高速鐵路黃土隧道開挖施工工藝及質(zhì)量控制措施多圖

高速鐵路黃土隧道開挖施工工藝及質(zhì)量控制措施多圖第1頁(yè)/共81頁(yè)

黃土地質(zhì)特征物理力學(xué)性質(zhì)壓縮性濕陷性抗剪強(qiáng)度水理性程淵

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物理力學(xué)性質(zhì)黃土隨深度越深孔隙比越小，壓縮性和濕陷性越小越深干密度越大，壓縮性和濕陷性越小干密度大，壓縮性和濕陷性小第3頁(yè)/共81頁(yè)

壓縮性地質(zhì)年代稍早的黃土固結(jié)度高，多為中等偏低或地壓縮性晚期的多為中等偏高壓縮性受顆粒分布和含水率變化的影響，黏粒含量較高、含水率較低時(shí)具較好的抗壓縮性第4頁(yè)/共81頁(yè)

濕陷性黃土在自重壓力或外力荷載壓力不變的情況下，含水率增加會(huì)產(chǎn)生急驟顯著下沉疏松多孔，結(jié)構(gòu)性孔隙是濕陷性的必要條件第5頁(yè)/共81頁(yè)

黃土的濕陷性第6頁(yè)/共81頁(yè)

黃土的水理性黃土中含有很多具有較好的親水性物質(zhì)，使其受水浸潤(rùn)后與水發(fā)生作用，是導(dǎo)致濕陷的主要原因。滲透性使黃土多處于干燥狀態(tài)，具有較高強(qiáng)度。飽和黃土長(zhǎng)期處于水浸泡環(huán)境，土顆粒之間的聯(lián)結(jié)逐漸被破壞，尤其當(dāng)黃土中砂質(zhì)成分較多時(shí)，黃土呈現(xiàn)出一定的水崩解性。第7頁(yè)/共81頁(yè)

黃土的抗剪強(qiáng)度黃土中含有相當(dāng)數(shù)量的黏土和鹽類，使其具有一定的膠結(jié)，從而具有相當(dāng)?shù)脑純?nèi)聚力，使其有一定的抗剪強(qiáng)度浸水過程中，濕陷處于發(fā)展期，此時(shí)土的抗剪強(qiáng)度降低很多。第8頁(yè)/共81頁(yè)

不受水浸潤(rùn)時(shí)具有一定的強(qiáng)度第9頁(yè)/共81頁(yè)

黃土隧道施工的主要重難點(diǎn)難點(diǎn)第10頁(yè)/共81頁(yè)

黃土隧道施工難點(diǎn)施工難點(diǎn)的對(duì)策“一短、兩快、三嚴(yán)、四及時(shí)”，即短進(jìn)尺、快循環(huán)、快封閉、嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)格管理、及時(shí)支護(hù)、及時(shí)測(cè)量、及時(shí)反饋、及時(shí)二次襯砌。隧道施工遵循“超管前、嚴(yán)注漿、短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤測(cè)量”十八字方針，穩(wěn)扎穩(wěn)打，步步為營(yíng)。第11頁(yè)/共81頁(yè)

黃土隧道施工的重點(diǎn)做好施工過程中黃土構(gòu)造節(jié)理的產(chǎn)狀與分布的調(diào)查，及時(shí)對(duì)因構(gòu)造節(jié)理切割面形成的不穩(wěn)定部位加強(qiáng)支護(hù)以防止坍塌。保證正洞與斜洞交叉處施工安全及施工質(zhì)量是順利進(jìn)入正洞施工的重中之重。及時(shí)準(zhǔn)確的進(jìn)行圍巖變形監(jiān)控量測(cè)，分析圍巖變形動(dòng)態(tài)，反饋指導(dǎo)施工，保證隧道施工在安全狀態(tài)下進(jìn)行也是重中之重。嚴(yán)把原材料質(zhì)量關(guān)及高性能混凝土澆筑質(zhì)量也是重點(diǎn)達(dá)到“防水可靠，排水通暢，經(jīng)濟(jì)合理，不留后患，做好隧道暢通、排水系統(tǒng)也是重點(diǎn)。第12頁(yè)/共81頁(yè)

