模块隧道支护建筑土木工程科技专业资料PPT学习教案.pptx

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1、会计学1模块模块 隧道支护建筑隧道支护建筑(jinzh)土木工程科技土木工程科技专业资料专业资料第一页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护 初期支护是指隧道开挖后，用于控制围岩变形及防止坍塌而及时施作的支护。其类型有锚杆支护、喷射混凝土支护、喷射混凝土与钢筋网联合支护、喷射混凝土与锚杆及钢筋网联合支护、喷钢纤维混凝土支护、喷钢纤维混凝土锚杆联合支护，以及上述几种类型加设刚架而成的联合支护。初期支护的类型及参数应根据围岩的性质及状态、地下水情况、隧道净空尺寸及其埋深等条件确定。第1页/共124页第二页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护 在隧道工程中一般都将喷射混

2、凝土与钢拱支承、锚杆、金属网等联合使用，作为初期支护或二次支护（永久支护），通常将喷射混凝土锚杆或与加挂钢筋网（临时支护）一起组成的联合支护称为锚喷支护。锚喷支护是由喷射混凝土、钢筋网、刚架、锚杆等组合成的支护结构。第2页/共124页第三页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护 喷射(pnsh)混凝土支护喷射喷射(pnsh)(pnsh)混凝土的工作原理及混凝土的工作原理及优点优点1.1 1）喷射混凝土的作原理）喷射混凝土的作原理 喷射混凝土支护是将一定比例的水泥、砂、碎石干料拌和后（掺入速凝剂）送入混凝土喷射机，再由高压风经输料管压送至喷枪嘴处与水混合，高速喷向岩面，由此凝结硬化

3、而形成的衬砌结构称为喷射混凝土支护。第3页/共124页第四页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护 喷射混凝土以喷射混凝土以505070 70 m/sm/s的速度向坑道围岩壁面喷射，速凝剂使混凝土在几分钟之内就可以的速度向坑道围岩壁面喷射，速凝剂使混凝土在几分钟之内就可以凝固并承受荷载。这样，喷层和围岩就组成一个共同作用的整体，承凝固并承受荷载。这样，喷层和围岩就组成一个共同作用的整体，承受围岩压力，衬砌厚度可大幅度减小；同时，喷射混凝土的细小颗粒受围岩压力，衬砌厚度可大幅度减小；同时，喷射混凝土的细小颗粒将岩层缝隙填充黏结，封闭围岩壁面，防止风化，避免塌方落石，从将岩层缝隙填充

4、黏结，封闭围岩壁面，防止风化，避免塌方落石，从而使围岩的整体性提高，阻止了围岩向坑道的变形，围岩压力也大为而使围岩的整体性提高，阻止了围岩向坑道的变形，围岩压力也大为减小。喷层凝固后具有减小。喷层凝固后具有“支承作用支承作用”“”“填补作用填补作用”“”“黏结作用黏结作用”和和“封闭作用封闭作用”，从而使围岩得到加固，围岩自身，从而使围岩得到加固，围岩自身(zshn)(zshn)的强度得到保的强度得到保护。所以，喷射混凝土作用的实质是通过对围岩的改造，达到围岩稳护。所以，喷射混凝土作用的实质是通过对围岩的改造，达到围岩稳定的目的。这是一种积极主动的支护模式。定的目的。这是一种积极主动的支护模式

5、。第4页/共124页第五页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护（1）局部稳定。（2）整体稳定。第5页/共124页第六页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护2 2）喷射混凝土的优点）喷射混凝土的优点 （1）前期准备(zhnbi)工作少，与普通模筑混凝土相比，喷射混凝土施工将混凝土拌制、输送、浇筑、振捣几道工序合而为一，更不需要模板，因而施工省工、快速、简捷、工作量较少。（2）施工速度快，支护及时，安全性好。（3）支护质量好，强度增长快、黏结力强、密实度好、防水性能较好。（4）省料，不需要进行对边墙后及拱背做回填压浆等。（5）施工灵活性大，可以根据需要分次喷射混凝土

6、追加厚度，以满足工程设计和使用要求。第6页/共124页第七页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护 喷射混凝土的施工工艺有干喷、潮喷、湿喷和混合喷射四种。干喷工艺与潮喷工艺相近，在干喷的拌合料中适量加水即潮喷。湿喷能改善作业环境，公路隧道施工技术规范（TG F602009）规定，喷射混凝土施工不得采用干喷工艺。它们之间的主要区别是各工艺流程的投料程序不同，尤其是加水和速凝剂的时机不同。其中湿喷混凝土按其输送方式的不同，可分为风送式、泵送式、抛甩式和混合式，应根据实际情况选用。喷射喷射(pnsh)(pnsh)混凝土的施混凝土的施工工艺工工艺2.第7页/共124页第八页，共124页。

