隧道支護施工課件

第二節(jié)隧道支護施工第二節(jié)隧道支護施工支護技術（Supporttechnology

）地下工程支護從支護時間分：初期支護、一次支護或臨時支護二次襯砌、永久支護被動式支護：木棚支架、鋼筋混凝土支架、金屬型鋼支架、料石碹、混凝土及鋼筋混凝土碹等。從支護效果分：積極支護：錨噴支護、錨網(wǎng)支護、錨梁支護、錨索支護、錨注支護。支護技術（Supporttechnology）地下工程

施工的基本原則：

“少擾動、早噴錨、勤量測、緊封閉”。施工的基本原則：一、初期支護初期支護應緊跟開挖及時施作，并應及早封閉成環(huán)。軟弱圍巖隧道Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ級圍巖初期支護封閉位置距離掌子面不得大于35m。隧道開挖過程中應嚴格管理施工用水，避免浸泡初期支護拱（墻）腳土體。初期支護仰拱施工應快挖、快支、快速封閉。非爆破開挖和爆破開挖仰拱初期支護應分別于8h和12h內(nèi)完成開挖、架設拱架、噴射混凝土封閉作業(yè)。雙線Ⅳ、Ⅴ級圍巖隧道臺階法施工時，應設置鎖腳錨桿（管）、橫向臨時支撐或臨時仰拱等控制拱（墻）腳位移的措施。雙線Ⅴ級圍巖隧道采用臺階法施工時應設置橫向臨時支撐或臨時仰拱，臨時支撐采用型鋼，縱向每2榀設1處。一、初期支護初期支護應緊跟開挖及時施作，并應及早封閉成環(huán)。軟（

1）定義

：噴射混凝土支護是將一定配比的混凝土，用壓

縮空氣以較高速度噴射到洞室?guī)r面上，形成混凝土支護層的一種支護形式。

（一）、方式1.噴射混凝土支護(shotcretesupport)

（1）定義：噴射混凝土支護是將一定配比的混凝土，用壓▲充填粘結(jié)作用高速噴射的混凝土充填到圍巖的節(jié)理、裂隙及凹凸不平的巖石中，把圍巖粘結(jié)成一個整體，大大提高了圍巖的整體性和強度。

▲封閉作用當隧道圍巖壁面噴上一層混凝土后，完全隔絕了空氣、水與圍巖的接觸，有效地防止了風化、潮解引起的圍巖破壞和強度降低?！Y(jié)構作用靠噴射混凝土與圍巖之間的粘結(jié)力及其自身的抗剪力，形成一個共同受力的承載結(jié)構。且噴射混凝土層將錨桿、鋼筋網(wǎng)和圍巖粘結(jié)在一起，構成一個共同作用的整體結(jié)構，從而提高了支護結(jié)構的整體承載能力。（2）.噴射混凝土作用原理

▲充填粘結(jié)作用（2）.噴射混凝土作用原理

▲水泥基本要求是：凝結(jié)快，保水性好，早期強度增長快，收縮較少。應優(yōu)先選用普通硅酸鹽水泥。水泥標號一般不得低于32.5。

▲砂子中砂或粗砂，一般用細砂（易干縮、粉塵大）細度模數(shù)：應大于2.5含水率：5％～7％為宜含泥量：不得大于3％

（3）.噴射混凝土材料

▲水泥（3）.噴射混凝土材料

▲石子（又叫瓜子片）堅硬耐久的卵石或碎石。最大粒徑：20mm。為減少回彈量，大于15mm粒徑的顆?？刂圃?0％以下。石子的含泥量不得大于1％。

▲水不應含有害雜質(zhì)，不得使用污水及pH<4的酸性水一般用普通自來水。

噴射混凝土材料：▲石子（又叫瓜子片）噴射混凝土材料：▲速凝劑

作用：加快噴射混凝土凝固速度的外加劑形狀：粉狀和液體，目前國內(nèi)粉狀為多。

型號：紅星Ⅰ型、711型、陽泉Ⅱ型、782型、J85型等。

摻量：一般摻量為水泥重量的2.5％～4％速凝效果與水泥品種、速凝劑摻量、水灰比、施工溫度等有關。加入適量的速凝劑，可大大提高噴射混凝土的早期強度，但后期強度卻略有降低，且加大了混凝土的收縮。因此，在滿足施工條件下，應盡量少摻速凝劑，并拌合均勻?！倌齽?/p>

▲配合比為了減少噴混凝土時的回彈量，與普通混凝土相比，其石子含量要少得多，且粒徑也小，而砂子含量則相應增大，一般含砂率在50％左右效果較好。一般噴射混凝土的配合比：

噴砂漿：水泥：砂子為1：(2～2.5)水灰比0.4～0.55。

噴混凝土：水泥：砂：石子為1：2：2或1：2.5：2；水灰比0.4～0.5。噴射混凝土材料：▲配合比噴射混凝土材料：▲轉(zhuǎn)子Ⅱ型干式混凝土噴射機

（4）.噴射混凝土機具

▲轉(zhuǎn)子Ⅱ型干式混凝土噴射機（4）.噴射混凝土機具▲HPC—V型混凝土噴射機

是轉(zhuǎn)子Ⅱ型的改進型，采用潮式噴法，將初拌后的潮料加入料斗，速凝劑采用自動添加，由配料盤輸入轉(zhuǎn)子料腔，再由壓縮空氣將料腔中的混合料送出機體。▲PC5B型混凝土噴射機亦屬轉(zhuǎn)子型噴射機，可進行潮式作業(yè)。采用了防粘轉(zhuǎn)子，體積小、重量輕、作業(yè)時粉塵少、回彈率低、易損部件壽命長、使用維修方便。尤其采用了分體式防粘轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子不粘結(jié)、不堵塞，作業(yè)環(huán)境好，勞動強度低。▲HPC—V型混凝土噴射機

