《隧道施工支护》PPT课件.ppt

《《隧道施工支护》PPT课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《隧道施工支护》PPT课件.ppt（93页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、隧道施工支护汇报人：司敏建汇报人：司敏建 中铁十二局集团第一工程有限公司中铁十二局集团第一工程有限公司二一七年四月二一七年四月支护结构概述支护结构概述n n支护结构的基本作用在于：与围岩一起组成一个有足够安全度的隧道结构体系。能承受可能出现的各种荷载，保持隧道断面的稳定，防止围岩质量的进一步恶化，在衬砌结构未施做前有一个安全的工作环境。任何一种类型的支护结构都应具有与上述作用相适应的构造力学特性及施工的可能性。支护结构分类支护结构分类n n支护结构根据施做时机及作用不同，整体分为三大类：n n超前支护（开挖前）n n临时支护（开挖中）n n初期支护（开挖后）一、超前支护概述一、超前支护概述n

2、n超前支护技术是指在隧道开挖之前，通过向掌子超前支护技术是指在隧道开挖之前，通过向掌子面前方地层里注浆、冷冻、打入钢管、钢板、锚面前方地层里注浆、冷冻、打入钢管、钢板、锚杆等技术措施在隧道横断面上形成一个拱形连续杆等技术措施在隧道横断面上形成一个拱形连续体，使其加固开挖面前方地层，同时利用其支撑体，使其加固开挖面前方地层，同时利用其支撑力保持前方土体的稳定，减少地表沉降量的技术力保持前方土体的稳定，减少地表沉降量的技术总称。总称。n n研究表明，围岩注浆加固可提高其强度和变形模研究表明，围岩注浆加固可提高其强度和变形模量，从根本上改善围岩的变形规律，量，从根本上改善围岩的变形规律，n n资料表

3、明，砂岩在注浆后的强度可增加资料表明，砂岩在注浆后的强度可增加50%-70%50%-70%，粉砂岩和泥质岩增加粉砂岩和泥质岩增加2-42-4倍，而倍，而围岩围岩强度的增大可强度的增大可使支护荷载减少使支护荷载减少2/3-4/52/3-4/5。超前支护分类超前支护分类n n根据采取的加固措施对周围地层特性和应力分布根据采取的加固措施对周围地层特性和应力分布的影响，可将超前支护分为的影响，可将超前支护分为地层改良法地层改良法和和预支护预支护法法。n n地层改良法地层改良法就是提高开挖面周围地层土的特性的就是提高开挖面周围地层土的特性的方法，包括注浆、土壤加固、排水和地层冻结等；方法，包括注浆、土壤

4、加固、排水和地层冻结等；n n预支护法预支护法就是在隧道开挖前，先超前对围岩进行就是在隧道开挖前，先超前对围岩进行加固，以增加围岩的自稳能力，并使开挖面周围加固，以增加围岩的自稳能力，并使开挖面周围应力干扰达到最小的方法。应力干扰达到最小的方法。超前支护方法超前支护方法n n超前支护主要包括：n n管棚法、水平旋喷注浆法、超前小导管法、超前锚杆法、冻结法、机械预切糟法、预衬砌法等等。其中管棚法、水平旋喷注浆法、超前小导管法等支护方法在预支护的同时也改良了地层。n n目前施工现场常用的超前支护方法主要是管棚法、超前小导管、超前锚杆。管棚注浆支护管棚注浆支护n n就是把一组钢管沿开挖轮廓外己钻好的

5、孔中打入地层内，并与钢拱架组合形成强大的棚架预支护加固体系，支承来自于管棚上部的荷载，通过钢管的梅花形布置的注浆孔加压向地层中注浆，以加固软弱破碎的地层，提高地层的自稳能力。n n总体的结构就是纵向成梁、横向成拱。管棚注浆支护管棚注浆支护n n管棚注浆是一种长距离超前支护方法，超前距离长，刚度较大，适用于掌子面不能自稳、含水的地层，控制地表沉降、防渗止水的效果较好，施工工艺要求较高。n n如将管棚注浆与小导管补充注浆法结合，除具有大管棚的特点外，能够防止管棚下方三角土体的塌落，这种长短结合的预支护效果更为理想。管棚支护示意图管棚支护示意图掘掘进进距离取决于管棚深度距离取决于管棚深度管棚支护适用