7、5.1 5.1 初初 期期 支支 护护1 1）干喷）干喷 干喷是将水泥、集料拌和后压送到喷嘴加水喷出的喷射混凝土施工方法。用搅拌机将集料和水泥拌和好，投入喷射机料斗，同时加入速凝剂，用压缩空气使干混合料在软管内呈悬浮状态，压送到喷枪，在喷头处加入高压水混合，以较高的速度喷射到岩面上。其工艺流程如图5-1所示。图图5-15-1干喷的工艺流程干喷的工艺流程第8页/共124页第九页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护2 2）潮喷）潮喷 潮喷是将集料预加少量水，使之呈潮湿状，再加水泥拌和。其潮喷工艺流程和使用机械同干喷工艺。目前隧道施工现场较多使用的是潮喷工艺。第9页/共124页第十页

8、，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护3 3）湿喷）湿喷 湿喷是将集料、水泥和水按设计比例拌和均匀，用湿式喷湿喷是将集料、水泥和水按设计比例拌和均匀，用湿式喷射机压送拌和好的混凝土混合料到喷头处，再在喷头上添射机压送拌和好的混凝土混合料到喷头处，再在喷头上添加速凝剂后喷出，其工艺流程如图加速凝剂后喷出，其工艺流程如图5-5-2 2所示。湿喷混凝土的质量较容易控制，喷射过程中的粉尘所示。湿喷混凝土的质量较容易控制，喷射过程中的粉尘和回弹量较少，是应当发展、推广应用的喷射工艺。但湿和回弹量较少，是应当发展、推广应用的喷射工艺。但湿喷工艺对湿喷机械的要求较高，机械清洗和故障喷工艺对湿喷

9、机械的要求较高，机械清洗和故障(gzhng)(gzhng)处理较困难。喷层较厚的软岩和渗水隧道，不宜采用湿喷处理较困难。喷层较厚的软岩和渗水隧道，不宜采用湿喷混凝土工艺施工。水泥与砂石材料质量比宜为混凝土工艺施工。水泥与砂石材料质量比宜为1413514135；水胶比宜为；水胶比宜为0.420.420.500.50。第10页/共124页第十一页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护图图5-25-2湿喷的工艺流程湿喷的工艺流程第11页/共124页第十二页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护4 4）混合喷射）混合喷射 混合喷射法又称为水泥裹砂造壳喷射法。其由泵送砂浆系统

10、和风送混合料系统组成。先是将一部分砂加第一次水拌湿，再投入全部用量水泥，强制拌和成以砂为核心外裹水泥壳的球体；然后加第二次水和减水剂拌和成SEC砂浆；再将另一部分砂与石、速凝剂按配合比配料，强制搅拌成均匀的干混合料。然后再分别通过砂浆泵和干式喷射机，将拌和成的砂及干混合料由高压胶管输送到混合管混合，最后由喷头喷出。其工艺流程如图5-3所示。第12页/共124页第十三页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护图图5-35-3混合式喷射的工艺流程混合式喷射的工艺流程第13页/共124页第十四页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护 混合喷射是分次投料搅拌工艺与喷射工艺相结

11、合，其关键是水泥裹砂（或砂、碎石）造壳工艺技术。混合式喷射工艺使用的主要机械设备与干喷工艺基本相同，但混凝土的质量较干喷混凝土的质量好，且粉尘和混凝土回弹量大幅度降低。混合喷射使用机械数量较多，工艺技术较复杂，机械清洗和故障处理较麻烦，因此其一般只在喷射混凝土量大和大断面隧道工程中使用。第14页/共124页第十五页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护 混合喷射的特点是：分次投料搅拌工艺与喷射工艺相结合，喷射混凝土质量好，粉尘少，回弹量小。但使用机械设备多，工艺复杂，机械清洗较困难，出现故障时难以处理。以上几种喷射方式各有优缺点，现归纳加以比较，并列于表5-1中，以便于选用。第1

12、5页/共124页第十六页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护表表5-15-1 各种喷射方式的比较各种喷射方式的比较第16页/共124页第十七页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护喷射喷射(pnsh)(pnsh)混凝土的原材料及配混凝土的原材料及配合比合比3.1 1）喷射混凝土的原材料）喷射混凝土的原材料（1）水泥。（2）粗集料。（3）细集料。（4）水。（5）外加剂。（6）集料成分和级配。第17页/共124页第十八页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护2 2）喷射混凝土的配合比）喷射混凝土的配合比 （1）干集料中水泥与砂石重量比。水泥与砂重量比一般

