初期支护范文（精选9篇）
初期支护 第1篇
1 锚杆支护
锚杆支护是通过锚杆插入岩体来加固围岩的承载能力而起到支护作用的, 具有支护能力强、节省材料、工艺简单、机械施工、施工干扰小等特点, 使用较为广泛。
1.1 施工方法
洞身开挖完经初喷砼后, 先由测量人员用油漆按设计标定锚杆位置。锚杆采用手持风钻进行钻孔, 钻孔完成后, 需进行检查, 发现不合格的孔应补钻。
锚杆必须与岩体主结构面成较大角度布置, 当主结构面不明显时, 与隧道周边轮廓垂直呈梅花形布置。
锚杆的钻孔及其安装方法应经监理工程师批准, 锚杆的钻孔应圆直, 空口岩面应平整, 钻孔应于岩面垂直。注浆锚杆的注浆材料、所使用的外加剂、拌和方法、注浆压力、设备和注浆方法都应严格按监理工程师批准, 一般注浆压力为0.5-1.0Mpa, 终压为2.0-2.5Mpa。
在孔中锚定锚杆后, 将锚杆伸至规定的轴向荷载。每根锚杆的抗拔力不得低于设计规定, 并不应低于50KN, 每300根锚杆必须抽样一组进行抗拔立试验, 每组不少于3根, 并符合《锚杆喷射混凝土支护技术规范》 (GBJ-85) 的规定。
1.2 施工要点
锚杆及粘结剂材料应符合设计要求, 锚杆应按设计要求的尺寸截取, 并整直、除锈和除油, 外端不用垫板的锚杆应先弯制弯头。
粘结砂浆应拌合均匀, 并调整其和易性, 随拌随用, 一次拌合的砂浆应在初凝前用完。
先灌后锚时, 注浆管应先插到钻孔底, 开始注浆后, 徐徐均匀地将注浆管往外抽出, 并始终保持注浆管口埋在砂浆内, 以免浆中出现空洞。
注浆体积应略多于需要体积, 将注浆管全部抽出后, 应立即迅速插入杆体, 可用锤击或通过套管用风钻冲击, 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%。注浆是否饱满, 可根据孔口是否有实砂浆挤出来判断。
杆体到位后要用木楔或小石子在孔口卡住, 防止杆体滑出。砂浆未到达设计强度的70%时, 不得随意碰撞, 一般规定3d内不得悬挂重物。
2 喷射混凝土支护
喷射混凝土是以压缩空气为动力, 将掺有速凝剂的混凝土直接喷射在岩面上, 迅速凝结硬化而成。喷射混凝土早期强度高, 能及时支护, 节省大量钢木材料, 提高施工效率, 为快速掘进创造有利条件。
2.1 施工方法
隧道开挖完成后应立即对岩面喷射砼, 以防岩体发生松驰。喷射砼采用湿喷工艺, 在喷射砼前用压缩空气或压力水将所的待喷面吹净, 吹除喷砼面上的松散杂质或石粉。
砼由预制厂生产采用强制搅拌机拌合, 砼输送车运输送入湿喷机料斗由砼喷射手向待待喷面喷射。喷射要用先下后上S型喷射方式分层喷射, 并在喷射砼达到凝后方可喷射下一层。喷射时要注意严格控制风压同时保证喷射速度适当, 使喷嘴与受喷面保持适当距离 (0.6~1.2m) , 喷射角度尽量接近90°, 正确掌握喷射顺序, 不使角隅钢筋前面出现蜂窝或砂襄, 发现出现此现象时, 及时清除受喷面上的砂襄或下垂的混凝土, 以便重新喷射, 喷射砼质量及厚度不小于现行规范规定和设计要求, 喷射工作结束后要认真清洗喷嘴。
2.2 施工要点
一次喷射厚度应根据喷射效率、回弹损失、混凝土颗粒间的凝聚力和喷射层与岩层面间的粘着力等因素而定。一次喷射太厚, 会使混凝土颗粒之间凝聚力减弱, 特别是喷射拱顶时, 更容易因混凝土的自重作用分层 (喷射层与岩层分开) 或脱落。喷射厚度也不能太薄, 最小厚度应不小于最大骨料的粒径尺寸的两倍, 否则将会使回弹量猛增, 同时降低混凝土的质量。混凝土的一次喷射厚度, 边墙一般为5-7cm, 拱部一般为3-5cm。掺入速凝剂后, 一次喷射厚度可适当增大, 现场多采用拱部5-7cm, 边墙7-10cm。
若设计喷射混凝土太厚, 则喷射作业应分层进行, 一般分2~3层喷射。两次喷射的时间间隔应根据水泥品种、施工时温度和有无速凝剂等因素视混凝土的凝结情况而定, 不能太短, 一般要在前一次喷射层混凝土终凝之后再进行复喷。间隔时间较长时, 复喷应将前一喷射层混凝土表面清洗干净, 复喷应将凹陷处进一步找平。
对于一些特殊的岩石, 要注意用喷射数需来保证混凝土能粘牢岩面。当岩面起伏比较大时, 应先喷多喷凹处, 后喷少喷凸处, 然后找平。
由于喷射混凝土衬砌厚度较薄, 特别是掺有速凝剂后, 凝结时间缩短, 对干燥条件变化的反映甚为敏感。因此, 喷射混凝土施工1~2h应派专人进行洒水养护, 养护时间一般不少于7d。
3 超前小导管注浆施工
按设计架立拱部钢架经检查合格后, 施作定位锚杆之后, 在钢架上标定小导管施作位置, 利用手持风造孔, 并按设计严格控制外插角, 再用风钻将已加工好的钢花管顶入, 尾部与钢架焊成整体;用塑料胶泥封堵孔口及周转裂隙, 必要时注浆前先行应对工作面及5m内坑道进行喷砼封闭做止液墙, 然后采用单液注浆泵进行注浆, 水泥浆标号不小于30号, 注浆压力0.5~1.0Mpa, 达到设计压力时持续15分钟时即可结束。注浆过程中要随时观察注浆压力及注浆泵排浆量的变化, 分析注浆, 防止堵管、跑浆、漏浆, 做好注浆记录, 以便分析注浆效果, 结束5h的进行研究。利用前次注浆的1.0m左右未开挖的加固段做为止浆墙再进行小导管注浆, 重复以上工作。
4 施工注意事项
4.1 严格按设计要求预留和顶埋消防供电、照明、维修电源插座等营运设施使用所需的洞室和线路管、孔、槽。
4.2 边墙基底虚碴、污物和基坑积水必须清除干净。严禁向有积水的基坑内倾到混凝土干拌和物。边墙基底的埋置深度应符合设计要求, 扩大基础的扩大部分及仰拱的拱座应结合边墙施工一次完成。
4.3 复合式衬砌施工前严格按设计铺设防水层和顶埋排水管, 并应在初期支护基本稳定后进行。浇筑混凝土时不得损坏防水层。
4.4 隧道衬砌混凝土浇筑的施工方法程序, 就经监理工师批准。衬砌施做时间, 根据围岩稳定情况和支护情况确定, 必须注意开挖爆破不得危害已经衬砌的混凝土。
摘要：在隧道施工期间为解决结构稳定和安全问题, 初期支护施工方案的确定十分重要。作为永久性承载结构的一部分, 常采用超前锚杆、喷射混凝土、注浆小导管等方法。本文从工程实例总结隧道施工初期支护方案, 为相关施工提供一定借鉴作用。
关键词：初期支护,锚杆,喷射混凝土,小导管注浆,钢架支撑
参考文献
隧道初期支护施工方案(安全) 第2篇
根据本项目的工程特点、工程规模及工期要求，白家坝隧道的施工由出口方向掘进；开挖顺序：开挖中导洞→贯通后施工中隔墙→施工左幅明洞→施工左幅侧导洞→至Ⅵ类围岩后左幅主洞开挖→回填反压左幅明洞段→右幅明洞开挖→右幅侧导洞开挖→至Ⅵ类围岩后右幅主洞开挖→正常掘进。隧道施工采用机械化施工方案，形成开挖、支护、衬砌顺序作业。
一、洞口开挖及洞口地表加固处理
开挖前应对围岩进行预加固措施。采用超前预注浆锚杆加固岩层后，用钢拱架紧贴洞口开挖面进行支护，再进行开挖作业。洞身开挖中，支撑应紧随开挖工序，随挖随支。施工支护采用25cm厚的网喷砼，系统锚杆支护；架立钢拱架或格栅的间距为0.8m。
二、隧道开挖初期支护
洞身开挖采用自制多功能台架人工手持风钻钻眼，光面或预裂爆破，装载机装碴自卸汽车运输。
洞身浅埋及偏压地段采用环状开挖留核心土施工方法，以“管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、快支护、勤量测”作为本隧道施工的指导方针。开挖完成后及时施做格栅 架、锚杆和挂网混凝土初期支护及下循环超前支护。
三、通风、排水
通风：在洞口设置3CKW鼓风机，采用Ф600拉链式风管，通风。
排水：反坡施工时采用潜污泵抽水，通过Ф100钢管排出洞外，顺坡施工时采用自然水流水和潜水泵抽水相结合的施工排水方式。洞外设沉淀池，经处理后排出，以防污染环境。
第二节 施工方法
一、洞口、明洞与浅埋地段
(1)洞口及浅埋地段开挖
洞口段浅埋及偏压地段开挖，严格遵循“管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、早封闭、勤量测”的原则施工。洞口段浅埋及偏 压地段采用环状开挖留核心土的施工方法：先进施作超前支护(小导管注浆加固地层)开挖上部环状土并进行拱部初期 支护→核心土开挖→下部开挖及初期支护→进入下一循环。
拱部环状土开挖完成后，初喷砼5cm，检查修整断面，按设计架立格栅钢架、安设纵向连接筋，网架架立完成后要进行中线、高程及净空尺寸检查(施工误差，预留变形量为钢架加工及架立时所必需考虑的)。经检查合格后，及时在钢架与围岩间设置砼垫块，施作系统锚杆、挂钢筋网、复喷砼至设计厚度。拱部初期支护施工完后，开挖
