高鐵隧道(初期支護3)

1、高速鐵路隧道工程施工高速鐵路隧道工程施工哈爾濱鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院哈爾濱鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院鐵道建筑學(xué)院鐵道建筑學(xué)院 王國博王國博 初期支護初期支護噴射混凝土噴射混凝土錨桿錨桿鋼筋網(wǎng)鋼筋網(wǎng)鋼架鋼架 為了提高噴射混凝土的整體性，防止收縮開裂，使混凝土受力均勻，并提供一定的抗剪強度，有利于抵抗巖石塌落和承受沖擊荷載，在噴射混凝土中有時要配置鋼筋網(wǎng)。目前，我國各類隧道工程中應(yīng)用鋼筋網(wǎng)噴射混凝土支護的比較多，主要用于軟弱破碎圍巖，而更多的是與錨桿或鋼拱架形成聯(lián)合支護。 鋼筋網(wǎng)材料宜采用Q235鋼，鋼筋直徑一般為68mm，網(wǎng)格尺寸為150mm150mm300mm300mm，搭接長度應(yīng)為12個網(wǎng)格，采用焊接方式。

2、 1 1、鋼筋網(wǎng)施工、鋼筋網(wǎng)施工（1）鋼筋網(wǎng)片加工 鋼筋網(wǎng)片采用級鋼筋焊制，在鋼筋加工場內(nèi)集中加工。先用鋼筋調(diào)直機把鋼筋調(diào)直，再截成鋼筋條，鋼筋網(wǎng)片尺寸根據(jù)拱架間距和網(wǎng)片之間搭接長度綜合考慮確定。 鋼筋焊接前要先將鋼筋表面的油漬、漆污、水泥漿和用錘敲擊能剝落的浮皮、鐵銹等均清除干凈；加工完畢后的鋼筋網(wǎng)片應(yīng)平整，鋼筋表面無削弱鋼筋截面的傷痕。（2）成品的存放 制作成型的鋼筋網(wǎng)片必須輕抬輕放，避免摔地產(chǎn)生變形。鋼筋網(wǎng)片成品應(yīng)遠離加工場地，堆放在指定的成品堆放場地上。存放和運輸過程中要避免潮濕的環(huán)境，防止銹蝕、污染和變形。（3）掛網(wǎng) 按圖紙標(biāo)定的位置掛設(shè)加工好的鋼筋網(wǎng)片，鋼筋片隨初噴面的起伏鋪設(shè)，綁

3、扎固定于先期施工的系統(tǒng)錨桿之上，再把鋼筋片焊接成網(wǎng)，網(wǎng)片搭接長度為12個網(wǎng)格。2 2、施工控制要點、施工控制要點 （1）鋼筋網(wǎng)格尺寸應(yīng)符合設(shè)計要求。 （2）鋼筋網(wǎng)在初噴混凝土以后鋪掛，且保護層厚度不得小于2cm。 （3）砂層地段應(yīng)先加鋪鋼筋網(wǎng)，沿環(huán)向壓緊后再噴射混凝土。 （4）鋼筋網(wǎng)應(yīng)隨初噴面的起伏鋪設(shè)，與受噴面的間隙一般不大于3cm，與錨桿（錨桿安裝3d后）或其它固定裝置連接牢固。 （5）采用雙層鋼筋網(wǎng)時，第二層鋼筋網(wǎng)應(yīng)在第一層鋼筋網(wǎng)被混凝土覆蓋后鋪設(shè)，其覆蓋厚度不應(yīng)小于3cm。 （6）在開始向鋼筋網(wǎng)噴射混凝土?xí)r，應(yīng)適當(dāng)縮短噴頭至受噴面的距離，并調(diào)整噴射角度，這樣可提高噴射料流的沖擊力，迫使

4、混凝土擠入鋼筋背后，以保證鋼筋能被混凝土完全包裹及噴層的密實性。鋼筋保護層厚度不得小于4cm。 （7）噴射中如有脫落的石塊或混凝土塊被鋼筋網(wǎng)卡住時，應(yīng)及時清除后再噴射混凝土。 無論是采用噴射混凝土還是錨桿或是在噴射混凝土中加入鋼筋網(wǎng)、鋼纖維，主要都是利用其柔性和韌性，而對其整體剛度并未過多要求。這對支護不太破碎的圍巖并使其穩(wěn)定是可行的。但當(dāng)圍巖軟弱破碎嚴(yán)重且自穩(wěn)能力差時，開挖后要求早期支護具有較大的剛度，以阻止圍巖的過度變形或承受部分松弛荷載，可采用鋼架支撐，鋼架通常與錨桿、鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土等組成共同受力體系，達到支撐圍巖穩(wěn)定、限制圍巖變形的目的。一、鋼架的類型一、鋼架的類型 鋼架一般選用鋼