6、范围管棚支护适用范围n n管棚支护可适用于：软弱砂土质地层、砂卵砾石管棚支护可适用于：软弱砂土质地层、砂卵砾石地层，膨胀性软流塑、硬可塑状粉质粘土地层，地层，膨胀性软流塑、硬可塑状粉质粘土地层，裂隙发育岩体、突泥突水段、断层破碎带、塌方裂隙发育岩体、突泥突水段、断层破碎带、塌方段、破碎土岩堆地段、浅埋大偏压等地质和地下段、破碎土岩堆地段、浅埋大偏压等地质和地下水丰富条件的地下构筑物施工的支护，隧道进出水丰富条件的地下构筑物施工的支护，隧道进出口段开挖的支护，也多应用于地铁等穿越城区的口段开挖的支护，也多应用于地铁等穿越城区的地下工程的开挖预支护，可作为穿越既有建筑物、地下工程的开挖预支护，可作

7、为穿越既有建筑物、公路、铁路及地下结构物下方修建隧道的辅助方公路、铁路及地下结构物下方修建隧道的辅助方法；作为隧道洞口段及修建大断面隧道施工的辅法；作为隧道洞口段及修建大断面隧道施工的辅助工法及作为其他施工的辅助工法，也常用于浅助工法及作为其他施工的辅助工法，也常用于浅埋但不宜明挖地段或浅埋隧道情况下，地表有建埋但不宜明挖地段或浅埋隧道情况下，地表有建筑物、或隧道接近地中结构物时等对施工沉降有筑物、或隧道接近地中结构物时等对施工沉降有特殊要求的工程等。特殊要求的工程等。管棚支护的设计参数管棚支护的设计参数n n管棚支护的设计参数主要包括：管棚支护的设计参数主要包括：钢管直径、长度、钢管直径、长

8、度、间距、仰角、水平搭接长度、钢架间距、注浆参间距、仰角、水平搭接长度、钢架间距、注浆参数数等，当需要增大钢管的强度和刚度时，可在管等，当需要增大钢管的强度和刚度时，可在管内设置钢筋笼而后用水泥砂浆填充。内设置钢筋笼而后用水泥砂浆填充。n n铁路隧道施工规范规定：管棚用钢管直径宜铁路隧道施工规范规定：管棚用钢管直径宜为为70-127mm70-127mm；钢管中心间距宜为管径的；钢管中心间距宜为管径的2-32-3倍；倍；管棚长度应根据地层情况选用，不宜小于管棚长度应根据地层情况选用，不宜小于10m10m；纵向两组管棚的搭接长度应大于纵向两组管棚的搭接长度应大于3m3m。管棚支护参。管棚支护参数可

9、按工程类比法确定，并在施工中根据实际情数可按工程类比法确定，并在施工中根据实际情况调整。况调整。管棚管径的选择管棚管径的选择n n大部分工程的钢管直径在中大部分工程的钢管直径在中50-180mm50-180mm之间，将之间，将管棚支护按管径分类为小管棚和大管棚，小管棚管棚支护按管径分类为小管棚和大管棚，小管棚管径一般在管径一般在30-50mm30-50mm，大管棚管径介于，大管棚管径介于89-89-159mm159mm，工程中多用，工程中多用108mm108mm的钢管，环向间距的钢管，环向间距以不大于以不大于3-53-5倍管径为宜。管棚钢管的选择根据计倍管径为宜。管棚钢管的选择根据计算结果和技

10、术经济因素分析，对于支护条件要求算结果和技术经济因素分析，对于支护条件要求较高的松软地层，应选取较高的松软地层，应选取127mm127mm钢管，土体凝聚钢管，土体凝聚力较高的粘性土，可选取力较高的粘性土，可选取89mm89mm钢管，一般土层钢管，一般土层在多数情况下选取在多数情况下选取108mm108mm钢管。钢管。管棚钢管环向间距的确定管棚钢管环向间距的确定n n管棚钢管直径范围一般为管棚钢管直径范围一般为70-180mm70-180mm，我们可将管，我们可将管棚支护按管径分类为小管棚、中管棚、大管棚。棚支护按管径分类为小管棚、中管棚、大管棚。小管棚管径一般在小管棚管径一般在3250mm32

11、50mm范围内，多采用管径范围内，多采用管径为为42mm42mm的钢管，管长以的钢管，管长以3.5-5m3.5-5m为宜，环向间距一为宜，环向间距一般取般取0.3-0.4m0.3-0.4m，水平搭接长度，水平搭接长度1-1.5m1-1.5m。中管棚管径。中管棚管径一般在一般在50-89mm50-89mm范围内，管长一般不超过范围内，管长一般不超过20m20m，环向间距一般取环向间距一般取0.3-0.4m0.3-0.4m，水平搭接长度，水平搭接长度1-2m1-2m。大。大管棚一般可选用管棚一般可选用89-159mm89-159mm的钢管，常用管径的钢管，常用管径108mm108mm，管长以不超过