核心土。如果拱部监控量测变形较大或有扩大趋势时，在监理工程师许可下可适当加设初期，以确保施工安全。核心土开挖完成后，进行下部开挖，采用跳槽方式开挖。开挖完成后，及时初喷砼，同时接长格栅拱架，施工系统锚杆，挂网，复喷砼至设计厚度。进入下一循环。
施工时为确保安全，施工前备用一定数量为止围岩松动坍塌的钢构件，钢构件采用定型工字钢制作，结构形式及其连接方式应简单牢固，易于装卸、使用。同时备用足够数量的超前小导管，在围岩极为破碎时，在监理工程师许可下，可根据实际情况加密、加长或全断面布设超前注浆小导管。
(2)Ⅱ类围岩复合式衬砌段施工
Ⅱ类围岩复合式衬砌段原则上采用侧壁导坑施工方法。
一般情况下采用所工作部环状开挖前，先施工超前小导管注浆，加固地层。拱部环状土开挖完成后，初喷砼5cm，检查修整断面，按设计架立格栅钢架、安设纵身连接筋，钢架架立完成后要进行中线、高程及净空尺寸检查(施工误差，预留变形量为钢架加工及架立时所必需考虑的)。经检查合格后，在钢架与围岩间设置砼垫块，施作系统锚杆、挂钢筋网、复喷砼至设计厚度。拱部初期支护施工完成后，开挖核心土。开挖完成后及进初喷砼，接长格栅钢架，施工系统锚杆，挂钢筋网，复喷砼到设计厚度。进入下一循环。
(3)Ⅲ类围岩复合式衬砌段施工
Ⅲ类围岩复合式衬砌段开挖施工采用侧壁导坑法；与Ⅱ类围岩相同，只是依照围岩地质情况主洞采用上下台阶法开挖。初期支护与Ⅱ类围岩相同。
(4)Ⅳ类围岩段施工
Ⅳ类围岩采用中导洞贯通后施作中隔墙，主洞全断面开挖或上下台阶开挖的施工方法。
开挖完成后，初喷砼5cm，检查修整断面，径向锚杆、钢筋网、复喷砼至设计厚度，进入下一循环。
二、施工初期支护方法
1、锚杆施工方法
洞身开挖完经初喷砼后，先由测量人员用油漆按设计标定锚杆位置。锚杆采用手持风钻进行钻孔，钻孔完成后，需进行检查，发现不合格的孔应补钻。
锚杆必须与岩体主结构面成较大角度布置，当主结构面不明显时，与隧道周边轮廓垂直呈梅花形布置。
锚杆的钻孔及其安装方法应经监理工程师批准，锚杆的钻孔应圆直，空口岩面应平整，钻孔应于岩面垂直。注浆锚杆的注浆材料、所
使用的外加剂、拌和方法、注浆压力、设备和注浆方法都应严格按监理工程师批准，一般注浆压力为0.5—1.0Mpa，终压为2.0—2.5Mpa。
在孔中锚定锚杆后，将锚杆 伸至规定的轴向荷载。
每根锚杆的抗拔力不得低于设计规定，并不应低于50KN，每300根锚杆必须抽样一组进行抗拔立试验，每组不少于3根，并符合《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GBJ--85)的规定。
2、喷砼施工方法
隧道开挖完成后应立即对岩面喷射砼，以防岩体发生松驰。
喷射砼采用湿喷工艺，在喷射砼前用压缩空气或压力水将所的待喷面吹净，吹除喷砼面上的松散杂质或石粉。
砼由预制厂生产采用强制搅拌机拌合，砼输送车运输送入湿喷机料斗由砼喷射手向待待喷面喷射。喷射要用先下后上S型喷射方式分层喷射，并在喷射砼达到凝后方可喷射下一层。喷射时要注意严格控制风压同时保证喷射速度适当，使喷嘴与受喷面保持适当距离(0.6~1.2m)，喷射角度尽量接近90。，正确掌握喷射顺序，不使角隅钢筋前面出现蜂窝或砂襄，发现出现此现象时，及时清除受喷面上的砂襄或下垂的混凝土，以便重新喷射，喷射砼质量及厚度不小于现行规范规定和设计要求，喷射工作结束后要认真清洗喷嘴。
3、超前小导管注浆施工方法
按设计架立拱部钢架经检查合格后，施作定位锚杆之后，在钢架上标定小导管施作位置，利用手持风造孔，并按设计严格控制外插角，再用风钻将已加工好的钢花管顶入，尾部与钢架焊成整体；用塑料胶泥封堵孔口及周转裂隙，必要时注浆前先行应对工作面及5m内坑道进行喷砼封闭做止液墙，然后采用单液注浆泵进行注浆，水泥浆标号不小于30号，注浆压力0.5~1.0Mpa，达到设计压力时持续15分钟时即可结束。注浆过程中要随时观察注浆压力及注浆泵排浆量的变化，分析注浆，防止堵管、跑浆、漏浆，做好注浆记录，以便分析注浆效果，结束5h的进行研究。利用前次注浆的1.0m左右未开挖的加固段做为止浆墙再进行小导管注浆，重复以上工作。
4、钢架加工制作及架设的施工方法
钢架加工制作时，构件是连接关键性工艺，应按《钢结构工程及验收规范》GB50205-95的规定执行，确保各类焊缝及螺栓连接质量。
4.1钢架加工制作
(1)钢架预制按设计图放大栏，放样时应根据工艺要求预留焊接收缩余量及切割、刨边的加工余量。将主钢筋、要求尺寸准确、弧形圆顺。
(2)格栅钢架架按设计图配置加强筋与主筋焊接。焊接时，沿钢架两边对称焊接，防止变形。
(3)严格焊前及焊缝检查
焊接材料均应附有质量证明书，并应符合设计文件的要求和国家标准规定。
钢筋及其他钢材应按照材质证明书进行现场复检。
有锈蚀的钢格禁止使用，对轻微浮锈、油污等应清除干净并应对焊点进行防锈处理。
焊制前进行焊工摸底试焊，按照手工电弧焊规范经考试合格评定焊接等级。并按规范选用焊接电泫、电压、引弧速度等，并要求供电质量稳定。
施焊前焊工应复查组装质量及焊缝区的处理情况，如不符合要求，应修整合格后才能施焊。
接完毕后应清除熔碴及金属飞溅物。按《钢结构工程验收规范》要求检查焊接质量，不允许出现漏焊和假焊现象。
(4)钢架加工后要进行试拼，其允许误差
沿隧道周边轮廓误差不应大于3cm。
钢架由拱部，边墙各单元钢构件拼装而成。各单元螺栓连接。螺栓也眼中心间距公差不超过±0.5cm 钢架平放时，平面翘曲应小于±2cm。
4.2钢架架设
(1)为保证钢架置于稳固的地基上，施工中应在钢架基脚部位顶0.15~0.20m原地基，架立钢架时挖槽就位，并在钢架基脚处设槽钢以槽增加基底承载力。
(2)钢架平面应垂直于隧道中线，其倾斜度不大于2度。钢架的任何部偏离铅垂面不应大于5cm。
(3)为保证钢架位置安设准确，在隧道开挖时：
①在两拱脚处、两边墙脚处预留安装钢架槽钢凹槽，其尺寸为8.3cm(高)×8cm(深)。
②在初喷混凝土时，应在凹槽处打入木楔，为架设钢架留出连接板(或槽钢)位置。
(4)钢架应按设计位置安设，在安设过程中当钢架和初喷层之间有较大间隙时应设骑马垫块、钢架与围岩(或垫块)接触间距不应大于50mm。
(5)为增强钢架的整体稳定性，将钢架与锚杆焊接在一起，各种钢架应设纵向连接钢筋。
(6)为使钢架准确定位，钢架架设前均需预先安装定位系筋。系筋上端与钢架焊接在一起，另一端插入围岩中0.5-1.0m并用砂浆锚固，当钢架架设处有锚杆时应尽量利用锚杆定位。
(7)钢架架立后应尽快施作喷射混凝土，并将钢架全部覆盖，使钢架与喷混凝土共同受力。喷射混凝土应分层进行，每层厚度5-6cm左右，先从拱脚或墙脚向上喷射，以避免回弹料虚掩拱脚(墙脚)而不密实，强度不够，造成拱脚(墙脚)失稳。
三、施工中应注意：
①严格按设计要求预留和顶埋消防供电、照明、维修电源插座等营运设施使用所需的洞室和线路管、孔、槽。
②边墙基底虚碴、污物和基坑积水必须清除干净。严禁向有积水的基坑内倾到混凝土干拌和物。边墙基底的埋置深度应符合设计要求，扩大基础的扩大部分及仰拱的拱座应结合边墙施工一次完成。
③复合式衬砌施工前严格按设计铺设防水层和顶埋排水管，并应在初期支护基本稳定后进行。浇筑混凝土时不得损坏防水层。
④隧道衬砌混凝土浇筑的施工方法程序，就经监理工师批准。衬 砌施做时间，根据围岩稳定情况和支护情况确定，必须注意开挖爆破不得危害已经衬砌的混凝土。
四、施工中的防水和排水
1、施工防排水
①采取隧道施工防排水设施和结构防排水相结合，以确保施工中良好的施环境，保证施工的安全与质量。
②隧道施工防排水工作以防、截、排、堵相结合的综合治理原则进行。
③隧道施工前根据隧道工程地质、水文地质资料制定防排水方案。施工中应按现场施工方法、机具设施等情况，选择不妨碍施工的防排水措施。
④隧道进洞前先做好洞顶、洞口的地面排水系统，防止地表水的下渗和冲刷。
⑤施工中应对洞内的出水部位、水量大小、涌水情况、变化规律、衬给来源及水质成分等做好观测和记录，不断改善防排水措施。
⑥隧道防排水工程施工质量应符合：拱部、边墙不滴水；路面不冒水、不积水，设备箱洞处渗水；洞内排水系统不淤积、不堵塞，确保排水通畅。
2、洞口施工防排水措施
隧道洞口必须按设计要求及时做好排水系统；地表积水应及早处理，并符合以下要求：
勘探用的坑洼、探坑等应回填粘土，并分层夯实。
洞顶上方如有沟谷通过且沟谷底部岩层裂缝较多、地表水渗漏对隧道施工有较大影响时，应及时用浆砌片石铺砌沟底，或用水泥砂浆勾缝、抹面；
洞顶附近有井、泉等，应妥善处理，不宜将水源截断、堵死；
清理洞口附近杂草的树丛，开沟疏导封闭积水洼地，不得积水；
洞顶排水沟就与路基边沟顺接组成排水系统。