PC5B型潮式混凝土噴射機

PC5B型潮式混凝土噴射機濕式混凝土噴射機濕式混凝土噴射機噴射混凝土機械手噴射混凝土機械手▲噴射作業(yè)前，應進行噴射機試運轉(zhuǎn)?！鴩娚渥鳂I(yè)開始時先送風后開機，再給料；噴射結(jié)束時，應待噴漿機及輸料管內(nèi)的混合料噴完后再停機、關風。▲噴射時應按分段、分片、自下而上、先墻后拱的順序操作?！鴩娚錂C供料應保持連續(xù)、均勻，以利噴射手控制水灰比?！娚渥鳂I(yè)時，噴頭應正對受噴面呈螺旋形軌跡均勻地移動，以使混凝土噴射密實、均勻和表面光滑平順。（5）.噴射混凝土工藝

▲噴射作業(yè)前，應進行噴射機試運轉(zhuǎn)。（5）.噴射混凝土工藝▲工作壓力工作壓力是指噴射混凝土正常施工時，噴射機轉(zhuǎn)子體內(nèi)的壓氣壓力?？刂茪鈮?，就是要保證噴頭處混凝土的噴射速度穩(wěn)定在一個合理的范圍內(nèi)。一般混合料水平輸送距離30m～50m條件下，噴射機的供氣壓力保持在0.12MPa～0.18MPa為宜。（6）.噴射混凝土的主要工藝參數(shù)

▲工作壓力（6）.噴射混凝土的主要工藝參數(shù)▲水壓為了保證噴頭處加水能使隨氣流迅速通過的混凝土混合料充分濕潤，通常要求水壓比氣壓高0.1MPa左右。

▲水灰比（w/cratio）理論上最佳水灰比為0.4～0.5實際上全靠噴射手的經(jīng)驗加以控制混凝土易粘著，回彈量小，表面有一定光澤，無干斑或滑移流淌現(xiàn)象說明水灰比適宜。噴射混凝土的主要工藝參數(shù)：▲水壓噴射混凝土的主要工藝參數(shù)：▲噴頭方向噴頭噴射方向與受噴面垂直，并略向剛噴過的部位傾斜，除噴巷幫側(cè)墻下部時，噴頭的噴射角度可下俯10°∽15°外，其他部位噴射時，均要求噴頭的噴射方向基本上垂直于圍巖受噴面?！鴩婎^與受噴面的距離最大0.8m～1.0m。應根據(jù)輸料距離、供氣壓力大小調(diào)整。噴距過大、過小，均可引起回彈量的增大。噴射混凝土的主要工藝參數(shù)：▲噴頭方向噴射混凝土的主要工藝參數(shù)：▲一次噴射厚度當噴層較厚時，噴射作業(yè)需分層進行。通常應在前一層混凝土終凝后方可施噴后一層。若終凝1h以后再進行二次噴射時，應先用壓氣、壓水沖洗噴層表面，去掉粉塵和雜物。一次噴射厚度應根據(jù)巖性、圍巖應力、裂隙、隧道規(guī)格尺寸，以及與其他形式支護的配合情況等因素確定。一次噴射的最大厚度：拱部不得超過10cm，邊墻不得超過15cm。噴射混凝土的主要工藝參數(shù)：▲一次噴射厚度噴射混凝土的主要工藝參數(shù)：表7一次噴射厚度（mm）噴射部位摻速凝劑不摻速凝劑邊墻70～10050～70拱部50～7030～50表7一次噴射厚度（mm）噴射部位摻速凝劑不摻速凝劑邊工人正在作業(yè)工人正在作業(yè)▲噴射混凝土強度就地提取噴混凝土試件做抗壓強度試驗。對特殊要求的，可增做抗拉強度與巖面的粘結(jié)力、抗?jié)B性等相應試驗?？箟簭姸炔粦陀跇藴手??！鴩娚浠炷梁穸饶Y(jié)前用針探法檢測，凝結(jié)后用鑿孔尺量法或取芯法檢測。要求噴層厚度不小于設計值的90％。

（7）.噴射混凝土質(zhì)量檢測

▲噴射混凝土強度（7）.噴射混凝土質(zhì)量檢測2.錨桿支護

錨桿是用金屬、木質(zhì)、化工等材料制作的一種桿狀構件。錨桿支護是首先在巖壁上鉆孔，然后通過一定施工操作將錨桿安設在地下工程的圍巖或其它工程體中，即能形成承載結(jié)構、阻止變形的圍巖拱結(jié)構或其它復合結(jié)構的一種支護方式。棚式支架是在地下工程圍巖外部對巖石進行支撐，它只是被動地承受圍巖產(chǎn)生的壓力和防止破碎的巖石冒落。錨桿支護則是通過錨入圍巖內(nèi)部的錨桿改變圍巖本身的力學狀態(tài)，在圍巖中形成一個整體而又穩(wěn)定的巖石帶，利用錨桿與圍巖共同作用，達到維護巷道穩(wěn)定的目的。是一種積極防御的支護方法。錨桿支護效果好，用料省，施工簡單，有利于機械化操作，施工速度快。但錨桿不能封閉圍巖，防止圍巖風化；不能防止各錨桿之間裂隙巖石的剝落。在圍巖不穩(wěn)定情況下，往往需配合其它支護措施，如掛金屬網(wǎng)、噴射混凝土等，形成聯(lián)合支護形式。2.錨桿支護●懸吊理論通過錨桿將不穩(wěn)定的巖層和危石懸吊在上部堅硬穩(wěn)定的巖體上，以防止其離層滑脫。