12、，管长以不超过40m40m为宜，钢管一般分节为宜，钢管一般分节长长4m4m或或6m6m，以丝扣连接，丝扣长不小于，以丝扣连接，丝扣长不小于150mm150mm，环向间距一般不大于环向间距一般不大于3-53-5倍管径为宜。倍管径为宜。管棚合理外插角的确定管棚合理外插角的确定n n角度过小，将可能导致管棚远端下垂至隧道开挖角度过小，将可能导致管棚远端下垂至隧道开挖轮廓轮廓内影响后期施工；相反，角度过大，管棚离内影响后期施工；相反，角度过大，管棚离开挖开挖轮廓轮廓距离过大，管棚下方的三角土体坍塌给距离过大，管棚下方的三角土体坍塌给洞身开挖支护带来很大困难，还应根据管棚钻机洞身开挖支护带来很大困难，还

13、应根据管棚钻机工作室空间大小，以及钻杆长度等情况综合考虑工作室空间大小，以及钻杆长度等情况综合考虑确定。小管棚外插角常取确定。小管棚外插角常取5-155-15，中管棚常取，中管棚常取2-82-8，长管棚多取，长管棚多取1-31-3。钢拱架支撑一般用工字钢，。钢拱架支撑一般用工字钢，或工字钢与格栅钢架间隔使用，间距一般不大于或工字钢与格栅钢架间隔使用，间距一般不大于1 1米，特殊情况下需加密。米，特殊情况下需加密。管棚施工工艺流程管棚施工工艺流程管棚成孔方式管棚成孔方式常用的施工方法有夯管法、顶管法、钻孔等，但钻孔法是目前最常用的成孔方法。常规回转钻进常规风动潜孔锤钻进；风动潜孔锤跟管钻进；双动

14、力头跟管钻进；长螺旋跟管钻进1.利用工字钢套拱拱架安装套拱中导向管：利用工字钢套拱拱架安装套拱中导向管：2、套拱底模安装、套拱底模安装3、套拱钢筋绑扎、套拱钢筋绑扎4、套拱模板加固及泵管安装套拱模板加固及泵管安装5、拆模后施钻管棚孔、拆模后施钻管棚孔钻孔钻孔6、送管、送管7、注浆封孔、注浆封孔8、超前管棚施做完毕、超前管棚施做完毕n n此管棚施工流程适用于洞口段，如用于洞内管棚施工，需要在围岩稳定或已施工支护地段，提前扩挖，给管棚施工以足够的空间，形成一个操作空间。n n超前小导管注浆支护，原理与管棚相似，只是管径小，超前支护距离短，循环次数多，支护刚度小，如软弱层比较厚，支护效果不如管棚，但

15、操作性比较强。超前小导管支护示意图超前小导管支护示意图超前小导管支护现场图超前小导管支护现场图超前管棚支护效果图超前管棚支护效果图注浆后效果图注浆后效果图二、临时支护二、临时支护临时支护是利用喷射混凝土或型钢拱架等形成临时性支护，主要用于分部开挖施工中。如：台阶法开挖的临时仰拱、单侧壁导坑法 、双侧壁导坑法、中隔壁法CD法、交叉中隔壁法CRD法中临时支护结构，开挖完成后要予以拆除。三、初期支护三、初期支护n n隧道开挖后，为控制围岩应力适量释放和变隧道开挖后，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

16、构一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。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网结构形式。隧道工程中初期支护一般采用锚喷网结构形式。锚喷支护工程特点锚喷支护工程特点:n n1.及时性：喷射早强砼，能迅速给围岩提供支及时性：喷射早强砼，能迅速给围岩提供支护抗力；护抗力；n n2.密贴性：喷射砼与围岩能全面密贴粘结；密贴性：喷射砼与围岩能全面密贴粘结；n n3.深入性：锚杆可深入围岩一定深度加固围岩，深入性：锚杆可深入围岩一定深度加固围岩，形成承载圈。形成承载圈。n n4.柔性：容易调节围岩变形，可控制围岩塑性柔性：容易调节围岩变形，可控制围岩塑性

17、变形适度发展，发挥自承能力；变形适度发展，发挥自承能力；n n5.封闭性：可阻止水对围岩的侵蚀而引起风化封闭性：可阻止水对围岩的侵蚀而引起风化等。等。一般规定n n1 1、隧道初期支护必须紧跟隧道开挖作业面及时施作，、隧道初期支护必须紧跟隧道开挖作业面及时施作，、隧道初期支护必须紧跟隧道开挖作业面及时施作，、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，对位同时应按设计要求进行监控量测的相关作业，对位同时应按设计要求进行监控量测的相关作业，对位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，于不良地质地段的隧道，初

