初期支护施工方案.docx

目 录
1.编制目的 - 1 -
2.编制依据 - 1 -
3.监控量测 - 1 -
3.1施工监测项目 - 1 -
3.2监控量测信息反馈及指导施工 - 2 -
4.喷射混凝土 - 2 -
4.1工程设计情况 - 2 -
4.2喷砼支护与开挖之间协调 - 3 -
4.3喷射砼材料 - 4 -
4.3.1水泥 - 4 -
4.3.2砂 - 4 -
4.3.3石子 - 5 -
4.3.4速凝剂 - 5 -
4.3.5水 - 5 -
4.3.6外加剂 - 5 -
4.4喷射砼前的准备工作 - 5 -
4.5施工工艺 - 7 -
4.5.1 施工工艺流程 - 7 -
4.5.2 搅拌运输 - 7 -
4.5.3 喷砼 - 8 -
4.5.4在有钢架地段的喷砼 - 11 -
4.6现场的几种试验方法 - 12 -
4.6.1喷射混凝土与围岩粘结强度的试验方法 - 12 -
4.6.2 回弹率 - 12 -
4.6.3 喷射砼的强度检验 - 12 -
4.6.4 喷射砼的配合比检验 - 13 -
4.6.5 喷射砼的早期(1d)强度检查 - 13 -
4.6.6 喷射砼的原材料每盘称量检查 - 13 -
4.6.7 喷射砼表面检查 - 13 -
4.6.8 喷射砼坍落度检查 - 13 -
4.6.9 喷射砼砂石含水率检查 - 13 -
4.7安全环保注意事项 - 14 -
5.锚杆 - 14 -
5.1设计情况 - 14 -
5.2施工方法 - 15 -
5.2.1砂浆锚杆 - 15 -
5.2.2锚杆垫板 - 17 -
5.2.3锚杆的长度、砂浆饱满度质量无损检测 - 17 -
5.3质量标准 - 17 -
5.3.1主控项目 - 17 -
5.3.2 一般项目 - 18 -
6.钢筋网 - 18 -
6.1钢筋网加工 - 18 -
6.2钢筋网挂设 - 19 -
7.钢架 - 19 -
7.1设计参数 - 19 -
7.2钢架制作 - 19 -
7.3钢架安装 - 19 -
7.4注意事项 - 22 -
7.5底角的处理 - 22 -
7.5.1 锁脚 - 22 -
7.5.2 钢架的落底接长 - 22 -
7.6质量标准 - 23 -
7.6.1 钢架主控项目要求 - 23 -
7.6.2 钢架一般项目要求 - 23 -
8.超前小导管 - 24 -
8.1小导管制作 - 24 -
8.2小导管布置 - 24 -
8.3小导管的施工 - 25 -
8.4超前小导管预注浆 - 26 -
8.4.1注浆准备 - 26 -
8.4.2压注浆液 - 26 -
8.5质量标准 - 26 -
8.5.1主控项目 - 26 -
8.5.2一般项目 - 27 -

天华山隧道1号斜井支护施工方案
1.编制目的
指导天华山隧道1号斜井支护施工，包括喷射混凝土、锚杆、钢筋网、钢架、超前小导管、超前预注浆。保证工程质量和施工安全。
2.编制依据
《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行规定》-（铁建设［2005］241号）；
《铁路隧道工程质量检验评定标准（2005年局部修订）》-铁建设（2010）241号）
《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》-铁建设[2010]241号
《辅助施工措施及施工方法设计图》-西成客专施隧参102
《辅助坑道设计图》-西成客专施隧参103
《秦岭天华山隧道设计图》-西成客专施隧10
3.监控量测
3.1施工监测项目
监测项目的选择将以工程设计为依据，针对影响工程施工安全的制约因素和优化工程设计的需要，合理地选择监测项目。施工中拟将进行以下观测项目。
(1)洞内围岩及支护状态观察（目测及地质罗盘）；
(2)洞内周边位移观测（隧道多功能无尺量测系统）；
(3)地表下沉量测（高精度水平仪）；
(4)围岩松驰范围观测（声波测试仪或多点位移计）；
(5)爆破振动监测（随机信号振动测试仪）；
(6)锚杆抗拔力检测（锚杆拉拔仪）；
(7)围岩应力量测（压力盒）；
(8)外水压力观测(水压计) 。
地质和支护状况观察：通过对洞内的地质和支护观察，来判定隧道的稳定情况。当出现不利迹象时，应立即采取加强支护、及时衬砌、撤离现场等应急措施。