對(duì)有的隧道而言防坍塌也是難點(diǎn)第13頁(yè)/共81頁(yè)施工流程和施工順序——馬炯榮第14頁(yè)/共81頁(yè)施工工藝流程

上部弧形導(dǎo)坑開挖，施作初期支護(hù)開挖上、中、下臺(tái)階預(yù)留核心土左右錯(cuò)開開挖中臺(tái)階，施作初期支護(hù)左右錯(cuò)開開挖下臺(tái)階，施作初期支護(hù)超前支護(hù)測(cè)量放樣施作仰拱施作仰拱填充圍巖穩(wěn)定性評(píng)判、修正支護(hù)參數(shù)分段開挖隧底，施做初期支護(hù)斷面檢查否滿足第15頁(yè)/共81頁(yè)施工順序1根據(jù)工地實(shí)際情況，設(shè)計(jì)并施打超前管棚。鋼管真徑一般為ф60mm，長(zhǎng)4.5m，間距30cm，外插角20，首尾相接長(zhǎng)度不少于1.5m。鋼管內(nèi)充填20號(hào)砼或者水泥砂漿。2上半斷面人工用風(fēng)鎬及電鏟掏槽。掏槽寬度約1m，縱向掏槽深度每次約0.8m。3開挖后立即射砼封閉斷面。噴射4cm厚的20號(hào)砼，封閉開挖斷面，以免孔隙水從斷面處滲出，而使土體失穩(wěn)。4架鋼拱及掛網(wǎng)。鋼拱規(guī)格為Ⅰ20a，按設(shè)計(jì)斷面計(jì)算用量。拱架之間的間距依每次開挖長(zhǎng)度約為0.8m，每榀鋼拱縱向用ф20鋼筋連接，鋼筋間距1.2m。管棚尾端焊接于拱架腹部，以增強(qiáng)共同支護(hù)作用。ф8鋼筋網(wǎng)格間距為20cm×20cm。第16頁(yè)/共81頁(yè)5噴射砼填充鋼拱間空隙。拱架與開挖輪廓之間的所有間隙用20號(hào)砼噴射充填密實(shí)，先噴拱架與輪廓之間空隙，再噴拱架，然后再噴拱架之間，直至噴到規(guī)定的厚度。6按上述1－5的方式開挖5m左右后，開挖支撐掌子面的核心土支持部分。7在上半斷面初期支護(hù)穩(wěn)定的條件下，開始開挖下半斷面：首先通過在上半斷面的鋼拱的拱腳打注漿錨桿，以防止拱架及圍巖變形與下沉。鉆進(jìn)后進(jìn)行注漿，兩側(cè)以等間距各打5根錨桿。經(jīng)過做試驗(yàn)，這樣的錨桿與黃土結(jié)合后，抗撥力可達(dá)8t以上。8開挖出碴完成后立即噴射砼封閉圍巖，然后架鋼拱支撐和掛網(wǎng)，經(jīng)分層噴射砼直到設(shè)計(jì)厚度。再鋪設(shè)土工布防水板，做二次襯砌。第17頁(yè)/共81頁(yè)施工步驟圖第18頁(yè)/共81頁(yè)施工步驟第1步黃土隧道⑴預(yù)留核心土，環(huán)向開挖上部弧形導(dǎo)坑，上臺(tái)階開挖矢跨比必須大于0.3（f/L>0.3）⑵開挖進(jìn)尺應(yīng)根據(jù)初期支護(hù)鋼架間距確定，隧道周邊部位預(yù)留30cm人工開挖，其余部位采用機(jī)械開挖。⑶核心土長(zhǎng)度控制在3～5m，寬度為隧道開挖寬度的1/3～1/2。第19頁(yè)/共81頁(yè)施工步驟巖石隧道⑴機(jī)械輔以人工開挖，最大進(jìn)尺不得超過1.5m，嚴(yán)格控制超欠挖。⑵采用弱爆破時(shí)，嚴(yán)格控制裝藥量，減少圍巖擾動(dòng)。第20頁(yè)/共81頁(yè)施工步驟第2、3步左、右側(cè)中臺(tái)階開挖：開挖進(jìn)尺應(yīng)根據(jù)初期支護(hù)鋼架間距確定，最大不得超過1.5m，開挖高度一般為3～3.5m，左、右側(cè)臺(tái)階錯(cuò)開2～3m，開挖后立即初噴3～5混凝土，及時(shí)進(jìn)行噴、錨、網(wǎng)系統(tǒng)支護(hù)，接長(zhǎng)鋼架，在鋼架墻腳以上30cm高度處，緊貼鋼架兩側(cè)邊沿按下傾角30°打設(shè)鎖腳錨桿，鎖腳錨桿與鋼架牢固焊接，復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度。第21頁(yè)/共81頁(yè)施工步驟第4、5步左、右側(cè)下臺(tái)階開挖：開挖進(jìn)尺應(yīng)根據(jù)初期支護(hù)鋼架間距確定，最大不得超過1.5m，開挖高度一般為3～3.5m，左、右側(cè)臺(tái)階錯(cuò)開2～3m，開挖后立即初噴3～5混凝土，及時(shí)進(jìn)行噴、錨、網(wǎng)系統(tǒng)支護(hù)，接長(zhǎng)鋼架，在鋼架墻腳以上30cm高度處，緊貼鋼架兩側(cè)邊沿按下傾角30°打設(shè)鎖腳錨桿，鎖腳錨桿與鋼架牢固焊接，復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度。第22頁(yè)/共81頁(yè)施工步驟第6步：上、中、下臺(tái)階開挖預(yù)留的核心土。⑴開挖進(jìn)尺應(yīng)同隧道開挖進(jìn)尺一致，最大不得超過1.5m。⑵便于機(jī)械、人工作業(yè)方便，提供作業(yè)平臺(tái)。第23頁(yè)/共81頁(yè)主要施工機(jī)械

