0.1Pa。強(qiáng)度檢查不合格時(shí)，應(yīng)查明原因，采取補(bǔ)強(qiáng)措施，如加厚噴層或增設(shè)錨桿。 （3）噴射混凝土厚度的檢查。噴射時(shí)可插入長度比設(shè)計(jì)厚度大5cm的鐵絲，縱

33、、橫向每12設(shè)一根，作為施工控制的標(biāo)志。襯砌完成后，單線隧道每20延長、雙線隧道每10延長，至少檢查一個(gè)斷面，從拱頂中線起每隔2鑿方檢查一個(gè)點(diǎn)。每個(gè)斷面拱和墻分別統(tǒng)計(jì)，全部檢查處的混凝土厚度應(yīng)有60以上不小于設(shè)計(jì)厚度，其余不小于設(shè)計(jì)厚度的1/2。鋼筋網(wǎng)噴混凝土的厚度應(yīng)不小于6cm。 噴射混凝土的其他檢查 噴射混凝土與圍巖黏結(jié)情況的檢查：一般采用錘敲擊法，如錘擊有空響時(shí)應(yīng)清除已噴混凝土，洗凈巖壁重噴，必要時(shí)進(jìn)行粘結(jié)力檢查。 當(dāng)發(fā)現(xiàn)噴混凝土表面有干斑、裂縫、露筋、滲漏水情況時(shí)，應(yīng)予以修補(bǔ)或鑿除重噴或進(jìn)行整治。6.鋼纖維噴混凝土 噴混凝土和普通混凝土一樣，其弱點(diǎn)是抗拉伸和彎曲的能力較低，抗裂性和延性

34、較差。因此最近幾年來，瑞典、日本、美國等開始采用鋼纖維噴混凝土，并收到了良好的效果，國內(nèi)目前也在逐漸推廣應(yīng)用。 鋼纖維噴混凝土是指在噴射混凝土中加入一定數(shù)量的特制鋼纖維，以提高其抗拉、抗剪、抗折強(qiáng)度，改善其韌性和其他性能。 鋼纖維噴混凝土所使用的鋼纖維，其直徑為0.250.4mm，長度為2030mm，長徑比以60100為佳。摻量為4%6%(以混凝土的質(zhì)量計(jì))。鋼纖維一般用碳素鋼制成。鋼纖維噴混凝土目前主要采用干式噴射機(jī)，其主要缺點(diǎn)是沒有專門的鋼纖維分散投料設(shè)備，而使鋼纖維在噴射設(shè)備及給水管中產(chǎn)生粘附、抑制作用，在運(yùn)動(dòng)過程中出現(xiàn)打團(tuán)現(xiàn)象，影響其正常工作。為解決此問題，英國研制了鋼纖維噴混凝土專用

35、噴射機(jī)。噴射時(shí)采用鋼纖維分散投料機(jī)，將鋼纖維送入單獨(dú)的軟管中，進(jìn)到噴嘴處與混凝土均勻混合后噴出。7.SEC(sand enwraped concrete)法噴混凝土(1) SEC法的基本概念所謂SEC法，即用水泥裹住砂粒法。該法為日本首創(chuàng)。其主要原理是：當(dāng)砂表面無水分時(shí)，砂和水泥互不粘附，呈分散狀態(tài)。在砂表面稍有一點(diǎn)水分時(shí)，其表面就能粘附上一些水泥，而其他水泥顆粒仍呈分散狀態(tài)。砂表面水分增至一定程度時(shí)，砂粒被水泥顆粒包裹，牢固地粘附在一起。在砂子周圍形成一個(gè)水泥外殼，這種作用稱“造殼作用”(試驗(yàn)證明，將已經(jīng)成殼的砂，再加水拌和，水泥也不會(huì)流失)。圖4-4-6 SEC法噴混凝土工藝流程(2)SE