地表量测：测点布置本着中线附近密布，外侧渐稀的原则，量测断面纵向间距为5～20m，横向测点间距2～5m，施工中可根据情况适当调整。
周边位移和拱顶下沉观察：通过对拱顶下沉及周边收敛的量测所得变形量分析，来判定隧道的稳定情况。采用在同一断面内的拱顶、起拱线及墙脚以上1m处，各布置一组测点。采用水准仪量测拱顶下沉，周边收敛仪量测侧壁位移量。各级围岩量测断面间距：Ⅴ级围岩5m、Ⅳ级围岩10m、Ⅲ级围岩20m、Ⅱ级围岩30m。
根据量测数据绘制位移时态曲线，分析围岩的稳定情况，适时施作模筑衬砌，并向设计部门反馈施工支护的稳定情况，有针对地进行加强。
3.2监控量测信息反馈及指导施工
根据量测所获得的信息资料，通过处理加工来分析判断围岩、支护的稳定性，并及时反馈到设计、施工中，优化设计（修正支护设计的形式和参数），指导施工（变更施工的方法和采取加强支护的措施）。信息反馈，用以判断围岩和支护的稳定性标准的确定，通过对围岩和支护变形速率的分析和最终位移的预测来实现。而信息化施工则要求以监测结果来评价施工方法和工程质量，进而确定施工技术措施。
4.喷射混凝土
4.1工程设计情况
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩地段喷C25砼。喷砼采用湿喷工艺。
4.2喷砼支护与开挖之间协调
支护顺序和支护时机与围岩稳定时间有关，支护跟着开挖面进行；对稳定性很差的地段，应以最小的一个支护循环为循环进尺（如以钢支撑间距），更要及时支护，爆破后立即喷混凝土封闭岩面，控制围岩变形，待出碴后再挂网喷混凝土，安装锚杆，达到设计要求，需要时，采用钢拱架与锚喷联合支护。对松散、破碎自稳能力很差的围岩，采取超前锚杆、管棚或预注浆等方法加固岩体，再按短进尺、弱爆破、及时加强支护的原则进行开挖。
锚喷支护跟随开挖面进行，锚喷支护的效果与施工方法有很大关系，特别是开挖程序、爆破方法、掘进进尺，支护顺序和支护时机。
锚喷支护喷射砼，分初喷和复喷多次进行。初喷在开挖（或分部开挖）完成后立即进行，以尽早封闭暴露围岩，防止开挖面风化剥落；复喷砼在锚杆、挂网或钢架安装后进行，尽快形成喷锚支护整体受力，以抑制围岩变位。
喷射混凝土应在开挖后尽快施作。喷射混凝土 “初期强度”必须满足施工需要，一般指喷射混凝土终凝到下一循环放炮或复喷时间要有足够的强度增长，即3h强度达到1.5～2.0MPa，24h强度达到10MPa以上。因此，均在喷射后24小时才能起到较好的支护作用。为达到此指标，喷砼采用高性能液体速凝剂。喷混凝土终凝3h后，方能进行下一循环的爆破或复喷作业，所以喷混凝土层的强度在此期间应有较快的增长，强度应达到1.5～2.0MPa。才能抵抗各种外力，不致引起喷层的空鼓、开裂、掉块。
根据量测资料，每一道工序在施工时，变形都会加大，即施工对（喷、锚、挖）它们是扰动、是荷载，只有强度足够时才能起支护作用。 “长期强度”应满足设计要求，一般指28d龄期的抗压强度。所以喷混凝土的原材料、配合比（包括速凝剂的添加量）不仅要满足要求，而且速凝剂的凝结时间、与水泥的相容性、对强度的影响都要达到要求。
喷射混凝土紧跟开挖掌子面进行，当围岩破碎、稳定性差时，一般采用小药量的松动爆破，对混凝土振动不大，初喷（厚4cm以上）、锚杆、钢筋网、钢架、复喷（二喷、三喷）等作业可以连续进行，直到达到设计要求。特别是架设好格栅钢架后，必须迅速用喷射混凝土封填，才能发挥支护能力。围岩较完整、稳定时间较长时，初喷、锚杆、钢筋网等施工后即可进行开挖作业，待下一循环初期支护时间再复喷，可将设计厚度的喷层厚分两、三次完成，由于每层间隔为一循环时间，每层因爆破产生的裂纹在下一次喷混凝土时被填充，而新喷层距掌子面较远，所受的爆破振动亦越小，使喷混凝土层的支护能力更强。
凝聚力及其与岩面粘结力的要求是在喷射混凝土终凝3～5h后，足以抵抗爆破冲击力，不会因开挖爆破使混凝土喷层开裂、脱落、剥离，喷射混凝土与围岩粘结强度，Ⅰ、Ⅱ级围岩不低于0.8MPa，Ⅲ级围岩不低于0.5MPa。即使是较好的围岩，也应及时喷射混凝土。
4.3喷射砼材料
4.3.1水泥
喷射砼水泥采用P042.5普通硅酸盐水泥。
4.3.2砂
喷砼采用坚硬耐久的中粗砂，细度模量大于2.5，含水率宜控制在5%～7%之间，喷射砼不得采用细砂。砂的各项技术标准符合规范要求。