18、期支护应及时封闭成环，于不良地质地段的隧道，初期支护应及时封闭成环，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。保证施工安全。保证施工安全。保证施工安全。n n2 2、隧道初期支护应采用喷锚支护，根据围岩特点、隧道初期支护应采用喷锚支护，根据围岩特点、隧道初期支护应采用喷锚支护，根据围岩特点、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、钢断面大小和使用条件等选择喷射混凝土、锚杆、钢断面大小和使用条件等选择喷射混凝土、锚杆、钢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。筋网和钢架等单一或组合的支护形式。筋网

19、和钢架等单一或组合的支护形式。筋网和钢架等单一或组合的支护形式。n n3 3、隧道支护施工前，应确定支护紧跟开挖的时间、隧道支护施工前，应确定支护紧跟开挖的时间、隧道支护施工前，应确定支护紧跟开挖的时间、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距离及工序搭接要求，确定喷射混凝土前基面标准距离及工序搭接要求，确定喷射混凝土前基面标准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；和设置喷混凝土厚度控制标志；和设置喷混凝土厚度控制标志；和设置喷混凝土厚度控制标志；n n4、岩爆地段隧道施工加强支护工作，支护的方、岩爆地段隧道施工

20、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。间，减少岩爆发生和确保人身安全。n n5、膨胀岩隧道的初期支护宜采用喷射混凝土、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锚杆、钢筋网、钢架等，以提高初期支护的整体刚度，应优先考虑采用喷射钢纤维混凝土。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

21、护结构目的：隧道工程优先采用锚喷的柔性支护结构目的：n n容许围岩发生有限变形容许围岩发生有限变形n n发挥围岩的自承能力发挥围岩的自承能力工序流程工序流程n n1、初期支护施工的一般工序流程为：开挖后初、初期支护施工的一般工序流程为：开挖后初喷砼喷砼系统支护施工（锚杆、钢筋网、钢架）系统支护施工（锚杆、钢筋网、钢架）复喷砼至设计厚度。复喷砼至设计厚度。n n2、爆破后应首先清除浮石，然后立即进行初喷、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、力。出碴结束后，再根据围岩级别施作锚

22、杆、挂网、拱架及复喷混凝土。挂网、拱架及复喷混凝土。n n3 3、在富水断层破碎段，支护施作前应及时排水，、在富水断层破碎段，支护施作前应及时排水，、在富水断层破碎段，支护施作前应及时排水，、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，以预防塌方的发生。在少量集中渗水、淋水地段，以预防塌方的发生。在少量集中渗水、淋水地段，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在将要通过的透水层部位，可采用排水孔法或排水在将要通过的透水层部位，可采用排水孔法或排水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

23、量的排水孔或埋设排水管，将渗、管法，布置一定数量的排水孔或埋设排水管，将渗、管法，布置一定数量的排水孔或埋设排水管，将渗、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；也可采用金属网法，通淋水集中到排水孔内导出；也可采用金属网法，通淋水集中到排水孔内导出；也可采用金属网法，通淋水集中到排水孔内导出；也可采用金属网法，通过在钢筋网背后铺过滤层或隔水层，将其固定在围过在钢筋网背后铺过滤层或隔水层，将其固定在围过在钢筋网背后铺过滤层或隔水层，将其固定在围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。岩上，通过软管排水，随即喷射混凝土。岩上，通

24、过软管排水，随即喷射混凝土。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如涌水较大，支护时对主要涌水出水口暂不进如涌水较大，支护时对主要涌水出水口暂不进如涌水较大，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，再进行支护或行封堵支护，待涌水减小或无水时，再进行支护或行封堵支护，待涌水减小或无水时，再进行支护或行封堵支护，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。进行固结封堵，迫使水流改变流向。进行固结封堵，迫使水流改变流向。进行固结封堵，迫使水流改变流向。锚杆锚杆n n1、锚杆的支护效应、锚杆的支护效应 锚杆锚杆(索索)是用金

25、属或其它高抗拉性能的是用金属或其它高抗拉性能的材料制作的一种杆状构件。材料制作的一种杆状构件。(1)支承围岩；支承围岩；(2)加固围岩；加固围岩；(3)提高土层间摩阻力，形成提高土层间摩阻力，形成“组合梁组合梁”(4)“悬吊悬吊”作用作用:2、锚杆种类、锚杆种类（1）普通水泥砂浆锚杆普通水泥砂浆锚杆 施工顺序：施工准备施工准备 初喷砼面上标注孔初喷砼面上标注孔位位 钻孔钻孔 清孔清孔 往孔中注入往孔中注入 砂浆砂浆 插入杆体插入杆体 固定杆体、待强固定杆体、待强 安安装垫板装垫板(2)中空注浆锚杆中空注浆锚杆n n组成：由中空锚杆杆体和垫板、螺母、排气管等组成：由中空锚杆杆体和垫板、螺母、排气