3、隧道洞内排水
顺坡水订采用自然排水的施工方法，反坡时采用潜污泵抽水通过隧道一侧的排水管引排至洞外：
①排水管采用ф80排水管，洞内适当位置设置集水坑。
②洞内有大面积渗漏水时，采用钻孔将水集中汇流引入集水坑，通过排水管排出。钻孔的位置、数量、孔径、深度、方向和渗水量等应作详细记录，以便在衬砌时确定拱墙背后设施的位置。
五、锚杆拉拨试验
是为确认锚杆安装后锚固效果的生果试验，应用空心千斤顶进行。作抽样检查试验，300根检查一组(3根)，一般系统锚杆按照50-100m作一组试验，记录在资料上，可绘出荷载拨位移曲线。
评价标准：锚杆拉拨不得小于设计或规范规定。
(5)应力—应变量测：采用应变计、应力合、测力计等监测钢架、锚杆和衬砌受力变形情况。
六、风、水、电及通风防尘措施
1、供风及供水
(1)洞口设50m2电动空气压缩站一座，以满足隧道开挖、支护等风动机械作业需求，隧道开挖面风压不小于0.5Mpa。
(2)在洞口高压风管最低处设置油水分离器，定时放出管中的积油和水。
(3)洞内供水采用洞外高位150m3水池供水，隧道开挖面水压水应小于0.3Mpa。
(4)高压风、水管路应敷设平顺、接关严密、不漏风、不漏水。
(5)高压风、水管路敷设在电缆电线相对的一侧，避免妨碍运输和影响边沟施工。
(6)在空气压缩机站和水池总输管上设总闸阀，主管上每隔100M应分装闸阀。
(7)管路前端至开挖面宜保持30m距离，并用高压软管连接分风器和分水器，通往上导坑开挖面使用的软管长度不宜大于50m。分风器、分水器与风动机具间连接的胶皮管长度，不宜大于10m，上导坑、马口、挖底地段不宜大于15m。
(8)风、水管路使用中应有专人负责检查、养护。
2、供电及照明
(1)电力线接口、架接电线路至洞口，供隧道施工用电，并设250KVA内燃发电机组1套以备临时停电使用。
(2)洞内采用400/230V三相四线系统供电，动力设备采用感想380V；隧道照明，成洞段和不作业地段采用220V，一般作业地段不大于36V，手提作业灯为12-24V；选用的输电线截面应使线路末端的电压降不得大于10%，36V及24V线不得大于5%。
(3)成洞地段固定的电线路，应使用绝缘良好的胶皮线架设，施工地段的临时电线中宜采用橡套电缆。
(4)照明和动力线路安装同一侧，并分层回设。电线悬挂坑度距人行地面的距离在2.5m以上。
(5)涌水地段的电动排水设备，采用双回路输电，并设可靠的切换装置。
(6)36V低压变压器应设在安、干燥处，机壳接地，输电线路长度不大于100m。
(7)动力干线上的每一分支线，必须装设开关及保险丝具。
(8)隧道作业地段必须有足够的照明，洞外照明按一般建筑工地要求。
(9)对各种电气设备和输电线路应有专人经常进行检查维修，作业时，应参照现行的《电业安全工作规程》的规定办理。
3、通风防尘及防有害气体
(1)隧道施工采用30kw的通风机通风。
(2)隧道施工通风量必须符合规范要求。
(3)通风管直径采用600mm的拉链式风管。通风送风口距开挖面的距不应大于10m.因此隧道施工时，应作好预测、预报工作，坚持以预防为主原则，在确保安全的前提下，制定切实可行的施工方案并作业专门设计，报请监理工程师批准。
隧道通过崩塌、卸荷裂隙等不良地质地段，施工前应对设计文件提供的地质资料进行详细的分析了解，制定相应的预防措施，备足有关应急的机具材料。
不良地质地段隧道施工，采用短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌的工程措施，稳步前进。
隧道掘进阶段初期支护方式的探讨 第3篇
1 工程概况
该隧道采用单洞双向行车隧道, 桩号为K67+285-K69+385, 隧道长2100米、宽9米 (其中行车道2*3.5米、侧向宽度2*0.25米、人行道2*0.75米) 、净高5.0m, 纵坡采用单坡 (-1.35%) , 双向横坡 (2%) , 按设计时速40km/h设计。
2 工程地质特征
隧道区域的工程地质特征叙述如下。
(1) K67+285-K67+316段31m, 斜坡地貌, 坡度35°左右, 洞口仰坡分布残积粉质粘土和全分化角砾凝灰岩, 粉质粘土, 黄褐色, 干-稍湿, 可塑, 厚2.1米左右, 全风化岩灰白色, 风化呈土状, 可塑, 厚1.8米, 呈松散结构, 下方为中风化凝灰质粉砂岩和安山岩.中风化凝灰质粉砂岩浅灰紫色, 中薄层状, 较坚硬, 裂隙发育, 张开-微张, 充填方解石细脉, 结构面平直、粗糙, 铁锰质渲染.J v=2 0条/米, K v=0.3 5, K 1=0.4 0, K2=0.40, [BQ]=282。岩石破碎, RQD=10%左右, 呈碎裂镶嵌结构-碎裂结构。中风化安山岩灰紫色, 较坚硬, Rc=42.5Mpa, 裂隙较发育, 微张, 结构面平直、粗糙, 铁锰质渲染.Jv=15条/米, Kv=0.45, K1=0.20, K2=0.20, [BQ]=290。岩石较破碎, RQD=30-40%, 岩体呈碎裂镶嵌结构局部块状结构。地下水主要为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水, 上部土层一般, 裂隙微张-张开, 连通性和渗透性较好, 地表汇水面积小, 地下水不发育, 水文地质条件简单, 隧道开挖后局部会出现渗水、滴水现象。受浅埋、接触带、层间裂隙及围岩基本质量等因素影响, 属Ⅴ级围岩, 稳定性差, 自稳能力低。
(2) K67+360-K68+080段720m, 隧道穿越微风化英安玢岩, 青灰色, 坚硬, Rc=84.8MPa, 节理裂隙较发育, 以NE和NW向为主, 微张, 未充填, 结构面平直, 硬质。局部铁锰渲染, Jv=15条/M3, Kv=0.45, K2=0.20, [BQ]=394。岩石较完整, 岩体呈块状结构局部碎裂镶嵌结构。地下水主要为基岩裂隙水, 基岩裂隙微张, 连通性和渗透性差, 与地表水联系弱, 地下水不发育, 水文地质条件较简单。属Ⅲ级围岩, 围岩稳定性较好, 自稳能力较好。
(3) K68+080-K68+430段350m, 隧道穿越微风化英安玢岩, 埋深180.9~249.4米, 最大埋深达362.3米。围岩青灰色, 坚硬, Rc>84.8Mpa, 节理裂隙较发育, 产状260∠55°、20∠80°、350∠25°, 闭合-微张, 未充填, 结构面平直, 硬质, 局部铁锰渲染, Jv=10条/M3, Kv=0.55, [BQ]=466.岩石完整, 岩体呈块状结构。地下水主要为基岩裂隙水, 基岩裂隙微张, 连通性和渗透性较差, 与地表水联系弱, 水量疲乏, 水文地质条件较简单。
(4) K68+430-K69+108段678m, 隧道穿越微风化英安玢岩, 青灰色, 坚硬, Rc>84.8Mpa, 节理裂隙较发育, 产状275∠45°、125∠80°、350∠25°, 微张, 结构面平直, 硬质。Jv=15条/M3, Kv=0.45, K2=0.20, [BQ]=394。岩石较完整, 岩体呈块状结构。地下水主要为基岩裂隙水, 基岩裂隙微张, 连通性和渗透性差, 与地表水联系弱, 水量疲乏, 水文地质条件较简单。隧道开挖后仅局部出现渗水现象。属Ⅲ级围岩, 围岩稳定性较好, 自稳能力一般。 (其中K68+982-K69+010段发育花岗岩斑岩脉, 受脉体侵入影响, 接触带节理裂隙发育, 岩石具粘土矿化, 岩体较破碎, 呈碎裂镶嵌结构, 属Ⅳ级围岩) 。
(5) K69+108-K69+200段92m, 隧道穿越F5断裂, 该断裂属压性断裂, 总体走向330°左右, 主结构面产状240∠75°。断面光滑, 见擦痕, 附泥膜。带宽3~5米, 带中岩石为碎砾岩, 碎砾间充填碎粒和碎粉, 弱胶结.不规则裂隙很发育, 充填方解石细脉。Jv>35条/M3, Kv=0.1, [BQ]<250, 岩体破碎呈碎裂结构。受其影响, 两侧围岩节理裂隙发育, 密度7~8条/米, 微张, 隙面平直, 延伸较长, 岩体呈碎裂镶嵌结构。地下水主要为构造水和基岩裂隙水, 隧道右侧发育冲沟, 常年流水, 与F5断裂相交, 构造水较发育。水文地质条件较复杂, K 6 9+1 2 8-K 6 9+1 8 0段属Ⅴ级围岩, K 6 9+1 0 8-K69+128和K69+180-K69+200段属Ⅳ级围岩, 围岩稳定性差, 自稳能力低。
3 隧道掘进阶段初期支护的总原则