4.3.3石子
采用坚硬耐久的碎石或卵石，石子粒径不大于20mm，使用前筛洗干净，含水率控制在2%左右，石子的级配符合设计要求。碱含量应合格。
4.3.4速凝剂
速凝剂的用量与凝结时间、水泥品种、温度有关，要根据施工工艺要求的凝结时间，对所用水泥做不同掺量的凝结时间试验和强度试验，以确定最佳掺量，要求初凝时间不大于5min，终凝不大于10min。根据施工工艺要求，采用液体速凝剂。
4.3.5水
采用饮用水。
4.3.6外加剂
喷砼外加剂主要有减水剂，主要用于改善砼结构，提高砼抗渗、抗裂、抗性能。
4.4喷射砼前的准备工作
喷射混凝土前，应对受喷岩面进行处理后再喷射混凝土。喷射作业应连续进行，并做好以下各项准备工作：
(1)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，以保证喷射砼与受喷岩面粘结牢固，保证喷射砼和地层良好的共同受力。
(2)若为泥、砂质岩面时应挂设细钢筋网（网格宜不大于20×20mm、线径宜小于3mm），用环向钢筋和锚钉或钢架固定，使其密贴受喷面，以提高喷混凝土的附着力。喷混凝土前，宜先喷一层水泥砂浆，待终凝后再喷射混凝土。在土层或煤层中进行喷射出现喷射不上去现象，此时应贴开挖面挂5cm×5cm细网片，并用锚杆固定在开挖面上，然后喷水泥砂浆薄层，等凝固后再正式喷射喷水泥砂浆时，要加大速凝剂掺量，减小风压。
(3)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。喷层厚度是评价喷砼支护工程质量的主要项目之一。施工中往往发生因喷层过薄而引起砼开裂、离鼓和剥落现象。因此在施工中必须控制好喷层厚度
(4)检查机具设备和风、水、电等管线路，并试运转：
①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；
②输料管应能承受0.8MPa以上的压力，并应有良好的耐磨性能；
③保证作业区内具有良好通风和照明条件。
④检查速凝剂的泵送及计量装置性能
(5)对有涌水、渗水或潮湿的岩面喷射前应按不同情况进行处理：
①大股涌水宜采用注浆堵水后再喷射混凝土。隧道开挖后，大股涌水应先进行注浆堵水，一般顺涌水出露点打孔，压注速凝浆液（水泥－水玻璃浆液）；
②小股水或裂隙渗漏水宜采用岩面注浆或导管引排后再喷射混凝土。小股水或裂隙渗漏水，视具体情况宜进行岩面注浆（布孔宜密，钻孔宜浅），或采用小导管沿隧道周边环形注浆；股水根据情况，或顺股水出露点打孔压注速凝浆液，或插排水管引流；围岩裂隙渗漏注浆孔布孔宜疏，钻孔宜深，或顺水路（节理、裂隙）扣排水半管或线形排水板，将水引到隧底水沟或纵向排水管；待受喷面上无流淌水后再喷混凝土。
③大面积潮湿的岩面宜采用粘结性强的混凝土，有渗水和大面积潮湿的的岩面与喷混凝土不易粘结，为了增加粘结性，初喷在岩面上的混凝土可适当增加水泥用量；也可在混凝土中掺入高效减水剂或添加各种增粘剂。
(6)喷砼作业前，应认真清除作业面拱脚或墙脚的虚碴和回弹物料，以防止拱墙脚因喷砼强度不足出现失稳现象。
4.5施工工艺
4.5.1 施工工艺流程
隧道采用机械手湿式喷射砼施工工艺详见湿喷砼施工程序见图1。
导管将水排出。湿喷时喷头与受喷面基本垂直，距离保持1.5～2.0m。
图1 湿喷砼施工程序图
4.5.2 搅拌运输
喷射混凝土采用湿喷工艺；混凝土采用自动计量配料、强制搅拌机拌和；混凝土采用轮胎式搅拌运输车运输。
4.5.3 喷砼
(1)待喷面处理
检查待喷面尺寸、几何形状是否符合设计要求；拆除待喷面影响喷射作业的障碍物，对不能拆除者应加以保护；为保证施工质量和施工作业安全，施工前喷射面要进行如下处理：清除浮面和有害的粘着的杂物等；有涌水的地方要做好引排水；喷射面吸水性较强时要预先洒水；当设有加强钢筋时，为了不致反弹，要将钢筋牢固地固定在喷射基层面上。在不设钢拱架的段，设置控制喷射混凝土厚度的标志，采用埋设钢筋头做标志，在支护完成后的钻孔检查时发现了喷层偏薄而补厚困难甚大。
(2)喷射砼
砼喷射机安装调试好后，在料斗上安装振动筛（筛孔20mm），以免超粒径骨料进入喷射机。喷射时，送风之前先打开计量泵（注意：此时喷嘴应朝下，以免速凝剂流入输送管内），以免高压砼拌合物堵塞速凝剂环喷射孔。