1采用國(guó)產(chǎn)WES－12A型煤電鉆改制成開挖風(fēng)鎬10臺(tái)。2自制砼襯砌臺(tái)車1臺(tái)。3PC-200挖掘機(jī)2臺(tái)。4其余如手持風(fēng)鉆（錨桿）、砼噴射機(jī)、電焊機(jī)、鋼筋切割機(jī)、砼攪拌機(jī)、出碴車輛、裝載機(jī)、注漿機(jī)、空壓機(jī)、變壓器等按常規(guī)隧道施工配置。第24頁(yè)/共81頁(yè)施工步驟第7步，隧底開挖⑴每循環(huán)開挖長(zhǎng)度控制在2～3m以內(nèi)，完成兩個(gè)隧底開挖、支護(hù)后及時(shí)施做仰拱，仰拱分段長(zhǎng)度宜為4～6m。⑵仰拱采用棧橋施工，滿足平行作業(yè)要求。第25頁(yè)/共81頁(yè)施工方法為了預(yù)防在黃土中開挖隧道的大變形和坍塌問題，采用臺(tái)階分布開挖法（又稱環(huán)形開挖留核心土法），結(jié)合噴射砼及時(shí)封閉開挖面，用超前管棚支護(hù)、鋼拱支撐、掛網(wǎng)、打錨桿等來加強(qiáng)土體強(qiáng)度及限制圍巖應(yīng)力重新分布，實(shí)施短開挖，快循環(huán)來減少對(duì)土體的擾動(dòng)，是目前黃土隧道施工的較完整的方法。第26頁(yè)/共81頁(yè)在施工工程中嚴(yán)格遵循“管超前，短開挖，強(qiáng)支護(hù)，早封閉，勤量測(cè)”的原則，采用動(dòng)態(tài)施工，實(shí)行網(wǎng)絡(luò)信息化管理，加強(qiáng)地質(zhì)超前預(yù)報(bào)，加強(qiáng)對(duì)地表、圍巖和支護(hù)的監(jiān)控量測(cè)，及時(shí)對(duì)信息進(jìn)行分析，以科學(xué)、合理的施工方法做到優(yōu)化施工。第27頁(yè)/共81頁(yè)

不同的開挖方法其安全效果不同，但是如何即能加快隧道的施工進(jìn)度又能有效保障安全，這是業(yè)主、施工監(jiān)理共同關(guān)注的問題。目前常見的開挖方法主要有臺(tái)階法、側(cè)壁導(dǎo)坑法、中隔壁法（CD）或交叉中隔壁法(CRD)。中鐵十二局又在臺(tái)階法和環(huán)形開挖法的基礎(chǔ)上推出了七步流水法等等?？傊?，不同的圍巖條件就要選擇不同且適宜的開挖方法，才能達(dá)到即快又安全的目的。這里，承包人的經(jīng)驗(yàn)就起關(guān)鍵的作用。第28頁(yè)/共81頁(yè)