13、为14514；每平方米干集料中，水泥用量为375400 kg。（2）含砂率。喷射混凝土中的含砂率一般为45%55%。实践表明，当含砂率低于45%或高于55%时，均容易造成堵管、回弹量大、强度降低现象，且混凝土的收缩加大。（3）水胶比。喷射混凝土的水胶比一般以0.40.45为宜。（4）速凝剂和其他外加剂。速凝剂和其他外加剂的掺量值一定要由速凝剂效果试验来确定其最佳掺量，并要求(yoqi)达到各龄期的设计强度。第18页/共124页第十九页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护喷射喷射(pnsh)(pnsh)混凝土的机械设备混凝土的机械设备4.1 1）喷射机）喷射机喷射机是喷射混凝土的

14、主要设备。选用时以保证喷射混凝土的质量，减少回弹和粉尘，控制施工成本，提高工作效率为前提。第19页/共124页第二十页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护 新研制的湿式喷射机有挤压泵式喷射机、转体活塞泵式喷射机、螺杆泵式喷射机。这些泵式喷射机均要求混凝土具有较大的流动性（水胶比大于0.5，含砂率大于70%），其机械构造较为复杂，易损件使用寿命短，机械使用费较高，机械清洗和故障处理较麻烦，目前现场使用较少，有待进一步改进推广。第20页/共124页第二十一页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护2 2）机械手）机械手 喷头的移动和喷射方向、距离的控制可采用人力直接控制

15、或机械手控制。机械手如图5-5所示。图图5-55-5机械手机械手第21页/共124页第二十二页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护 人力直接控制虽然可以近距离随时观察喷射情况，但劳动强度大；粉尘危害人体健康，因此要求配戴防尘面具；对于软弱破碎围岩，需紧跟开挖面及时施喷时，有可能因突发坍塌危及工人人身安全；另外对大断面隧道，还需搭设临时性工作台。所以，人力直接控制一般只用于解决少量的和局部喷敷。机械手控制则可以避免以上缺点，且方便灵活，工作范围大，可覆盖面积为140 m2。第22页/共124页第二十三页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护喷射混凝土的注意事项及施工

16、喷射混凝土的注意事项及施工(sh(sh gng)gng)操作要点操作要点5.1 1）喷射混凝土作业前的注意事项）喷射混凝土作业前的注意事项 （1）喷射混凝土作业前应检查的主要内容。喷前应对开挖断面尺寸进行检查，清除松动危石，对欠挖超标严重的应予处理。根据石质情况，用高压风或水清洗受喷面。当受喷岩面有集中渗水时，应做好排水引流处理；当无集中渗水时，应根据岩面潮湿程度，适当调整水胶比。埋设喷层厚度的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，并记录其外露长度。检查调试(dio sh)好的各机械设备的工作状态。第23页/共124页第二十四页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护

17、护 （2）喷射混凝土作业前的施工准备工作和要求。喷射混凝土作业前的施工准备工作和要求在材料方面、机械及管路方面、其他方面有详细介绍，详见表5-4。第24页/共124页第二十五页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护2 2）喷射混凝土的施工操作要点）喷射混凝土的施工操作要点 （1）喷射作业施工准备做好后，严格掌握规定的速凝剂掺量，并添加均匀。（2）当岩面有较大凹洼处时，应在初喷时找平。（3）在未上混凝土拌合料之前，先开高压风及高压水，如喷嘴风压正常，喷出来的水和高压风应呈雾状。（4）喷射应该分段(fn dun)、分部、分块，按先墙后拱，由下而上的顺序进行喷射，每次作业区段纵向长度不

18、宜超过6 m。第25页/共124页第二十六页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护 （5）喷射混凝土作业时应掌握好喷嘴和受喷岩面的距离和角度，喷嘴至岩面距离宜为0.61.2 m，过大或过小都会增加回弹量；如喷嘴和受喷面垂直，并稍微偏向刚喷的部位（倾斜角不宜大于10）,则回弹量最小、喷射效果和质量最佳；对于岩面凹陷处应先喷或多喷，而凸出处则应后喷或少喷。（6）调节好风压与水压。风压与喷射质量有密切关系。过大的风压会造成喷射速度太快而加大回弹量，损失水泥。风压过小则会使喷射力减弱，混凝土密实性差。第26页/共124页第二十七页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护 为保

19、证高压水能从喷枪混合室（喷头处）内壁小孔高速度射出，把干拌合料迅速拌均匀，水压应稍高于风压。湿喷时，风压及水压均高于干喷。一般水压力比输料管的压力至少高1015 N/cm2，同时要求供水系统的水压不应大于40 N/cm2。当供水系统不足时，需要采用压力水箱提供稳定的水压，才能确保喷射混凝土的施工质量。第27页/共124页第二十八页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护 （7）一次喷射(pnsh)的厚度不得太厚或太薄。一次喷射(pnsh)太厚，在自重作用下，喷层会出现错裂而引起大片坍落。（8）分层喷射(pnsh)的间隔时间。分层喷射(pnsh)一般分为23层喷射(pnsh)；分层喷