（1）錨桿作用原理

●懸吊理論（1）錨桿作用原理●組合梁理論

是指把層狀巖體看成一種梁（簡支梁），沒有錨固時，它們只是簡單地疊合在一起。由于層間抗剪能力不足，各層巖石都是各自單獨地彎曲。

錨桿作用原理:●組合梁理論錨桿作用原理:●擠壓加固拱理論對于破裂狀圍巖，在錨桿擠壓力作用下，在每根錨桿周圍都形成一個以錨桿兩頭為頂點的錐形體壓縮區(qū)，各錨桿所形成的壓縮區(qū)彼此重疊，便形成一條拱形連續(xù)壓縮帶。錨桿作用原理:●擠壓加固拱理論錨桿作用原理:●三向應力平衡作用地下工程的圍巖在未開挖前處于三向受壓狀態(tài)，開挖后圍巖則處于二向受力狀態(tài)，故易于破壞而喪失穩(wěn)定性。錨桿安裝以后，相當于巖石又恢復了三向受力狀態(tài)，從而增大了它的強度。上述錨桿的支護作用原理在實際工程中并非孤立存在，往往是幾種作用同時存在并綜合作用，只是在不同的地質(zhì)條件下某種作用占主導地位而已?；緱l件錨桿受力變形，本身不受破壞錨桿與圍巖保持緊密接觸錨桿作用原理:●三向應力平衡作用錨桿作用原理:按錨固方式分機械式粘結(jié)式摩擦式端頭錨固全長錨固(2）錨桿的種類及安裝方法

按錨桿材料分木質(zhì)金屬

化工按錨固方式分機械式粘結(jié)式摩擦式端頭錨固全長錨隧道支護施工課件全長粘結(jié)型端頭錨固型

端頭錨固錨桿：錨固力集中在錨孔內(nèi)一端的錨桿。如金屬倒楔式、金屬楔縫式、快凝水泥式、樹脂藥包式、脹殼式等。

全長錨固錨桿：錨固力分布在錨孔內(nèi)全長的錨桿。如金屬砂漿式、水力膨脹式、吹脹式、管縫式、樹脂藥包式、內(nèi)注漿式等。全長粘結(jié)型端頭錨固型端頭錨固錨桿：錨固力集中在錨孔內(nèi)一端的這種錨桿是在孔內(nèi)放入鋼筋或鋼索，孔內(nèi)灌入砂漿或水泥漿，利用砂漿或水泥漿與鋼筋、孔壁間的粘結(jié)力錨固巖層。鋼筋灌漿錨桿一般用螺紋鋼制作。在礦山，鋼索可用廢舊的鋼絲繩制作，節(jié)省工程費用。灌漿錨桿的安裝有先灌后錨式和先錨后灌式兩種，可根據(jù)灌漿材料和桿體材料的不同選擇。采用鋼筋錨桿時，先灌后錨或者先錨后灌都可，采用鋼索時一般用先錨后灌法。金屬灌漿錨桿:這種錨桿是在孔內(nèi)放入鋼筋或鋼索，孔內(nèi)灌入砂漿或水泥漿，利用砂這種錨桿多為端頭錨固型，其原理是在孔內(nèi)放入錨固劑，利用錨固劑把錨桿的內(nèi)端錨定在錨孔內(nèi)。根據(jù)所使用的錨固劑不同，分為樹脂錨桿、快硬水泥錨桿和快硬膨脹水泥錨桿三種。樹脂錨桿由桿體和樹脂錨固劑組成，錨固劑被制成圓卷狀，外用塑料包裝，內(nèi)裝樹脂粘結(jié)劑填料和固化劑，樹脂填料和固化劑之間用塑料紙隔開。錨固劑粘結(jié)錨桿:這種錨桿多為端頭錨固型，其原理是在孔內(nèi)放入錨固劑，利用錨固劑固化劑樹脂填料

（a）錨桿桿體（b）樹脂藥卷快硬水泥玻璃纖維紗網(wǎng)外套內(nèi)套空心紗網(wǎng)錨固劑

（c）快硬水泥卷（d）快硬膨脹水泥卷固化劑樹脂填料快硬水泥玻璃纖維紗網(wǎng)外套內(nèi)套空心紗網(wǎng)錨固劑

這是一類可用于注漿的錨桿。在破碎巖體中施工時，為了加固圍巖，利用錨桿進行注漿，形成錨注支護形式。這類錨桿形式較多，如普通式、自進式、半自進式、脹殼式、組合式等。中空注漿錨桿:

（a）自鉆式中空注漿錨桿（b）脹殼式中空注漿錨桿這是一類可用于注漿的錨桿。在破碎巖體中施工時，為了加固圍巖，隧道支護施工課件▲錨桿的長度L（取下列兩公式中的最大值）常用錨桿長度為1.4m～3.5m。

；L>2S（圍巖中節(jié)理間距）

式中B—洞室跨度，m；n—圍巖穩(wěn)定性系數(shù)，穩(wěn)定性較好0.9；中等穩(wěn)定1.0；穩(wěn)定性較差1.1；不穩(wěn)定1.2；▲錨桿直徑d主要依錨桿的類型和錨固力而定，常用錨桿直徑為16mm～24mm。

(3).錨桿支護技術參數(shù)