根据《公路隧道施工技术规范》 (JTG F60-2009) 和《公路隧道施工技术细则》 (JTG/T F60-2009) 的精神和温州市交通质监站下发的《关于加强隧道施工安全质量管理的通知》, 我们必须掌握隧道掘进和初期支护的总原则是:要求加强施工过程的监控量测和初期支护及时跟进, 坚持每次开挖后对开挖工作面进行观察, 填写施工阶段围岩级别判定卡, 对已支护的地段观察每天进行一次, 监理单位隧道工程师及时对量测结果进行复核, 观察中发现围岩条件恶化时, 立即报告业主, 采取相应处理措施;初期支护必须及时跟进, 初喷混凝土必须在开挖面清理后第一时间完成, 锚杆、挂网、钢架、复喷等初期支护工序施工全部完成距掌子面的距离, 对Ⅳ级以下围岩不得超过一个开挖循环的长度, Ⅲ级及以上围岩在保证安全的情况下可以放宽到10米, 每个循环开挖前, 上个循环的初期支护质量必须经过自检和监理抽检, 质量达到合格。
4 设计采用的支护类型
设计围岩级别有Ⅴ级、Ⅳ级、Ⅲ级、Ⅱ级等五个。
4.1 Ⅴ级隧道口洞口加强段衬砌结构
超前支护为超前大管棚, 管棚直径ф108mm~4.5mm环向间距0.4m, 长30m, 外插角10°;ф25中空注浆锚杆, L=3.5m, 间距80*80cm;6钢筋网, 15*15cm;Ⅰ16型钢拱架, 纵向间距80cm;喷C20早强混凝土25cm;防水板加土工布;C25混凝土二次衬砌45cm。
4.2 Ⅴ级围岩正常段衬砌结构
直径ф42-4mm超前注浆导管支护, L=4m, 环向间距40cm, a-10° (必要时) ;ф25中空注浆锚杆, L=3.5m, 间距80*100cm (纵向间距100cm) ;ф6钢筋网, 间距20*20cm;钢筋格栅拱架 (Ⅰ16型钢拱架) , 纵向间距100cm;喷C20早强混凝土25cm;防水板加土工布;C25混凝土二次衬砌35cm。
4.3 Ⅳ级围岩衬砌结构
超前锚杆, L=3.5m, 环向间距50cm, a-10° (必要时) ;ф25中空注浆锚杆, L=3.0m, 间距100*120cm (纵向间距120cm) ;ф6钢筋网, 间距20*20cm;喷C20早强混凝土15cm;防水板加土工布;C25混凝土二次衬砌35cm。
4.4 Ⅲ级围岩衬砌结构
ф25中空注浆锚杆, L=3.0 m, 间距150*120cm (纵向间距120cm) ;ф6钢筋网, 间距20*20cm;喷C20早强混凝土10cm;防水板加土工布;C25混凝土二次衬砌35cm。
4.5 Ⅱ级围岩衬砌结构
ф25中空注浆锚杆, L=2.0 m, 间距150*150cm (必要时) ;ф6钢筋网, 间距20*20cm;喷C20早强混凝土6cm;防水板加土工布;C25混凝土二次衬砌30cm。
5 实际施工过程中对初期支护方式进行调整
由于地质构造变化复杂, 实际地质同设计图纸往往有出入, 为确保掘进的安全和控制投资, 不能简单按那类围岩施工, 有些介于中间, 高套支护标准造成资金浪费, 低套支护标准又不能保证安全掘进, 所以在实际施工过程中往往需要对设计图进行调整, 举例如下。
案例1:掘进施工清渣后, 发现顶部有啪啪响声、间隔时间极短、不时往下掉块、厚度5cm~30cm不等, 认为是应力释放结果。该段原设计为Ⅲ级围岩衬砌, 如果按设计进行掘进和初支将存在一定安全隐患, 采用的调整措施:采取增设大钢筋网, 环向钢筋直径16mm螺纹钢、间距60cm, 纵向钢筋直径12mm螺纹钢、间距100cm (范围圆心角180°) ;中空注浆锚杆横向间距调整为100cm (范围圆心角180°) ;喷锚厚度调整为15cm;进尺控制少于2米。
案例2:掘进施工清渣后, 发现拱顶部位出露有一水平夹泥隔层, 层厚约20cm, 围岩破碎节理裂隙发育、自稳性差、易坍塌。该段原设计为Ⅳ级围岩衬砌, 如果按设计进行掘进和初支将存在一定安全隐患, 采用的调整措施:增设Ⅰ16工字钢拱、间距120cm;超前小导管 (外径42mm、壁厚4mm的钢管) 按圆心角120°布置、间距40cm、长度400cm、搭接长度160cm;喷锚厚度调整为25cm。
案例3:隧道出口仰坡开挖后, 发现覆盖层为黄泥和全风化岩层, 且比较松散破碎, 该段原设计为为Ⅴ级隧道口洞口加强段, 如果按设计进行掘进和初支将存在一定安全隐患, 采用的调整措施:Ⅰ16工字钢拱改为Ⅰ18工字钢拱, 纵向间距调整为0.5m;中空注浆锚杆纵向间距调整为0.5m。
总之, 根据实际情况对钢拱间距、大小、锚杆间距、喷砼厚度调整;设大钢筋网等种种措施以达到安全掘进目的。
6 结语
经过该工程组织实施设计与施工, 施工质量取得了很好的效果, 为今后类似隧道的施工奠定了良好的基础, 也提供了有益的经验。
参考文献
[1]《公路隧道施工技术规范》 (JTG F60-2009) .人民交通出版社.
[2]《公路隧道施工技术细则》 (JTG/T F60-2009) .人民交通出版社.
初期支护 第4篇
---团结隧道右幅K17+242~K17+248
一、工程概况
团结隧道为一座分离式隧道，右幅起止桩号为K17+220~K18+095，全长875米，K17+220~K17+355.23位于R=1357.43m、i=3%的左转曲线上，隧道所在路段纵坡为+2.4%，隧道最大埋深约为148.81m。K17+242~K17+248段位于Ⅴ级围岩段，设计衬砌类型为S5a型，初期支护C25喷射混凝土厚27cm,拱部及边墙位置设置∮8双层钢筋网15cm*15cm，径向∮25中空注浆锚杆L=400cm,间距80*60cm，∮42*4双层注浆小导管L=4m。
二、主要工程数量及施工工期
1、主要工程数量：∮42*4双层注浆小导管5603m；径向∮25中空注浆锚杆16048m；初期支护C25喷射混凝土1042 m3；HPB235∮8钢筋网27574kg;I22b工字钢架178148kg。
2、施工工期：计划开工日期2010年12月27日，计划完工日期2011年1月5日，计划工期10天；实际开工日期2010年12月24日，2011年1月10日~13日监理林国全旁站K17+242~+245（右）径向∮25中空注浆锚杆注浆，2011年1月13日监理林国全检验K17+242~+245（右）洞身开挖、钢筋网支护、钢支撑各项指标，2011年2月10日监理林国全检验K17+242~+245（右）喷射混凝土支护各项指标；2011年1月12日~15日监理林国全旁站K17+245~+248（右）径向∮25中空注浆锚杆注浆，2011年1月15日监理林国全检验K17+245~+248（右）洞身开挖、钢筋网支护各项指标，2011年1月16日监理林国全检验钢支撑各项指标，2011年2月13日监理林国全检验K17+245~+248（右）喷射混凝土支护各项指标；实际完工日期为2011年2月13日，实际工期20天；
三、施工准备期监理控制
1、施工人员进场技术员1名、质检员1名、试验员1名、安全员1名，施工工人42人，2010年12月21日~24日经专监、高监审核，满足施工要求，同意进场施工；总监办进场隧道专监1名、隧道监理员1名。
2、进场设备于2010年12月21日~24日经专监、高监审核，数量、性能满足施工要求，同意投入使用；
3、进场材料于2010年12月20日~24日经专监、高监审核，均采用总监办试验合格，批准使用材料，满足施工要求，同意进场使用； 4、2010年12月20日对施工队人员进行安全技术交底，安全专监肖连仿旁站监督进行交底，各项程序符合要求；
5、施工前隧道专监组织施工单位合同工程师、技术人员熟悉施工图纸，复核工程数量，并进行技术交底工作；
6、施工前测量专监对隧道施工控制点进行复核，确保测量工作准确无误。
四、施工过程监理控制
1、锚杆支护监理控制
①、锚杆眼采用YT28气腿式凿岩机钻孔，施工过程中要求施工单位测量人员在岩面上标出锚杆位置，根据设计图孔深、孔径钻孔，钻孔完成后用高压风将孔内砂石吹出，插入锚杆后安装止浆塞、垫板、螺母，安装完成后进行注浆，注浆压力控制为0.5~1.0Mpa之间；锚杆支护监理林国全均旁站监督监理，间距、长度，直径、注浆压力等各项指标均符合设计及规范要求；
2、钢筋网支护监理控制
①钢筋网施工过程中要求必须调直除锈，待喷射混凝土喷射厚度达2cm后挂设第一层钢筋网，钢筋网挂设后监理林国全现场检验钢筋网网格尺寸、钢筋保护层厚度、受喷岩面的间隙、网的长、宽等各项指标，均符合要求后同意进行下一工序施工；
②第二层钢筋网待工字钢架设后紧贴钢架内侧布设，钢筋网挂设后监理林国全现场检验钢筋网网格尺寸、钢筋保护层厚度、受喷岩面的间隙、网的长、宽等各项指标，均符合要求后同意进行下一工序施工；
3、钢支撑支护监理控制
①隧道监理工程师对每一循环拱架安装均严格检查，督促施工单位按设计要求的支撑方式、间距实施。