20、射(pnsh)合理的间隔时间应根据水泥品种、速凝剂种类及掺量、施工温度（最低不得低于5）和水胶比大小等因素，并视喷射(pnsh)的混凝土终凝情况而定。当喷层作业分层进行时，后一层喷射(pnsh)应在前一层混凝土终凝后进行。（9）喷射(pnsh)混凝土的养护。为使水泥充分水化，使喷射(pnsh)混凝土的强度均匀增长，减少混凝土的收缩开裂，确保喷射(pnsh)混凝土质量，喷射(pnsh)后需要有良好的养护。第28页/共124页第二十九页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护 钢纤维喷射(pnsh)混凝土支护钢纤维的技术钢纤维的技术(jsh)(jsh)要求要求1.（1）钢纤维宜用普通碳

21、素钢制成，其抗拉强度不得(bu de)低于380MPa。（2）钢纤维的截面直径应为0.30.5 mm。（3）钢纤维的长度宜为2025 mm。（4）钢纤维含量宜为干混合料质量的15%4%（总量比）。（5）钢纤维喷射混凝土石子粒径不宜大于10 mm。（6）钢纤维喷射混凝土的强度不得(bu de)低于C20。（7）钢纤维混凝土的搅拌应采用强制式搅拌机。第29页/共124页第三十页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护钢纤维混凝土的性能钢纤维混凝土的性能(xngnng)(xngnng)特特点点2.（1）钢纤维喷射混凝土中的钢纤维主要在喷射平面内呈二维分布，且相当均匀，如图5-8所示。图图

22、5-85-8钢纤维喷射混凝土钢纤维喷射混凝土第30页/共124页第三十一页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护 （2）钢纤维喷射混凝土的破坏呈塑性破坏，因此容许有较大的形，裂缝出现后仍有一定的承载能力。（3）在一般掺量情况下（为喷射混凝土重量的1%15%），钢纤维喷射混凝土比普通喷射混凝土的抗压强度提高30%60%，抗拉强度提高50%80%，抗弯强度提高40%70%。（4）在一般掺量情况下，钢纤维喷射混凝土的韧性（加载至试件完全破坏所需要做的功）为普通喷射混凝土的2050倍，抗冲击性能提高8%30%,抗磨损性能提高30%（钢纤维掺量要大于15%）。第31页/共124页第三十二页

23、，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护 实践证明，当钢纤维体积百分率不变时，钢纤维直径将减小，钢纤维间距也随之减小，而对混凝土裂缝扩张的约束能力也就越强，更能使混凝土的各种性能得到强化。当钢纤维直径过小时，会使钢纤维的添加、钢纤维混凝土的搅拌和施工发生困难。因此，钢纤维的直径以0.30.5 mm为宜。当钢纤维长度大于25 mm，掺量超过混合料的6%时，搅拌的均匀性和喷射混凝土施工的流畅性就会发生困难，搅拌时钢纤维容易在喷射机中结团。因此，钢纤维长度不宜超过25 mm，掺量不宜大于混合料重量的6%。第32页/共124页第三十三页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护钢

24、纤维混凝土的应用钢纤维混凝土的应用(yngyng(yngyng)范围范围3.（1）由于钢纤维喷射混喷土具有许多优良的物理力学性能，故可用于承受强烈振动、冲击动荷载的结构物的构筑，也适用于要求耐磨或不便配置钢筋但又要求有较高强度和韧性的工程中，如用于地下工程中受动荷载部位(bwi)的结构，地上建筑物的补强加固，以及机场跑道、高速公路路面等。（2）在软弱破碎围岩隧道中，采用钢纤维喷射混凝土的支护效果优于采用挂钢筋网喷射混凝土的支护效果。第33页/共124页第三十四页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护钢纤维喷射钢纤维喷射(pnsh)(pnsh)混凝土的施工混凝土的施工要点要点4.（

25、1）钢纤维喷射混凝土应选用经过实践检验的喷射机械，主要问题是防止钢纤维结团堵管。（2）钢纤维和基本材料必须拌和均匀，避免造成喷射机拔料盘堵塞或堵管。（3）钢纤维喷射混凝土的操作同普通喷射混凝土，但输料管的磨耗(mho)大，一般要高于普通喷射混凝土30%40%，尤其是拐弯处。每班可将胶管翻转12次,以延长胶管寿命。（4）钢纤维喷射混凝土的风压要比普通喷射混凝土高0.020.05 MPa。第34页/共124页第三十五页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护 钢筋网喷射(pnsh)混凝土支护 钢筋网喷射混凝土是在喷射混凝土之前，在岩面上挂设钢筋网，然后再喷射混凝土。其物理力学性能基本上