5、筋、型鋼、鋼軌等材料，按設(shè)計要求預(yù)先制成構(gòu)件，使用時焊接或栓接成整體。鋼架一般可分為型鋼鋼架和格柵鋼架兩種。1、型鋼鋼架 型鋼鋼架通常由工字型鋼、U型鋼、H型鋼、槽鋼、鋼軌等材料加工而成。型鋼剛架的剛度和強度大，在軟弱破碎圍巖中施工或處理坍方時使用較多，但與混凝土粘結(jié)不好，與圍巖間的空隙難于用噴射混凝土緊密充填，導(dǎo)致鋼架附近噴射混凝土出現(xiàn)裂縫。工字鋼鋼架工字鋼鋼架2、格柵鋼架 格柵鋼架一般由普通級鋼筋經(jīng)冷彎成形后，按隧道輪廓進行設(shè)計、焊接而成。格柵鋼架的斷面形式有三角形、矩形、四邊形。格柵鋼架與型鋼鋼架相比具有以下特點特點：（1）格柵鋼架的剛度適中，容許圍巖適度變形，又能及時提供支護阻力，限制

6、圍巖過大的變形，防止坍塌。 （2）節(jié)約造價。 （3）重量輕、便于施工安裝。 （4）使用靈活，可隨時調(diào)整其設(shè)計尺寸。 （5）能很好地隨混凝土一起與圍巖密貼，支護效果好。格柵鋼架能被噴射混凝土緊密包裹而成為一體，形成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。 （6）便于與其他支護手段配合使用。 一、鋼架施工一、鋼架施工1、施工工藝流程 2、鋼架加工、鋼架加工（1）型鋼鋼架 加工場地用混凝土硬化，精確抹平，按設(shè)計放出加工大樣。鋼架彎制結(jié)合隧道開挖方法采用型鋼彎制機按照隧道斷面曲率分節(jié)進行彎制，彎制完成后，先在加工場地上進行試拼。各節(jié)鋼架拼裝，要求尺寸準(zhǔn)確，弧形圓順，要求沿隧道周邊輪廓誤差不大于3cm；型鋼鋼架平放時，平面翹曲

7、小于2cm。 （2）格柵鋼架加工 格柵鋼架一般在現(xiàn)場設(shè)計的工裝臺上加工。工作臺一般用鋼板制成，其上根據(jù)不同斷面的鋼架主筋輪廓放樣成鋼筋彎曲模型。鋼架的焊接在胎模內(nèi)焊接，控制變形。 按設(shè)計加工好各單元格柵鋼架后，組織試拼，檢查鋼架尺寸及輪廓是否合格。加工允許誤差：沿隧道周邊輪廓誤差不大于3cm，平面翹曲應(yīng)小于2cm，接頭連接要求同類之間可以互換。 格柵鋼架各單元必須明確標(biāo)準(zhǔn)類型和單元號，并分單元堆放于地面干燥的防雨蓬內(nèi)。3 3、鋼架安裝、鋼架安裝 鋼架安裝在掌子面開挖初噴完成后立即進行。 根據(jù)測設(shè)的位置，各節(jié)鋼架在掌子面以螺栓連接，連接板應(yīng)密貼。為保證各節(jié)鋼架在全環(huán)封閉之前置于穩(wěn)固的地基上，安裝