大斷面隧道三臺(tái)階七步開挖法第29頁(yè)/共81頁(yè)三臺(tái)階七步開挖法施工圖第30頁(yè)/共81頁(yè)（1）施工空間大,大型施工機(jī)械可多個(gè)作業(yè)面平行施工，工效高。部分軟巖地段可采用挖掘機(jī)直接開挖下半部斷面，減少對(duì)圍巖擾動(dòng)。（2）在地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變、軟硬圍巖相間的隧道施工中，施工方法調(diào)整靈活，進(jìn)度穩(wěn)定，工期保障性強(qiáng)。（3）適應(yīng)不同跨度和多種斷面形式，不需拆除臨時(shí)施工支護(hù)，節(jié)省投資。（4）混凝土仰拱超前施作，便于初期支護(hù)及時(shí)閉合不承載，改變洞內(nèi)作業(yè)、運(yùn)輸環(huán)境。（5）全斷面一次施作防水層和灌筑混凝土襯砌，確?；炷烈r砌施工質(zhì)量。（6）無需增加特殊設(shè)備，投入少，操作性強(qiáng)，易推廣。第31頁(yè)/共81頁(yè)三臺(tái)階七步開挖法在隧道開挖過程中分上、中、下臺(tái)階和仰拱4部分，前后左右7個(gè)不同的開挖面相互錯(cuò)開并同時(shí)開挖，同時(shí)支護(hù)，形成支護(hù)整體，縮短作業(yè)循環(huán)時(shí)間，逐步向縱深挖掘。其實(shí)質(zhì)為臺(tái)階法的一種，拱部采用環(huán)形開挖預(yù)留核心土，利用核心土施壓掌子面，中部和下部也是先開挖兩側(cè)，保持中部土體不動(dòng)，保證掌子面穩(wěn)定。三臺(tái)階七步開挖法主要技術(shù)特點(diǎn)如下。第32頁(yè)/共81頁(yè)“三臺(tái)階七步開挖法”采用三層短臺(tái)階，分步平行開挖，分步平行施作拱墻初期支護(hù)，仰拱超前施做,及時(shí)閉合構(gòu)成穩(wěn)固的初期支護(hù)體系。以保護(hù)圍巖的天然承載力，減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)。經(jīng)量測(cè)監(jiān)控信息化反饋指導(dǎo)施工，及時(shí)調(diào)整支護(hù)參數(shù)和混凝土襯砌施工時(shí)間，適用于不同跨度、多種斷面形式及地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變的隧道施工中。第33頁(yè)/共81頁(yè)開挖步序圖第34頁(yè)/共81頁(yè)超前支護(hù)

（1）黃土隧道嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求施作超前支護(hù)，超前小導(dǎo)管沿線路縱坡布置于鋼架外緣。（2）軟弱破碎巖石隧道嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求施作超前支護(hù)，超前小導(dǎo)管沿線路縱坡布置于鋼架外緣。（3）嚴(yán)格按注漿工藝加固地層，保證隧道開挖在超前支護(hù)的保護(hù)下施工。第35頁(yè)/共81頁(yè)初期支護(hù)第36頁(yè)/共81頁(yè)初噴砼封閉掌子面

軟弱圍巖各步序開挖后應(yīng)立即初噴3～5cm厚混凝土封閉，避免圍巖長(zhǎng)時(shí)間暴露而導(dǎo)致失穩(wěn)。第37頁(yè)/共81頁(yè)施作系統(tǒng)錨桿

⑴初噴后及時(shí)施做系統(tǒng)錨桿，錨桿必須設(shè)置墊板。⑵巖石隧道拱部系統(tǒng)錨桿必須帶排氣裝置，采取沿錨桿孔進(jìn)漿的施工工藝。⑶黃土隧道系統(tǒng)錨桿按設(shè)計(jì)要求選用。第38頁(yè)/共81頁(yè)安裝鋼筋網(wǎng)、鋼架

⑴鋼筋網(wǎng)隨受噴面起伏鋪設(shè)，保護(hù)層厚度不小于4cm。⑵軟弱圍巖鋼架應(yīng)架設(shè)在堅(jiān)實(shí)基面上，嚴(yán)禁拱（墻）腳懸空或采用虛碴回填。第39頁(yè)/共81頁(yè)噴射砼作業(yè)

⑴二次復(fù)噴混凝土應(yīng)分層噴射，每層厚度宜為5～6cm。⑵噴射表面應(yīng)平順、無空鼓、裂縫等。第40頁(yè)/共81頁(yè)鎖腳錨桿（管）施工