喷射手应保持喷头具有良好的工作状态，以喷射砼回弹量小，表面湿润有光泽，易粘着为好，同时喷射机司机与喷锚手要密切配合，根据喷射手反馈的喷射情况及时调整风和计量泵，控制好风压和速凝剂掺量。喷头与受喷面的距离以1.5～2.0m较为适宜。喷射时喷头由机器人自动调节角度、距离等，喷射路线呈小螺旋形绕圈运动，绕圈直径30cm左右为宜。后一圈压前一圈的1/3～1/2，喷射路线呈“S”形运动，每次“S”形运动长度为3～4m，喷射纵向第二行时，要依顺序从第一行的起点处开始，行与行间须搭接2～3cm，料束旋转速度，原则上要均匀不宜太慢或太快，喷射区段划分和喷头活动顺序如图2、图3、图4。

5
3
4
1
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1
5
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3
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2
10
6
拱脚线
拱顶中心
拱脚线
拱 部
边 墙
1.5~2.0m
1.5~2.0m
1.5m
1.5m
1.5m
前进方向
前进方向

图2 喷射区段划分图

图3 拱圈喷头活动顺序 图4 边墙喷头活动顺序
喷头与受喷面的角度，一般应垂直于受喷面，但在喷边墙时，宜将喷头略向下俯10°左右，使砼束喷射在较厚的砼顶端，可避免料束中的粗骨料直接与受喷面撞击，减少回弹量。
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6m。
一次喷射厚度，主要由喷砼颗粒间的凝聚力和喷层与受喷面间的粘结力而定，厚度太薄会增大回弹率，厚度太大会使砼颗粒间的凝聚力减弱，同时会引起大片坍落或形成喷砼与岩面脱离，形成空隙，一次喷射厚度不宜超过10cm。分层喷射时，后一层喷砼应在前一层喷砼终凝后进行，时间间隔一般为15~20min，若终凝1小时后再进行喷射时，应先用风水清洗喷层表面。
喷射混凝土的一次喷射厚度：5cm～6cm。
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爆破药量分层、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;喷射混凝土终凝后3h内不得进行爆破作业。
(3)喷射混凝土的回弹率：
喷射砼施工中的回弹率，同喷射砼材料和水灰比，混合物喷射速度，喷头至受喷面的距离与角度及喷射手技术熟练程度等因素有关，而回弹率的高低对喷射砼质量、材料消耗、施工效率等都有重大影响，喷砼的回弹率边墙不应大于15%，拱部不应大于25%。喷射速度（即喷头出口处的工作风压）是影响喷射砼质量和回弹的重要因素之一。当风压过小，即喷射速度太小时，由于喷射冲击力太小，粗骨料不容易嵌入新鲜砼中，则回弹率增大，也影响喷射强度；当风压过大，即喷射冲击力太大时，回弹率也高，也会使粉尘浓度增大。当喷头处的工作风压为0.1MPa左右时，在其它影响因素符合规定时，喷射砼回弹率较小，强度较高，粉尘浓度较低。喷头方向，喷头与受喷面的距离都影响着回弹率，在施工中要保持合理的方向和距离。湿喷混凝土施工，采用自动计量拌合站能够控制混凝土的配合比，提高混凝土的品质。在喷射作业中要及时协调好坍落度、风压、喷射距离、角度、速凝剂掺量、喷面状况（初喷、复喷、找平）之间相互影响的关系，则喷射的质量便有保证。
(4)养护：
为使水泥充分水化，减少和防止收缩裂缝，在喷射砼终凝后2h即开始洒水养护。养护时间和洒水次数，取决于水泥品种和空气湿度，在任何情况下，养护时间不小于14d。气温低于+5℃时不得喷水养护。
(5)喷砼厚度控制
喷射混凝土厚度的检查除采用埋钉法外，可在喷射混凝土8h后用钢钎凿孔，若混凝土与围岩的颜色相近不易区别时，可用酚酞试液涂抹孔壁，呈现红色者为混凝土厚度。
喷射混凝土的厚度应符合下列要求：
喷射混凝土平均厚度应大于设计厚度。
喷射混凝土厚度检查点数的80％及以上大于设计厚度。
喷射混凝土最小厚度不小于设计厚度的2/3。
4.5.4在有钢架地段的喷砼