8、前應(yīng)清除各節(jié)鋼架底腳下的虛碴及雜物。同時每側(cè)應(yīng)打設(shè)鎖腳錨桿（錨管），錨桿長度不小于3.5m，每側(cè)數(shù)量為23組（每組2根）。底部開挖完成后，底部初期支護及時跟進，將鋼架全環(huán)封閉。級圍巖需在拱部鋼架基腳處設(shè)槽鋼以增加基底承載力。 為保證鋼架位置安設(shè)準(zhǔn)確，隧道開挖時在鋼架的各連接處預(yù)留連接板凹槽。初噴混凝土?xí)r，在凹槽處打入木楔，為架設(shè)鋼架留出連接板（和槽鋼）位置。鋼架按設(shè)計位置安設(shè)，在安設(shè)過程中當(dāng)鋼架和初噴層之間有較大間隙應(yīng)每隔2m用混凝土預(yù)制塊或鋼楔楔緊，鋼架背后用噴混凝土填充密實。鋼架縱向連接采用鋼管（鋼筋），環(huán)向間距1m。 鋼架落底接長在單邊交錯進行，每次單邊接長鋼架12排。在軟弱地層可同時落

9、底接長和仰拱相連并及時噴射混凝土。接長鋼架和上部鋼架通過墊板用螺栓牢固準(zhǔn)確連接。 架立鋼架后應(yīng)盡快進行噴混凝土作業(yè)，以使鋼架與噴混凝土共同受力。噴射混凝土分層進行，先從拱腳或墻角處由下向上噴射，防止上層噴射料虛掩拱腳（墻角）不密實，造成強度不夠，拱腳（墻角）失穩(wěn)。 4、施工要點、施工要點（1）鋼架應(yīng)按設(shè)計位置安設(shè)，鋼架應(yīng)盡量密貼圍巖并與錨桿焊接牢固，鋼架之間必須用鋼筋縱向連接，并要保證焊接質(zhì)量。（2）鋼拱架的拱腳采用縱向托梁和鎖腳錨管等措施加強支承。（3）鋼架應(yīng)盡可能多地與錨桿露頭及鋼筋網(wǎng)焊接，以增強其聯(lián)合支護的效應(yīng)。（4）噴射混凝土?xí)r，要將鋼架與巖面之間的間隙噴射飽和達到密實。（5）噴射混凝

10、土應(yīng)分層次分段噴射完成，初噴混凝土應(yīng)盡早進行“早噴錨”，復(fù)噴混凝土應(yīng)在量測指導(dǎo)下進行，即“勤量測”的基本原則，以保證噴射混凝土的復(fù)噴適時有效。（6）型鋼鋼架應(yīng)采用冷彎成型，鋼架加工的焊接不得有假焊，焊縫表面不得有裂紋、焊瘤等缺陷。 （7）每榀鋼架加工完成后應(yīng)放在水泥地面上試拼，周邊拼裝允許誤差為3cm，平面翹曲應(yīng)小于2cm。（8）鋼架應(yīng)在初噴混凝土后及時架設(shè)，各節(jié)鋼架間以螺栓連接，連接板必須密貼。（9）鋼架安裝前應(yīng)清除底腳下的虛碴及雜物，鋼架底腳應(yīng)置于牢固的基礎(chǔ)上。鋼架間距及其橫向位置和高程的允許偏差為5cm，垂直度為2cm。（10）接頭是鋼架的弱點部位，在施工中應(yīng)盡量減少接頭個數(shù)。在膨脹性或

11、地應(yīng)力大的地層中，鋼拱架接頭即采用能滑移的可縮式鋼架。可縮接頭處應(yīng)預(yù)留20cm左右寬的部位暫不噴射混凝土，待可縮接頭合攏或圍巖變形基本穩(wěn)定后，再將預(yù)留部位噴滿混凝土。 5、某黃土隧道防止鋼架下沉的措施、某黃土隧道防止鋼架下沉的措施 拱部開挖安裝型鋼拱架后，由于黃土隧道圍巖的自穩(wěn)性較差以及各部開挖拉開了一定距離，鋼架短時間內(nèi)不能全斷面閉合，有可能會出現(xiàn)拱頂鋼架下沉，導(dǎo)致圍巖失穩(wěn)或侵入襯砌界限，因此在施工過程中需加強對鋼架安裝以后的監(jiān)控量測，必要時采取有效措施進行加固，以防止拱頂鋼架下沉。具體措施如下：具體措施如下： 加強對鋼架的鎖腳固定措施 加設(shè)鋼架基礎(chǔ)連接縱梁，擴大開挖底腳，防止鋼架懸空 及時