26、管等组成：由中空锚杆杆体和垫板、螺母、排气管等组成：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附件组成。主要设在开挖断面的拱部及围岩较差附件组成。主要设在开挖断面的拱部及围岩较差附件组成。主要设在开挖断面的拱部及围岩较差地段的拱墙。地段的拱墙。地段的拱墙。地段的拱墙。n n施工顺序：施工顺序：施工顺序：施工顺序：施工准备施工准备施工准备施工准备 布孔布孔布孔布孔 钻孔、清孔钻孔、清孔钻孔、清孔钻孔、清孔 组装中空锚杆体、排气管、止浆塞组装中空锚杆体、排气管、止浆塞组装中空锚杆体、排气管、止浆塞组装中空锚杆体、排气管、止浆塞 安装锚安装锚安装锚安装锚杆杆杆杆

27、连接注浆管、注浆连接注浆管、注浆连接注浆管、注浆连接注浆管、注浆 锚杆杆体孔口回浆锚杆杆体孔口回浆锚杆杆体孔口回浆锚杆杆体孔口回浆 浆体待强、安装垫板螺栓浆体待强、安装垫板螺栓浆体待强、安装垫板螺栓浆体待强、安装垫板螺栓 注：普通中空锚杆在用于边墙或俯角下倾的锚孔注：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。空通孔作为排气的注浆方式。3

28、、锚杆的布置、锚杆的布置 分为局部布置和系统布置。分为局部布置和系统布置。局部布置局部布置n n它主要用在裂隙围岩。重点加固不稳定块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。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。杆宜逆向不稳定岩块滑动方向。系统布置系统布置n n在破碎和软弱围岩中，一般采用系统布置的锚杆，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、软对围岩起

29、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，应加设弱围岩部位或可能出现过大变形的部位，应加设长锚杆。长锚杆。布置的原则：布置的原则：(1)在隧道横断面上，锚杆宜垂直隧道周边轮廓在隧道横断面上，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，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。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，其密度约为0.63.6根根/m2；(3)锚杆间距不宜大于锚杆长度的锚杆间距不宜大于锚杆长度的1/2，在，在、级

30、围岩中，锚杆间距宜为级围岩中，锚杆间距宜为0.51.2m，但当，但当锚杆长度超过锚杆长度超过2.5m时，若仍按间距不大于时，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，其间合和连锁不良而导致掉块坠落，为此，其间距不宜大于距不宜大于1.25m。喷射混凝土喷射混凝土 喷射混凝土是使用混凝土喷射机，按一定的喷射混凝土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，从而岩壁表面上，并迅速固结成一层支护结构，从而对围

31、岩起到支护作用。对围岩起到支护作用。砼工喷射艺流程砼工喷射艺流程施工准备施工准备 受喷面处理受喷面处理 埋设喷层厚埋设喷层厚度标钉度标钉 机具到位机具到位 接通风水电、接通风水电、试机试机 初喷混凝土作业初喷混凝土作业 复喷混凝复喷混凝土作业土作业 质量检查质量检查1 1、喷混凝土的作用、喷混凝土的作用 (1)支撑围岩支撑围岩 (2)“卸载卸载”作用作用 (3)填平补强围岩填平补强围岩(4)覆盖围岩表面覆盖围岩表面(5)阻止围岩松动阻止围岩松动 (6)分配外力分配外力2、喷混凝土的特点、喷混凝土的特点(1)喷射混凝土具有强度增长快、粘结力强、喷射混凝土具有强度增长快、粘结力强、密度大、抗渗性好

32、的特点。它能较好地填密度大、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，并与围岩性，防止自由面的风化和松动，并与围岩共同工作。共同工作。(2)与普通模筑混凝土相比，喷射混凝土施工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，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。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。它能在喷射混凝土能及早发挥承载作用。它能在10min左右终凝，一般左右终凝，一般2h后即具有强度，后即具有强度，8h后后可达可达2

33、MPa，16h后达后达5MPa,一天后可达一天后可达7 8 MPa，四天达到，四天达到28d强度的强度的70%左右。左右。(4)试验表明，喷射混凝土与模筑混凝土相比，密试验表明，喷射混凝土与模筑混凝土相比，密实性和性能稳定性要差。实性和性能稳定性要差。3、喷射工艺种类、喷射工艺种类n n喷射混凝土的工艺流程有喷射混凝土的工艺流程有干喷、潮喷、湿干喷、潮喷、湿喷和混合喷喷和混合喷四种。四种。主要区别是各工艺的投料程序不同，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。尤其是加水和速凝剂的时机不同。拌和物 喷混凝土机械 压缩空气 空 气运送用空气量计 速凝剂 速凝剂水空气 空气流运

