隧洞支護(hù)襯砌

隧洞支護(hù)襯砌主講人：莫德君噴錨支護(hù)支護(hù)工程主要是指地下洞室開挖后進(jìn)行的初期支護(hù)，又稱一次支護(hù)或臨時(shí)支護(hù)，但臨時(shí)支護(hù)與初期支護(hù)是有區(qū)別的。臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)主要以滿足施工期的工程安全為目的，在二次支護(hù)前有可能被拆除，在二次支護(hù)(即混凝土襯砌)中可不考慮臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)的存在和作用。初期支護(hù)不僅要滿足施工期的工程安全，而且將支護(hù)結(jié)構(gòu)做永久性考慮，是永久結(jié)構(gòu)的組成部分。初期支護(hù)的作用是抵御與平衡山巖壓力(包括地下水)，減小對(duì)地下洞室的破壞。噴錨支護(hù)支護(hù)是通過(guò)噴混凝土、錨桿、預(yù)應(yīng)力錨索、鋼構(gòu)架等的作用，提高地下洞室圍巖巖體的力學(xué)指標(biāo)、提高圍巖穩(wěn)定性的一種手段。目前主要使用的初期支護(hù)方法有噴混凝土、錨桿、預(yù)應(yīng)力錨索及鋼構(gòu)架等。支護(hù)原理噴錨支護(hù)圍巖支護(hù)一般有淺層支護(hù)、中等深層支護(hù)和深層支護(hù)。淺層支護(hù)主要使用錨桿、噴混凝土和鋼構(gòu)架幾類、其中噴混凝土和鋼構(gòu)架僅局限于圍巖表層，屬表層支護(hù)。淺層支護(hù)的支護(hù)深度一般不超過(guò)9m。中等深層支護(hù)以錨桿為主，部分也使用短預(yù)應(yīng)力錨索和錨筋束支護(hù)深度一般在9～20m之間。深層支護(hù)多以預(yù)應(yīng)力錨索為主，錨固深度超過(guò)20m。支護(hù)工藝噴錨支護(hù)類別噴射工藝、方法特點(diǎn)干噴噴混凝土的各種材料于拌后，利用風(fēng)壓在噴射機(jī)噴嘴噴出，并在噴嘴加水粉塵大，加水量不易控制，故質(zhì)量不穩(wěn)定，回彈高。一般水壓為0.2～0.3MPa，風(fēng)壓為0.3～0.5MPa和0.5～0.7MPa兩個(gè)等級(jí)，用風(fēng)量為9m3/min。適用于少量噴混凝土如開挖工作面需及時(shí)噴混凝土，通風(fēng)條件好的環(huán)境如邊坡噴射混凝土等濕噴噴混凝土的各種材料(包括水)，在拌制好后，用風(fēng)壓通過(guò)噴射機(jī)從噴嘴噴出加水量為設(shè)計(jì)加水量，質(zhì)量穩(wěn)定，粉塵小，回彈相對(duì)較小，密實(shí)度高，強(qiáng)度高，噴射風(fēng)壓達(dá)到0.5～0.7MPa以上。適用大面積大量噴混凝土，在各種環(huán)境條件下都適合使用半濕噴（潮噴）在噴射混凝土材料攪拌過(guò)程中加設(shè)計(jì)用水量的8%～10%，摔勻后用風(fēng)通過(guò)噴射機(jī)噴出是改良后的干噴法。粉塵較小。但加水量不易控制，因此質(zhì)量不穩(wěn)定。適用條件與干噴法相同.日前應(yīng)用教為廣泛水泥裹砂法將設(shè)計(jì)水量和設(shè)計(jì)水泥用量的80%、砂量的80%攪拌后通過(guò)砂漿泵輸送至干噴機(jī)混合管和剩余的水泥、砂和速凝劑混合用風(fēng)壓噴出粉塵小。質(zhì)量相對(duì)易控制但工藝繁鎖，目前使用較少（1）噴混凝土噴錨支護(hù)圖1干噴工藝流程噴錨支護(hù)圖2濕噴工藝流程噴錨支護(hù)（2）錨桿安裝錨桿是圍巖穩(wěn)定的主導(dǎo)性因素，因此錨桿質(zhì)量和錨桿類型的選擇是關(guān)捷。目前使用最為廣泛的是普通砂漿錨桿。錨桿桿體一般選用φ16～28mm的Ⅱ級(jí)螺紋鋼，隨著洞室斷面的不斷大型化和使用在某些特殊部位，錨桿直徑也有達(dá)32～36mm的。一般情況下，在軟巖中使用的錨桿直徑較細(xì)。圖3錨桿支撐拱作用混凝土襯砌地下洞室開挖后，為了防止圍巖風(fēng)化和坍落，保證圍巖穩(wěn)定，往往要對(duì)洞壁進(jìn)行襯砌。