初期支护及超前支护作业指导书.docx
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初期支护及超前支护作业指导书
初期支护及超前支护作业指导书
一、初期支护
根据葫芦岭隧道地质情况,采用不同的初期支护形式。
Ⅲ级围岩拱部180°范围内布置中空注浆锚杆,墙部布置砂浆锚杆,挂钢筋网喷射混凝土联合支护;Ⅳ级围岩打设超前小导管,拱部180°范围内布置中空注浆锚杆,墙部布置砂浆锚杆,按设计要求架设隔栅钢架,挂钢筋网喷射混凝土联合支护;Ⅴ级围岩地段打设超前小导管或双层小导管,拱部180°范围内布置组合式中空注浆锚杆,墙部布置砂浆锚杆,每隔0.6m集中架设型钢钢架,挂双层钢筋网喷射微纤维混凝土联合支护。
1喷射混凝土施工
①喷射混凝土必须采用湿喷工艺;混凝土在拌和站使用自动计量配料、强制搅拌机拌和;混凝土搅拌运输车运输;喷射作业采用ZSP-Ⅱ型湿喷机+喷射台架进行喷射作业。
喷射工艺达到现行《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》(TB10108-2002)和《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50086-2001)的有关要求。
喷射混凝土施工中的厚度、强度、平整度、密实度等“四度”问题,要高度重视,它是初衬的重要组成部分,特别是强度和钢架背后的密实度问题。
彻底改变只要喷上去就行的想法,要以施作二衬时的精心程度来施工喷射混凝土。
五尖大山隧道开挖最大跨度14.8m,高度12.7m,V级围岩喷射混凝土12.72m3/m,加上超挖回填和回弹量后约20m3/m,为了保证喷射混凝土的质量(每盘混凝土能在终凝前喷完),我单位首先从设备配置上予以重视,湿喷机大小结合、土洋结合,配一台阿立瓦湿喷机,四台国产的ZSP-Ⅱ型湿喷机。
阿立瓦理论生产能力20m3/h,工地实际的生产能力也就是10m3/h左右,适用于大面积、快速喷射。
ZSP-Ⅱ小巧灵活,人工操作,喷嘴自由度大,有利于钢架背后的填塞和小面积喷射,理论产量4~5m3/h,工地实际生产能力一般为3m3/h,根据我单位2002年施工过的乌鞘岭隧道的配置情况、效果较好,就是投资大一些,同时要重视喷射混凝土的试验工作,避免过程不受控,强度不足,返工重作。
②喷射混凝土施工前准备工作
连续进行喷射混凝土施工前,对受喷岩面进行处理后再喷射混凝土,并做好以下各项准备工作:
一般岩面可用高压水冲洗受喷面上的浮尘、岩屑,当岩面遇水容易潮解、泥化时,宜采用高压风吹净岩面。
设置控制喷射混凝土厚度的标志,一般采用埋设钢筋头做标志。
检查机具设备和风、水、电等管线路,并试运转。
选用的空压机应满足喷射机工作风压和耗风量的要求;压风进入喷射机前必须进行油水分离。
③喷射混凝土作业
喷射混凝土采用混凝土喷射机连续进行施工。
混凝土喷射作业应分段分片依次进行,喷射顺序应自下而上,分段长度不宜大于一次开挖进尺。
混凝土喷射按照自下而上的顺序一次施工,分层喷射时,后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行,若终凝1h后再进行喷射时,先用风水清洗喷层表面。
在喷射侧壁下部及仰拱时,需将上半断面喷射时的回弹物清理干净,防止将回弹物卷入下部喷层中形成“蜂窝”,从而降低支护强度。
喷射混凝土的一次喷射厚度:
拱部为50~60mm,侧壁为70~100mm。
初喷混凝土在开挖后及时进行,复喷应根据掌子面的地质情况和一次开挖进尺分层、分时段进行喷射作业,以确保喷射混凝土的支护能力和喷层的设计厚度。
喷射混凝土的回弹率:
侧壁不应大于15%,拱部不应大于25%。
④喷射HLS微纤维混凝土
微纤维混凝土采用强制式搅拌机进行拌和,搅拌时先将微纤维、水泥、骨料干拌后再加水湿拌,干拌时间不得少于1.5min。
微纤维采用播料机均匀地分散到混合料中,不得成团。
喷射作业同一般喷射混凝土作业施工方法。