②检验钢支撑制作质量，制作时要求在平地上按设计尺寸放样制作加工，由测量专业监理工程师对钢支撑规格尺寸在室外进行测量检查，合格后方可用于施工。
③架设质量。现场需要重点控制的是：
1、保证钢支撑与围岩紧密接触，必须用楔块将钢支撑与围岩间楔紧；
2、保证钢支撑或格栅立面严格竖直，平面准确居中，避免偏离中心造成严重的超欠挖现象。
3、先检测开挖断面的净空尺寸，对局部欠挖必须处理合格后才能架立。
4、纵向必须按设计要求设联系钢筋，构件底脚要稳固。
4、喷射混凝土支护监理控制
①督促施工作业人员对喷射前围岩面的处理。督促检查的要点是：
1、把可能掉落的浮石等仔细地清除。
2、对凹凸不平的岩面认真处理。否则喷砼后对铺设防水板造成很大的影响，所以监理必须监督施工单位对岩面削尖填坑保证岩面平顺，为防水板的铺设创造良好的条件。
3、对超挖空间的认真处理。特别是对设钢支撑、钢筋网背后的超挖空间，指导施工作业班组采用正确的方式处理，防止作业班组用片石简单填充，同时防止喷砼后留下空洞。保证喷砼与岩面真正牢固接触，保证初期支护内实外平顺。
②严格喷射砼质量检查。检查重点为：
1、净空检查。喷砼不应侵入模注砼空间，当发现严重侵入时应凿除。
2、外观检查。当喷砼表面出现干斑、裂纹（表面收缩裂纹不在此限）、脱落、渗水、漏筋等情况，应凿除修补或进行整治。
3、厚度检查。每10m测一个断面，每断面从拱顶中线起每3m检查1点，厚度不合设计要求应采取补喷措施。
4、强度检查。拱部和边墙每10 延米至少在拱脚部和边墙各取1组(3个)试件。如强度不合要求，应查明原因，采取补救措施。
5、超前钢管支护监理控制
①、超前钢花管施工时，钢管以5～15°上仰角打入围岩，钢管环向间距40cm。每根钢花管长度为4.5m，共45根。每排钢花管的纵向搭接长度不小于1.5m。
②、水泥浆液应严格按配合比配制，并随配随用，以免浆液在注浆管、泵中凝结。隧道超前水泥浆液的注浆参数如下：
水泥浆液水灰比1：1（重量比）。注浆压力：0.5～1.0Mpa。③、纵向钻设钢管眼，用YT-28风钻开孔，以5～15°上仰角打入围岩，开孔直径为42～50mm，并用吹管将砂石吹出。用带冲击的YT-28风钻将小导管顶入孔中，或直接用锤击插入钢管。用塑胶泥封堵导管孔口周围及工作面上的裂缝。
④、注浆：注浆口最高压力严格控制在0.5～1.0Mpa以内，以防压裂工作面。控制进浆速度，一般每根导管双液总进量控制在30L/min以内。每根导管内注浆量由计算确定，若压力上升，流量减少，虽然注浆量未达到计算值，但孔口压力已达到0.5～1.0Mpa时，结束注浆。
五、安全监理 1、2010年12月20日施工单位对施工队人员进行安全技术交底，安全专监肖连仿旁站监督，要求参加施工的领导干部、技术人员、管理人、操作工人，都必须熟悉安全生产的管理和操作规定，贯彻“安全第一”的思想与“预防为主”的方针。
2、操作人员上岗前，必须按规定穿戴并正确使用防护品，不戴安全帽、穿拖鞋、赤足者及酒后禁止进入施工现场。
3、特殊工种经安全专监现场检查已持证上岗。
4、安全专监及隧道专监在首件工程施工过程中不定期对施工安全进行监督检查，对严重违法施工安全规则，危及安全的工点，要求工地立即纠正。
六、初期支护监理工作总结
隧道工程初期支护施工技术探讨 第5篇
初期支护是隧道施工中极其重要的工程, 是施工的重要环节, 做好前期的隧道支护, 迅速控制或限制围岩松弛变形, 充分发挥围岩自身承载能力, 进一步保证隧道施工和运营安全。
1 项目概况
本隧道右线起点桩号K276+579, 终点桩号K276+897, 右线全长318米, 进、出口均采用端墙式洞门, 进出口路面高程分别为157.748m、151.79m, 最大埋深131m;左线起点桩号ZK276+583, 终点桩号ZK276+880, 左线全长297米, 进、出口均采用端墙式洞门, 进出口路面高程分别为157.603m、152.257m, 最大埋深123m。
2 初期支护施工技术
本隧道施工采用暗挖喷锚构筑法施工, 具体的支护结构采取为:Ⅳ级围岩采用φ42超前导管 (超前支护) +φ25中空注浆锚杆和φ22早强砂浆锚杆+钢筋网+H14格栅拱架+喷砼支护;Ⅲ级围岩采用φ22药卷锚杆+钢筋网+喷砼支护。支护施工流程方案采取为, 先沿开挖轮廓线施作超前导管, 开挖后立即喷射混凝土3~5cm进行临时支护, 然后打设锚杆、挂钢筋网、架设钢拱架, 完成后复喷砼至设计厚度, 进入下一循环。
2.1 锚杆施工
本隧道工程的锚杆采用了φ25中空注浆锚杆和φ22药卷锚杆, 锚杆的布置范围和间距根据施工情况进行确定, 并根据钻孔情况作出标记。本工程采取YT28风钻钻孔进行钻孔施工, 在钻孔前在钻杆上标明锚杆的长度, 以便控制钻孔深度, 钻孔完后采用高压风吹孔, 吹尽孔内积水和岩粉。对于本工程的中空锚杆施工, 要求φ25中空注浆锚杆由全螺纹中空杆等关键配件组成。
2.2 钢拱架施工
采取全站仪准确测设格钢拱架位置 (位于隧道法线方向) , 并用红油漆准确标注拱顶、拱脚和边墙等控制点位置, 设置足够的定位锚杆。初喷砼后, 安设钢拱架, 沿预先标注点对正安设。安设纵向连接钢筋:钢架与钢架之间用直径为φ22mm的螺纹钢筋沿着纵向连接起来, 环向间距为1.0米, 增强钢架的整体稳定性。为保证钢拱架的稳定性, 可在边墙钢拱架接头处设两根长3.0m的φ22药卷锁脚锚杆。
2.3 喷射砼施工技术
为了进一步减少粉尘, 全面提高喷射砼的质量, 隧道采用湿喷法施工, 砼在洞外拌合站拌合, 砼罐车运输至洞内卸入TK-961湿喷机料斗, 人工抱喷嘴湿喷。
(1) 材料及配合比。水泥采用425#普通硅酸盐水泥。每立方米用量380kg, 使用前做强度复查试验。砂采用人工砂, 要求砂粒的平均粒径为0.35~0.5mm, 细度模数大于2.5, 含水率为5~7%, 使用前过筛。碎石要求采用的粒径在15mm以内, 含水率控制在2%, 级配良好, 使用前筛洗干净。施工所采用的水, 要求其不含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质, 不得使用污水, PH值小于4的酸性水和含硫酸盐量按SO42-计超过水重1%的水, 使用前进行水质分析。经试验确定, 喷射第一层时可采用水泥:砂:石=1:2: (1.5~2) , 水灰比0.4~0.5。
(2) 施工工艺。先送风, 后打开速凝剂, 然后开始进料。
(3) 施工控制技术。喷射混凝土施工采取分段、分片由下而上顺序进行, 岩面有较大凹洼时, 应先喷凹处找平。喷射施工前, 埋设标志或利用锚杆外露长度以控制喷射混凝土的厚度。隧道开挖后立即对岩面喷射砼, 以防岩体发生松弛。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以上再次喷射时, 受喷面应用风、水清冼。喷嘴应与受喷面保持垂直, 同时与受喷面保持一定的距离, 一般取1.0~1.5m。新喷射的混凝土按规定洒水养护。
(4) 喷射砼。是用喷射法施工的混凝土。喷射混凝土有"干拌"和"湿拌"两种施工法, 一般采用"干拌"法。它是浆水泥、砂及最大粒径小于25毫米的石子按一定比例拌合后, 装入喷射机, 用压缩空气将干混合料沿管路输送至喷头处, 与水混合并以40~60米/秒的高速喷射至作业面上。湿拌法则是将原材料预先加水拌和后喷射。喷射混凝土施工时, 由于水泥颗粒与集料互相撞击, 连续挤压, 以及采用较小的水灰比, 从而使混凝土具有足够的密实性、较高的强度和较好的耐久性。全部粗骨料与水泥加入搅拌机内先拌和, 加入1/3含有加气剂的水, 随后再加入砂和1/3含有减水剂的水, 最后按坍落度要求加入另一部分水。在全部加入后持续4min即可输入湿喷机喷射。
2.4 钢筋网
钢筋网可以现场绑扎, 也可以预先按设计网格尺寸要求制成1×2米的钢筋网片, 运至现场后将其焊接在锚杆端上, 在岩面喷射一层混凝土后再进行, 并在锚杆安设后进行。
3 结语
隧道初期支护是隧道整体施工的重要组成部分, 本文通过结合对隧道前期施工的具体实践, 提出了初期支护工程中中空注浆锚杆、钢拱架以及混凝土喷射施工等支护工艺的具体实施技术, 总结出切实可行的施工技术措施, 为同行提供参考借鉴。
摘要：本文通过结合岜碍隧道施工实例, 对本隧前期支护工作从锚杆、钢拱架、混凝土喷射等施工工艺等方面展开论述, 希望为同类工程初期支护施工积累经验。
关键词：隧道施工,初期支护,锚杆施工
参考文献
[1]杨建民, 喻渝, 黄棋, 高扬.浅埋下穿高速公路不均匀地层超大断面隧道的初期支护构造[J].山西建筑.2014 (05) :126-127.