▲錨桿的長度L（取下列兩公式中的最大值）(3).錨桿支護技術按懸吊理論計算錨桿長度L=KH＋L1＋L2

K－安全系數(shù)，一般取2；H－軟弱巖層厚度（或冒落拱高度），m；L1－錨桿錨入穩(wěn)定巖層的深度，一般取0.25~0.23m；L2－錨桿外露長度，一般取0.1m。按懸吊理論計算錨桿長度L=KH＋L1＋L2K－安全系數(shù)，▲錨桿間距D（取下列兩式中的最小值）D≤0.5L；D<3S′（圍巖裂隙間距）一般為0.8~1.0m，最大不超過1.5m。

▲布置方式：方形、梅花形布置▲錨桿方向：原則上應盡可能與層面垂直布置，或使其與巖面形成較大的角度；對于傾斜的成層巖層，錨桿應與層面斜交布置，以便充分發(fā)揮錨桿的作用?！^桿間距D（取下列兩式中的最小值）隧道支護施工課件(4).錨桿施工(4).錨桿施工隧道支護施工課件錨桿安裝允許偏差應符合下列規(guī)定錨桿孔的孔徑應符合設計要求。錨桿孔的深度應大于錨桿長度的10cm。錨桿孔距允許偏差為+15cm。錨桿插入長度不得小于設計長度的95％，且應位于孔的中心。砂漿錨桿的灌注砂漿飽滿度應大于80％。錨桿與噴錨支護：設置錨桿(還可以張掛金屬網(wǎng))再加噴混凝土。錨桿安裝允許偏差應符合下列規(guī)定錨桿孔的孔徑應符合設計要求。（三）鋼拱架（格柵拱架、型鋼拱架）適用：自穩(wěn)時間短的Ⅳ、Ⅴ級圍巖鋼拱架可用型鋼或格柵鋼架制作。型鋼多用槽鋼、工字鋼、鋼管或鋼筋制作。型鋼拱架重量大，消耗鋼材多，在公路、鐵路隧道工程中的初次支護中多用格柵鋼架。格柵鋼架一般與錨噴支護聯(lián)合采用。格柵鋼架由鋼筋焊接而成，受力性能較好，安裝方便，并能和噴射混凝土結(jié)合較好，節(jié)省鋼材，優(yōu)點較多。

（三）鋼拱架（格柵拱架、型鋼拱架）適用：自穩(wěn)時間短的Ⅳ、Ⅴ級鋼拱架：鋼材品種、規(guī)格、間距，間距允許偏差±100mm。襯砌類型Ⅳ級Ⅳ級加強Ⅴ級Ⅴ級加強鋼架類型高150Φ22格柵高150Φ25格柵I20a型鋼I20a型鋼縱距（m）1.01.00.80.6鋼拱架：鋼材品種、規(guī)格、間距，間距允許偏差±100mm。襯砌鋼拱架可用型鋼或格柵鋼架制作。型鋼多用槽鋼、工字鋼、鋼管或鋼筋制作。型鋼拱架重量大，消耗鋼材多，在公路、鐵路隧道工程中的初次支護中多用格柵鋼架。格柵鋼架一般與錨噴支護聯(lián)合采用。格柵鋼架由鋼筋焊接而成，受力性能較好，安裝方便，并能和噴射混凝土結(jié)合較好，節(jié)省鋼材，優(yōu)點較多。

鋼拱架可用型鋼或格柵鋼架制作。型鋼多用槽鋼、工字鋼、鋼管或鋼圖2-83格柵鋼架構造（尺寸單位：mm）a）格柵鋼拱架示意圖；b）接頭示意圖；c）格柵鋼架斷面；d）工字鋼鋼架；e）鋼管鋼架；f）鋼管鋼架可塑接頭

圖2-83格柵鋼架構造（尺寸單位：mm）隧道支護施工課件隧道支護施工課件隧道支護施工課件隧道支護施工課件隧道支護施工課件鋼架安裝應符合下列要求鋼架安裝不得侵入二次襯砌斷面，相鄰鋼架及各節(jié)鋼架間的連接應符合設計要求。鋼架應在初噴混凝土后及時架設。鋼架安裝前應清除虛渣及雜物。安裝時各節(jié)鋼架連接板間應螺栓連接牢固、密貼，沿鋼架外緣2m應用鋼鍥或混凝土預制塊與初噴混凝土楔緊。鋼架應與鎖腳錨桿焊接牢固，鋼架之間應設縱向連接。鋼架背后的間隙應用噴射混凝土充填密實，應先噴射鋼架與壁面之間的混凝土，后噴射鋼架之間的混凝土。除可縮性鋼架的可縮節(jié)點部位外，鋼架應全部被噴射混凝土覆蓋。采用分部開挖施工時，鋼架拱腳應施作鎖腳錨桿，下半開挖后鋼架應及時落底。仰拱底設有鋼架時，應一次全幅安裝并噴射混凝土覆蓋，及早閉合成環(huán)。鋼架安裝應符合下列要求鋼架安裝不得侵入二次襯砌斷面，相鄰鋼架(二)鋼筋網(wǎng)鋼筋網(wǎng)的安裝位置應符合設計要求，并與錨桿或其他固定裝置聯(lián)結(jié)牢固。工藝要求：鋼筋網(wǎng)應在巖面噴射一層混凝土后再鋪掛，底層噴射混凝土的厚度不得小于4cm。之后再支立鋼拱架。設計要求：鋼筋網(wǎng)應與錨桿連接牢固，且鋼筋網(wǎng)保護層厚度不得小于3cm；噴射中當有脫落的巖塊或混凝土被鋼筋網(wǎng)架住時，應及時清除后再噴射。鋼筋網(wǎng)的網(wǎng)格間距應符合設計要求，網(wǎng)格尺寸允許偏差為+10㎜；鋼筋網(wǎng)搭接長度應為1～2個網(wǎng)孔，允許偏差為+50㎜。(二)鋼筋網(wǎng)鋼筋網(wǎng)的安裝位置應符合設計要求，并與錨桿或其他隧道支護施工課件鋼筋網(wǎng)：鋼筋品種、規(guī)格、網(wǎng)格間距和搭接長度：襯砌類型Ⅲ級Ⅲ級加強Ⅳ級Ⅳ級加強Ⅴ級Ⅴ級加強網(wǎng)格間距（cm）25×2525×2520×2020×2020×2020×20鋼筋規(guī)格φ6φ6φ6φ6φ8φ8鋼筋網(wǎng)：鋼筋品種、規(guī)格、網(wǎng)格間距和搭接長度：襯砌類型Ⅲ級Ⅲ級支護結(jié)構初期支護(一次支護)永久支護(二次支護，二次襯砌)一次支護是為了保證施工的安全、加固巖體和阻止圍巖的變形二次支護是為了保證隧道使用的凈空和結(jié)構的安全而設置的永久性襯砌結(jié)構，承受圍巖壓力支護結(jié)構初期支護(一次支護)永久支護(二次支護，二次襯砌)一現(xiàn)澆混凝土襯砌施工的主要工序有：準備工作（材料、灌注前）拱架與模板施工混凝土制備與運輸混凝土灌筑混疑土養(yǎng)護與拆模等

