施工支护主要采用锚、网、喷和拱架联合支护,施工中必须结合实际地质状况,严格按照设计和监测结果,加强支护,并做好施工过程控制,确保施工安全。
一、支护施工工艺流程
隧道支护施工工艺流程见图1.3.1。
二、支护
(一)锚杆施工
1.钻孔
采用凿岩台车打孔,钻孔保持顺直,锚杆孔位要求与设计孔位偏差不大于100mm,钻孔偏差不大于±50mm。
2.注浆
砂浆锚杆砂浆配合比按试验确定。注浆前采用高压风将孔内石屑清除干净,插入注浆管,当注浆管距孔底5~10cm时开始采用注浆机注入水泥砂浆,砂浆采用砂浆搅拌机拌和,并随浆液的注入缓慢拔出注浆管。对拱部锚杆注浆,在注浆管拔出后,孔口用橡胶塞或棉纱堵塞,插入φ22钢筋后,钢筋周围空隙也必须堵塞,防止浆液流失,保证锚固质量。
3.安设锚杆
灌注砂浆后及时插入锚杆,插入长度不小于设计长度的95%。
4.施工技术要点
(1)锚杆孔位与孔深必须精确,符合设计及规范要求。
(2)杆体在使用前必须严格保管,防止遇水生锈,以保证锚杆质量。
(3)锚杆孔注浆压力,要达到设计要求。
(二)钢筋网施工
钢筋网一般在系统锚杆施作之后安设,但如遇到围岩松散地层,拱部易坍塌或掉块,为了给作业人员提供防护,可先施作钢筋网(必要时亦可先架设钢拱架),其网格为15×15cm及20×20cm方块形两种规格。钢筋网采用φ8钢筋事先加工制作成2×2m的方片,施工时运至工作面进行焊接安装。钢筋网加工制作及安装时应注意:
1.加工时要进行调直,除锈、去油污、确保钢筋质量要求。
2.铺设钢筋网前,先喷射5cm厚的C20砼形成钢筋保护层。
3.钢筋网铺设时,应随砼初喷面起伏敷设,并与壁面接触紧密。
4.钢筋网的节点与锚杆接头采用电焊焊接牢固。
(三)钢拱架施工
钢拱架采用I16工字钢在加工厂加工成单元拱架,在洞内现场进行拼接安装,各单元之间采用钢板螺栓联接,严格按照设计要求间距布设。安装时拱架预与隧道轴线垂直并将基脚置于稳定的基础上,必要时在基脚挖槽设置槽钢以增加基底承载力。拱架安装后根据情况及时施作锁脚锚杆,相邻两拱架间加设纵向连接钢筋,以增强其整体稳定性。钢拱架安装前先初喷5cm厚的砼做为保护层,并按一定间距设置定位锚杆,并与拱架焊接牢固。钢拱架安装合格后,尽快喷射砼将拱架封闭密实。
(四)湿喷砼施工
本隧道喷射砼均为C20砼,喷层厚度必须符合设计要求。为了减少砼回弹量,降低粉尘浓度,改善洞内作业环境,喷射砼采用湿喷工艺施工。施工机械选用TK-961型湿喷机,并配备机械手,以提高工作效率,保证砼喷射质量,施工配合比由设计和现场试验选配确定。其施工工艺流程见图1.3.3。
(五)超前小导管施工
在Ⅱ类围岩地段及断层破碎带施工时,针对地质情况采用Ф42小导管进行地层预加固。小导管注浆施工方法如下:
1.在施工前,对掌子面及5.0m范围内的岩层喷射砼封闭以防漏浆。
2.小导管施工
(1)小导管加工:小导管按设计长度进行切割,并将端头加工成锥形。尾部焊φ8圆钢环,从尾部50cm以外至楔端管体钻6~8mm孔,梅花形布孔,间距15cm。
(2)施工测量放样,沿拱部开挖轮廓线外沿标记出导管孔位。用钻孔台车或手持式风钻按标记孔位钻孔,根据围岩情况、导管长度、掘进进尺进行适当调整,外插角控制在8°~10°。纵向前后相邻两排小导管搭接的水平长度1~1.2m,完成钻孔后,将小导管打入。如果围岩松软也可用游锤或钻孔台车或手持风钻直接将小导管打入。
3.注浆
根据本标段地层的水文地质特点,基本无地下水或微量裂隙水,双液注浆主要用于加固围岩。对于超前小导管不易成孔部位,采用R32N自进式注浆锚杆,注浆工艺与超前小导管相同。
注浆时,将水泥和水玻璃分放在两个容器内,使用双液注浆泵或两台注浆泵按水泥浆、水玻璃体积比1∶1~1∶0.3配合比分别吸入水泥浆和水玻璃浆。两种浆液在混合器混合后注入浆管。