26、同钢纤维喷射混凝土，只是其配筋均匀性较钢纤维差。目前，我国在各类隧道工程中应用钢筋网喷射混凝土支护的比较多，主要用于软弱破碎围岩。钢筋网喷射混凝土更多的是与锚杆或者钢拱架构成联合支护。第35页/共124页第三十六页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护 钢筋网通常做环向和纵向布置。环向筋一般为受力筋，由设计确定，直径为12mm左右；纵向筋一般为构造筋，直径为610mm；网格尺寸一般为20cm20cm、20cm25cm、25cm25cm、25cm30cm或30 cm30cm。对围岩松散破碎严重的，或土质和砂土质隧道，可采用细一些的钢筋，直径一般小于6mm，网格尺寸也应小一些，一般为

27、10cm10cm、10cm15cm、15cm15cm、15cm20cm、20cm20cm。钢筋钢筋(gngjn)(gngjn)网布置网布置1.第36页/共124页第三十七页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护钢筋钢筋(gngjn)(gngjn)网喷射混凝土的网喷射混凝土的施工要点施工要点2.（1）钢筋网应根据被支护围岩面上的实际起伏形状(xngzhun)敷设，与受喷面的最大间隙不宜大于30mm，且应在喷射一层混凝土后再进行敷设。钢筋与岩面或与初喷射混凝土面的间隙应不大于3cm，钢筋网保护层厚度不小于3cm，在有水部位不小于4cm。（2）钢筋在使用前应清除污锈。（3）为便于挂网安

28、装，常将钢筋网加工成网片，钢筋网宜在施工现场预制点焊成网片，也可就地绑扎。第37页/共124页第三十八页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护 （4）钢筋网应与锚杆或锚钉头连接(linji)牢固，并应尽可能多点连接(linji)，以减少喷射混凝土时使钢筋发生“弦振”。（5）在开始喷射时，应适当缩短喷头至受喷面之间的距离，并适当调整喷射角度，使钢筋网背面混凝土密实。（6）在砂层地段，应注意要紧贴砂层铺挂细钢筋网，并用环向钢筋压紧，再喷射混凝土。（7）在有水地段，应改变配合比，增加水泥用量；先喷干混合料，待其与涌水融合后，再逐渐加水喷射。第38页/共124页第三十九页，共124页。5

29、.1 5.1 初初 期期 支支 护护 喷射混凝土质量(zhling)检测 喷射混凝土是指将水泥、砂、碎石、外加剂和水按一定的配合比和水胶比拌和而成的混合物，以压缩空气为动力快速喷至岩体表面而形成的人造石材。喷射混凝土的质量检验指标主要有喷射混凝土的强度和喷射混凝土的厚度，此外，还有喷射混凝土的粉尘、回弹率。喷射喷射(pnsh)(pnsh)混凝土质量检验指标混凝土质量检验指标1.第39页/共124页第四十页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护 喷射混凝土厚度是指混凝土喷层表面至隧道围岩接触界面间的距离。达到前述喷射混凝土支护的作用原理和效果的关键是要确保混凝土支护的施工质量。在施

30、工中保证喷射混凝土厚度是确保喷射混凝土质量的前提。所以，喷射混凝土厚度也是喷射混凝土质量检验的一个重要指标。第40页/共124页第四十一页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护 喷射混凝土支护工程质量必须做到内坚外美。从外观上看，应无漏喷、离鼓、裂缝、钢筋网（或金属网）外露现象，做到混凝土表面平整密实，断面轮廓符合要求；在内部，喷射混凝土抗压强度和厚度必须达到设计要求。第41页/共124页第四十二页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护影响喷射影响喷射(pnsh)(pnsh)混凝土质量的因混凝土质量的因素素2.1 1）影响喷射混凝土强度的因素）影响喷射混凝土强度的因

31、素（1）原材料。（2）施工作业。第42页/共124页第四十三页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护 虽然可以通过施工过程中质量控制来保证喷射混凝土的强度，但是由于喷射混凝土在拌合料、外加速凝剂的称量、拌匀、水胶比的配比、喷射作业及洒水养护上都存在着很大的随机性，因而其强度的差异也较大。因此，对喷射混凝土的强度进行现场检测是十分必要的。第43页/共124页第四十四页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护2 2）影响喷射混凝土厚度的因素）影响喷射混凝土厚度的因素（4）喷射参数。（3）施工管理。（2）回弹率。（1）爆破效果。第44页/共124页第四十五页，共124页。5