襯砌類型有現(xiàn)澆混凝土或鋼筋混凝土襯砌、混凝土預(yù)制塊或條石襯砌、預(yù)填骨料壓襯砌等。本節(jié)僅介紹隧洞現(xiàn)澆混凝土及鋼筋混凝土襯砌施工?；炷烈r砌混凝土襯砌混凝土襯砌分段長(zhǎng)度根據(jù)圍巖條件、隧洞結(jié)構(gòu)尺寸、施工難度、混凝土生產(chǎn)能力等因素確定。隧洞襯砌施工期裂縫產(chǎn)生的主要原因是由于混凝土的水化熱和干縮引起襯砌脹縮位移，但襯砌外圍起伏不平的圍巖阻礙了襯砌自由脹縮，若混凝土襯砌分段長(zhǎng)度大于襯砌設(shè)計(jì)伸縮縫間距，容易使混凝土產(chǎn)生裂縫，因此，隧洞混凝土襯砌分段長(zhǎng)度以9～12m為宜隧洞轉(zhuǎn)彎段的澆筑長(zhǎng)度，根據(jù)轉(zhuǎn)彎半徑計(jì)算直線模板段長(zhǎng)度，使折線與弧線的誤差滿足規(guī)范要求。分段澆筑的順序有跳倉(cāng)澆筑、分段流水澆筑和分段留空當(dāng)澆筑等三種方式。施工程序混凝土襯砌隧洞混凝上襯砌模板一般分為組合模板和移動(dòng)式模架，其中移動(dòng)式模架又分為液壓鋼模臺(tái)車、針梁鋼模、穿行式鋼模等。除在轉(zhuǎn)彎半徑小和異型(漸變)段采用散拼模板、組合模板等傳統(tǒng)模板外，其余均采用移動(dòng)模架(鋼模臺(tái)車)進(jìn)行澆筑。其機(jī)械化操作、液壓技術(shù)的廣泛應(yīng)用，更使混凝土的成形質(zhì)量，和在減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高快速施工能力等方面為建筑業(yè)界所認(rèn)可。模板圖4整體式鋼模臺(tái)車示意圖(單位:mm)混凝土襯砌(1)混凝土運(yùn)輸設(shè)備及人倉(cāng)設(shè)備。水工隧洞混凝上水平運(yùn)輸主要采用有軌運(yùn)輸、無(wú)軌運(yùn)輸和皮帶運(yùn)輸?shù)确绞?；除斷面較小的隧洞或特殊部位采用有軌運(yùn)輸或皮帶運(yùn)輸外，一般采用無(wú)軌運(yùn)輸，即采用混凝上攪拌車或自卸汽車運(yùn)輸，混凝土入倉(cāng)設(shè)備采用泵車(拖泵或汽車泵)、胎帶機(jī)、汽車吊配吊罐。(2)混凝土振搗設(shè)備。在水工隧洞中一般采用插入式振搗器，分為軟軸式和硬軸式兩種?；炷翝仓炷烈r砌(3)混凝土入倉(cāng)和平倉(cāng)?；炷寥藗}(cāng)主要采用泵車入倉(cāng)，在隧洞中采用振搗器平倉(cāng)為主，輔助人工。(4)混凝土振搗?；炷敛捎貌迦耸杰涊S式振搗器進(jìn)行振搗，振搗器一前一后交叉兩次梅花形插人振搗，快插慢拔，振搗器插入混凝土的間距按不超過(guò)振搗器有效半徑的1.5倍控制，距模板的距離不小于振搗器有效半徑的1/2。振搗器宜按順序垂直插入混凝土如略有傾斜。傾斜方向應(yīng)保持一致，以免漏振，并插入下層混凝土5cm左右，以加強(qiáng)上下層混凝土的結(jié)合。單個(gè)位置的振搗時(shí)間以15~30s為宜，以混凝土不再下沉、不出現(xiàn)氣泡并開始泛漿為止。嚴(yán)禁過(guò)振、欠振。在預(yù)埋件特別是止水帶等周圍，應(yīng)細(xì)心振搗，必要時(shí)輔以人工搗固密實(shí)。澆筑塊第一層、卸料接觸帶及臺(tái)階邊坡的混凝土應(yīng)加強(qiáng)振搗。混凝土襯砌(5)拆模及縫面處理1)拆模。邊頂拱堵頭模板在混凝土強(qiáng)度達(dá)到表面及棱角不因拆除模板而損壞時(shí)拆除。拆模時(shí)不能用鐵質(zhì)硬具撬打混凝土，防止破壞混凝土棱角，只能用木質(zhì)器具接觸混凝土。拆卸下來(lái)的模板要妥為保存，不得損壞，以備后用。模板要及時(shí)清理、維修，將表面雜物清洗干凈，表面刷脫模劑保護(hù)，堆放整齊。鋼模臺(tái)車脫模時(shí)間依據(jù)試驗(yàn)室提供數(shù)據(jù)為準(zhǔn)確定。2)施工縫處理。施工縫采用高壓水沖手的方式處理。沖毛標(biāo)準(zhǔn)為沖除表層水泥乳皮。露出粗砂