隧道Ⅲ级围岩初期支护施工技术交底.doc

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璧山隧道Ⅲ级围岩初期支护施工技术交底
一、交底说明
本交底适用于中铁二局成渝客运专线经理部第五分部璧山隧道暗洞Ⅲ级围岩地段初期支护施工。
二、施工概况
璧山隧道Ⅲ级围岩初期支护施工主要包括初喷混凝土、安设锚杆、架立钢架(Ⅲ级Ⅰ型复合式衬砌)、,应立即施作初期支护,约束围岩变形。
璧山隧道Ⅲ级围岩初期支护参数见下表2-1:
衬砌类型
Ⅲ级
Ⅲ级Ⅰ型
Ⅲ级Ⅱ型
预留变形量(cm)
5~8
喷射混凝土
规格
拱部、边墙
C25
仰拱
/
/
C25
设置部位及设置厚度
拱墙:12cm
拱180°:21cm
边墙:12cm
拱墙:15cm
仰拱找平:10cm
钢筋网
钢筋规格(HPB235)
φ6
设置部位
拱部
开挖边缘线上部180
拱部
网格间距(cm)
25×25
锚杆
规格
拱部
Φ25普通中空锚杆(L=3m)
边墙
Φ22砂浆锚杆(L=3m)
设置部位及间距(环×纵m)
拱部:1。2×1。5
拱部:1。2×1。5
拱部:×
边墙:×
/
边墙:1。5×
钢架
类型
/
四肢格栅(高140)
/
设置部位
/
开挖边缘线上部180
/
纵向间距(m)
/
~1。5
/
钢材规格
/
Φ22、Φ14、φ6
/
表2—1Ⅲ级围岩初期支护参数
三、施工工艺工序
1、施工工序
(超欠挖处理完毕后)第一次初喷砼→施作拱顶普通中空锚杆及边墙砂浆锚杆→铺挂钢筋网→安装锚垫板→立钢拱架(Ⅲ级Ⅰ型复合式)→施作锁脚锚杆(Ⅲ
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级Ⅰ型复合式)→复喷砼至设计厚度
图3-1初期支护施工流程图
2、施工工艺
喷射混凝土采用湿喷工艺,-28气腿式风钻钻孔后,将锚杆打入孔内并注浆和施作钢垫板。钢架在洞外加工成型并试拼装后运输进洞,利用装载机配合人工架立,及时加设锁脚锚杆和纵向连接筋。,运进洞内进行铺设,搭接1~。
四、初期支护喷射混凝土施工
1、喷射混凝土原材料
①水泥
喷射砼采用P042。5R普通硅酸盐水泥。
②砂
喷砼采用坚硬耐久的中粗砂,细度模量大于2。5,含水率宜控制在5%~7%之间,。
③石子
采用坚硬耐久的碎石,石子粒径不大于15mm,使用前筛洗干净,含水率控制在2%左右,石子的级配符合设计要求。已选定5—10mm的小石子。碱骨反应合格。
④速凝剂
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速凝剂的用量与要求凝结时间、水泥品种、风化程度和温度有关,要根据施工工艺要求的凝结时间,对所用水泥做不同掺量的凝结时间试验和强度试验,以确定最佳掺量,要求初凝不大于5min,终凝不大于10min。根据施工工艺要求,采用液体速凝剂.
⑤水
采用饮用水。
⑥外加剂
喷砼主要有耐腐剂,,采用防腐剂、粉煤灰和减水剂根据试验确定最佳掺量,然后三种复合。主要用于改善砼结构,提高砼抗渗、抗裂、抗腐性能.
2、喷射混凝土的拌合和运输
璧山隧道Ⅲ级围岩拱墙及仰拱(Ⅲ级Ⅱ型)喷射混凝土型号均为C25混凝土。
喷射混凝土由拌合站集中拌合,采用自动计量配料、强制拌和机拌合,混凝土罐车运输至施工现场。混凝土原材料的用量按照实验室提供的配合比考虑.
3、喷射混凝土施工前准备工作
①岩面的处理
1)一般岩面可用高压水冲洗受喷面上的浮尘、岩屑,当岩面遇水容易潮解、泥化时,宜采用高压风吹净岩面,以保证喷射砼与受喷岩面粘结牢固,保证喷射砼和地层良好的共同受力.
2)大股涌水宜采用注浆堵水在喷射混凝土。小股涌水或裂隙渗漏水,视具体情况宜进行岩面注浆(补孔宜密,钻孔宜浅),或顺股水出露点打孔压注速凝浆液,或插排水管将水引到隧底部水沟或纵向排水管;待受喷面上无流淌水后再喷混凝土。大面积潮湿的岩面可再混凝土中掺高效减水剂和增粘剂。
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图4-1涌水、渗水或潮湿岩面喷射前的处理措施
②混凝土厚度标志设置
为控制喷射混凝土厚度我们预先在岩层面上埋设钢筋,用以指示混凝土喷射厚度.