（1）在鋼架拱腳以30cm高度處，緊貼鋼架兩側(cè)邊沿按下傾角30°打設(shè)鎖腳錨桿（管）。（2）鎖腳錨桿（管）加工成“L”型。（3）鎖腳錨桿（管）應(yīng)與鋼架焊接牢固，增強(qiáng)拱（墻）腳承載力，控制變形。第41頁(yè)/共81頁(yè)仰拱初支施工

⑴隧底開挖后，及時(shí)清除虛碴、雜物、泥漿、積水，初噴3～5cm厚混凝土封閉巖面。⑵按照設(shè)計(jì)要求安裝仰拱鋼架，噴射混凝土至設(shè)計(jì)厚度，使初期支護(hù)及時(shí)閉合成環(huán)。第42頁(yè)/共81頁(yè)監(jiān)控量測(cè)隧道監(jiān)控量測(cè)工作緊跟開挖、支護(hù)作業(yè)進(jìn)行布點(diǎn)和監(jiān)測(cè)，量測(cè)數(shù)據(jù)運(yùn)用工程類比法及時(shí)分析反饋，必要時(shí)根據(jù)分析結(jié)果及時(shí)調(diào)整支護(hù)參數(shù)，以保證施工安全。量測(cè)項(xiàng)目可分為必測(cè)項(xiàng)目和選測(cè)項(xiàng)目，選測(cè)項(xiàng)目可結(jié)合工程實(shí)際情況，按照《鐵路隧道監(jiān)控量測(cè)技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定選取。第43頁(yè)/共81頁(yè)超前支護(hù)施工質(zhì)量檢測(cè)一、超前錨桿1、基本要求①錨桿的材質(zhì)、規(guī)格；②超前錨桿與隧道軸線的外插角5°～10°；③錨桿搭接長(zhǎng)度不小于1m。2、實(shí)測(cè)項(xiàng)目①長(zhǎng)度－－不小于設(shè)計(jì)值；②孔位偏差－－±50mm；③孔深偏差－－±50mm；④孔徑－－大于桿體直徑＋15mm。檢查方法與頻率：尺量：檢查10％3、外觀鑒定第44頁(yè)/共81頁(yè)二、超前鋼管1、基本要求①超前鋼管的型號(hào)、規(guī)格、質(zhì)量符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求；②超前鋼管與鋼架配合使用時(shí)，應(yīng)從鋼架腹部穿過，尾端與鋼架焊接。2、實(shí)測(cè)項(xiàng)目①長(zhǎng)度－－不小于設(shè)計(jì)值；②孔位偏差－－±50mm；③孔深偏差－－±50mm；④孔徑－－大于桿體直徑＋20mm。檢查方法與頻率：尺量：檢查10％3、外觀鑒定第45頁(yè)/共81頁(yè)三、注漿效果檢查1、分析法2、檢查孔法3、聲波監(jiān)測(cè)儀這些方法目前應(yīng)用還不成熟，準(zhǔn)確性有待進(jìn)一步改進(jìn)，隧道檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)尚未列出注漿檢驗(yàn)評(píng)定的方法。第46頁(yè)/共81頁(yè)施工質(zhì)量驗(yàn)收

開挖質(zhì)量檢測(cè)隧道開挖的基本原則：在保證圍巖穩(wěn)定或減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)的前提條件下，選擇恰當(dāng)?shù)拈_挖和掘進(jìn)方式，并應(yīng)盡量提高掘進(jìn)速度。隧道開挖質(zhì)量檢測(cè)的目的：有效控制超欠挖。開挖是控制隧道工期和造價(jià)的關(guān)鍵工序。欠挖過多→不修整→影響支護(hù)厚度→工程質(zhì)量留下隱患修整→費(fèi)時(shí)、費(fèi)力→影響工程進(jìn)度。第47頁(yè)/共81頁(yè)二、超欠挖測(cè)定方法1、直接量測(cè)開挖斷面面積的方法①以內(nèi)模為參照直接量測(cè)法；②使用激光束的方法：（利用激光射線在開挖面上定出基點(diǎn)，并由該點(diǎn)實(shí)測(cè)開挖斷面面積）③使用投影機(jī)的方法：（利用投影機(jī)將基點(diǎn)或隧道基本形狀投影在開挖面上，然后根據(jù)此實(shí)測(cè)開挖斷面面積）第48頁(yè)/共81頁(yè)2、非接觸觀測(cè)法①三維近景攝影法利用拍攝手段進(jìn)行多角度、立體拍攝，不宜作為測(cè)量的手段。②直角坐標(biāo)法測(cè)量?jī)x器：激光打點(diǎn)儀、經(jīng)緯儀、水平儀、鋼尺、塔尺等。第49頁(yè)/共81頁(yè)

