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1、隧道支护,支护包括超前支护、临时支护和初期支护。 1、超前支护包括：超前锚杆支护、超前小导管支护、超前长管棚支护及超前预注浆加固围岩支护。 超前长管棚注浆采用水泥浆液，水灰比为1：1（重量比），注浆压力为0.52.0MPa。超前小导管注浆采用水泥浆液，水灰比为0.51.0（重量比），注浆压力为0.51.0MPa。 2、隧道的临时支护是利用喷射混凝土或型钢拱架用于临时性支护，主要用于分部开挖施工中。,一、初期支护的基本认识,隧道开挖后，为控制围岩应力适量释放和变形，增加结构安全度和方便施工，隧道开挖后立即施作刚度较小并作为永久承载结构一部分的结构层，称为初期支护。 隧道工程中初期支护一般采用锚喷
2、网结构形式。,锚喷支护工程特点:,1.及时性：喷射早强砼，能迅速给围岩提供支护抗力； 2.密贴性：喷射砼与围岩能全面密贴粘结； 3.深入性：锚杆可深入围岩一定深度加固围岩，形成承载圈。 4.柔性：容易调节围岩变形，可控制围岩塑性变形适度发展，发挥自承能力； 5.封闭性：可阻止水对围岩的侵蚀而引起风化等。,一般规定,1、隧道初期支护必须紧跟隧道开挖作业面及时施作，同时应按设计要求进行监控量测的相关作业，对位于不良地质地段的隧道，初期支护应及时封闭成环，保证施工安全。 2、隧道初期支护应采用喷锚支护，根据围岩特点、断面大小和使用条件等选择喷射混凝土、锚杆、钢筋网和钢架等单一或组合的支护形式。 3、
3、隧道支护施工前，应确定支护紧跟开挖的时间、距离及工序搭接要求，确定喷射混凝土前基面标准和设置喷混凝土厚度控制标志；确定锚杆、钢架、钢筋网的加工、运输、安装方案。,4、喷射混凝土冬期施工时，作业区的气温和混合料进入喷射机的温度均不应低于5C。 5、作业区应有良好的通风和照明装置，喷射混凝土时粉尘含量不得大于2mg/m3。 6、岩爆地段隧道施工加强支护工作，支护的方法是在爆破后尽可能早地向拱部或侧壁进行喷射混凝土，再加设锚杆及钢丝网。衬砌工作要紧跟开挖工序进行，以尽可能减少岩层暴露时间，减少岩爆发生和确保人身安全。 7、膨胀岩隧道的初期支护宜采用喷射混凝土、锚杆、钢筋网、钢架等，以提高初期支护的整
4、体刚度，应优先考虑采用喷射钢纤维混凝土。,隧道工程优先采用锚喷的柔性支护结构目的：,容许围岩发生有限变形 发挥围岩的自承能力 节省工程造价,工序流程,1、初期支护施工的一般工序流程为：开挖后初喷砼系统支护施工（锚杆、钢筋网、钢架）复喷砼至设计厚度。 2、爆破后应首先清除浮石，然后立即进行初喷混凝土封闭围岩，以期充分发挥围岩的自稳能力。出碴结束后，再根据围岩级别施作锚杆、挂网、拱架及复喷混凝土。,3、在富水断层破碎段，支护施作前应及时排水，以预防塌方的发生。在少量集中渗水、淋水地段，在将要通过的透水层部位，可采用排水孔法或排水管法，布置一定数量的排水孔或埋设排水管，将渗、淋水集中到排水孔内导出；
5、也可采用金属网法，通过在钢筋网背后铺过滤层或隔水层，将其固定在围岩上，通过软管排水，随即喷射混凝土。 如涌水较大，支护时对主要涌水出水口暂不进行封堵支护，待涌水减小或无水时，再进行支护或进行固结封堵，迫使水流改变流向。,4、喷射混凝土厚度平均厚度应大于设计厚度，最小厚度不得小于设计厚度的2/3。,锚杆,1、锚杆的支护效应 锚杆(索)是用金属或其它高抗拉性能的材料制作的一种杆状构件。 (1)支承围岩； (2)加固围岩； (3)提高土层间摩阻力，形成“组合梁” (4)“悬吊”作用:,2、锚杆种类,（1）普通水泥砂浆锚杆 施工顺序：施工准备 初喷砼面上标注孔位 钻孔 清孔 往孔中注入 砂浆 插入杆体