36、C法噴混凝土工藝流程(圖4-4-6)整個(gè)工藝流程分為砂漿和骨料兩個(gè)系統(tǒng)。具體做法是：將部分砂子用砂子水分調(diào)節(jié)器(表面水調(diào)勻機(jī))調(diào)節(jié)，使砂粒表面含水率保持均勻，然后按最佳造殼水灰比加入第一次水(W1)與水泥進(jìn)行第一次拌和，使砂子造殼。再加剩余水(W2)和減水劑(Ad)等進(jìn)行第二次拌和，制成SEC砂漿，用泵壓送至混合管。然后把剩余砂與石子干拌，加速凝劑后送入干式噴射機(jī)，兩者在混合管混合后由噴嘴噴出。 (3)SEC法噴混凝土優(yōu)點(diǎn) 黏結(jié)性能良好，回彈量少； 粉塵量少(同濕噴相等或更少)； 噴混凝土強(qiáng)度穩(wěn)定性好； 噴射能力大(6123/h)，約為干噴法的兩倍左右； 一次噴射厚度大(可達(dá)1040cm)；

37、有涌水時(shí)也容易噴敷。 7噴混凝土存在的問題噴混凝土技術(shù)從設(shè)計(jì)到施工還存在一些問題，有待進(jìn)一步解決，如： (1)回彈物及其處理回彈改變了理論配合比，降低了混凝土的密實(shí)度及抗?jié)B性，并降低了混凝土與巖層的粘結(jié)力，因此，嚴(yán)重地影響了噴混凝土的質(zhì)量，從而造成極大浪費(fèi)。目前，回彈物的產(chǎn)生是不可避免的，但應(yīng)設(shè)法控制在最小范圍(30%以下)內(nèi)，并有效地加以回收利用?；貜椓看笮∨c開挖輪廓的平整程度、選料、配合比、砂率、水灰比、速凝劑摻量、噴射手操作技術(shù)、噴射方向、噴射距離、角度、風(fēng)壓及水壓等均有關(guān)。a.減少回彈量的有效方法：要特別注意對(duì)混凝土配合比、水灰比、速凝劑摻量及噴射手的選用。在噴頭上增加攏料管，或使用液

38、態(tài)速凝劑并在其中摻加纖維填料(直徑為0.20.4 mm，長2025mm的尼龍絲、玻璃絲或鋼絲)。以上這兩種方法會(huì)影響噴混凝土的力學(xué)性能，如提高抗拉及抗彎強(qiáng)度，降低抗壓強(qiáng)度。b.回彈物的處理：回彈物是一種缺水泥、少砂子、多石子的松散潮濕混合物，其配合比約為136左右。故回收后適當(dāng)摻以水泥、砂及速凝劑并與新鮮混凝土料摻和后，仍可重新用于噴射，但摻量不能大于新鮮骨料總量的30%，且不能用于噴射拱頂。也可用回彈物重新配料后灌注隧道仰拱、鋪底、修筑水溝及電纜槽等。 (2)防塵問題 水泥和速凝劑對(duì)人體有害。盡管干噴法系采用密封干拌，噴射時(shí)仍會(huì)產(chǎn)生大量粉塵，必須采取以下防塵措施：將混合料的濕度控制在4%6%

39、，加強(qiáng)通風(fēng)，適當(dāng)增長攏料管長度，將噴嘴改成兩路進(jìn)水式，噴嘴供水自動(dòng)調(diào)整(由風(fēng)壓控制)及控制工作風(fēng)壓(低于水壓)等。將干噴改為半濕噴或濕噴，可大大減少粉塵量。二、錨桿支護(hù)錨桿支護(hù)在國內(nèi)外地下工程中得到廣泛應(yīng)用。其結(jié)構(gòu)形式日趨增多，安裝工藝也逐漸完善，并在應(yīng)用中取得了良好效果。(一)錨桿的支護(hù)作用 錨桿系利用圍巖自身強(qiáng)度來支持圍巖，屬內(nèi)部支護(hù)。它與外部支護(hù)圍巖的鋼拱支撐不同。其主要作用有三點(diǎn)： 1懸吊作用：通過錨桿把欲脫落的巖塊懸吊在深部完整堅(jiān)硬的圍巖上。 2組合梁作用：用錨桿把層狀巖體連接在一起，增大層間摩擦阻力，從而形成組合梁。 3加固作用：用錨桿將坑道周圍有節(jié)理、裂隙的破裂巖體或軟弱巖體壓緊