二、現(xiàn)澆（模筑）混凝土襯砌施工

現(xiàn)澆混凝土襯砌施工的主要工序有：二、現(xiàn)澆（模筑）混凝土襯砌隧道支護施工課件1.準備工作清理場地，中線和水平測量，放線定位，架設襯砌模板支架或架立拱架，襯砌材料、機具準備等。

2.拱架與模板施工

拱架間距：一般可取1m，最大不應超過1.5m。

拱架材料：宜采用金屬或其它新型模板結(jié)構，裝拆方便、表面光滑、接縫嚴密、有足夠的剛度和穩(wěn)定性。

現(xiàn)澆混凝土襯砌施工：1.準備工作現(xiàn)澆混凝土襯砌施工：

模板形式：襯砌模板臺車或移動式整體模架普通鋼模板或鋼木混合模板（中、小長度隧道）拱架形式：一般多采用鋼拱架，用廢舊鋼軌制成。

拱架模板架設：位置準確，連接牢固，嚴防走動；用前應先在樣臺上試拼裝；拱架外緣與圍巖之間加支撐頂緊；預留沉落量；擋頭板應按襯砌斷面制作，與巖壁間隙應嵌堵緊密；拱架應在垂直于隧道中線方向架設?，F(xiàn)澆混凝土襯砌施工：模板形式：襯砌模板臺車或移動式整體模架現(xiàn)澆混凝土襯

■立墻架時應做好以下工作：①立墻架時，應對墻基標高進行檢查；②襯砌施工時，其中線，標高、斷面尺寸和凈空大小均須符合隧道設計要求；③模筑襯砌的模板放樣時，允許將設計的襯砌輪廓線擴大50mm，確保襯砌不侵入隧道建筑限界；④襯砌的施工縫應與設計的沉降縫、伸縮縫結(jié)合布置，在有地下水的隧道中，所有施工縫、沉降縫和伸縮縫均應進行防水處理。現(xiàn)澆混凝土襯砌施工：■立墻架時應做好以下工作：現(xiàn)澆混凝土襯砌施工：■3.