在有钢架喷射砼时，关键是保证钢架与壁面之间的砼充填密实，在施工时首先喷射钢架与壁面之间的砼，待钢架与壁面之间及钢架周围填满砼之后，再喷射钢架之间的砼。喷砼后壁面应平顺无渗漏水。
在喷射边墙下部（台阶法施工上半断面拱脚）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”，而降低支护强度。
网片的保护层厚不得小于3cm，钢架的保护层厚度不得小于4cm,沿钢架外缘每隔2m应用楔子楔紧。
4.6现场的几种试验方法
喷射混凝土必须满足设计的强度、厚度及其与岩面粘结力要求。
4.6.1喷射混凝土与围岩粘结强度的试验方法
(1)成型试验法：
在模型内放置面积为10×10cm、厚5cm，粗糙度近似于实际岩面的岩块，用喷射混凝土掩埋，等强后加工成10×10×10cm的立方体并养护28天，用劈裂法进行试验。
(2)直接拉拔法：
在围岩表面预先设置带有丝扣和加力板的拉杆，用10cm厚的喷射混凝土将加力板埋入，试件面积30×30cm（与周围喷射混凝土分离），养护28天后进行拉拔试验
4.6.2 回弹率
回弹率的测定方法是：按标准操作喷射0.5～1.0m³的混凝土，在长度3.0m的墙部或拱部喷10cm厚的喷层，用铺在地面上的彩条塑料布或钢板收集回弹物，称重后换算为体积与全部喷出混凝土体积的比值。
4.6.3 喷射砼的强度检验
试件采用边长15cm的立方体无底试模射成型、大板切割方法制取。在本项目中准备两种方法均使用。
4.6.4 喷射砼的配合比检验
同强度等级、同性能喷射混凝土进行一次混凝土配合比设计，施工过程中，如水泥、外加剂等主要原材料的品种和规格发生变化，应重新进行配合比设计并经审批后才能使用。
4.6.5 喷射砼的早期(1d)强度检查

4.6.6 喷射砼的原材料每盘称量检查

序号
材料名称
允许偏差
1
水泥
±2%
2
粗、细骨料
±3%
3
水、外加剂
±2%
要求每工作班抽查不少于一次，采用复称方式进行。
4.6.7 喷射砼表面检查
对所时行的喷射砼及时进行喷射混凝土表面检查，砼表面应密实、砼表面用2m直尺进行检查时，凸或凹入度不得超过5cm，无裂缝、脱落、漏喷、露筋、空鼓和渗漏水，锚杆头钢筋无外露。
4.6.8 喷射砼坍落度检查
合物的坍落度应符合设计配合比要求，每工作班不少于一次坍落度试验。
4.6.9 喷射砼砂石含水率检查
每次进行喷射混凝土拌制前，应测定砂、石含水率，并根据测试结果和理论配合比调整材料用量，给施工配合比交砼工班。
4.7安全环保注意事项
(1)开机时应按先开风阀，再依次开计量泵、主机的顺序进行，严禁将喷枪对准施工人员，以防止突然出料伤人。
(2)喷射作业时，如压力表指针突然上升，并出现往复摆动时，说明堵管，此时应立即停机疏通管路
(3)严格控制工作压力，在满足工艺要求的条件下，工作风压不宜过大，同时要控制好拌合物水灰比，经常检查速凝剂注入环的工作情况，发现问题及时解决。
(4)喷射作业完成后应先关主机，再依次关闭计量泵、风阀，然后用清水将机内输送管路内残留物清洗干净。
(5)喷射手要配带好防护面罩或防护眼镜、胶布雨衣和手套，洞内作业人员要带防尘口罩。
(6)喷射作业机旁的粉尘容许浓度应小于10mg/m³。测定条件是：在洞内停止通风的环境中，开始喷射作业5min后，距喷射点5m处的测定值。
5.锚杆
5.1设计情况
本隧道Ⅱ、Ⅲ、IV、V级围岩系统锚杆采用采用Φ22砂浆锚杆。
砂浆锚杆：V级围岩拱墙布置，长度3.5m，1.0×1.0m（环×纵）；IV级围岩拱墙布置，长度3m，1.2×1.2m（环×纵）；Ⅲ级围岩拱部布置，1.2 m（环×纵）；Ⅱ级围岩局部在拱部位置设Φ22砂浆锚杆。
5.2施工方法
5.2.1砂浆锚杆
5.2.1.1锚杆制作
(1)锚杆构件在加工厂统一加工，锚杆选用的Φ22螺纹钢筋制作，尾部滚丝6cm,要求锚杆杆体必须调直无缺损、无锈、无杂物。
(2)锚杆根据洞内围岩级别制作成不同长度，分类存放，便于取用。
(3)锚杆垫板采用厚6mm钢板制成，规格150×150mm，中间钻孔，垫板由构件加工厂统一加工。
(4)杆体外观要求直径要均匀、一致，无严重锈蚀、弯折。
(5)抗拉强度试验应满足工程要求。
(6)加工后的锚杆的杆体尺寸应符合设计要求，车丝部分无偏心，焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷。