40、在一起，以增加巖體的強(qiáng)度。各錨桿所形成的壓縮區(qū)彼此搭接，形成一個(gè)堅(jiān)固的巖石承載環(huán) (又叫加固帶)，起到加固作用。 (二)錨桿的分類 錨桿分為端部錨固式、全長膠結(jié)式及并用式三類。端部錨固式有楔縫型、膨脹型和端部膠結(jié)型三種。全長膠結(jié)式有砂漿膠結(jié)型和樹脂膠結(jié)型兩種：1.楔縫型錨桿 楔縫型錨桿如圖4-4-7所示。2.膨脹型錨桿(1)端部膨脹型錨桿，如圖4-4-8所示。 (2)開縫式摩擦錨桿，如圖4-4-9所示。圖4-4-7 楔縫型錨桿(單位：mm) 圖4-4-8 端部膨脹型錨桿1楔子；2桿體；3承托板；4螺母。 1錐形螺母；2彈簧脹圈： 3桿體；4承托板；5螺母。3端部膠結(jié)型圖4-4-9開縫式摩擦錨桿

41、端部膠結(jié)型是把樹脂、引發(fā)劑及充填材料封入纖維紙袋或塑料袋，放在錨桿的頭插入鉆孔，到底部時(shí)，回轉(zhuǎn)錨桿把紙袋或塑料袋擠破并攪拌混合樹脂和引發(fā)劑，利用兩者的化學(xué)反應(yīng)使錨桿頭部和巖層膠結(jié)。目前使用的環(huán)氧樹脂和聚酯樹脂都是液體混合形式，應(yīng)根據(jù)配合比和混合方法來控制膠凝時(shí)間和硬化時(shí)間。 4全長黏結(jié)型錨桿在鉆孔與錨桿的間隙中，用水泥砂漿或黏結(jié)劑進(jìn)行填充，利用其黏結(jié)力將錨桿與巖壁黏結(jié)在一起，以提高巖體強(qiáng)度，如砂漿錨桿、早強(qiáng)砂漿錨桿、樹脂錨桿均屬于這種形式。 5并用式錨桿。 即端部錨固式和全長膠結(jié)式并用。錨桿按端部錨固式設(shè)計(jì)，同時(shí)又灌注水泥砂漿或其他粘結(jié)材料，使全長錨固。這種并用式錨桿適用于、V級(jí)圍巖，特別適用

42、于需及時(shí)加固的軟巖。 6邁式中空自鉆型錨桿 邁式錨桿是集鉆孔、注漿、錨固于一體的新型錨桿，施工時(shí)可用一般風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)械或液壓鉆孔機(jī)，一次安裝成功，而且可以接長，適用于困難地層甚至是不穩(wěn)定地層的錨固。這種錨桿除比普通實(shí)心錨桿具有更大的抗剪、抗彎能力外，還可施加預(yù)應(yīng)力。朔黃線的東風(fēng)隧道施工中已大量使用，效果很好。 (三)錨桿長度 不論是起懸吊作用的錨桿或是靠摩擦阻力來達(dá)到支護(hù)目的的錨桿，都必須選定合適的錨桿長度。在預(yù)設(shè)計(jì)階段，可采用施工的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或通過理論計(jì)算求得，然后根據(jù)實(shí)際量測(cè)的塑性區(qū)半徑進(jìn)行修正。(四)錨桿布置與密度錨桿支護(hù)的布置一般采用局部和系統(tǒng)兩種布置形式。在硬巖中，由于巖層傾斜或呈水平狀