③極坐標(biāo)法（斷面儀法）PROFILIR4000

測(cè)量原理：極坐標(biāo)法；它是以某物理方向（如水平方向）為起算方向，按一定間距（角度或距離）依次一一測(cè)定儀器旋轉(zhuǎn)中心與實(shí)際開挖輪廓線的交點(diǎn)之間的矢徑（距離及該矢徑與水平方向的夾角），將這些矢徑端點(diǎn)依次相連即可獲得實(shí)際開挖的輪廓線。測(cè)出實(shí)際開挖斷面，并與理論設(shè)計(jì)斷面相疊加，從而得出超挖和欠挖。第50頁(yè)/共81頁(yè)第51頁(yè)/共81頁(yè)第52頁(yè)/共81頁(yè)a、激光斷面儀的用途:

用于隧道施工過程開挖斷面檢測(cè)；工程限界驗(yàn)收檢測(cè)；隧道形變檢測(cè)等場(chǎng)合之中；也可用于小于60米以內(nèi)的建筑物距離的檢測(cè)；或類似的其它條件的檢測(cè)；如正在建設(shè)的公路鐵路等路基土石方測(cè)算；橋梁靜載測(cè)試護(hù)坡?lián)跬翂Φ尿?yàn)收檢測(cè)等工作；可以測(cè)量前方斷面；主要用于快速檢測(cè)剛開挖的隧道斷面；在要求精度較高的場(chǎng)合應(yīng)以測(cè)量當(dāng)前斷面為主；根據(jù)設(shè)計(jì)好的炮眼數(shù)據(jù)對(duì)炮眼位置進(jìn)行指示，方便施工；也可以對(duì)隧道輪廓進(jìn)行放樣；測(cè)量圍巖收斂，記錄圍巖的收斂情況；方便檢測(cè)隧道等的變形。第53頁(yè)/共81頁(yè)第54頁(yè)/共81頁(yè)b、主要技術(shù)指標(biāo)檢測(cè)半徑1～45米；

檢測(cè)時(shí)間自動(dòng)檢測(cè)約為5分鐘一個(gè)斷面(50個(gè)點(diǎn))；測(cè)距精度優(yōu)于±1毫米；測(cè)角精度優(yōu)于0.01°；方位角范圍30°～330°儀器測(cè)頭垂直向下為零度；手動(dòng)測(cè)頭轉(zhuǎn)動(dòng)方位角范圍0°～350°；定位測(cè)量方式具有垂直向下激光定心標(biāo)志測(cè)距功能；可連續(xù)紀(jì)錄斷面數(shù)大于2500個(gè)斷面.每個(gè)斷面選50個(gè)點(diǎn)。第55頁(yè)/共81頁(yè)§4初期支護(hù)施工質(zhì)量檢測(cè)

初期支護(hù)：隧道開挖后，除圍巖完全能夠自承而無須支護(hù)以外，在圍巖穩(wěn)定能力不足時(shí)，則須加以支護(hù)才能使其進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，稱為初期支護(hù)。初期支護(hù)質(zhì)量檢測(cè)包含：錨桿、噴射混凝土、鋼拱架。第56頁(yè)/共81頁(yè)一、錨桿

1、錨桿作用原理①“懸吊”作用。所謂“懸吊”作用是指為防止個(gè)別危巖的掉落或滑落，用錨桿將其同穩(wěn)定圍巖聯(lián)結(jié)起來，懸吊作用主要表現(xiàn)的加固局部失穩(wěn)的巖體。第57頁(yè)/共81頁(yè)②提高層間摩阻力，形成“組合梁”；對(duì)于水平或緩傾斜的層狀圍巖，用錨桿群能把數(shù)層巖層連在一起，增大層理間摩阻力，從結(jié)構(gòu)力學(xué)觀點(diǎn)看就是形成“組合梁”