5.2.1.2钻孔
(1)锚杆放样严格按设计要求成梅花型布置，首先定出位置，孔位允许偏差为±150mm。钻孔应保持直线，并应与围岩壁面或其所在部位岩层的主要结构面垂直。
(2)锚杆孔的深度应大于锚杆长度的10 cm，锚杆加工误差不大于±1cm。
(3)钻孔完成后，孔内石粉必须用高压风、水冲洗干净。钻孔应圆而直，砂浆锚杆的直径应大于杆体直径15mm。
5.2.1.3锚杆安装
(1)锚杆注浆采用NZ130A型专用锚杆注浆机灌注，砂浆拌制采用小型砂浆拌合机现场拌制，随拌随用，保证拌合质量。
(2)水泥选用膨胀性早强低碱水泥，砂必须预先筛选，保证质量及注浆效果。锚杆用的水泥砂浆，其强度不应低于M20。锚杆孔内灌注砂浆应饱满密实。
(3)注浆前先用高压风、高压水对注浆孔进行冲洗，保证无石屑、杂质，将注浆管插入锚杆孔最底端，开机注浆，随着压力缓慢抽注浆管，以保证孔内浆体饱满。
(4)安装锚杆时，要在锚杆上做出孔深标记，确认孔内浆体饱满后，将锚杆体缓慢均匀推入，保证浆体完全包裹锚杆。
(5)锚杆施作完毕强度达到10Mpa后，即可安设锚杆垫板，上螺帽。
(6)在有钢架地段施作锚杆时，可将锚杆与钢架或连接筋焊成一体，使支护整体受力。
5.2.1.4注意事项
(1)钻孔时，要保证孔位直顺，否则在注浆时和锚杆安装时杆体不易安装到孔底。
(2)钻孔时要严格按设计深度钻孔，在钻杆上做定位标记,用于控制孔深,钻孔过深将影响锚固质量。
(3)注浆前孔内一定要清洗干净，不得有泥浆，否则会造成注浆困难，同时影响锚固质量。
(4)注浆时注浆管应插至距孔底50～100mm，随砂浆的注入缓慢匀速拔出，不能很快抽出，会造成孔内砂浆不足存在孔隙，无法完全包裹杆体，导致锚固力下降。
(5)杆体插入孔内长度不应小于设计规定的95%。插入锚杆时一定要匀速、慢慢插入，严禁使劲打击杆体，造成孔内砂浆向外喷出，导致砂浆不饱满，降低锚杆的锚固能力。杆体插入后若孔口无砂浆溢出，应及时补注。
(6)锚杆垫板安装时一定要紧贴围岩或支护面，使锚杆能承受围岩变形的应力。
(7)试验室要定期做锚杆拉拔实验，以检验锚杆的锚固质量。
5.2.2锚杆垫板
所有锚杆均必须设置垫板。垫板是使喷射砼与锚杆组成统一支护结构的重要构件。设置垫板后可明显提高锚杆和喷射砼的综合支护效果，另外，喷射砼虽然可起部分垫板作用，但一般均为先喷后锚，致使锚杆端部不能与喷射混凝土层牢固联结，喷层也发挥不了作用，所以锚杆必须安设垫板。
5.2.3锚杆的长度、砂浆饱满度质量无损检测
锚杆长度、砂浆饱满度一般采用声波检测仪测定，它的检测原理是：在锚杆体外端用声波震源激发高能脉冲声波，它沿杆体钢筋以管道波形式传播，到达钢筋底部后反射回被接收。若砂浆填充密实，则超声波在传播过程中能量不断从钢筋通过砂浆损失很大，在杆体外测得的反射波振幅小；反之亦反。最后以接收到反射波的反射时间、波幅、频率、相位等参数，判断锚杆的长度及砂浆的密实程度。目前在工程中常用的有M-7锚杆检测仪、RS-UT01C超声波检测仪等。- 17 -
5.3质量标准
5.3.1主控项目
(1)锚杆所使用的钢筋原材料进场检验必须按批抽取试件作力学性能（屈服强度、抗拉强度和伸长率）和工艺性能（冷弯）试验，其质量必须符合现行国家标准《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》（GB13013）和《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》（GB1499）等的规定和设计要求。
(2)半成品、成品锚杆的类型、规定、性能等应符合设计要求和国家、行业有关技术标准的规定。
(3)锚杆安装的数量应符合设计要求。
(4)砂浆锚杆采用的砂浆强度等级、配合比应符合设计要求。
(5)锚杆孔内灌注砂浆应饱满密实。
(6)锚杆安装允许偏差应符合下列规定：
①锚杆孔的孔径应符合设计要求。
②锚杆孔的深度应大于锚杆长度10cm。
③锚杆孔距允许偏差为±150mm。
④锚杆插入长度不得小于设计长度的95%，且应位于孔的中心，
5.3.2 一般项目
(1)锚杆孔应保持直线,一般情况下应保持与隧道衬砌法线方向垂直。当隧道内岩层结构面出露明显时，锚杆孔宜与岩层主要结构面垂直，锚杆垫板应于基面密贴。