浅谈黄土隧道初期支护及质量控制 第6篇
关键词：黄土隧道,初期支护,质量控制
西部大开发战略决策的实施, 促进了西部地区高等级公路、铁路的发展, 穿越黄土地区的隧道也越来越多。黄土隧道有其自身的特点, 如易塌方, 遇水产生湿陷性, 预注浆困难, 锚杆施作不成功等;同时, 黄土隧道造价高昂, 修建小净距和连拱隧道的经验非常少, 这些都制约着黄土隧道向更高层次大规模发展。
1 初期支护
1.1 初期支护体系
初期支护设计中, 过去主要采用径向锚杆、钢支撑、挂钢筋网及喷混凝土组成的初期支护体系。这种支护体系存在以下缺点:
1) 径向锚杆对土体的作用不明显。经试验表明:黄土隧道土体中锚杆的抗拉力小于30kN, 且拔出后为直径大约10cm的圆柱体, 说明土体和锚杆不连结, 没有起到锚固的作用。
2) 喷混凝土时, 混凝土附着在黄土的表层, 由于黄土本身就没有黏结力, 以致喷混凝土与土体一起脱落, 没有达到喷混凝土所起的实际支护作用, 且经多次喷射才能达到设计厚度, 回弹量也很大。
1.2 经过优化后的初期支护体系
随着对黄土隧道初期支护体系的改进和优化, 采用超前管棚、超前小导管、钢架支撑以及模喷混凝土等措施相结合的施工方法, 使得黄土隧道初期支护更加科学、经济和合理。
与原初期支护设计相比, 有以下优点:
1) 超前管棚一般采用外径为89～108mm, 壁厚5～9mm, 管棚长度为10～30m, 洞身可采用8m, 两环之间搭接长度不能小于3m, 环向间距为40cm, 这样超前支护可以对土体起到棚架作用。
2) 钢架应采用工字钢支护, 设计过程中应适当加大钢架型号和减小钢架间距, 一般控制在0.5～1m, 增加锁脚锚管个数, 采用全长黏结式全螺纹砂浆锚杆相配合, 已达到稳定支护的效果。
3) 模喷的混凝土应与钢架结成一体, 形成一个完整的支护体系, 而且模喷混凝土的回弹率几乎为零, 这样就发挥了喷混凝土凝结快, 能及早封闭土体表面的特点。
2 质量控制
2.1 超前管棚
1) 超前大管棚作业前, 应先标出开挖线, 并对管位按设计要求进行布眼。
超前大管棚的连接, 优先考虑丝扣连接, 也可以采用套管焊接, 不允许对焊后直接使用。
2) 为确保管棚的外插倾角能满足规范要求, 第二循环管棚需预留工作室。
具体为:距第二循环管棚末端4m处, 开始将钢拱架按0～30cm线形逐渐抬高, 这样给第二循环管棚作业创造一个4m长、0.3m高的三角形空间, 便于钻机作业。在两环节接头处设计高度上增设一榀钢拱架与管棚尾端焊接, 前后两循环管棚搭接应满足设计要求直径89的管棚搭接长度不小于1.5m, 预留工作室先以喷射混凝土喷成弧形面, 其余部分待二衬时用衬砌混凝土补平。
2.2 超前小导管
1) 在前一环钢拱架的中隔板上环向布置注浆眼。
2) 按布置的注浆眼位置焊穿隔板钻眼 (外插角可根据拱架间距调整) , 完成后将导管顶入岩层。
3) 孔口止浆封堵:导管打人后用塑胶泥封堵孔口导管与孔壁间隙, 并在导管附近及工作面喷混凝土, 以防工作面上岩土坍塌, 同时作为注浆止浆岩墙。
4) 压注浆液:注浆压力控制在0.5～1.0MPa, 注浆达到设计注浆量和注浆压力时要结束注浆, 切不可盲目加压。注浆过程中要随时观察注浆压力, 分析注浆情况, 防止堵塞、跑浆, 做好注浆记录, 以便分析注浆效果。
2.3 钢拱架架立
1) 钢拱架架立应控制好6 个方面的问题: (1) 钢拱架的标高; (2) 钢拱架的横向尺寸; (3) 钢拱架的垂直度; (4) 钢拱架的连接螺栓; (5) 钢拱架各单元连接处松散物及虚碴的处理; (6) 钢拱架的间距。各洞口安装钢拱架必须做到标高、宽度尺寸标准, 上中下导钢拱架连接弧度圆顺, 架立后技术干部要反复核对, 确保各项数据符合设计要求。
2) 钢拱架应与围岩紧密相贴, 如不能紧贴时, 应按规范要求, 用高标号混凝土预制块填塞顶实, 其点数单侧不得小于8个接触点, 以确保其整体受力。掌子面附近的钢拱架外露 (钢拱架处的喷射不能喷满, 可留5cm厚左右, 以便随时检查钢拱架、锚杆的作业质量及数量) 数米, 最大不超过2m;钢架之间的纵向连接筋应设于拱架内缘;连接筋环向间距及长度, 严格按设计要求施工, 便于与下一榀钢架连接, 同时要求钢拱架的纵向安装间距误差不超过±4cm。
2.4 锚杆
2.4.1 锁脚锚杆
锁脚锚杆在黄土隧道的施工非常关键, 必须按设计长度、数量随钢拱架的作业及时跟进。锁脚锚杆要在端头加工成L型弯钩焊接在钢拱架上, 确实起到锁脚作用, 防止钢拱架下沉过大。
2.4.2 系统锚杆
1) 为了确保系统锚杆沿法线方向布设, 系统锚杆的工作台可放在上导坑核心土的后面, 系统锚杆作业必须是喷射混凝土厚度达到10～12cm后进行, 且一定要使用垫板, 垫板焊接在钢拱架的腹部, 以便加强钢拱架的稳定性, 提高其刚度;系统锚杆的设置及喷射混凝土达到设计厚度的断面与掌子面的最大距离不超过6m。
2) 系统锚杆可以在数量不变的情况下, 增大环向间距;减小纵向间距;锚杆必须与钢拱架焊接, 系统锚杆的注浆必须按照设计要求达到注浆压力。
2.5 钢筋网
钢筋网片必须严格按设计要求先在洞外定型加工, 且每片加工面积不宜小于1m2, 然后在洞内安装, 且相互之间的搭接长度不应小于5cm。钢筋网应随受喷面的起伏而铺设, 在施作前需初喷4～6cm厚混凝土形成钢筋保护层, 但对于马兰黄土, 初喷混凝土是不现实的。
2.6 喷射混凝土
1) 喷混凝土前试验员一定要做好配合比, 同时现场抓好混凝土施工操作。
2) 喷射混凝土时, 速凝剂的添加要均匀, 喷射混凝土一定要分层喷射, 喷射混凝土的平整度要求不超过5cm。
3) 喷射混凝土应采用硬质洁净的中砂或粗砂, 细度模数宜大于2.5 。速凝剂使用前应做速凝效果试验, 要求初凝不超过5min, 终凝不超过10min 。喷射混凝土中的骨料应不小于40%。
4) 喷射混凝土必须表面平整、圆顺;不合格处打凿后补喷平整, 尤其是上、中导和中、下导接茬部位。严格按2m靠尺进行量测, 工程建设与管理确保平整度达到要求, 拱部喷射混凝土必须回填密实, 不得有空洞。
2.7 仰拱
仰拱基础应在浇筑段外设置集水井, 开挖立即抽水, 严禁地基被水浸泡, 同时立即喷射8～10cm 厚C25混凝土, 对基底进行封闭, 如仰拱混凝土为钢筋混凝土时, 喷射厚度应控制在8cm以内, 以保证仰拱上部钢筋保护层在2～3cm左右。
3 结语
黄土隧道由于黄土本身的特点, 需要迅速有效的封闭洞壁土面, 并给予强有力的支护, 超前管棚、钢架支撑及模喷混凝土满足了这一要求, 支护措施更加经济合理, 支护效果更好。
黄土隧道初期支护是隧道施工中的关键一环, 是引导围岩收敛变形的主要荷载体, 对促进支护结构与围岩通过应力重新分布迅速构成整体性荷载体起到了极大的作用。所以其质量控制需要施工单位各部门、各岗位的通力协作和有机配合, 严格按照施工规范和相关标准要求去积极实施落实, 才能使工程质量得到有效的控制。
参考文献
[1]JB10003-2005, 铁路隧道设计规范[S].北京:中国铁道出版社, 2006.
[2]关宝树.隧道工程施工要点集[J].北京:人民交通出版社, 2003.
[3]计然.黄土隧道的初期支护[J].铁道建筑, 1999 (11) :15-16.