⑤喷射混凝土养护
喷射混凝土终凝2h后,即喷水养护,时间不得少于14d。
气温低于+5℃时不得喷水养护。
喷射混凝土施工、养护中各项温度控制由现场试验员具体操作(测温)。
2锚杆施工
隧道拱部系统锚杆全部使用中空锚杆,墙部系统锚杆全部使用砂浆锚杆。
锚杆宜采用商品锚杆且必须设置垫板,垫板应与基面密贴。
砂浆锚杆直径为22mm,砂宜采用中粗砂,最大粒径不得大于2.5mm,使用前过筛清洗,水泥选用P.O42.5普通硅酸盐水泥,浆液标号不低于设计要求;速凝剂选用合格的速凝剂,所用材料均应达到《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》(铁建设[2005]160号)的有关规定要求。
普通砂浆锚杆用砂宜采用中粗砂,最大粒径不得大于2.5mm,使用前过筛清洗,水泥选用P.O42.5普通硅酸盐水泥,浆液标号不低于设计要求;速凝剂选用合格的速凝剂,所用材料均应达到《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》(铁建设[2005]160号)的有关规定要求。
钻孔前按设计图纸标定锚杆孔位。
孔深应大于锚杆长度且不得少于10cm,孔径大于杆体直径15mm,钻孔完毕后,孔内积水、积粉及岩碴要吹洗干净。
锚杆利用打钻台架,采用风钻打眼,人工安设。
锚杆端头安装垫板并与喷混凝土面密贴,设好孔口注浆塞。
注浆采用锚杆注浆机,若为砂浆锚杆时则注浆管应先插到距孔底5~10cm处,并随水泥砂浆的注入缓慢匀速拔出,随即迅速将锚杆插入,若孔口无水泥砂浆溢出,应将杆体拔出重新注浆,始终保持注浆管口埋在砂浆内,以免浆中出现空洞;中空锚杆则直接将输浆管道连接到注浆塞上注浆。
注浆开始或中途停止超过30min时,应用水润滑注浆罐及其管路。
注浆孔口的压力不得大于0.4MPa。
杆体到位后,要用木楔或小石子将孔口卡住,防止杆体滑出。
砂浆未达到设计强度的70%时,不得随意碰撞,一般规定三天内不得悬挂重物。
锚杆的插入长度不小于设计长度的95%,锚杆安装后,不得随意敲击。
锚杆施工完成后,按《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50086-2001)进行试验和检验。
3钢筋网、钢架施工
钢筋网在洞外提前加工成2×2m钢筋网片,运输至洞内安装焊接在锚杆上。
安装时,钢筋网紧贴受喷岩面铺设。
钢筋网的混凝土保护层厚度不小于40mm,且与锚杆连接牢固,在进行喷射作业时不颤动。
喷射中如有脱落的石块或混凝土块被钢筋网卡住时,应及时清除。
型钢钢架在洞外的加工厂内进行加工,加工前先按1∶1的比例进行放样,确定主要杆件的下料尺寸。
型钢钢架利用定位胎架焊接成型,每榀钢架加工完成后应放在水泥地面上试拼,钢架周边拼装允许误差为±3cm,平面翘曲应小于2cm。
焊接不得有假焊,焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷。
经检查加工拱度满足要求后存放于构件场内备用。
型钢钢架利用平板车运进洞内,装载机人工配合逐榀安装。
主要施工技术要求:
型钢钢架、挂网应在隧道开挖并初喷4cmHLS微纤维混凝土后进行。
型钢钢架和钢筋网片的钢筋种类、型号、直径和间距等应符合设计要求。
钢架架设时应采用定位筋确定正确位置,安装时各节钢架联结牢固、位置正确,钢筋网铺设平整,与钢架联结牢固,网片之间搭接长度不小于200mm。
为保证钢架整体受力,按设计要求设置纵向连接钢筋。
连接筋为Φ22钢筋,间距0.6m,与钢架的连接点焊接牢固。
分部开挖法施工时,钢架拱脚应打设直径为42mm的锁脚钢管,钢管壁厚t=3.5mm,长度3.0m,数量为4根。
下半部开挖后钢架应及时落底接长,封闭成环。
钢架应与喷混凝土形成一体,钢架与围岩间的间隙应用喷混凝土充填密实,严禁片石填充;各种形式的钢架应全部被喷射混凝土覆盖,保护层厚度不得小于4cm。
钢架加工与安设误差要求表