32、.1 5.1 初初 期期 支支 护护 因此，喷射混凝土厚度的检测是控制喷射混凝土施工质量的重要环节。在公路工程质量检验评定标准 第一册 土建工程（TG F80/12004）中，喷层厚度检测被列为质量等级评定的基本项目，也是保证工程质量的主要检验项目。第45页/共124页第四十六页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护3 3）喷射混凝土与围岩黏结强度试验）喷射混凝土与围岩黏结强度试验（1）成形试验法。（2）直接拉拔法。第46页/共124页第四十七页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护4 4）喷射混凝土粉尘、回弹率检查）喷射混凝土粉尘、回弹率检查 （1）作为施工工艺，

33、喷射混凝土粉尘、回弹率检查工作应经常进行，用工艺标准来促进质量的提高。（2）锚杆喷射混凝土支护技术规范（GB 500862001）规定，对回弹率应予以控制，拱部不应大于25%，边墙不应大于15%。（3）减少粉尘和回弹的措施。第47页/共124页第四十八页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护 钢筋(gngjn)网支护钢筋钢筋(gngjn)(gngjn)网施工网施工1.（1）钢筋网材料应满足设计要求。（2）钢筋网安装应符合下列(xili)规定:应在初喷一层混凝土后再进行钢筋网敷设。采用双层钢筋网时，第二层钢筋网应在第一层钢筋网被喷射混凝土全部覆盖后进行铺挂。钢筋搭接长度不得小于 3

34、0d（d为钢筋直径），并不得小于一个网格长边尺寸。钢筋网应与锚杆或其他固定装置连接牢固。钢筋网应随受喷岩面起伏敷设，与受喷面的最大间隙不宜大于30 mm。第48页/共124页第四十九页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护钢筋钢筋(gngjn)(gngjn)网支护检测网支护检测2.（1）钢筋网支护检测包括原材料检测、加工质量检查和敷设质量检查。（2）加工质量检查。网格尺寸允许偏差为10 mm，每50 m2检查2个网眼等。（3）钢筋网支护的基本要求如下。（4）实测项目。（5）外观鉴定。第49页/共124页第五十页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护 刚架制作与安设(

35、nsh)施工 无论是采用喷射混凝土还是锚杆（或是加长、加密锚杆），或是在混凝土中加入钢筋网、钢纤维，都主要是利用钢筋的柔性和韧性，而对其整体刚度并无过多要求，这对支护不太破碎的围岩，使其稳定是可行的。而当围岩软弱破碎严重（级围岩）时，其自稳性差，开挖后要求早期支护具有较大的刚度，以阻止围岩的过度变形和承受(chngshu)部分松弛荷载，刚架就具有这样的力学性能。刚架俗称钢拱架，是用钢筋或型钢等制成的支护骨架结构。第50页/共124页第五十一页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护刚架的构造刚架的构造(guzo)(guzo)组成组成1.刚架可以采用形钢、工字形钢、U形钢、钢轨、钢管

36、或钢筋等制成。刚架构造图如图5-9所示。现场采用以钢筋制作的格栅刚架较多。图图5-95-9刚架构造图刚架构造图第51页/共124页第五十二页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护 格栅刚架是目前工程上用量最大的刚架。它是由钢筋焊接加工而成的桁架式支架，在断面上有矩形和三角形之分。主筋弯曲成与隧道开挖断面相同的形状与尺寸，次筋（构造筋）做成波形弯折焊接在主筋上。制作格栅刚架的钢筋应采用RB335、RB400钢筋，主筋直径宜为1832 mm，对于公路隧道，主筋直径一般不小于22 mm。辅筋宜采用PB300、RB335钢，辅筋直径宜为1016 mm。刚架连接钢板宜采用RB335、RB4

37、00钢筋。为了(wi le)便于施工，每副格栅刚架都分成若干节，一般为35节。节间加工选用法兰螺栓固定连接之后再焊接。格栅刚架的特点是初期可作为普通刚架支承及时支护围岩，后期可与喷射混凝土形成钢筋混凝土，这样钢材利用得比较充分。第52页/共124页第五十三页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护刚架的性能刚架的性能(xngnng)(xngnng)特点特点2.（1）刚架的整体刚度较大，可以提供较大的早期支护刚度；型钢拱架较格栅刚架能更早承载。（2）刚架可以很好地与锚杆、钢筋网、喷射混凝土相结合，构成联合支护，增强支护的有效性，且受力条件较好，尤以格栅刚架结合为最好。（3）格栅刚架采