浅谈分离式隧道初期支护技术 第7篇
关键词：隧道施工,经济发展,施工技术
前言
隧道是指为了方便铁路、公路、城市交通等基础设施的建设，修建在地下或水下并铺设可以供火车、汽车等机动车辆行驶的道路。根据我国隧道建设的经验可将隧道分为山体隧道、水下或海底隧道及城市地下隧道等几大类，其中山体隧道是在修建铁路、公路时避免山坡及缩短道路距离而从山体底部穿越，工程中比较常见。隧道工程建设较其它平面建设工程具有施工难度大、危险性高、质量要过硬等特点，初期支护是隧道工程施工中重要的环节之一。在支护过程中，要根据不同的地质状况及不同的围岩种类进行不同的支护，绝不能一概而论。在支护工作中，应重点支护洞口，洞口可以采取抗滑坡的抗滑桩来保证山体的整体稳定，以保证施工人员的进出安全;在洞内如遇到较软的岩石时，应该采取网、喷、铺等措施，来保证岩石的稳定，确保施工人员的安全及工程的质量。下面我以商漫高速公路N7标段花园村隧道为例谈谈分离式隧道初期支护技术。
一、隧道初期支护施工大致分以下两个部分
1. 洞口初期支护施工
2. 洞身初期支护施工
二、隧道初期支护施工流程
商漫高速公路N7标段花园村隧道，其设计概况如下。上行线：起止里程为SK 101+395.54～SK101+723,长327.46 m(其中进口明洞段长7 m，出口明洞段长9 m，);下行线:起止里程为XK101+387.54～XK101+723,长335.46 m(其中进口明洞段长3米，出口明洞段长13 m)。
1. 洞口初期支护施工
(1)明洞土方采用机械开挖，凿岩台车钻孔，控制爆破。施工过程中对洞门仰坡及边坡尽量避免扰动，并加强对该处坡面的观测。采取保留核心土的办法，后再挖除核心土。遇有危石、孤石，进行人工或爆破清除后再进行下步作业。边仰坡进行锚喷临时防护，采用喷C20砼进行临时防护，砼厚5 cm。
(2)大管棚施工方法
开挖时控制开挖面标高，当仰坡开挖高程低于洞顶开挖轮廓线2.5 m时，即停止开挖，预留一个长约7 m的平台为施作导向墙、超前管棚施工。在暗洞开挖线外拱部120°范围内施作1×1 m的导向墙，环向长度根据现场开挖基础的稳定性确定。同时在导向墙内预埋2榀I20b型钢拱架和导向管，拱架间距为60 cm，埋设角度为1～3°以配合大管棚使用。在暗洞开挖轮廓线外0.3 m处布置一环40根超前大管棚，长度为20 m/根，环向间距为40 cm，管棚采用φ108壁厚6 mm热轧无缝钢花管，并根据实际情况在钢管内设钢筋笼。注浆孔采用梅花形布置，孔径10～16 mm，孔距为15～20 cm。当管棚完成施钻并安装后，立即对其进行注浆，注浆初压力为0.5～1 MPa，终压为2.0 MPa，确保砂浆强度和管内密实，注浆完毕及时封堵管口。钢管自身的封堵：在钢管最外端1.5～2.0 m范围内不设置注浆孔，采用M5水泥砂浆灌注。孔口用厚3～5 mm钢板凿孔焊接注浆管等直径小导管来封堵。钢管与孔壁间空隙的封堵：利用自制工具将早强水泥砂浆塞入孔口封堵，封堵材料装入孔内不小于1 m长度，确保封堵质量。
2. 洞身施工
洞身施工是隧道施工的关键，施工中严格遵守“管超前、严注浆、短开挖、强支护、勤量测、早封闭”的原则。
(1)超前小导管注浆
本标段隧道洞口加强段、Ⅴ级围岩深埋段、Ⅳ级围岩浅埋段主洞开挖超前支护均采用超前小导管方法。
1)施工方法
采用现场加工小钢管，喷射砼封闭岩面，用凿岩机钻孔再装钢管或用凿岩机直接将小钢管打入岩层，按设计要求注浆。注浆顺序为先注无水孔，后注有水孔，从拱顶向下顺序进行。
2)施工参数
超前小导管采用φ50×5mm、φ89×8 mm热轧无缝钢管加工制成，钢管前端加工成锥形，尾部焊接钢筋加固箍，管壁四周每15 cm交错钻眼,眼孔直径为φ8 mm、φ10 mm(梅花形布置)。
钢管沿隧道开挖轮廓线布置，外插角5～7º打入围岩，环向间距按设计图，纵向前后两排小钢管搭接长度不小于1.5 m。
超前小导管预注浆参数选择参考：注浆压力0.5～1.0 Mpa，水泥浆水灰比0.5:1～2:1。施工中每孔注浆量达到设计注浆量时，或注浆压力达到1.0 Mpa时，可以结束注浆。超前小导管尾端焊于型钢支架腹部。
3)超前药卷锚杆
本标段隧道Ⅳ级围岩深埋段初期支护采用Ф22超前药卷锚杆。锚杆长4.3 m，环向间距40 cm，ɑ=5～7º。
围岩采用4 m长φ25注浆锚杆超前支护。环向间距按设计要求，采用风钻钻孔将锚杆沿孔打入或风钻顶入。
锚杆在开挖轮廓线上按设计位置及角度打入，钻孔仰角按设计要求控制。锚杆不侵入隧道衬砌界内，相邻锚杆不相撞或立交。
(2)湿喷砼
1)喷砼
在开挖后及时进行初喷砼，初喷砼厚5 cm。然后施作小导管、锚杆、挂网，再次喷射砼，每次喷射厚度2～4 cm，直至达到设计要求厚度。
喷射砼顺序为自下而上、以不断旋转的方式逐层喷射。
2)锚杆、挂网施工
锚杆：采用手风钻钻孔，钻至设计深度后，用高压风吹孔，用牛角泵向孔内灌入孔深2/3的水泥砂浆，打入锚杆。若孔口砂浆不满，则用泵补灌，最后用砂浆将孔口抹平。
挂网：先制成2×2米的钢筋网片，运至现场后将其焊接在锚杆端上，网片力求紧贴在初喷砼面上。挂网后及时复喷砼。
3)钢拱架
Ⅴ、Ⅳ级围岩地段设计有工字钢支撑及格栅钢架支撑。
钢拱架在钢筋棚内集中制作。在初喷砼及挂钢筋网后进行安装。安装时拱架与拱架之间纵向用Φ20钢筋焊接连接，有超前小导管的地段，钢拱架与小导管的钢管端头焊接成整体，使其与锚杆、钢筋网、喷射砼构成联合支护体系。
4)技术措施
(1)砂浆锚杆钻孔时，钻孔直径大于锚杆直径15 mm，控制孔位偏差小于±15 cm，孔深误差±5 cm;
(2)孔内注浆前先用高压风清除孔内积水、粉碴等杂物。
(3)注浆用砂采用1.5 mm的方孔筛过筛。
(4)注浆压力控制在0.4 Mpa以内。注浆时将注浆管插入孔底，随着浆液的注入逐渐拔出注浆管，直到孔口有浆液流出为止。
(5)每隔100根锚杆随机抽样三根，作拉拔试验，以了解锚杆的锚固质量。
(6)钢拱架安装前，由测量人员准确测定出隧道中线，确定高程，然后再测定其横向位置;安装位置的允许偏差按以下控制：距隧道中线位置支距不大于3 cm，垂直度5%，前后两榀间距±10 cm，矢高积累+5 cm。
(7)钢拱架安装时，垂直方向用吊锤球线检查钢架是否垂直，并进行矫正。钢架安设后及时喷射砼。
(8)在砼拌和时，按配合比例加入速凝剂并严格控制集料粒径和配合比，以减少回弹量和控制堵管事件，保证施工顺利进行。
(9)采用锤击听声的方法检查喷射砼的密实情况，对空鼓脱壳处采用凿除重喷的方法及时进行处理。
初期支护完成后，对初期支护的状况进行观察，洞内观察包括支护锚杆是否被拉曲，喷层是否产生裂缝、剥离和剪切破坏，钢支撑有无被压曲现象等。洞外观察包括对洞口地表情况、地表沉陷、边坡及仰坡的稳定以及地表水渗透等的观察，同时做好各项目监控量测及记录。
三、结语
总之，初期支护技术是隧道施工过程中重要的一个环节，因为我国隧道技术起步晚，发展快，在施工过程中还有许多不足，所以我们在工作中要不断学习借鉴、不断总结经验、不断优化提升。在施工中，要遵守具体问题具体分析、因地制宜的原则，根据不同地形不同的岩石状况及时调整施工的方案，以保证隧道工程施工的安全、质量、进程。只有不断提高我国的隧道施工技术，保障隧道施工质量和施工安全，才能为社会主义经济建设与发展做出更大的贡献。
参考文献
[1]黄岩.史号.公路工程质量检验评定标准[J].北京.人民交通出版社,2010(03).
[2]黄生根.张翕然.隧道施工技术规范[S].北京.人民交通出版社.2006.
双连拱隧道开挖及初期支护施工工艺 第8篇
大岭隧道位于陕西省安康市流水镇, 是包茂高速公路陕西境安康至紫阳段A M E5合同段的浅埋双连拱隧道, 全长156m。隧道结构按新奥法原理进行设计, 采用复合衬砌, 以锚杆、挂网、湿喷混凝土等为初期支护, 并辅以大管棚、注浆小导管等支护措施。
2 设计概况及特点
双连拱隧道是在高速公路通过的山势不高、纵向长度较短、公路上下行线在此分离不开的地段设置的双跨连拱隧道, 其单跨断面为单心圆结构, 边墙为曲墙, 中墙为直墙, 单跨净宽10.25m, 净高5.0m, 上下行线隧道通过钢筋砼中隔墙相连, 初期支护根据地质情况分别采用工字钢, Φ22早强锚杆、挂网、喷砼与单跨隧道基本相同。
3 施工工艺
3.1 开挖施工
因双连拱隧道具有埋深浅、跨度大、地质条件复杂、围岩风化破碎、受雨季地表水影响大的特点, 开挖施工必须遵循“短进尺、弱爆破、强支护、早闭合”的原则。根据围岩情况的不同, 本隧道开挖施工采用导洞法。
3.1.1 导洞施工法
导洞施工法就是首先在连接上下行线隧道的中隔墙处贯通一条小断面导洞, 并施工中隔墙砼, 在上下行隧道两侧分别开挖一条侧导洞, 在中墙砼与边墙砼施工完后再开挖上下行线正洞的施工方法。
导洞开挖法施工顺序说明。
(1) 先行中心导洞上部开挖、临时支撑。
(2) 先行中心导洞下部开挖、临时支撑。
(3) 模筑钢筋混凝土中隔墙。
(4) 后行双侧壁导洞开挖、初期支护、临时支撑。
(5) 先行单洞环形开挖中心预留核心土、初期支护。
(6) 先行单洞中心核心土部分开挖。
(7) 先行单洞中间底部开挖。
(8) 后行单洞环形开挖中心预留核心土、初期支护。
(9) 后行单洞中心核心土部分开挖。
(10) 后行单洞中间底部开挖。
根据隧道进出口地形条件及施工场地的实际情况, 中导洞开挖从隧道一端开始施工, 在另一端贯通。根据地质条件, 中导洞开挖采用全断面施工方法, 均采用光面爆破技术, 初期支护紧跟开挖面, 不允许围岩暴露时间太长, 杜绝坍方, 因为中导洞即使有小面积的坍方也会给正洞开挖带来很大的影响。