加工允许误差
矢高
弧长
+20mm,-0mm
+20mm,-0mm
拼装允许误差
宽度
高度
平曲翘曲
±20mm
±30mm
20mm
安设允许误差
横向位置和高程
两榀钢架间距
垂直度
±50mm
±50mm
±2°
4初期支护表面质量检查
喷射混凝土厚度通过量测预埋钢筋头的长度的方法检查,其平均厚度不应小于设计厚度,厚度检查点数的80%及以上大于设计厚度,最小厚度不小于设计厚度的2/3。
对不够设计厚度地段必须加喷。
初期支护表面不能有空鼓、裂缝、松酥等现象,若有必须使用喷混凝土(或砂浆)对基面进行找平处理。
喷射混凝土表面平整度用自动断面仪测量断面轮廓来进行检查,表面平整度允许偏差为100mm。
二、超前支护
1超前小导管
⑴超前小导管布置在拱部范围内,其环向间距为3根/m,外插角为5~10°,每组导管长度3.5m,两组搭接长度不小于1.0m。
小导管直径为φ42,壁厚为4mm,管材采用无缝钢管,其前端加工成尖锥型,管身每隔10cm钻一直径为8mm的小孔,并沿管身呈梅花型均匀布置。
导管尾端80cm留作止浆段。
⑵小导管利用台车或风钻钻孔,钻孔前先喷混凝土8cm封闭掌子面,其后按设计范围、间距准确地定出管口位置。
钻孔时按要求的外插角开孔,钻进至设计孔深后利用高压风吹净孔眼内的粉尘及岩石碎屑,人工锤击或风钻钎尾顶入小导管。
小导管管口用麻丝或塑性胶泥封堵,防止浆液从孔口溢出。
小导管采用水泥砂浆,注浆参数为:
水灰比(重量比)1:
1,注浆压力一般为0.8Mpa。
施工时可根据具体情况调整注浆参数。
⑶小导管的安装方法:
在预定的位置,用沾有CS胶泥的麻丝缠绕成不小于孔径的纺锤形柱塞。
把管子插入孔内,带好丝扣保护帽,再用冲击设备把管子打入到要求的深度,使麻丝柱塞与孔壁充分挤压紧。
然后再用CS胶泥填充孔口。
注浆管的外露长度为50cm,以便连接孔口阀门和管路。
⑷超前小导管施工劳动力组织:
加工组:
3~7人,分工制作小导管及临时支护材料。
电工及机械司机:
4~7人,分管空压机、注浆泵、搅拌机等。
打管工班:
6~9人,负责钻孔、打管。
注浆工班:
12人,分管注浆及封闭开挖面工作。
小导管注浆主要机具设备详见下页表。
2Φ25超前中空注浆锚杆
⑴超前锚杆在隧道Ⅳ级围岩需超前支护地段设置,布置在拱部范围内,锚杆采用Φ25中空注浆锚杆,其环向间距为25cm,外插角为5~10°,锚杆长度3.5m,纵向每2榀格栅钢架打1环锚杆,每环锚杆共61根,总长度为213.5m。
锚杆宜采用商品锚杆且必须设置垫板,垫板应与基面密贴。
小导管注浆主要机具设备表
序号
机具名称
规格
数量
单位
备注
1
钻机
1
台
钻孔
2
游锤
自制
10
把
打管
3
吹风管
φ20钢管
1
把
吹孔
4
注浆泵
双液泵
2
台
注浆用
5
拌合机
2
台
6
混合器
1
个
7
注浆桶
2
个
盛放浆液
8
浆液桶
2
个
测浆液浓度
9
玻美度计
2
个
试验
10
量杯
3
个
11
水桶
3
个
12
胶管
高压管
1
个
注浆用
13
木尺
按浆液桶大小制
1
把
计测浆液量
⑵钻孔前先标定钻孔位置。
孔深误差不大于5cm,孔径大于杆体直径15mm,钻孔完毕后,孔内积水、积粉及岩碴要吹洗干净。
⑶锚杆利用打钻台架,采用风钻打眼,人工安设。
锚杆端头安装垫板并与喷混凝土面密贴,设好孔口注浆塞。
⑷注浆采用锚杆注浆机,直接将输浆管道连接到注浆塞上注浆。
注浆开始或中途停止超过30min时,应用水润滑注浆罐及其管路。
注浆孔口的压力不得大于0.4MPa。
⑸杆体到位后,要用木楔或小石子将孔口卡住,防止杆体滑出。
砂浆未达到设计强度的70%时,不得随意碰撞,一般规定三天内不得悬挂重物。
锚杆安设后,不得随意敲击。
⑹锚杆的插入长度不小于设计长度的95%,锚杆安装后,不得随意敲击。
锚杆施工完成后,按《锚杆喷射混凝土支护技术规范》进行试验。
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