③机具设备试运转
选用的空压机应满足喷射机工作风压和耗风量要求;压风进入喷射机前必须进行油水分离,输送管应能承受0。8Mpa以上的压力,并应具有良好的耐磨特性;另外保证作业区内具有良好的通风和照明条件。检查速凝剂的泵送剂计量装置性能。
4、喷射混凝土施工工序流程
隧道采用湿喷机械手湿式喷射混凝土其工艺流程见下图。
图4—2湿喷砼施工工序流程
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5、喷射混凝土施工工艺
①喷射设备
混凝土喷射采用TK系列湿喷机或进口湿喷机械手。。
②喷射混凝土作业
1)砼喷射机安装调试好后,在料斗上安装振动筛(筛孔20mm),以免超粒径骨料进入喷射机。喷射时,送风之前先打开计量泵(注意:此时喷嘴应朝下,以免速凝剂流入输送管内),以免高压砼拌合物堵塞速凝剂环喷射孔。喷射手应保持喷头具有良好的工作状态,以喷射砼回弹量小,表面湿润有光泽,易粘着为好,同时喷射机司机与喷锚手要密切配合,根据喷射手反馈的喷射情况及时调整风和计量泵,控制好风压和速凝剂掺量。
2)喷头与受喷面的距离以1。5~2。0m较为适宜。喷射时喷头由注意角度、距离等,喷射路线呈小螺旋形绕圈运动,绕圈直径30cm左右为宜。后一圈压前一圈的1/3~1/2,喷射路线呈“S”形运动,每次“S"形运动长度为3~4m,喷射纵向第二行时,要依顺序从第一行的起点处开始,行与行间须搭接2~3cm,料束旋转速度,原则上要均匀不宜太慢或太快,喷射区段划分和喷头活动顺序如下图.
图4—3喷头活动顺序示意图
3)喷头与受喷面的角度,一般应垂直于受喷面,但在喷边墙时,宜将喷头略向下俯10°左右,使砼束喷射在较厚的砼顶端,可避免料束中的粗骨料直接与受喷面撞击,减少回弹量,当喷射有钢架位置时,适当调整喷头角度,保证钢架背后混凝土密实
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。
4)喷射作业应分段分片依次进行,喷射顺序应自下而上,分段长度不宜大于6m。一一次喷射厚度不宜超过10cm。分层喷射时,后一层喷砼应在前一层喷砼终凝后进行,时间间隔一般为15~20min,若终凝1小时后再进行喷射时,应先用风水清洗喷层表面。喷射混凝土的一次喷射厚度:拱部为60~100mm,边墙为80~150mm.
③喷射混凝土厚度控制
喷射混凝土前必须在岩层面上安设钢筋作为厚度控制标志。
④喷射混凝土养护
为使水泥充分水化,减少和防止收缩裂缝,在喷射砼终凝后2h即开始洒水养护。养护时间和洒水次数,取决于水泥品种和空气湿度,在任何情况下,养护时间不小于14d。气温低于+5℃时不得喷水养护。
6、喷射混凝土质量检验
喷射混凝土必须满足设计的强度、厚度及其与岩面粘结力要求.
①喷射混凝土与围岩粘结强度的试验方法:
1)成型试验法:在模型内放置面积为10×10cm、厚5cm,粗糙度近似于实际岩面的岩块,用喷射混凝土掩埋,等强后加工成10×10×10cm的立方体并养护28天,用劈裂法进行试验。
2)直接拉拔法:在围岩表面预先设置带有丝扣和加力板的拉杆,用10cm厚的喷射混凝土将加力板埋入,试件面积30×30cm(与周围喷射混凝土分离),养护28天后进行拉拔试验。
②回弹率
回弹率的测定方法是:按标准操作喷射0。5~1。0m3的混凝土,,用铺在地面上的彩条塑料布或钢板收集回弹物,称重后换算为体积与全部喷出混凝土体积的比值。
③喷射砼强度
试件采用边长15cm的立方体无底试模射成型、大板切割方法制取。在本项目中准备两种方法均使用.
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④喷射砼表面平整度
对所时行的喷射砼及时进行喷射混凝土表面检查,砼表面应密实、砼表面用2m直尺进行检查时,凸或凹入度不得超过5cm,无裂缝、脱落、漏喷、露筋、空鼓和渗漏水,锚杆头钢筋无外露.
7、喷射混凝土质量控制标准
①厚度
喷射混凝土平均厚度应大于设计厚度。
喷射混凝土厚度检查点数的80%及以上大于设计厚度。
喷射混凝土最小厚度不小于设计厚度的2/3.