(2)锚杆应平直、无损伤，表面无裂纹、油污、颗粒状或片状老锈。
6.钢筋网
6.1钢筋网加工
钢筋网由纵横钢筋加工成方格网片，钢筋相交处可点焊成块，也可用铁丝绑扎成一体。
6.2钢筋网挂设
钢筋网应随岩面起伏铺设，确保与围岩密切，可以将钢筋网点焊在两榀钢支撑的外弧上，或者通过与锚杆焊接固定在开挖的轮廊面上。钢筋网搭接必须大于1～2个网格，相交处应焊接，联结成整体，以便整体受力。
7.钢架
7.1设计参数
Ⅳ-SM模筑衬砌：拱墙I16钢架加强支护，纵向间距1.2m；
Ⅴ-SM模筑衬砌：拱墙I16钢架加强支护，纵向间距1.0m；
7.2钢架制作
钢架按设计要求在现场加工成型，将加工场地用砼硬化，按设计放出加工大样，型钢、钢筋根据工艺要求预留焊接收缩余量及切割加工余量。
型钢钢架在钢构件加工厂内统一加工，现场绘制1:1的大样，严格放样尺寸。型钢钢架制作由现场技术干部负责交底,工区技术负责人负责审核。要求所进工字钢必须符合要求，符合设计强度，钢架弯曲采用冷弯机弯制，加工钢架周边拼装允许偏差±3cm；平面翘曲应小于2cm，保证钢架架立的垂直度，对不符合要求的钢架不得用于正洞施工。各分节连接板处采用钢板，连接板与型钢焊成一体，要求双面焊，焊缝饱满，保证焊接质量。节与节间连接板采用螺栓形式连接，螺栓孔眼中心间距公差不超过±0.5mm。钢架加工完成后分类编号存放。加工完的拱架要按现场的放样试拼，质检人员负责验收。
7.3钢架安装
施工工艺流程见图6
(1)首先检查钢架是否合格，进行试拼，检查尺寸是否正确，各部位焊接是否牢固，有无漏焊现象。
(2)检查开挖断面，是否开挖到位，有无欠挖现象，若有欠挖，要提前处理，以保证钢架一次架立合格。
(3)首先中线要准确，掌子面有明显的中线标记，避免因钢架偏离中线造成严重的超欠挖现象。架设钢架时，每个断面一侧至少5 组支距，与设计支距相比较，差值超过10mm，应进行调整。架设仰拱钢架时，沿边墙距底板一定距离，要测标志线，依据此线，测3组数据，边墙2组，中线一组，与设计比较,差值超过20mm，应进行调整。钢架与隧道中线垂直，误差控制在允许范围内。
开 挖
初 喷 砼
测量放线
架立钢架
合 格
焊接纵向连接筋、定位钢筋筋
复喷砼至设计厚度
监控量测
信息反馈、调整支护参数
钢架制作
调 整
是
否

图5 钢架安装施工工艺流程图
(4)保证钢架置于稳固的基底上，施工时在钢架基脚部位预留10～15cm原岩，待架立钢架时挖槽就位，当围岩软弱且富水时，在钢架基脚处增设纵向槽钢托梁，以增加基底承载力。
(5)钢架架立后首先检查钢架各部结构尺寸是否正确，要求钢架平面垂直于隧道中线，其倾斜角度不大于2°，钢架标高不低于设计标高，钢架任何部位偏离铅垂面不大于5cm。
(6)待钢架各部尺寸均符合要求后，对所有连接板螺丝重新紧一遍，保证连接牢固，使用格栅钢架时，分节格栅夹板处主筋采用20cm长Φ22钢筋帮焊，使上下主筋连成一体。
(7)为保证钢架位置安设准确，待钢架架立到位后，立即用纵向连接筋已施作钢架焊成一体。钢架立毕后，用砂浆将钢架拱脚连接板埋住，以便与下单元钢架连接。
(8)所有钢架必须栓接，当特殊情况螺栓无法连接时，采用Φ20钢筋穿入，弯成环、焊接牢固，不得单纯使用帮焊。螺栓采用高强螺栓。
(9)钢架架立完毕后，为保证钢架的整体稳定性，按设计布置纵向连接筋与已施作完毕钢架焊成一体，同时将钢架与系统锚杆焊成一体，使钢架与锚杆共同受力。纵向连接筋采用Φ22螺纹钢。
(10)钢架严格按设计施作，在安设过程中当钢架与初喷层之间有较大间隙时设砼垫块，钢架与围岩接触空隙间距不应大于10cm。
(11)钢架架立时要留有足够的保护层，钢架距围岩不小于4cm。
(12)仰拱利用移动式防干扰栈桥一次开挖到位，清除底部虚碴，将墙脚处预留连接板处喷射砼凿除，用螺栓将仰拱钢架与边墙钢架连成整体。
7.4注意事项
(1)钢架立毕后，现场技术人员及测量班要对各部尺寸仔细检查、复核，以避免结构尺寸发生偏差。
(2)要根据围岩量测资料及时调整支护参数、预留变形量。
(3)冬季施工时，钢架要在洞内存放，避免洞内外温差太大影响喷砼结构整体质量。
(4)钢架架立后尽快喷射砼，并将钢架全部覆盖，使钢架与喷砼共同受力；喷射砼应分层进行，每层厚度5～6cm，从拱脚或墙脚处由下向上喷射，避免上部喷射回弹料虚掩拱脚（墙脚），造成拱（墙）脚不密实，强度不够，导致失稳。