为减轻相互影响, 上下行线正洞开挖不能齐头并进, 一前一后错开2.5倍洞径的距离。对于单跨正洞的挖掘方法要采取先拱后墙法分台阶的方法, 通过光面爆破技术先对拱墙开挖。这样可以保证隧道能够成形, 而且将爆破对围岩的影响减少到最低。对于隧道拱部的挖掘高度合适的范围是在2.5m～4.0m, 如果是要采取爆破, 就要尽量对中隔墙进行保护。开挖进尺控制在1m以内, 开槽用直眼的方法或者是斜眼掏槽。
下部开挖的方法就需要先在边墙的部位开个槽, 以便将拱部初期支护接下来, 然后再挖中间部分。对于边墙部分除了爆破外还要注意严格控制进尺, 最多开挖出两榀钢支撑位置就尽快施作初期支护, 封闭围岩, 防止因拱部支护长时间悬空而造成坍方。
对于侧导洞进行施工操作的方法和中导洞差不多。当其施工完成以后要进行正洞的施工时要注意, 上下台阶要分开进行。但是在进行初期支护施工时, 其操作和中导洞有所不同, 并不是先拱后墙, 而是要先墙后拱。这是因为在挖侧导洞的时候, 已经对正洞边墙初期支护开始施工了。在挖掘正洞时要考虑中隔墙及侧墙, 所以进行爆破设计时要考虑好, 尽量减小对它们的影响。特别是开挖下部的时候, 要认真计算药量, 保护好初期支护。
3.2 支护体系施工
3.2.1 超前支护
隧道洞口段20m采用Ф89×8mm管棚, 在施工管棚时, 砼护拱、导向管的位置、角度必须按设计要求进行施工及安装。钢管分节长度为5m, 安设顺序要科学合理, 相邻两根钢管接头不允许在一个断面上, 水泥浆必须按设计配合比配制, 终压力控制在1.5MPa～2.0MPa之间。
隧道V、IV类围岩均采用Ф50×5mm超前小导管进行超前支护, 采用风钻钻孔, 在开挖掌子面钢拱架立好后开始钻孔, 导管从拱架腹部穿入, 小导管长度应按设计要求施作, 长度5m。钻孔时应保证小导管外插角15°, 孔位偏差不超过100mm, 孔眼深度大于钢管长度100mm左右, 导管注浆必须按设计配合比及注浆压力施工。注浆过程中设专人做好记录。结束后检查其效果, 不合格者补注浆。
3.2.2 初期支护
(1) 早强砂浆锚杆施工。
安装锚杆前, 先对锚杆的位置、孔距、方向、孔深、杆体、托板及垫圈进行检查, 必须符合设计和规范的要求。采用专门锚固药包、φ22mm普通螺纹钢筋制作。在进行钻眼前要布置好孔位, 这就要根据受喷面情况以及设计要求来判断好。之后将锚固药包放入孔内, 将注浆管插至孔底进行注浆, 在浆体边注入的过程边匀速将注浆管拔出。注浆完成以后迅速将杆体插入, 其插入的位置要在孔的中心。钢筋尾部露在外面的长度要比喷层厚度还要稍小些, 并及时将垫板安装好。垫板在安装的时候要注意密贴岩面, 安装完毕以后注意保护。
(2) 型钢钢架施工。
型钢钢架采用现场冷弯制作。先检查下开挖的断面净空, 确认合格以后就要安装钢架。其位置要垂直于隧道中心线, 并且钢架的连接要达到一定要求, 上、下端主筋的安装要对齐螺栓孔。拼装完钢架以后并检查, 确认无误后开始焊接φ20纵向连接筋。当拱脚超挖时, 要通过钢垫板来调整。
(3) 钢筋网施工。
钢筋网按设计直径的钢筋铺设, 在岩面喷射一层混凝土、锚杆安设完成后进行。钢筋网随受喷面的起伏铺设, 且与锚杆联接牢固, 在将混凝土喷射到钢筋上时不得晃动钢筋。当安设有型钢拱架时钢筋网必须安设于型钢拱架的外弧上, 并与型钢拱架焊接牢固。
(4) 喷射混凝土施工。
在准备喷射混凝土时, 要先通过观察受喷面部位以及岩面的光滑潮湿等相关情况, 来调节喷射压力和速凝剂的掺入量, 其目的是为了使回弹量尽量减少。
在喷射过程中, 要按照分段、分片的方式, 并且自下而依次进行。当喷射的岩面存在有凹洼时, 则要先将凹处喷平。在喷射中, 为了可以控制喷射混凝土的厚度, 事先要设立标志或将锚杆外露一定长度。
当开始挖掘隧道时为了防止岩体松弛, 要对岩面喷射一定量的砼。当前一层混凝土喷完以后, 等待凝结好再喷第二层。如果间隔时间超过一小时, 则需要用吹风和水洗的方式对受喷面进行清洗。喷射过程中要保持喷嘴始终垂直于受喷面, 同时也不能太近, 一般距离为1.0m～1.5m。当混凝土喷射好以后, 要进行洒水养护工作。
4 结语
大岭隧道施工从安全、质量、进度控制方面为项目今后双连拱隧道施工积累了丰富的施工经验, 导洞法施工工艺已经应用在其他项目双连拱隧道施工中。
参考文献
[1]胡红卫.中铁隧道集团一处有限公司[J].双联拱隧道施工工艺.
初期支护 第9篇
作为隧道的主要受力构件,初期支护是围岩在稳定力不足的情况下进入稳定状态的重要保障,是整个隧道施工和使用过程安全的重要保障。因此,加强对隧道初期支护质量的检测显得尤为重要。地质雷达采用无线电波探测技术,可以实现隧道初期支护质量的无损探测,具有很好的实用价值,下面本文以“马鞍子梁隧道”为例,探讨地质雷达在隧道初期支护质量检测中的应用。
1 隧道初期支护检测内容
隧道初期支护质量的检测,主要包含锚杆、喷射混凝土、钢拱架几个部分。其中,锚杆起着“悬吊”、提高层间摩阻力和加固围岩的作用,对锚杆质量的检测包括加工质量、安装尺寸、拉拔力试验、砂浆锚杆注满度等。喷射混凝土起着支承围岩、柔性卸载、填平补强围岩、封闭围岩表面、分配外力的作用,对喷射混凝土的检测包括喷射砼抗压强度和粘结强度、喷射混凝土厚度、粉尘回弹等。钢支撑是依靠“被动支撑”来维护围岩稳定的现代支护方式,检测包括加工质量和安装质量的检测。其中,支护厚度、背部回填密实度、背后空洞、内部钢架钢筋分布均可采用地质雷达进行检测。
2 地质雷达检测原理
地质雷达探测技术是近年才发展起来的一种先进的地球物理测试技术,主要是利用电磁波在不同电性介质里(如空洞、分界面等)传播时波形特征会发生改变的特性,用特定仪器将高频脉冲电波发送到探测目标体中,并用接收天线接收反射回来的电磁波并传输给接收机放大并显示到示波器上,根据接收到的电磁波的波形、强度、双程时间等进行分析和处理,推断出探测目标体的空间结构、几何形态、电性特征。在隧道工程中,利用地质雷达可以有效的对不良地质体如断层、裂隙、岩溶、夹层等病害体进行检测,以判断是否存在顶部脱空、漏水裂隙、空洞等现象。
3 地质雷达在隧道初期支护质量检测应用实例
3.1 工程实例概况
十堰—天水安康东A-CD29标有隧道2座,分别是马鞍子梁隧道出口左线和右线。马鞍子梁隧道左线起止桩号为ZK39+533~ZK37+080,长2453m;马鞍子梁隧道右线起止桩号为YK39+545~YK37+080,长2465m。该隧道为双洞分离式隧道,最大埋深约370m,隧道建筑限界净宽11.25米,净空限界高度5.2米,衬砌断面内轮廓采用三心圆。
左线设计围岩分级有:明洞长22米,Ⅴ级加强(S洞)长35米,V-1级长337米,Ⅳ-2级长798米,SJ-IV紧急停车带长40米,SJ-III级紧急停车带长80米,IV级围岩车行横洞与主洞交叉加强段16米,III级围岩车行横洞与主洞交叉加强段32米,III级围岩配电洞室与主洞交叉加强段16米,III级长1077米。
右线设计围岩划分有:明洞长9米,Ⅴ级加强(S洞)长33米,V-1级长357米,Ⅳ-2级长739米,SJ-IV紧急停车带长40米,SJ-III级紧急停车带长80米,IV级围岩车行横洞与主洞交叉加强段16米,III级围岩车行横洞与主洞交叉加强段32米,III级围岩配电洞室与主洞交叉加强段16米,III级长1143米。
该座分离式隧道初期支护形式为:洞口加强段采用超前大管棚周壁预注浆支护,径向系统锚杆、钢拱支撑配合喷射混凝土形成整体;Ⅴ级围岩采用径向系统锚杆、超前小导管周壁预注浆,钢拱支撑配合喷射混凝土形成整体;Ⅳ级围岩采用径向系统锚杆、超前小导管周壁预注浆,钢拱支撑配合喷射混凝土形成整体。
3.2 仪器设备及参数设定
对马鞍子梁隧道初期支护质量检测,采用MALA公司的RAMAC/GPRX3M型地质雷达系统进行。由于频率越高的天线发射雷达波能得较高的分辩率和精度,且探测深度较浅,而频率越低的天线发射雷达波分辩率和精度越低,探测深度较深。因此,针对马鞍子梁隧道初期支护喷混凝土设计厚度及检测要求,采用频率为800MHz屏蔽天线以保证采集深度和精度的要求。采集时窗控制在30-40ns,每道采样点数控制在400-600之间,保证能对支护内部及围岩信息的充分提取和数据采集质量。
3.3 测线布置
为了能够反应隧道初期支护整体质量,全面检测隧道初期支护喷混凝土厚度、初期支护与围岩接触情况等,根据马鞍子梁隧道的具体特征和检测要求,隧道初期支护检测沿隧道纵深方向连续检测的方法,沿隧道轴向布置了5条测线,分别位于隧道拱顶、左右拱脚和左右边墙。
3.4 现场数据检测
连接好天线后,使天线紧贴测线位置隧道壁面,尽量使天线匀速移动,操作仪器沿测线方向进行连续剖面测量。当天线对齐测线某一标记时,向仪器输入信号,在雷达记录中作一个标记,使其与测线上的实际标记相对应,并在雷达时间剖面图上标明里程,保证其与实际里程位置相对应。
3.5 地质雷达波形分析
仅通过原始的雷达检测资料,是无法得出初期支护喷混凝土厚度、围岩接触等情况的,在采集完数据之后,还需要对雷达数据进行处理校正,采用滤波、偏侈等手段去除随机干扰信号,突出有用信息如电磁波速度、振幅、波形等,提高信号分辩率形成清晰的雷达图象,再对波形、振幅、时间剖面等变化规律进行对比分析,最终得出初期支护喷混凝土厚度、密实度、是否存在空洞、与围岩接触是否密实等情况。
4 结束语
地质雷达可以实现对隧道初期支护质量的有效检测,在利用地质雷达检测隧道初期支护质量进行检测时,要根据喷混凝土厚度选择合适的天线,此外还应当注意雷达剖面图与实际里程之间的位置对应,这样才能得出清晰、可靠、准确的数据。
参考文献
[1]李嘉,郭成超等.探地雷达应用概述[J].地球物理学进展,2007.2.
[2]倪修勤,王云泉等.地质雷达方法检测隧道衬砌厚度研究[J].现代交通技术,2006.3.