②表面平整,允许偏差为100mm,混凝土密实,无空洞,无片石,。
8、人员配置
喷射混凝土作业人员配置表。
表4—1湿喷混凝土作业人员配置
序号
主要工种
工作
数量(人)
1
湿喷机械手
喷射混凝土
2
2
杂工
辅助喷射混凝土
6
3
砼运输司机
运输混凝土
3
4
拌合站操作手
混凝土拌合
2
5
实验人员
提供配合比以及现场质量控制
1
6
责任人
现场指挥
1
7
合计
14
9、安全环保措施
①开机时应按先开风阀,再依次开计量泵、主机的顺序进行,严禁将喷枪对准施工人员,以防止突然出料伤人.
②喷射作业时,如压力表指针突然上升,并出现往复摆动时,说明堵管,此时应立即停机疏通管路,喷射手和辅助操作人员要紧握喷枪,以免送风时喷枪甩动伤人.
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③严格控制工作压力,在满足工艺要求的条件下,工作风压不宜过大,同时要控制好拌合物水灰比,经常检查速凝剂注入环的工作情况,发现问题及时解决.
④喷射作业完成后应先关主机,再依次关闭计量泵、风阀,然后用清水将机内输送管路内残留物清洗干净。
⑥喷射手要配带好防护面罩或防护眼镜、胶布雨衣和手套,洞内作业人员要带防尘口罩。
⑦喷射作业机旁的粉尘容许浓度应小于10mg/m3。测定条件是:在洞内停止通风的环境中,开始喷射作业5min后,距喷射点5m处的测定值。
五、初期支护锚杆施工
1、施工概况
璧山隧道暗洞Ⅲ级围岩地段初期支护边墙采用Φ22砂浆锚杆,拱部采用Φ25普通中空锚杆。详细参数见表2—1璧山隧道Ⅲ级围岩初期支护参数表。
2、锚杆施工工艺
砂浆锚杆:准备工作→测量定位→钻孔→清孔→压入砂浆或灌注药包→插入、固定锚杆→安装锚垫板
普通中空锚杆:准备工作→测量定位→钻孔、清孔→插入中空锚杆→连接注浆管注浆→安装锚垫板
锚杆施工工艺流程图见。
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图5—1锚杆施工工艺流程图
3、锚杆施工过程
①钻设锚杆孔
钻孔机具应根据锚杆类型、规格及围岩情况选择,按设计要求定孔位,其允许偏差±150mm,钻孔应与围岩璧面或其他所在部位岩层的主要结构面垂直;钻孔应圆而直,锚杆钻孔孔径应大于杆体直径15mm;钻孔深度应大于锚杆设计长度10cm,砂浆锚杆深度允许误差为±50mm。
②砂浆制备
砂浆强度等级不低于M20,宜采用中细砂,,使用前应过筛;砂浆比宜为1:1~1:2(重量比),~。砂浆应拌合均匀,随拌随用,一次拌合的砂浆应在初凝前使用完毕。
③锚杆安设和注浆
锚杆插入长度不得小于设计长度的90%;锚杆杆体使用前应平直、除锈、除油。灌浆注浆管应插至距孔底5~10mm,随砂浆的注入缓慢的拔出,杆体插入后若孔口无砂浆溢出,应进行补注,,锚杆安装后不得随意敲击。
④安装锚垫板
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锚杆必须加设钢垫板,垫板应用螺帽上紧并与喷层面紧贴,安装锚垫板和紧固螺母应在砂浆强度达到10Mpa后进行。
4、锚杆施工要点及注意事项
①孔位应按设计布置,偏差小于10cm,孔深误差±10cm.
②钻孔直径应大于锚杆直径15mm。
③钻孔本身应成直线,,并根据岩层节理、产状予以调整,不得平行于岩面。
④灌孔前应清孔,顺锚杆孔用高压风清除孔内积水、岩粉、碎屑等杂物。
⑤砂浆应随备随用,在砂浆初凝前应使用完。
⑥注浆应使用灌浆罐和注浆管,孔口压力小于0。4MPa。顺着锚杆孔注浆,直到孔口有浆液流出为止.
⑦锚杆插入长度不得小于设计长度。
⑧锚杆插入后不得随意敲击,三天内不准悬挂重物。
⑨每100根锚杆应随机抽样三根,作拉拔试验,以了解锚杆的锚固质量。
⑩施作锚杆时,同时应预埋格栅钢架的定位锚杆.
六、初期支护钢架施工
璧山隧道暗洞Ⅲ级围岩Ⅲ级Ⅰ型复合式衬砌须在拱部180°范围内安装四肢格栅钢架,-1隧道Ⅲ级围岩初期支护参数表.
1、钢架施工钎的准备工作
①钢架的制作和运输
五分部隧道使用的初支钢架统一在钢筋加工场集中加工,隧道作业队必须提前做出钢架使用计划,包括使用的型号和数量。加工合格的钢架利用自卸汽车运输至施工现场。
②做好施工用电,机械设备(如电焊机、弯筋机、切割机、卷扬机等)的运转调试工作。
③架子队必须修建1:1钢架试拼装平台,从钢筋场运至的钢架首先在洞外进行试拼装,确保钢架的质量和尺寸符合要求。