第58頁(yè)/共81頁(yè)③加固圍巖；由于錨桿的加固作用，使圍巖中，尤其是松動(dòng)區(qū)中的節(jié)理裂隙，破裂面等得以聯(lián)結(jié)，因而增長(zhǎng)了錨固區(qū)圍巖的強(qiáng)度（即c、φ值）；錨桿將節(jié)理發(fā)育的巖體和松動(dòng)圍巖形成整體，成為隧道外圍的道“加固帶”

第59頁(yè)/共81頁(yè)2、錨桿質(zhì)量檢測(cè)錨桿質(zhì)量檢測(cè)包括加工質(zhì)量、安裝尺寸、拉拔力試驗(yàn)、砂漿錨桿注滿度等。①安裝尺寸檢查錨桿位置；孔位偏差±15mm；孔深偏差±50mm；孔徑大?。?5mm。②錨桿拉拔力試驗(yàn)（拉拔力指錨桿能承受的最大拉力）錨桿拉力試驗(yàn)不是檢驗(yàn)錨桿的安裝質(zhì)量，而是檢驗(yàn)該類圍巖能否用錨桿加固第60頁(yè)/共81頁(yè)③砂漿錨桿注滿度檢測(cè)

Thurner原理：為了檢查錨桿周圍的砂漿是否均勻、密實(shí)。1978年，瑞典的H.Thurner提出測(cè)超聲能量損耗來判定砂漿、灌注質(zhì)量的好壞。在錨桿體外端發(fā)射一個(gè)超聲波脈沖，它沿桿體鋼筋以管道波形式傳播，到達(dá)鋼筋底端反射，在桿體外端可接收此反射波。第61頁(yè)/共81頁(yè)

如果鋼筋外密實(shí)、飽滿地由水泥砂漿握裹，砂漿又與周圍巖體粘結(jié)，則超聲波在傳播過程中，不斷從鋼筋通過水泥砂漿向巖體擴(kuò)散，能量損失很大，在桿體外端測(cè)得的反射波振幅很小，甚至測(cè)不到；如果無砂漿握裹，僅是一根空桿，則超聲波僅在鋼筋中傳播，能量損失不大，接收到的反向波振幅則較大；如果握裹砂漿不密實(shí)，中間有空洞或缺失，則得到的反射波振幅的大小介于前二者之間。由此，可以根據(jù)反射波振幅大小判定水泥砂漿的飽滿程度。第62頁(yè)/共81頁(yè)二、噴射混凝土

1、噴射混凝土作用原理①支承圍巖由于噴層能與圍巖密貼和粘結(jié)并給圍巖表面以抗力和剪力，從而使圍巖處于三向受力的有利狀態(tài)，此外噴層本身的抗沖能阻止不穩(wěn)塊體的塌滑。第63頁(yè)/共81頁(yè)②卸載作用由于噴層屬柔性，能有控制地使圍巖在不出現(xiàn)有害變形的前提下，進(jìn)入一定程度的塑性，從而使圍巖“卸載”。③填平補(bǔ)強(qiáng)圍巖噴射混凝土可射入圍巖張開的裂隙，填充有凹穴，使裂隙分割的巖塊層面粘聯(lián)在一起，保持巖塊間的咬合、鑲嵌作用，提高其間的粘結(jié)力摩阻力，有利于防止圍巖松動(dòng)，并避免或緩和圍巖應(yīng)力集中。第64頁(yè)/共81頁(yè)④覆蓋圍巖表面（封閉作用）噴層直接粘貼表面，形成防風(fēng)化和止水的防護(hù)層，并阻止節(jié)理裂隙中充填物流失。⑤分配外力通過噴層把外力傳給錨桿、網(wǎng)架等，使支護(hù)結(jié)構(gòu)受力均勻分擔(dān)。第65頁(yè)/共81頁(yè)2、檢測(cè)項(xiàng)目及方法㈠檢測(cè)項(xiàng)目①?gòu)?qiáng)度：（壓、拉、剪、勞、粘）相互關(guān)聯(lián)，噴射砼抗壓強(qiáng)度是表示其物理力學(xué)性能及耐久性的一個(gè)綜合指標(biāo)。故一般只檢測(cè)抗壓強(qiáng)度及粘結(jié)強(qiáng)度。②厚度：（100mm～300mm）之間③粉塵、回彈檢查第66頁(yè)/共81頁(yè)㈡強(qiáng)度及厚度的檢測(cè)方法⑴抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法①噴大板切割法——簡(jiǎn)單不準(zhǔn)確②鑿方切割法——可靠太麻煩⑵噴射砼與圍巖粘性強(qiáng)度試驗(yàn)試塊制作方法：①成型試驗(yàn)法；用劈裂法進(jìn)行試驗(yàn)②直接拉拔法。