38、用钢筋现场加工制作，技术难度和要求并不高，对隧道断面变化的适应性好。（4）刚架的安装架设方便。第53页/共124页第五十四页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护刚架的制作刚架的制作(zhzu)(zhzu)3.刚架一般在现场制造，采用(ciyng)冷弯或热弯加工焊接而制成。钢筋格栅刚架的腹部八字单元可以在工厂制作，装运到隧道施工现场，按比例为11的胎模热弯加工及焊接或铆接而成。刚架加工后要进行试拼，拼装的允许误差：沿隧道周边轮廓线的误差不应大于3cm，平面（翘曲）误差应小于2cm。接头连接要求每榀之间可以互换，即采用(ciyng)冷弯、冷压、热弯、热压、电焊加工制作刚架构件时，要

39、求尺寸准确、弧形圆顺、结构安全可靠。刚架的截面尺寸应满足强度、刚度、稳定性的要求。当各部件尺寸满足设计要求时，方可进行批量生产。因此，应按设计计算要求进行选材、加工、制作及检算验收等。第54页/共124页第五十五页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护刚架的使用刚架的使用(shyng)(shyng)条件条件4.（1）自稳时间很短的、级围岩隧道。（2）对浅埋、偏压隧道，当早期围岩压力增长快，需要提高初期(chq)支护的强度和刚度时；如前所述，刚架具有较大的支护强度和刚度，可承受开挖时引起的松动压力，架设后宜及时喷射混凝土，与超前支护配合使用，支护效果更好。（3）砂卵石、土夹石地层，

40、大面积淋水地段，以及为了抑制围岩大的变形需要增强支护抗力时。（4）当需施作超前支护，需要设置刚架作为超前锚杆（或超前钢管等）的支承构件时。第55页/共124页第五十六页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护刚架的安设刚架的安设(nsh)(nsh)与施工与施工5.1 1）钢装安装前的要求）钢装安装前的要求 （1）刚架宜在初喷后安装。（2）安装拱架前，应检查开挖断面轮廓、中线及高程。（3）刚架安装时应尽可能贴近围岩或初喷面，有间隙时应用楔块楔紧。第56页/共124页第五十七页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护 （1）刚架应按设计位置安设，刚架之间必须用钢筋纵向连接，

41、拱脚必须放在特制的基础上或原状土上，刚架与围岩之间应尽量接近，留23 cm间隙作为保护层。（2）刚架应垂直于隧道中线，上下左右偏差应小于5cm，刚架倾斜度应小于2。（3）为了方便安设，每榀刚架一般应分为26节，并保证接头的刚度。（4）刚架安装就位后，刚架与围岩之间的间隙应用喷射混凝土充填密实，并使刚架与喷射混凝土形成整体。2 2）刚架安设的要求）刚架安设的要求第57页/共124页第五十八页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护 （1）刚架拱脚必须放置在牢固的基础上。（2）刚架应分节段安装，节段与节段之间应按设计要求连接(linji)。（3）刚架应尽可能多地与锚杆焊接，以增强其联合

42、支护效应。（4）可缩性刚架的可缩性节点不宜过早喷射混凝土。（5）喷射混凝土时，应注意将刚架与岩面之间的间隙喷射密实。（6）喷射混凝土应分层分次喷射完成，初喷混凝土应尽早进行，复喷混凝土应在量测指导下进行，以保证其适时、有效。3 3）刚架安设的施工要点）刚架安设的施工要点第58页/共124页第五十九页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护4 4）钢支承支护检测）钢支承支护检测（1）钢支承支护检测的基本要求。（2）钢支承支护检测的实测项目。第59页/共124页第六十页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护 锚杆施工(sh gng)锚杆的支护效应锚杆的支护效应(xioyn

43、g)(xioyng)、类型、材料要求和一般、类型、材料要求和一般规定规定1.锚杆（索）是用金属或其他高抗拉性能的材料制作的一种杆状构件。使用特定的机械装置或黏结介质，通过一定的施工操作，可将其安设在地下工程的围岩和其他工程结构体中。锚杆是用钢筋、钢管等材料加工而成具有锚固、悬吊等作用的支护(zh h)杆（构）件。锚杆支护(zh h)是指将钢筋制作的杆件以机械锚固或者黏结锚固的方式锚固于围岩中，用以加固并支护(zh h)围岩的方法。第60页/共124页第六十一页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护1 1）锚杆的支护效应）锚杆的支护效应（4）悬吊作用。（3）提高层间摩阻力，形成组合

44、梁。（2）加固围岩。（1）支承围岩。第61页/共124页第六十二页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护2 2）锚杆的类型）锚杆的类型图图5-145-14锚杆的类型锚杆的类型第62页/共124页第六十三页，共124页。混合式锚杆。（1）（2）（3）（4）水泥砂浆全长黏结式锚杆。摩擦式锚杆。端头锚固式锚杆。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护第63页/共124页第六十四页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护 （1）锚杆杆体宜选用RB335、RB400钢筋，杆体直径为2028 mm，杆体屈服抗拉力不小于150 kN，强屈比（钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值