43、或拱頂產(chǎn)生受拉區(qū)，常用錨桿進(jìn)行局部加固。這種錨桿的布置是不規(guī)則的，需適應(yīng)節(jié)理或裂隙的走向，以加固或懸吊松動(dòng)圍巖為主要目的。錨桿的方向按實(shí)際需要進(jìn)行布置。系統(tǒng)布置是指沿著隧道開挖周邊縱橫方向有規(guī)則地布置。其目的是將錨桿群有系統(tǒng)地深入到巖層內(nèi)部，改善圍巖的力學(xué)性能，限制變形，增強(qiáng)其穩(wěn)定性，充分利用圍巖本身的自承能力。系統(tǒng)錨桿多用于軟巖或節(jié)理發(fā)育的巖層。圖4-4-10系統(tǒng)錨桿布置方式系統(tǒng)錨桿布置方式有兩種，即矩形和梅花形，如圖4-4-10所示。根據(jù)施工實(shí)踐，矩形布置在圍巖中所產(chǎn)生的壓縮帶往往是不連續(xù)的。如要使其連續(xù)，必須加密錨桿，縮小間距，但很不經(jīng)濟(jì)。而梅花形布置在圍巖中形成的壓縮帶效果較好。因此多

44、以梅花形布置為主。系統(tǒng)錨桿的密度，應(yīng)以巖層性質(zhì)、裂隙情況等確定。一般沿隧道斷面周邊布置，縱橫間距隨地質(zhì)條件不同約為0.61.5 ，其密度約為0.63.6根2。 (五)砂漿錨桿的施工 鋼筋灌漿錨桿的施工工藝流程，如圖4-4-11所示。圖4-4-11鋼筋灌漿錨桿的施工工藝流程 1選用材料及配合比鋼筋：按設(shè)計(jì)選用螺紋鋼筋，將頭部加工成扁鏟形，以利于減少插釬阻力并增大錨固力；水泥：選用425號(hào)(32.5級(jí))或525號(hào) (42.5級(jí))普通硅酸鹽水泥；砂子：粒度不大于3mm的砂子，云母含量不超過0.5%，泥含量不超過3%，不含有機(jī)雜質(zhì)，使用前應(yīng)嚴(yán)格過篩； 水：潔凈的工業(yè)用水，其pH值應(yīng)大于4；早強(qiáng)劑：氯化

45、鈣,摻人量占水泥質(zhì)量的2%-4%； 灰砂比：1：0.51：1； 水灰比：0.380.45。 2鉆眼 鉆眼可用普通氣腿式鑿巖機(jī)或液壓鑿巖臺(tái)車完成。鉆眼孔徑應(yīng)大于錨桿直徑1520 mm，以保證錨桿與孔壁之間充填一定數(shù)量的砂漿?？籽墼谧{前必須用高壓風(fēng)或高壓水沖洗干凈。 圖4-4-12注漿罐1手柄；2鐘形罩；3進(jìn)料口；4密封膠； 5罐體；6出料彎管；7膠管；8注獎(jiǎng)管；9高壓風(fēng)管；10旋塞閥3注漿 注漿時(shí)，將攪拌好的砂漿裝入注漿罐如圖4-4-12所示，將注漿管插入孔眼中，使管口離眼底10cm左右，在注漿的同時(shí)，將注漿管緩緩向外退出，待注漿管口距鉆眼孔口2030cm時(shí)，停止注漿，由插入的鋼筋錨桿將孔內(nèi)砂