34、送0.6m1.8m受喷面小型湿喷机喷射混凝土施工示意图小型湿喷机喷射混凝土施工示意图机械手喷射混凝土施工示意图机械手喷射混凝土施工示意图 干喷干喷的缺点是产生的粉尘量大，回弹量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，机械清洗和故关。但使用的机械较简单，机械清洗和故障处理容易。障处理容易。潮喷潮喷是将骨料预加少量水，使之呈潮湿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、拌和状，再加水泥拌和，从而降低上料、拌和和喷射时的粉尘

35、。但大量的水仍是在喷头和喷射时的粉尘。但大量的水仍是在喷头处加入和喷出的。处加入和喷出的。湿喷湿喷混凝土质量容易控制，喷射过程中的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，粉尘和回弹量很少。但对喷射机械要求较高，机械清洗和故障处理较麻烦。对于喷层较厚的机械清洗和故障处理较麻烦。对于喷层较厚的软岩和渗水隧道，则不宜使用湿喷。软岩和渗水隧道，则不宜使用湿喷。混合喷射混合喷射又称水泥裹砂造壳喷射法，是将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制搅拌造壳；然后加第二

36、次水和减水剂拌和成SEC（水泥裹砂喷射混凝土）砂浆；将另一部（水泥裹砂喷射混凝土）砂浆；将另一部分砂和碎石、速凝剂强制搅拌均匀。然后分别分砂和碎石、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用砂浆泵和干式喷射机压送到混合管混合后喷出。出。由于喷射工艺的不同，喷射混凝土强度不由于喷射工艺的不同，喷射混凝土强度不同，干喷和潮喷混凝土强度较低，一般只同，干喷和潮喷混凝土强度较低，一般只能达到能达到C20，而混合喷射和湿喷则可达到，而混合喷射和湿喷则可达到C30C35。喷前检查及准备喷前检查及准备(1)开挖断面尺寸检查，清除松动危岩，欠挖开挖断面尺寸检查，清除松动危岩，欠挖超

37、标严重的应予处理。超标严重的应予处理。(2)根据石质情况，用高压风或水清洗受喷面。根据石质情况，用高压风或水清洗受喷面。(3)受喷岩面有集中渗水时，作好排水引流处受喷岩面有集中渗水时，作好排水引流处理，无集中水时，根据岩面潮湿程度，适理，无集中水时，根据岩面潮湿程度，适当调整水灰比。当调整水灰比。(4)埋设喷层厚度检查标志，一般是在石缝处埋设喷层厚度检查标志，一般是在石缝处钉铁钉，或用快硬水泥安设钢筋头，并记钉铁钉，或用快硬水泥安设钢筋头，并记录其外露长度。录其外露长度。(5)检查调试好各机械设备的工作状态。检查调试好各机械设备的工作状态。施喷注意事项施喷注意事项(1)喷射时应分段喷射时应分段

38、(不超过不超过6m)、分部、分部(先下后上先下后上)、分块、分块(2.0m2.0m)，严格按先墙后拱，先，严格按先墙后拱，先下后上的顺序进行，以减少混凝土因重力下后上的顺序进行，以减少混凝土因重力作用而引起的滑动或脱落现象发生。作用而引起的滑动或脱落现象发生。(2)喷射时可以采用喷射时可以采用S形往返移动前进，也可以形往返移动前进，也可以采用螺旋形移动前进。采用螺旋形移动前进。(3)喷射时喷嘴要垂直于受喷面，倾斜角不大喷射时喷嘴要垂直于受喷面，倾斜角不大于于10，距离，距离1.21.8m。(4)(4)(4)(4)对于岩面凹陷处应先喷多喷，凸出处应后喷少喷。对于岩面凹陷处应先喷多喷，凸出处应后喷

39、少喷。对于岩面凹陷处应先喷多喷，凸出处应后喷少喷。对于岩面凹陷处应先喷多喷，凸出处应后喷少喷。(5)(5)(5)(5)喷射时一次喷射厚度不得太薄或太厚，它主要与混喷射时一次喷射厚度不得太薄或太厚，它主要与混喷射时一次喷射厚度不得太薄或太厚，它主要与混喷射时一次喷射厚度不得太薄或太厚，它主要与混凝土的粘结力和受喷部位及回弹情况等有关。凝土的粘结力和受喷部位及回弹情况等有关。凝土的粘结力和受喷部位及回弹情况等有关。凝土的粘结力和受喷部位及回弹情况等有关。（6 6 6 6）应在其终凝应在其终凝应在其终凝应在其终凝2h2h后进行洒水养护，养护时间一般不后进行洒水养护，养护时间一般不后进行洒水养护，养护