45、）fu/fy不小于12。（2）锚杆用的各种水泥砂浆强度不低于M20。（3）锚杆垫板宜采用Q235钢。3 3）锚杆的材料要求）锚杆的材料要求第64页/共124页第六十五页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护 （1）隧道工程坑道开挖后，应及时(jsh)安设锚杆，确保施工安全。（2）一般宜先喷射混凝土，再钻孔安设锚杆；锚杆作业应在粗喷混凝土后、复喷混凝土前进行。（3）检查锚杆材料、类型、规格、质量及性能是否与设计相符。（4）根据锚杆类型、规格及围岩情况选择钻孔机具。（5）钻孔前应根据设计要求定出孔位，做出标记，孔位允许偏差为150 mm。4 4）锚杆施工的一般规定）锚杆施工的一般规定

46、第65页/共124页第六十六页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护 （6）水泥砂浆锚杆钻孔(zun kn)直径应比锚杆杆体直径大15 mm，其他形式锚杆的钻孔(zun kn)直径应满足设计要求。（7）钻孔(zun kn)应圆而直，宜适当调整钻孔(zun kn)方向使其尽量与岩层主要结构面垂直，钻孔(zun kn)深度不应小于锚杆杆体的有效长度，但深度超长值不应大于100 mm。（8）钻孔(zun kn)孔内应无积水，岩粉应吹洗干净。（9）锚杆杆体露出岩面的长度应大于喷层的厚度。（10）应确保隧道工程辅助稳定措施中的锚杆施工质量符合设计要求。第66页/共124页第六十七页，共12

47、4页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护常用锚杆的构造和施工常用锚杆的构造和施工(sh(sh gng)gng)要点要点2.1 1）普通水泥砂浆锚杆）普通水泥砂浆锚杆 （1）构造组成。普通水泥砂浆锚杆是以普通水泥砂浆作为黏结剂的全长黏结式锚杆，其构造如图5-15所示。图图5-155-15普通水泥砂浆锚杆的构造普通水泥砂浆锚杆的构造第67页/共124页第六十八页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护 （2）施工安设要点。锚杆宜采用螺纹钢筋，杆体直径应满足设计要求。钻孔前应根据设计要求定出孔位，做出标记，孔位允许偏差为150 mm。钻孔应圆而直，钻孔方向(fngxing)宜尽量与岩

48、层主要结构面垂直，水泥砂浆锚杆孔径应大于杆体直径15 mm，用高压风或高压水清孔，并用塞子塞紧孔口，以防止石渣或泥土掉入孔内。砂浆配合比（质量比），水泥砂水宜为1（115）（04505）。锚杆外露端应加工120150 mm的标准螺纹，并采用配套标准螺母，外端不用垫板的锚杆应先弯制弯头。注浆作业应遵守的规定。第68页/共124页第六十九页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护2 2）早强水泥砂浆锚杆）早强水泥砂浆锚杆 早强水泥砂浆锚杆的构造、设计和施工与普通水泥砂浆锚杆基本相同，不同的是早强水泥浆的黏结剂是由硫铝酸盐早强水泥、砂、早强剂和水组成。因此，它具有早期强度高、承载快、不增

49、加安装难度等优点，弥补了普通水泥砂浆锚杆早期强度低、承载慢的不足。尤其是在软弱、破碎、自稳时间短的围岩中显示出其一定的优越性，但要注意的是注浆作业开始或中途停止超过30 min时，应测定砂浆坍落度，当其值小于10mm时，不得注入罐内使用。第69页/共124页第七十页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护3 3）早强药包内锚头锚杆）早强药包内锚头锚杆 （1）构造组成。早强药包内锚头锚杆是以快硬水泥卷,或早强砂浆卷,或树脂卷作为内锚固剂的内锚头锚杆。其构造如图5-16所示。图图5-165-16早强药包内锚头锚杆构造及药包构造早强药包内锚头锚杆构造及药包构造第70页/共124页第七十一

50、页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护 （2）施工要点。药包在使用前应进行检查(jinch)，要求未受潮、无结块。药包的浸泡宜在清水中进行，随泡随用，药包必须泡透。药包应缓慢推入孔底，不得中途爆裂，应配备专用的装药包工具。药包直径宜较钻孔直径小20 mm左右，药卷长度一般为2030 cm。锚杆杆体插入时应注意旋转，使药包充分搅拌均匀。锚杆药包也可自行生产。采用快硬水泥内锚头锚杆的施工要点。第71页/共124页第七十二页，共124页。5.1 5.1 初初 期期 支支 护护4 4）楔缝式内锚头锚杆）楔缝式内锚头锚杆 （1）构造组成。楔缝式内锚头锚杆由楔块、杆体、垫板和螺母组成,如图