46、漿擠滿鉆眼。 4安設(shè)錨桿鋼筋錨桿在插入前應(yīng)充分除銹并用水濕潤，以保證和砂漿緊密結(jié)合。插鋼筋時(shí)，要沿孔軸線緩慢推入。如遇插入阻力大時(shí)，可用錘子輕輕打入。錨桿的外露長度，應(yīng)與噴混凝土的厚度相等，以便作為噴混凝土厚度的標(biāo)志。(六)錨桿質(zhì)量的檢查錨桿安裝后應(yīng)作抗拔力試驗(yàn)，每300根至少選擇3根作為1組，圍巖條件或原材料變更時(shí)另作一組。同組錨桿28天的抗拔力平均值應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，每根錨桿的抗拔力最低值不得低于設(shè)計(jì)的90%。錨桿抗拔力試驗(yàn)一般用錨桿拉力計(jì)或千斤頂在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工點(diǎn)上進(jìn)行。常用拉力計(jì)為L-20型，設(shè)計(jì)拉力為200kN。試驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意：(1)保持拉力計(jì)與錨桿外露部分平行；(2)加力時(shí)應(yīng)勻速緩慢；(3

47、)拉力計(jì)應(yīng)固定牢靠，并有安全保護(hù)設(shè)施。(七)噴錨支護(hù)的特點(diǎn) 錨噴支護(hù)較傳統(tǒng)的構(gòu)件支撐，無論在施工工藝和作用機(jī)理上都有一些特點(diǎn)： 1靈活性。錨噴支護(hù)是由噴射混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)等支護(hù)部件進(jìn)行適當(dāng)組合的支護(hù)形式，它們既可以單獨(dú)使用，也可以組合使用。其組合形式和支護(hù)參數(shù)可以根據(jù)圍巖的穩(wěn)定狀態(tài)，施工方法和進(jìn)度，隧道形狀和尺寸等加以選擇和調(diào)整。它們既可以用于局部加固；也易于實(shí)施整體加固；既可一次完成，也可以分次完成。充分體現(xiàn)了“先柔后剛，按需提供”的原則。2及時(shí)性：錨噴支護(hù)能在施作后迅速發(fā)揮其對(duì)圍巖的支護(hù)作用。這不僅表現(xiàn)在時(shí)間上，即噴射混凝土和錨桿都具有早強(qiáng)性能，需要它時(shí)，它就能起作用，而且表現(xiàn)在空間上

48、，即噴射混凝土和錨桿可以最大限度地緊跟開挖而施工，甚至可以利用錨桿進(jìn)行超前支護(hù)。 3密貼性。噴射混凝土能與坑道周邊的圍巖全面、緊密地粘結(jié)，因而可以抵抗巖塊之間沿節(jié)理的剪切和張裂。從整體結(jié)構(gòu)來看，噴射混凝土填補(bǔ)了洞壁的凹穴，使洞壁變得圓順，從而減少了應(yīng)力集中。 噴射混凝土尚能使錨桿和鋼筋網(wǎng)的點(diǎn)約束作用得以分配和改善，使其發(fā)揮協(xié)同作用，從而增強(qiáng)了支護(hù)對(duì)圍巖的有效約束，體現(xiàn)出“圍巖一支護(hù)”一體化的力學(xué)分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思想。 4深入性。錨桿能深入圍巖體內(nèi)部一定深度，對(duì)圍巖起約束作用。這種作用尤其是以適當(dāng)密度的徑向錨桿群(稱為系統(tǒng)錨桿)的效果最為明顯。系統(tǒng)錨桿在圍巖中形成一定厚度的錨固區(qū)，錨固區(qū)內(nèi)的巖體強(qiáng)