⑶厚度①鑿孔：噴射8h以內(nèi)，用短桿將孔鑿出，厚度不足時(shí)可及時(shí)補(bǔ)噴。②激光斷面儀③地質(zhì)雷達(dá)第67頁(yè)/共81頁(yè)（三）質(zhì)量評(píng)判：

10組以下試件抗壓強(qiáng)度的平均值Rn≥1.05R設(shè)計(jì)值

Rmin≥0.9R設(shè)計(jì)值

10組以上試件抗壓強(qiáng)度的平均值Rn≥1.0R設(shè)計(jì)值

Rmin≥0.85R設(shè)計(jì)值第68頁(yè)/共81頁(yè)2、鋼支撐的檢測(cè)⑴加工質(zhì)量檢測(cè)：①尺寸；②強(qiáng)度、剛度；③焊接；⑵安裝質(zhì)量檢測(cè)：①安裝尺寸；②傾斜度；③連接與固定；3、鋼支撐與錨噴支護(hù)的區(qū)別區(qū)別在于作用機(jī)理不同鋼支撐是依靠“被動(dòng)支撐”來維護(hù)圍巖穩(wěn)定傳統(tǒng)的支護(hù)方式錨噴支護(hù)則依賴“主動(dòng)加固”來保持圍巖穩(wěn)定現(xiàn)代的支護(hù)方式第69頁(yè)/共81頁(yè)

錨噴支護(hù)中錨桿和噴射混凝土兩者是相互依存的關(guān)系，在某些情況下可能是以其中的一種為主，另一種為輔；在大多數(shù)情況下兩者應(yīng)并重。而我們?cè)谑┕み^程中往往會(huì)出現(xiàn)“重噴輕錨”的不正確觀點(diǎn)，在某些情況下（如大跨度洞室，層狀頂板或軟弱圍巖等情況），錨桿起著主要作用。若不加錨桿光靠噴層往往難以解決問題，在這種情況下，設(shè)計(jì)上應(yīng)“以錨為主，錨噴結(jié)合”。在實(shí)際的施工過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)“長(zhǎng)錨短打”、“厚噴減薄”的情況，因此應(yīng)加強(qiáng)施工期間錨噴支護(hù)的質(zhì)量檢測(cè)。第70頁(yè)/共81頁(yè)四、初期支護(hù)及二襯背后的檢測(cè)

1、檢測(cè)方法：地質(zhì)雷達(dá)法

2、檢測(cè)內(nèi)容：①支護(hù)、襯砌厚度②背部回填的密實(shí)度③背后的空洞④內(nèi)部的鋼架、鋼筋分布

3、地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)原理：地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)是根據(jù)電磁波在不同電性介質(zhì)里傳播時(shí)其波形特征發(fā)生改變，進(jìn)而推測(cè)介質(zhì)分布情況。介質(zhì)的電性特征是指介質(zhì)的介電常數(shù)，電導(dǎo)率和衰減系數(shù)。

4、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)線布置現(xiàn)場(chǎng)測(cè)線一般以縱向?yàn)橹鳎h(huán)向?yàn)檩o，縱向測(cè)線有3測(cè)線、5測(cè)線、7測(cè)線等。環(huán)向測(cè)線一般以點(diǎn)測(cè)為主。第71頁(yè)/共81頁(yè)

⑴隧道進(jìn)洞前，及時(shí)做好洞頂及洞口防排水系統(tǒng)。洞頂及洞口排水溝采用鋪砌，用砂漿抹面，防止地表水及施工用水下滲，影響結(jié)構(gòu)安全。施工安全控制要點(diǎn)

——姜軍第72頁(yè)/共81頁(yè)

⑵三臺(tái)階七步開挖法施工應(yīng)做好工序銜接。工序安排應(yīng)緊湊，盡量減少圍巖暴露時(shí)間，避免因長(zhǎng)時(shí)間暴露引起圍巖失穩(wěn)。

1.初期支護(hù)應(yīng)及時(shí)封閉成環(huán)，全斷面初期支護(hù)閉合時(shí)間宜控制在15d