混凝土制備與運送

▲混凝土的配合比應滿足設計要求。特別要重視掌握加水量，控制水灰比和坍落度等。

▲邊墻處混凝土坍落度為lcm～4cm；在拱圈及其他不便施工處為2cm～5cm。

▲混凝土拌和后，應盡快澆筑?；炷恋倪\送時間一般不得超過45min。

▲已達到初凝的剩余混凝土，不得重新攪拌使用?，F(xiàn)澆混凝土襯砌施工：■3.混凝土制備與運送現(xiàn)澆混凝土襯砌施工：■

4.澆筑工藝要求▲應分節(jié)段澆筑，節(jié)長在松軟地層一般不超過6m；▲每節(jié)段拱或邊墻應連續(xù)灌注，以免產(chǎn)生施工縫。①澆筑邊墻混凝土。澆筑前，必須將基底石渣、污物和基坑內(nèi)積水排除干凈，墻基松軟時，應做加固處理；邊墻擴大基礎的擴大部分及仰拱的拱座，應結(jié)合邊墻施工一次完成；邊墻混凝土應對稱澆筑，以避免對拱圈產(chǎn)生不良影響。②拱圈混凝土襯砌。拱圈澆筑順序應從兩側(cè)拱腳向拱頂對稱進行；分段施工的拱圈合攏宜選在圍巖較好處；先拱后墻法施工的拱圈，混凝土澆筑前應將拱腳支承面找平。鋼筋混凝土襯砌先做拱圈時，應在拱腳下預留鋼筋接頭，使拱墻連成整體；拱圈澆筑時，應使混凝土充滿所有角落，并應充分進行搗固密實。現(xiàn)澆混凝土襯砌施工：■4.澆筑工藝要求現(xiàn)澆混凝土襯砌施工：③拱圓封頂。封頂應隨拱圈的澆筑及時進行。墻頂封口應留7～l0cm，在完成邊墻灌筑24h后進行，封口前必須將拱腳的浮渣清除干凈，封頂、封口的混凝土均應適當降低水灰比，并搗固密實，不得漏水。④仰拱施工。應結(jié)合拱圈和邊墻施工抓緊進行，使結(jié)構盡快封閉；仰拱澆筑前應清除積水、雜物、虛渣；應使用拱架模扳澆筑仰拱混凝土。⑤拱墻背后回填。拱墻背后的空隙必須回填密實，邊墻基底以上lm范圍內(nèi)的超挖，宜用與邊墻相同標號混凝土同時澆筑；超挖大于規(guī)定時，宜用片石混凝土或10號砂漿砌片石回填，不得用渣體隨意回填，嚴禁片石侵入襯砌斷面（或仰拱斷面）?，F(xiàn)澆混凝土襯砌施工：③拱圓封頂。封頂應隨拱圈的澆筑及時進行。墻頂封口應留7～l0■5.襯砌混凝土養(yǎng)護與拆模襯砌混凝土灌筑后l0～12h應開始灑水養(yǎng)護，以保持混凝土良好的硬化條件。養(yǎng)護時間應根據(jù)襯砌施工地段的氣溫、空氣相對濕度和使用的水泥品種確定，使用硅酸鹽水泥時，養(yǎng)護時間一般為7～14d。寒冷地區(qū)應做好襯砌混凝土的防寒保溫工作?，F(xiàn)澆混凝土襯砌施工：■5.襯砌混凝土養(yǎng)護與拆?，F(xiàn)澆混凝土襯砌施工：拱架、邊墻支架和模板的拆除時間，應滿足下列要求：①不承受荷載的拱、墻、混凝土強度達到5.0MPa，或拆模時混凝土表面及棱角不致?lián)p壞，并能承受自重；②承受較大圍巖壓力的拱、墻，應當封口或封頂混凝土達到設計強度100％時；③受圍巖壓力較小的拱和墻，一般當封頂或封口混凝土達到設計強度的70％時；④圍巖較穩(wěn)定，地壓很小的拱圈，一般封頂混凝土達到設計強度的40％時，可以拆模?，F(xiàn)澆混凝土襯砌施工：拱架、邊墻支架和模板的拆除時間，應滿足下列要求：現(xiàn)澆混凝土襯三、監(jiān)控量測--據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)指導施工

由于錨噴支護理論目前還不成熟，故需依靠現(xiàn)場監(jiān)控量測來掌握圍巖動態(tài)、修正設計，指導施工和支護效果作出正確地評價。三、監(jiān)控量測⑴隧道內(nèi)目測觀察①隧道目測觀察的目的

●預測開挖面前方的地質(zhì)條件●為判斷圍巖穩(wěn)定性提供地質(zhì)依據(jù)●根據(jù)噴層表面狀態(tài)及錨桿工作狀態(tài)分析支護結(jié)構可靠度

②隧道目測觀察的主要內(nèi)容●了解開挖工作面的工程地質(zhì)，包括地質(zhì)種類及分布狀態(tài)，巖石顏色、成分、結(jié)構等，節(jié)理狀況，斷層特征等●水文地質(zhì)條件：地下水類型，涌水量大小，涌水位置，涌水壓力，水的化學成分等●繪制開挖工作面的素描剖面圖⑴隧道內(nèi)目測觀察●開挖支護后的觀察：初期支護的裂縫狀況，錨桿端頭情況，鋼拱架是否被壓曲，是否有底鼓現(xiàn)象③隧道目測觀察中圍巖破壞形態(tài)分析●危險性不大的破壞：構筑仰拱后在拱肩部出現(xiàn)的剪切破壞一般進展緩慢，危險性不大●危險性較大的破壞：在未構筑仰拱前拱頂混凝土因受彎曲壓縮而產(chǎn)生的裂隙常常進展急劇，伴隨有碎片飛散，危險性較大●塌方征兆的破壞：拱頂噴層出現(xiàn)對稱的向下滑落的剪切破壞現(xiàn)象，或側(cè)墻發(fā)生向內(nèi)側(cè)滑動的剪切破壞并伴隨有底鼓現(xiàn)象，都會引起塌方事故的破壞形態(tài)

⑵隧道收斂量測●開挖支護后的觀察：初期支護的裂縫狀況，錨桿端頭情況，鋼拱●凈空相對位移測試（收斂測試）：洞壁上兩點兩次測量的位移差

●測試頻率：根據(jù)位移速度和離工作面的距離確定位移速度距開挖面距離量測頻率10mm/d以上0—1B1—2次/日10mm—5mm/d1—2B1次/日5mm—1mm/d2—5B1次/2日1mm/d以下5B以上1次/周●拱頂下沉量測：測量方法，可采用水平儀計、撓度計等●圍巖內(nèi)部位移量測：通常采用鉆孔伸長計或位移計，它由錨固、傳遞、孔口裝置、測試儀器等組成