49、度和整體性得以提高和加強(qiáng)，應(yīng)力分布狀態(tài)也得以改善。 在圍巖中加以錨桿，相當(dāng)于在混凝土中加入鋼筋形成鋼筋混凝土，可以稱為加筋巖石或加筋土。 另外，沿隧道軸線方向有一定外插角的超前錨桿或鋼管，同樣具有深入巖層內(nèi)部對(duì)圍巖起預(yù)支護(hù)作用。它們也經(jīng)常與系統(tǒng)錨桿、噴射混凝土一起發(fā)揮協(xié)同作用。 5柔性。錨噴支護(hù)屬于柔性支護(hù)，它可以較便利地調(diào)節(jié)圍巖變形，允許圍巖作有限的變形，即允許在圍巖塑性區(qū)有適度的發(fā)展，以發(fā)揮圍巖的自承能力。 對(duì)于絕大多數(shù)的一般松散巖體，在隧道開挖后，適度的變形有利于發(fā)揮圍巖的自承能力，而過度的變形則會(huì)導(dǎo)致坍塌。因此就要求支護(hù)既能允許有限變形，又能限制過度變形且自身不被破壞。 錨噴支護(hù)就很好

50、地滿足了這一要求。一方面是因?yàn)閲娚浠炷凉に嚿系奶攸c(diǎn)，使得它能與巖體密貼粘結(jié)，且能噴得很薄，故呈現(xiàn)柔性(盡管噴混凝土是一種脆性材料)，而且這柔性還可以通過分層分次噴射和加鋼纖維或鋼筋網(wǎng)來進(jìn)一步發(fā)揮。另一方面，錨桿也有一定的延性，它可以允許巖體有較大的變形，甚至同被加固巖體一起作整體位移，而仍能繼續(xù)工作不失效。 6封閉性。噴射混凝土能全面及時(shí)地封閉圍巖，這種封閉不僅阻止了洞內(nèi)潮氣和水對(duì)圍巖的侵蝕作用，減少了膨脹性巖體的潮解軟化和膨脹，而且能夠及時(shí)有效地阻止圍巖變形，使圍巖較早地進(jìn)入變形收斂狀態(tài)。 三、鋼筋網(wǎng) 噴射混凝土施工時(shí)往往用鋼(絲)筋網(wǎng)以增強(qiáng)其整體性和承載能力，鋼筋網(wǎng)由環(huán)向和縱向鋼筋組成，

51、環(huán)向筋為受力筋，要經(jīng)過計(jì)算，一般選用412 mm的A3(Q235)鋼筋，網(wǎng)格邊長1530cm(較多采用20cm×20cm，20cm×25cm，25cm×25 cm，30cm× 30cm等)，其鋪設(shè)可在巖面噴射第一層混凝土以及施作鋼筋灌漿錨桿三天后進(jìn)行，以免碰撞錨桿影響錨固效果，鋼筋網(wǎng)應(yīng)清除銹蝕，隨受噴面起伏鋪設(shè)，與受噴面間隙一般為3cm，保護(hù)層不小于2cm。鋼筋網(wǎng)與錨桿應(yīng)連接牢固四、鋼拱架在圍巖軟弱破碎較嚴(yán)重、自穩(wěn)性差的隧道地段(、級(jí)圍巖和級(jí)圍巖中的軟巖)，坑道開挖后要求早期支護(hù)，必須具有較大的剛度，以阻止圍巖過度變形和承受部分松弛荷載。鋼拱架具有這樣的

52、力學(xué)性能，其整體剛度較大，可以提供較大的早期支護(hù)剛度；鋼架支撐可很好地與錨桿、鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土合理組合，構(gòu)成聯(lián)合支護(hù)，增強(qiáng)支護(hù)功能的有效性，且受力條件較好，對(duì)隧道斷面變形的適應(yīng)性好。(一)鋼拱架的構(gòu)造 隧道用作支護(hù)結(jié)構(gòu)的鋼拱架的形式較多，可采用H、V型鋼、I字鋼，鋼管或鋼軌加工制作的鋼架。一般在場(chǎng)采用鋼筋加工制的格珊鋼拱架較多，其構(gòu)造如圖4-4-13所示。圖4-4-13 鋼拱架構(gòu)造(a)格柵鋼拱架組合示意圖；(b)接頭示意圖；(d)工字鋼鋼架；(e)鋼管鋼架； (f)鋼管鋼架可縮接頭(二)鋼拱架的制作 鋼拱架一般在現(xiàn)場(chǎng)制造，采用冷彎或熱彎加工焊接而成。鋼筋格柵鋼拱架的腹部八字單元可以在工廠壓