6、 固定杆体、待强 安装垫板,设计、施工要点 钻孔：钻孔方向宜尽量与岩层主要结构面垂直。钻孔孔径比杆径大15mm。孔位允许偏差为1550mm钻孔深度应大于锚杆设计长度10cm，孔深允许偏差为50mm。清孔：孔钻好后用高压水(风)将孔眼冲洗干净，用塞子塞紧孔口，防止石渣掉入。,水泥砂浆：水泥一般选用普通硅酸盐水泥，砂子粒径不大于3mm，并过筛；砂浆强度不低于M20；配合比一般为水泥:砂:水1:(11.5):(0.45 0.5)。粘结砂浆应拌和均匀，并调整其和易性，随拌随用，一次拌和的砂浆应在初凝前用完。,注浆管应插至距孔底510cm位置，随砂浆注入缓慢匀速拔出。注浆体积应略多于需要体积，将注浆管全
7、部抽出后，应立即迅速插入杆体，可用锤击或通过套筒用风钻冲击，使杆体强行插入钻孔。,杆体插入孔内的长度不得短于设计长度的95%，实际粘结长度亦不应短于设计长度的95%。 杆体到位后要用木楔或小石子在孔口卡住，防止杆体滑出。锚杆安设后不得随意敲击；终凝以前不得在端部悬挂重物；水泥砂浆终凝以后安装垫板。,(2)中空注浆锚杆,组成：由中空锚杆杆体和垫板、螺母、排气管等附件组成。主要设在开挖断面的拱部及围岩较差地段的拱墙。 施工顺序：施工准备 布孔 钻孔、清孔 组装中空锚杆体、排气管、止浆塞 安装锚杆 连接注浆管、注浆 锚杆杆体孔口回浆 浆体待强、安装垫板螺栓,设计、施工要点 中空锚杆体材料应选用符合中
8、空锚杆技术条件的无缝钢管轧制。 锚杆体及附属结构的内外表面不得有裂缝、折叠、轧折、离层、结疤和锈斑等缺陷，存放及使用中材料内外表面必须除去油污。,普通中空锚杆在用于边墙或俯角下倾的锚孔时，注浆可采用由锚杆内中空通孔进浆，锚杆口排气方式。用在锚孔向上倾斜的仰角时，锚杆注浆必须自锚杆体外钻孔中注浆，锚杆的中空通孔作为排气的注浆方式。,锚杆孔位、孔深及布置形式符合设计要求，锚杆用的水泥浆或砂浆强度不低于M20，单管达到设计注浆量时注浆结束，当注浆压力达到设计终压不少于20分钟，进浆量仍达不到注浆终量时，亦可结束注浆，并保证锚杆孔浆液注满，注浆质量合格后将锚杆头封堵，避免浆液倒流。,3、锚杆的布置,分
9、为局部布置和系统布置。 局部布置 它主要用在裂隙围岩。重点加固不稳定块体，隧道拱顶受拉破坏区为重点加固区域。 布置原则：拱腰以上部位锚杆方向应有利于锚杆的受拉；拱腰以下及边墙部位锚杆宜逆向不稳定岩块滑动方向。,系统布置 在破碎和软弱围岩中，一般采用系统布置的锚杆，对围岩起到整个加固作用。对于局部很破碎、软弱围岩部位或可能出现过大变形的部位，应加设长锚杆。,布置的原则： (1)在隧道横断面上，锚杆宜垂直隧道周边轮廓布置，对水平成层岩层，应尽可能与层面垂直布置，或使其与层面呈斜交布置。,(2)在岩面上锚杆宜成菱形排列，纵、横间距为0.61.5m，其密度约为0.63.6根/m2； (3) 锚杆间距不
10、宜大于锚杆长度的1/2，在、级围岩中，锚杆间距宜为0.51.2m，但当锚杆长度超过2.5m时，若仍按间距不大于1/2锚杆长度的规定，则锚杆间的岩块可能因咬合和连锁不良而导致掉块坠落，为此，其间距不宜大于1.25m。,我国铁路隧道喷锚构筑法技术规范规定：,在围岩条件较好的I级岩层，可以采用喷锚支护，锚杆长度为1.53.0m； 在围岩条件中等和较差的级岩层中，作为复合衬砌中初期支护的锚杆，单线隧道锚杆长度为2.03.0m，双线隧道锚杆长度为2.03.5m。,4、锚杆间距和布置,锚杆最大间距不应超过锚杆长度之半；隧道跨度之半(跨度小于6m)；岩体中平均断裂面间距所确定的不稳定岩块宽度的1.5倍。 我
11、国铁路隧道喷锚构筑法技术规范规定，锚杆的间距不宜大于锚杆长度的1/2，以有利于相邻锚杆共同作用。,新奥法对锚杆布置的设计，从支护应使围岩形成自承拱出发，锚杆间距规定为：硬岩的锚杆间距取1.5m；软岩、破碎岩体和土砂质地层的锚杆间距取1.00.8m；膨胀性地层的锚杆间距取1.00.8m。,喷射混凝土,喷射混凝土既是一种新型的支护结构，又是一种新的施工工艺。它是使用混凝土喷射机，按一定的混合程序，将掺有速凝剂的细石混凝土，喷射到岩壁表面上，并迅速固结成一层支护结构，从而对围岩起到支护作用。,砼工喷射艺流程 施工准备 受喷面处理 埋设喷层厚 度标钉 机具到位 接通风水电、 试机 初喷混凝土作业 复喷