●凈空相對位移測試（收斂測試）：洞壁上兩點兩次測量的位移差⑶地表下沉量測

用水平儀在地表進行。量測范圍的確定和不動點選取，量測頻率：距開挖面距離<2D時，1-2次/天；2D-5D時，1次/天，大于5D時，1次/周

⑷位移反分析，指導施工

●根據(jù)量測位移反分析圍巖應力重分布情況●反分析圍巖力學參數(shù)●反分析圍巖原始地應力●根據(jù)反分析結(jié)果指導施工

⑶地表下沉量測根據(jù)地質(zhì)條件及圍巖穩(wěn)定性的不同，它們可以單獨使用也可聯(lián)合使用。聯(lián)合使用時即為聯(lián)合支護，具體的支護形式依所用的支護材料而定，如錨桿+噴射混凝土支護，稱錨噴聯(lián)合支護，簡稱錨噴支護；錨桿+注漿支護，簡稱錨注支護；錨桿+鋼筋網(wǎng)+噴射混凝土支護，簡稱錨網(wǎng)噴聯(lián)合支護等。四、幾種常見的聯(lián)合支護形式：根據(jù)地質(zhì)條件及圍巖穩(wěn)定性的不同，它們可以單獨使用聯(lián)合支護在設計與施工中應遵循以下原則：（1）有效控制圍巖變形，盡量避免圍巖松動，以最大限度地發(fā)揮圍巖自承載能力。（2）保證實現(xiàn)圍巖、噴層和錨桿之間具有良好的粘結(jié)和接觸，使三者共同受力，形成共同體；（3）選擇合理的支護類型與參數(shù)并充分發(fā)揮其功效；（4）合理選擇施工方法和施工順序，以避免對圍巖產(chǎn)生過大擾動，縮短圍巖暴露時間；（5）加強現(xiàn)場監(jiān)測，以指導設計與施工。

聯(lián)合支護在設計與施工中應遵循以下原則：（1）錨噴支護錨噴支護是同時采用錨桿和噴射混凝土進行支護的形式，適用于Ⅲ、Ⅳ類圍巖和部分Ⅱ類圍巖。它同時能發(fā)揮錨桿和噴射混凝土的作用，并且能取長補短，二者合一，形成了聯(lián)合支護結(jié)構，是一種有效的支護形式，得到了廣泛應用。開挖錨桿和噴射混凝土現(xiàn)澆鋼筋混凝土初期支護二次支護（1）錨噴支護開挖錨桿和現(xiàn)澆初期支護二次支護初期支護：錨桿和噴射混凝土二次支護：現(xiàn)澆鋼筋混凝土臺車初期支護：錨桿和噴射混凝土二次支護：現(xiàn)澆鋼筋混凝土臺車（2）錨網(wǎng)噴支護錨桿、金屬網(wǎng)和噴射混凝土聯(lián)合形成的一種支護結(jié)構。金屬網(wǎng)的介入，提高了噴射混凝土的抗剪、抗拉及其整體性，使錨噴支護結(jié)構更趨于合理，在較為松軟破碎的圍巖中得到廣泛應用。

金屬網(wǎng)網(wǎng)格尺寸：150mm×l50mm金屬網(wǎng)鋼筋直徑:5mm～10mm（2）錨網(wǎng)噴支護（3）錨噴鋼架支護對于松軟破碎嚴重的圍巖，其自穩(wěn)性差，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和承受部分松弛荷載。此時，就需要采用剛度較大的鋼拱架支護。另外，在淺埋、偏壓隧道，當早期圍巖壓力增長快，需要提高初期支護的強度和剛度時，也多采用鋼拱架支護。鋼拱架的整體剛度較大，能很好地與錨桿、鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土相結(jié)合，構成聯(lián)合支護，受力性能較好；鋼拱架的安裝架設比較方便。（3）錨噴鋼架支護鋼拱架可用型鋼或格柵鋼架制作。型鋼多用槽鋼、工字鋼、鋼管或鋼筋制作。型鋼拱架重量大，消耗鋼材多，在公路、鐵路隧道工程中的初次支護中多用格柵鋼架。格柵鋼架一般與錨噴支護聯(lián)合采用。格柵鋼架由鋼筋焊接而成，受力性能較好，安裝方便，并能和噴射混凝土結(jié)合較好，節(jié)省鋼材，優(yōu)點較多。

鋼拱架可用型鋼或格柵鋼架制作。型鋼多用槽鋼、工字鋼、鋼管或鋼圖2-83格柵鋼架構造（尺寸單位：mm）a）格柵鋼拱架示意圖；b）接頭示意圖；c）格柵鋼架斷面；d）工字鋼鋼架；e）鋼管鋼架；f）鋼管鋼架可塑接頭

圖2-83格柵鋼架構造（尺寸單位：mm）（4）鋼筋網(wǎng)殼錨噴支護用鋼筋在地面焊接成板殼結(jié)構，內(nèi)部是立體縱橫交叉的鋼筋網(wǎng)架支撐著外層鋼筋網(wǎng)。每架支架由數(shù)塊構件對頭拼裝，用螺栓連接。一架緊接一架安裝，架間不留間隔。先進行錨桿支護，然后架設網(wǎng)殼板塊，最后噴射混凝土。每棚支架可為4~6片，每片寬0.8-1.0m，厚度100-150mm。適用于高地應力軟弱、膨脹、破碎巖體的一項新型支護技術。（4）鋼筋網(wǎng)殼錨噴支護（5）錨注噴射混凝土支護這是在破碎軟巖中應用的一種支護結(jié)構，即在掘進后先利用內(nèi)注式注漿錨桿及噴射混凝土進行錨噴初次支護，滯后迎頭一定距離再進行注漿二次支護。錨注支護技術利用錨桿兼作注漿管，實現(xiàn)了錨注一體化。注漿可改善更深層圍巖的松散結(jié)構，提高巖體強度，并為錨桿提供可靠的著力基礎，使錨桿與圍巖形成整體，從而形成多層有效組合拱，即噴網(wǎng)組合拱、錨桿壓縮區(qū)組合拱、漿液擴散加固拱，提高了支護結(jié)構的整體性和承載能力。（5）錨注噴射混凝土支護錨注噴射混凝土機理圖錨注噴射混凝土機理圖輔助施工措施：對地層進行預支護或預加固。預支護：預留核心土超前錨桿管棚，等。預加固：地層注漿地表錨噴加固。預支護兼預加固：超前小導管注漿