40、时间一般不后进行洒水养护，养护时间一般不少于少于少于少于14d14d。5、钢纤维喷射混凝土、钢纤维喷射混凝土n n喷纤维混凝土与喷普通混凝土的最大区别是：喷纤维混凝土与喷普通混凝土的最大区别是：弯曲拉伸及抗剪强度大；弯曲拉伸及抗剪强度大；弯曲拉伸及抗剪强度大；弯曲拉伸及抗剪强度大；峰值强度后的残留强度大；峰值强度后的残留强度大；峰值强度后的残留强度大；峰值强度后的残留强度大；峰值强度后的变形能力及韧性大，开裂发生后峰值强度后的变形能力及韧性大，开裂发生后峰值强度后的变形能力及韧性大，开裂发生后峰值强度后的变形能力及韧性大，开裂发生后 也能传递拉力；也能传递拉力；也能传递拉力；也能传递拉力；耐冲

41、击、抗冻融性好。耐冲击、抗冻融性好。耐冲击、抗冻融性好。耐冲击、抗冻融性好。在发生很大荷载和变形的隧道洞口和断层破碎带、膨胀在发生很大荷载和变形的隧道洞口和断层破碎带、膨胀在发生很大荷载和变形的隧道洞口和断层破碎带、膨胀在发生很大荷载和变形的隧道洞口和断层破碎带、膨胀性围岩、弯曲应力大的扁平断面、隧道分叉地段、发生复杂性围岩、弯曲应力大的扁平断面、隧道分叉地段、发生复杂性围岩、弯曲应力大的扁平断面、隧道分叉地段、发生复杂性围岩、弯曲应力大的扁平断面、隧道分叉地段、发生复杂应力的地段等，使用效果是很明显的。应力的地段等，使用效果是很明显的。应力的地段等，使用效果是很明显的。应力的地段等，使用效果

42、是很明显的。钢纤维喷射混凝土是在喷射混凝土中加入钢纤维，弥补钢纤维喷射混凝土是在喷射混凝土中加入钢纤维，弥补钢纤维喷射混凝土是在喷射混凝土中加入钢纤维，弥补钢纤维喷射混凝土是在喷射混凝土中加入钢纤维，弥补喷射混凝土的脆性破坏缺陷，改善喷射混凝土的物理力学性喷射混凝土的脆性破坏缺陷，改善喷射混凝土的物理力学性喷射混凝土的脆性破坏缺陷，改善喷射混凝土的物理力学性喷射混凝土的脆性破坏缺陷，改善喷射混凝土的物理力学性能。能。能。能。通常在喷射钢纤维混凝土中，钢纤维的直径通常在喷射钢纤维混凝土中，钢纤维的直径通常在喷射钢纤维混凝土中，钢纤维的直径通常在喷射钢纤维混凝土中，钢纤维的直径(或等效直径或等效直

43、径或等效直径或等效直径)为为为为0.30.6mm0.30.6mm，长度为长度为长度为长度为2040mm2040mm，长径比，长径比，长径比，长径比 为为为为40604060，钢纤维的体积掺，钢纤维的体积掺，钢纤维的体积掺，钢纤维的体积掺 量为量为量为量为1 122。性能特点性能特点 (1)(1)钢纤维喷射混凝土中的钢纤维主要在喷射平面钢纤维喷射混凝土中的钢纤维主要在喷射平面钢纤维喷射混凝土中的钢纤维主要在喷射平面钢纤维喷射混凝土中的钢纤维主要在喷射平面内呈两维分布，且相当均匀。内呈两维分布，且相当均匀。内呈两维分布，且相当均匀。内呈两维分布，且相当均匀。(2)(2)钢纤维喷射混凝土的破坏呈塑性

44、破坏，因此容钢纤维喷射混凝土的破坏呈塑性破坏，因此容钢纤维喷射混凝土的破坏呈塑性破坏，因此容钢纤维喷射混凝土的破坏呈塑性破坏，因此容许有较大的变形，裂缝出现后仍有一定的承载能力。许有较大的变形，裂缝出现后仍有一定的承载能力。许有较大的变形，裂缝出现后仍有一定的承载能力。许有较大的变形，裂缝出现后仍有一定的承载能力。6、合成纤维喷射混凝土、合成纤维喷射混凝土n n合成纤维材料：合成纤维材料：合成纤维材料：合成纤维材料：聚丙烯纤维聚丙烯纤维聚丙烯纤维聚丙烯纤维 聚丙烯纤维在混凝土的碱性环境下非常稳定，熔点聚丙烯纤维在混凝土的碱性环境下非常稳定，熔点聚丙烯纤维在混凝土的碱性环境下非常稳定，熔点聚丙烯