12、噴射混凝土進行覆蓋 防止施工過程中的碰撞和損壞序號序號項目項目檢查方法檢查方法檢查數(shù)量檢查數(shù)量/頻次頻次質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量記錄質(zhì)量記錄1砂、石料的含水砂、石料的含水率率含水率測試含水率測試每工作班不應(yīng)少于每工作班不應(yīng)少于1次次符合驗收標(biāo)準(zhǔn)符合驗收標(biāo)準(zhǔn)7.4.18條的條的規(guī)定規(guī)定試驗報告試驗報告2噴混凝土厚度和噴混凝土厚度和表面平整度表面平整度施工單位、監(jiān)理單位施工單位、監(jiān)理單位檢查控制噴層厚度的檢查控制噴層厚度的標(biāo)志、鑿孔或無損檢標(biāo)志、鑿孔或無損檢測測量厚度，用自動測測量厚度，用自動斷面儀或攝影儀等儀斷面儀或攝影儀等儀器測量斷面輪廓檢查器測量斷面輪廓檢查表面平整度。表面平整度。每一作業(yè)循環(huán)檢

13、查一個每一作業(yè)循環(huán)檢查一個斷面，每個斷面應(yīng)從拱斷面，每個斷面應(yīng)從拱頂起，每隔頂起，每隔2m布設(shè)布設(shè)1個個檢查點檢查噴射混凝土檢查點檢查噴射混凝土的厚度的厚度平均厚度大于設(shè)計厚度，平均厚度大于設(shè)計厚度，檢查點數(shù)檢查點數(shù)80%及以上大于及以上大于設(shè)計厚度，最小厚度不小設(shè)計厚度，最小厚度不小于設(shè)計厚度的于設(shè)計厚度的2/3，表面，表面平整度的允許偏差為平整度的允許偏差為100 mm檢查記錄檢查記錄3噴射混凝土拌和物噴射混凝土拌和物的坍落度的坍落度坍落度試驗坍落度試驗每個工作班不少于每個工作班不少于1次次符合設(shè)計配合比的要求符合設(shè)計配合比的要求試驗報告試驗報告4錨桿安裝位置、錨桿安裝位置、長度長度現(xiàn)場尺

14、寸現(xiàn)場尺寸全部檢查全部檢查錨桿孔距允許偏差為錨桿孔距允許偏差為15cm；錨桿插入長度；錨桿插入長度不得小于設(shè)計長度的不得小于設(shè)計長度的95%安裝記錄安裝記錄5鋼筋網(wǎng)網(wǎng)格間距及鋼筋網(wǎng)網(wǎng)格間距及網(wǎng)格尺寸允許偏差網(wǎng)格尺寸允許偏差尺量尺量每循環(huán)檢驗每循環(huán)檢驗1次，隨機次，隨機抽樣抽樣5片片網(wǎng)格間距符合設(shè)計要求，網(wǎng)格間距符合設(shè)計要求，網(wǎng)格尺寸允許偏差網(wǎng)格尺寸允許偏差10mm檢查、安裝記檢查、安裝記錄錄6鋼筋網(wǎng)搭接長度及鋼筋網(wǎng)搭接長度及允許偏差允許偏差尺量尺量每循環(huán)檢驗每循環(huán)檢驗1次，隨機次，隨機抽樣抽樣5片片搭接長度為搭接長度為1-2個網(wǎng)孔，個網(wǎng)孔，網(wǎng)格尺寸允許偏差網(wǎng)格尺寸允許偏差50mm檢查、安裝記檢查、安裝記錄錄7鋼筋網(wǎng)的混凝土保鋼筋網(wǎng)的混凝土保護層厚度護層厚度觀察、鑿孔檢查或儀觀察、鑿孔檢查或儀器測量器測量每循環(huán)檢查每循環(huán)檢查5處。處。不得小于不得小于3cm檢查記錄檢查記錄8鋼架凈空、連接和鋼架凈空、連接和保護層厚度保護層厚度觀察、測量觀察、測量每榀檢查每榀檢查1次次鋼架安裝不得侵入二襯斷鋼架安裝不得侵入二襯斷面；相鄰鋼架及鋼架間的面；相鄰鋼架及鋼架間的連接符合設(shè)計要求?；炷B接符合設(shè)計要求。混凝土保護層厚度不得小于土保護層厚度不得小于4cm,表面覆蓋層厚度不得表面覆蓋層厚度不得小于小于3cm安裝記錄安裝記錄9鋼架安裝尺寸允許鋼架安裝尺寸允許偏差偏差測量、尺量