53、制，裝運(yùn)到隧道施工現(xiàn)場(chǎng)按比例為1:1的胎模熱彎加工及焊接或鉚接而成。鋼拱架加工后要進(jìn)行試拼，拼裝允許誤差為：沿隧道周邊輪廓線的誤差不應(yīng)大于±3cm，平面(翹曲)應(yīng)小于±2cm，接頭連接要求每榀之間可以互換。即采用冷彎、冷壓、熱彎、熱壓、電焊加工制作鋼拱架構(gòu)件時(shí)，要求尺寸準(zhǔn)確、弧形圓順、結(jié)構(gòu)安全可靠；鋼拱架的截面尺寸，應(yīng)滿足強(qiáng)度、剛度穩(wěn)定性的要求，故此，應(yīng)按設(shè)計(jì)計(jì)算要求進(jìn)行選材、加工、制作及檢算驗(yàn)收等。(三)鋼拱架安設(shè) 1.鋼拱架應(yīng)按設(shè)計(jì)位置安設(shè)，鋼架之間必須用鋼筋縱向聯(lián)接，拱腳必須放在特制的基礎(chǔ)上或原狀土上，鋼拱架與圍巖之間應(yīng)盡量接近，留2cm3cm間隙作為保護(hù)層，在安設(shè)過

54、程中當(dāng)鋼拱架與圍巖之間有較大的間隙時(shí)，應(yīng)設(shè)墊塊墊緊。 2.鋼拱架應(yīng)垂直于隧道中線，上下左右偏差應(yīng)小于±5cm，鋼拱架傾斜度應(yīng)小于±2º；當(dāng)拱腳標(biāo)高不準(zhǔn)確時(shí)，不得用土回填，而應(yīng)設(shè)置鋼板調(diào)整，使拱腳位于設(shè)計(jì)標(biāo)高位置；鋼拱架的安設(shè)應(yīng)在開挖后2h內(nèi)完成；拱腳高度應(yīng)設(shè)在低于上半斷面底線以下15cm20cm；當(dāng)承載力不足時(shí)，可加大鋼拱架向圍巖方向接觸面積。 3.為方便安設(shè)，每榀鋼拱架一般應(yīng)分為26節(jié)，并保證接頭的剛度。節(jié)數(shù)應(yīng)與斷面大小及開挖方法相適應(yīng)。每榀鋼架之間應(yīng)在縱向設(shè)置不小于22的鋼拉桿聯(lián)接。(四)鋼拱架施工要點(diǎn) 1.鋼拱架應(yīng)安設(shè)在隧道橫向豎直平面內(nèi)，其垂直度允許誤差為±2º； 2.鋼拱架的拱腳應(yīng)有一定的埋置深度，并必須落到原狀土上，才能保證拱腳的穩(wěn)定(即沉降值很少)。一般可以采取用墊石、墊鋼板、縱向加托梁或鎖腳錨桿等措施；3.鋼拱架的截面高度應(yīng)與噴射混凝土厚度相適應(yīng)，一般為10cm20cm，且要有保護(hù)層；應(yīng)在初噴混凝土后安裝鋼拱架，初噴混凝土厚度約為4cm。鋼拱架應(yīng)盡可能多的與錨桿露頭及鋼筋網(wǎng)焊接，以增強(qiáng)其聯(lián)合支護(hù)的效應(yīng)； 4.可縮性鋼拱架的可縮性節(jié)點(diǎn)不宜過早噴射混凝土。應(yīng)待其收縮合攏后，再補(bǔ)噴混凝土； 5.噴射混凝土?xí)r，應(yīng)注意將鋼拱架與巖面之間的間隙噴射飽滿并達(dá)到密實(shí)；6.