五、輔助施工措施輔助施工措施：對地層進行預支護或預加固。五、輔助施工措施（一）超前支護1.隧道管棚超前支護

管棚是利用鋼拱架沿開挖輪廓線以較小的外插角、向開挖面前方打入鋼管構成的棚架來形成對開挖面前方圍巖的預支護

采用長度小于10m的鋼管的稱為短管棚；采用長度為10~45m且較粗的鋼管的稱為長管棚。（一）超前支護1.隧道管棚超前支護管棚是利用鋼拱特點：管徑粗(外徑為70～180mm)。施作要點：(1)單根長4～6m，總長可至數(shù)十米。(2)一環(huán)管棚長度一般不小于10m。(3)可向管內(nèi)注入水泥砂漿，以增加其剛度。(4)鋼管的尾部需架設在鋼拱架上，并焊死；(5)相鄰兩榀鋼拱架間以拉筋相連。(6)與巖壁之間，環(huán)向每隔2m應用楔子楔緊。優(yōu)點：在所有預支護措施中，管棚支護能力最強。缺點：施工技術較復雜，造價較高。特點：管徑粗(外徑為70～180mm)。適用條件：管棚因采用鋼管或鋼插板作縱向預支撐，又采用鋼拱架作環(huán)向支撐，其整體剛度較大，對圍巖變形的限制能力較強，且能提前承受早期圍巖壓力。因此管棚主要適用于圍巖壓力來得快來得大、對圍巖變形及地表下沉有較嚴格要求的軟弱、破碎圍巖隧道工程中。如土砂質(zhì)地層、強膨脹性地層、強流變性地層、裂隙發(fā)育的巖體、斷層破碎帶、淺埋有顯著偏壓等圍巖的隧道中。此外，采用插板封閉較為有效；在地下水較多時，可利用鋼管注漿堵水和加固圍巖。特點：短管棚一次超前量少，基本上與開挖作業(yè)交替進行，占用循環(huán)時間較多，但鉆孔安裝或頂入安裝較容易。長管棚一次超前量大，雖然增加了單次鉆孔或打入長鋼管的作業(yè)時間，但減少了安裝鋼管的次數(shù)，減少了與開挖作業(yè)之間的干擾。在長鋼管的有效超前區(qū)段內(nèi)，基本上可以進行連續(xù)開挖，也更適于采用大中型機械進行大斷面開挖。隧道支護施工課件洞口段長管棚洞口段長管棚隧道支護施工課件掘進距離取決于管棚深度掘進距離取決于管棚深度隧道支護施工課件單根鋼管構造：單根鋼管構造：DDL-300型鉆機DDL-300型鉆機隧道支護施工課件現(xiàn)場管棚：管棚及套拱現(xiàn)場管棚：管棚及套拱管棚及套拱管棚及套拱隧道支護施工課件（二）超前小導管注漿特點：預支護+預加固，支護效果強于超前錨桿。適用于：軟弱破碎地層。步驟：噴砼封閉開挖面；鉆孔；插入小導管；；導管注漿。（二）超前小導管注漿（二）超前小導管注漿

前注漿小導管是在開挖前，沿坑道周邊向前方圍巖內(nèi)打入帶孔小導管，并通過小導管向圍巖壓注起膠結(jié)作用的漿液，待漿液硬化后，坑道周圍巖體就形成了有一定厚度的加固圈。在此加固圈的保護下即可安全地進行開挖等作業(yè)。若小導管前端焊一個簡易鉆頭，則可鉆孔、插管一次完成，稱為自進式注漿錨桿。（二）超前小導管注漿鋼管采用外徑42mm，厚3.5mm，在小導管的前端做成約20cm長的圓錐狀，在尾端焊接直徑6mm鋼筋箍。距后端100cm內(nèi)不開孔，剩余部分按20~30cm梅花形布設直徑10mm的注漿孔的熱扎無縫鋼管制作。為便于超前小導管插入圍巖內(nèi)，鋼管前端宜做成尖錐狀，尾部焊上箍筋,導管環(huán)向間距為40cm∕根，縱向相鄰兩排的水平投影搭接長度不小于100cm，Ⅳ級襯砌每3m設置一環(huán)，Ⅳ級加強襯砌段每3m設置一環(huán)，Ⅴ級襯砌每2.4m設置一環(huán)。外插角;5°～10°打入圍巖。每根長度4.5米，Ⅳ級圍巖、Ⅳ級加強圍巖、Ⅴ級圍巖，每環(huán)數(shù)量各45根。鋼管采用外徑42mm，厚3.5mm，在小導管的前端做成約201.小導管鉆孔安裝前，應對開挖面及5m范圍內(nèi)的坑道噴射5~10cm厚的混凝土封閉。2.小導管一般采用φ32mm的焊接管或φ40mm的無縫鋼管制作，長度宜為3~6m，前端做成尖錐形，前段管壁上每隔10~20cm交錯鉆眼，眼孔直徑宜為6~8mm。3.鉆孔直徑應較管徑大20mm以上，環(huán)向間距應按地層條件而定，一般采用20~50cm；外插角應控制在10°~30°之間，一般采用15°。4.極破碎圍巖或處理坍方時可采用雙排管；地下水豐富的松軟層，可采用雙排以上的多排管；大斷面或注漿效果差時，可采用雙排管。5.小導管插入后應外露一定長度，以便連接注漿管，并用塑膠泥(40oBe水玻璃拌525號水泥)將導管周圍孔隙封堵密實。1.小導管鉆孔安裝前，應對開挖面及5m范圍內(nèi)的坑道噴射5~1注漿材料種類及適用條件①在斷層破碎帶及砂卵石地層(裂隙寬度或顆粒粒徑大于1mm，滲透系數(shù)k≥5×10-