12、混凝 土作业 质量检查,1、喷混凝土的作用 (1)支撑围岩 (2)“卸载”作用 (3)填平补强围岩,(4)覆盖围岩表面 (5)阻止围岩松动 (6)分配外力,2、喷混凝土的特点 (1)喷射混凝土具有强度增长快、粘结力强、密度大、抗渗性好的特点。它能较好地填充岩块间的裂隙的凹穴，增加围岩的整体性，防止自由面的风化和松动，并与围岩共同工作。 (2)与普通模筑混凝土相比，喷射混凝土施工将输送、浇注、捣固几道工序合而为一，更不需模板，因而施工快速、简捷。,(3)喷射混凝土能及早发挥承载作用。它能在10min左右终凝，一般2h后即具有强度，8h后可达2MPa，16h后达5MPa,一天后可达7 8 MPa，
13、四天达到28d强度的70%左右。 (4)试验表明，喷射混凝土与模筑混凝土相比，密实性和性能稳定性要差。,3、喷射工艺种类,喷射混凝土的工艺流程有干喷、湿喷和混合喷四种。 主要区别是各工艺的投料程序不同，尤其是加水和速凝剂的时机不同。,干喷的缺点是产生的粉尘量大，回弹量大，加水是由喷嘴处的阀门控制的，水灰比的控制程度与喷射手操作的熟练程度有关。但使用的机械较简单，机械清洗和故障处理容易。 是将骨料预加少量水，使之呈潮湿状，再加水泥拌和，从而降低上料、拌和和喷射时的粉尘。但大量的水仍是在喷头处加入和喷出的。,湿喷混凝土质量容易控制，喷射过程中的粉尘和回弹量很少。但对喷射机械要求较高，机械清洗和故障
14、处理较麻烦。对于喷层较厚的软岩和渗水隧道，则不易使用湿喷。 混合喷射又称水泥裹砂造壳喷射法，是将一部分砂加第一次水拌湿，再投入全部水泥强制搅拌造壳；然后加第二次水和减水剂拌和成SEC砂浆；将另一部分砂和石、速凝剂强制搅拌均匀。然后分别用砂浆泵和干式喷射机压送到混合管混合后喷出。,由于喷射工艺的不同，喷射混凝土强度不同，干喷和混凝土强度较低，一般只能达到C20，而混合喷射和湿喷则可达到C30C35。,4、喷混凝土设计与施工,设计要点 (1)喷射混凝土设计的最低强度不应低于15MPa，一般设计强度为20MPa，一天龄期抗压强度不应低于5MPa 。对级围岩，喷射混凝土与岩面的粘结强度不应低于0.8M
15、Pa，对级围岩，喷射混凝土与岩面的粘结强度不应低于0.5MPa。,(2)一次喷射混凝土厚度应根据设计厚度和喷射部位确定，一般分23次喷至设计厚度，初喷厚度一般为46cm，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行。若终凝后间隔1h以上且初喷表面已蒙上粉尘时，受喷面应用高压气体、水清洗干净。岩面有较大凹洼时，应结合初喷予以找平。,(3)喷射混凝土中含有较多的大小适中、分布均匀、彼此不串通的气泡，故提高了抗渗性。一般若水灰比不超过0.55时，抗渗性可以达到P8。要求有较高的抗渗性时，水灰比最好不超过0.450.50。 (4)采用水泥裹砂喷射工艺时，造壳水灰比与砂子的细度模数关系很大，砂子越细，其表面需水
16、量越大，则需要较大的造壳水灰比。一般在0.150.35范围内。,原料 (1) 水泥 要求掺入速凝剂后凝结快、保水性好、早期强度增加快、收缩小。一般优先采用425号以上的普通硅酸盐水泥， (2) 砂子（细骨料） 一般采用坚硬耐久的中砂或粗砂，细度模数一般宜大于2.5。砂的含泥量不大于3，砂中小于0.075mm的颗粒不应大于20%。,(3) 石子（粗骨料） 应采用坚硬耐久的卵石或碎石。石子的最大粒径与混凝土喷射机的输料管直径有关，一般不宜超过管内径的1/3。 (4) 水。 水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质。不得使用污水、海水、PH值小于4.5的酸性水和含硫酸盐量(按SO42-计算)超过水的重量1%的水。,(5) 速凝剂 目的：加速喷射混凝土的凝结