45、纤维在混凝土的碱性环境下非常稳定，熔点较高，表面憎水，较高，表面憎水，较高，表面憎水，较高，表面憎水，100100的湿强保持率，质量轻，价格低，的湿强保持率，质量轻，价格低，的湿强保持率，质量轻，价格低，的湿强保持率，质量轻，价格低，加工性能优良、不成团、不缠结，混凝上的能量吸收能加工性能优良、不成团、不缠结，混凝上的能量吸收能加工性能优良、不成团、不缠结，混凝上的能量吸收能加工性能优良、不成团、不缠结，混凝上的能量吸收能力和延性提高了，抗弯强度和疲劳极限也有提高，但抗力和延性提高了，抗弯强度和疲劳极限也有提高，但抗力和延性提高了，抗弯强度和疲劳极限也有提高，但抗力和延性提高了，抗弯强度和疲劳

46、极限也有提高，但抗压强度提高不多。压强度提高不多。压强度提高不多。压强度提高不多。聚丙烯纤维减少了混凝土的早聚丙烯纤维减少了混凝土的早聚丙烯纤维减少了混凝土的早聚丙烯纤维减少了混凝土的早 期塑性收缩裂纹并能阻止它们期塑性收缩裂纹并能阻止它们期塑性收缩裂纹并能阻止它们期塑性收缩裂纹并能阻止它们 的发展，从而提高了混凝土的的发展，从而提高了混凝土的的发展，从而提高了混凝土的的发展，从而提高了混凝土的 抗渗性。聚丙烯纤维能推迟混抗渗性。聚丙烯纤维能推迟混抗渗性。聚丙烯纤维能推迟混抗渗性。聚丙烯纤维能推迟混凝土表面的劣化，提高耐久性。凝土表面的劣化，提高耐久性。凝土表面的劣化，提高耐久性。凝土表面的劣

47、化，提高耐久性。四、喷射混凝土质量控制四、喷射混凝土质量控制n n喷射混凝土的质量控制要点主要有：n n与围岩粘结强度、强度、厚度、平整度、回弹量等。n n本次主要说一下如何提高喷射混凝土的平整度与减少喷射混凝土的回弹量。如何提高喷射砼的平整度如何提高喷射砼的平整度n n喷射混凝土的平整度，直接影响到后期铺设防水板的质量，进而影响二衬混凝土浇筑后是否形成空洞。n n影响喷射混凝土平整度的因素比较多，主要从以下两点说一下：n n1、开挖断面不圆顺n n2、操作工艺不科学1、提高光爆效果、提高光爆效果n n隧道爆破是所有工序的基础，爆破效果好，轮廓圆顺，断面平整，喷射混凝土就容易达到比较理想的平整

48、度。n n就衢宁铁路II级围岩目前的光爆效果来看，很不理想，具体光爆的基础理论不多说，想从现场发现的一点细节为抓手，来说一下提高光爆效果。n n光面爆破讲究的一些参数，炮眼的间距、平行度、外插角、装药结构等，目前在现场项目部主要是控制住了炮眼的间距，通过测量放样，现场量间距，数炮眼数量，不达标不发放炸药的方式控制，对光爆效果有一定的改进。但炮眼的外插角、平行度、装药结构还在想办法加强控制。影响炮眼打设角度的因素影响炮眼打设角度的因素n n(1)、人工打钻，开挖台架的设计因为气腿式凿岩机的施工高度的限制，开挖台架的设计直接影响工人打设炮眼的角度影响炮眼打设角度的因素影响炮眼打设角度的因素n n（

49、2）底板眼外插角过大，超挖严重，如与隧道坡度相反，会更严重。影响炮眼打设角度的因素影响炮眼打设角度的因素n n（3）气腿式凿岩机右侧机油瓶影响右侧边墙炮眼打设角度影响炮眼打设角度的因素影响炮眼打设角度的因素n n（4）最不可控的就是打钻工人的技术及是否用心打钻，每次爆破后是否及时总结，下一循环打钻时是否发现上次的缺陷，予以改进。n n（5）个人觉得，在条件允许的情况下，使用机械化凿岩设备打设炮眼，可以有效控制炮眼的各项参数，且保持稳定受控。装药结构影响光爆效果装药结构影响光爆效果n n光爆的装药结构讲究小药卷间隔装药。n n小药卷可以通过把既有药卷一分为二来实现，间隔装药通过把药卷绑在竹片或P

50、VC管上实现，但目前现场装药还是直接将药卷全部塞到孔底，通过雷管引爆。这种情况下，导爆索根本不起什么作用的。n n项目部已购买水袋，通过水袋来实现间隔装药，近期将用于试验。喷射工艺的科学性喷射工艺的科学性n n喷射手在操作喷嘴中，应尽量使喷嘴与受喷面垂直，喷射手在操作喷嘴中，应尽量使喷嘴与受喷面垂直，喷混凝土应分片自下往上喷射，喷嘴均匀地呈螺旋喷混凝土应分片自下往上喷射，喷嘴均匀地呈螺旋形转动。喷射手应保持喷头具有良好的工作状态，形转动。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，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