7.5底角的处理
7.5.1 锁脚
7.5.2 钢架的落底接长

7.6质量标准
7.6.1 钢架主控项目要求
(1)型钢材料进场检验必须按批抽样试件做力学性能（屈服强度、抗拉强度和伸长率）和工艺性能（冷弯）试验，起质量必须符合现行国家标准《碳素结构钢》（GB700）、《热轧普通工字钢》(YB（T）56)等的规定和设计要求。
(2)制作钢架的钢材的品种、级别、规格和数量必须符合设计要求。
(3)型钢钢架的弯制应符合设计要求。钢架的结构尺寸应符合设计要求。
(4)钢架安装的位置、接头连接、纵向拉杆应符合设计要求，钢架安装不得侵入二次衬砌断面，脚底不得有虚碴。
(5)沿钢架外缘每隔1m应用钢楔或混凝土预制块与初喷层顶紧，钢架与初喷层间的间隙应采用喷射混凝土喷填密实。
7.6.2 钢架一般项目要求
(1)钢筋、型钢等原材料应平直、无损伤,表面不得有裂纹、油污、颗粒状或片状锈蚀。
(2)型钢钢架分节长度应根据设计尺寸及所采用的开挖方法确定，各节长度不应大于5m，腹板上钻孔的位置应符合设计要求。钢架节点焊接长度应大于4cm，且对称能焊接。钢架周边拼装允许偏差为±3cm，平面翘曲应小于2cm。
(3)钢架安装允许偏差应符合下列要求：
(4)钢架间距允许偏差为±100mm；
(5)钢架横向允许偏差为±50mm；
(6)高程偏差允许偏差为±50mm；
(7)垂直度偏差允许偏差为±2°；
(8)钢架保护层厚度允许偏差为-5mm。
8.超前小导管
超前超前小导管支护钢管采用外径42mm×3.5mm的热轧无缝钢管。钢管按设计钻注浆孔。钢管按设计布置，从钢架腹部穿过。
8.1小导管制作
小导管采用φ42热轧无缝钢管制作，其长度按设计要求截取。除管身后端不小于30cm的止浆段外，其余段均设置10mm注浆孔，注浆孔孔距为15cm，沿管身梅花形布置。小导管前端应制成锥形，以方便插入。
8.2小导管布置
超前单层小导管，钢管外插角以10°～15°为宜，可根据实际情况作适当调整，但不大于10°。Ⅳ级围岩在拱部120°范围布置，小导管长4m，环向间距为40cm，每2.4m施作一环，其纵向搭接长度不小于1.0m；V级围岩在拱部120°范围布置，小导管长3.5m，环向间距为40cm，每2m施作一环，其纵向搭接长度不小于1.0m。

孔位放样
钻孔
高压风吹洁孔内钻碴
安设小导管
联接管路及密封孔口
注 浆
地质调查
注浆设计
现场试验
效果检查
制定施工方案进入施工
施工准备
设备准备
管材加工
材料准备
机具准备

图6 超前小导管施工工艺流程图
8.3小导管的施工
第一步：采用风枪钻孔插打或风枪顶入的方式将小导管送进孔内，土质较硬时采用风枪钻孔插管，松软时采用风枪直接将钢管顶入。
第二步：采用水泥药卷封堵注浆管与钻孔之间的空隙，以防止防止孔口漏浆。
第三步：采用高压风清洗注浆管，以避免注浆管堵塞而影响注浆效果。
第四步：采用方便接头连接压浆管与超前注浆管，开始注浆。当达到注浆结束标准后，停止注浆。
第五步：拆除注浆接头，并迅速用水泥药卷封堵注浆管口，以防止未凝固浆液外流。
注浆时由两侧对称向中间进行，自下而上逐孔注浆，如有窜浆或跑浆时，采用间隔注浆，最后全部完成注浆。
8.4超前小导管预注浆
8.4.1注浆准备
孔口止浆封堵。导管打入后用水泥药卷封堵孔口及周围裂隙，并在导管附近及工作面喷砼，以防工作面上岩土坍塌，同时作为注浆止浆岩墙，防止孔口跑浆。
8.4.2压注浆液
注浆前先进行压水试验，检查机械设备是否正常，管路连接是否正确。注浆达到设计注浆量和注浆压力时可结束注浆。注浆过程中随时观察注浆压力，分析注浆情况，防止堵塞、跑浆，做好注浆记录，以便分析注浆效果。
8.5质量标准
8.5.1主控项目
(1)钢管和锚杆进场必须做力学性能和工艺性能检验，其质量必须符合国家有关规定及设计要求。
(2)超前小导管和锚杆的种类必须符合设计要求。
(3)超前小导管、超前锚杆与支撑结构的连接应符合设计要求。
(4)超前小导管、超前锚杆的纵向搭接长度应符合设计要求。
(5)注浆浆液的配合比应符合设计要求。
(6)注浆压力必须符合设计要求，浆液必须填充杆体和周围的空隙。
8.5.2一般项目
(1)方向角：2°
(2)孔口距：±50mm
(3)孔深： +50，0mm
(4)检验频率：每环检查3根。