行业新闻

隧道初期支护施工技术(上)半岛平台

2023-06-13 阅读次数:

  半岛平台隧道开挖后,为控制围岩变形,增加结构安全度和方便施工,立即施作刚度较小并作为永久承载结构一部分的结构层,成为初期支护。本文中详细介绍了初期支护的施工技术,包括超前小导管施工、钢拱架施工、系统锚杆施工、钢筋网片施工、和喷射混凝土施工五个部分。

  施工程序为:施工准备→风钻钻孔→顶入钢管→连接管路→压水试验→有无渗漏→注浆→检查加固效果→停止注浆→下步工序施工。

  注浆施工前应对不同水灰比、掺加不同掺和料和不同外加剂的浆液进行试验,选择适合的浆液和配比,按照配比准确计量,严格按顺序加料,搅拌后的浆液必须经筛网过滤后方可进入注浆机。

  超前小导管配合型钢或格栅钢架使用,应用于隧道Ⅳ、Ⅴ级围岩拱部超前注浆预支护,其纵向搭接长度Ⅰ型、Ⅱ型超前小导管不小于1m,Ⅲ型超前小导管不小于1.5m。

  小导管前端做成尖锥形,尾部焊接Φ6mm钢筋加劲箍,管壁上每隔15cm梅花型钻眼,眼孔直径为10mm,尾部长度50cm不钻孔。小导管构造见下图。

  A.测量放样,在设计孔位上做好标记,用风动凿岩机钻孔,孔径较设计导管管径大3~5mm。

  B.成孔后,将小导管按设计要求插入孔中,或用凿岩机直接将小导管从型钢钢架上部、中部打入,钢管顶入钻孔长度≥90%管长,顶管至设计孔深后,将孔口用水泥—水玻璃胶泥将钢花管与孔壁之间的缝隙封堵。外露20cm支撑于开挖面后方的钢架上,与钢架共同组成预支护体系。

  按照设计要求选择单液浆或双液浆。按试验阶段确定的浆液配合比进行拌合,注浆前先喷射混凝土5~10cm厚封闭掌子面,形成止浆盘。

  注浆前先冲洗管内沉积物,浆液先稀后浓,由下至上顺序进行。单孔注浆压力达到设计要求值,持续注浆10min且进浆速度为开始进浆速度的1/4或进浆量达到设计进浆量的80%及以上时注浆方可结束,注浆结束后管内灌入M10水泥砂浆封口。

  注浆施工中认真填写注浆记录,随时分析和改进作业,并注意观察施工支护工作面的状态。注浆参数应根据注浆试验结果及现场情况调整。

  C.进浆量很大,压力长时间不升高,应重新调整砂浓度及配合比,缩短胶凝时间。

  (1)钢架按设计尺寸在洞外下料分节焊接制作,制作时严格按设计图纸进行,保证每节的弧度与尺寸均符合设计要求,每节两端均焊连接板,节点间通过连接板用螺栓连接牢靠,加工后必须进行试拼检查,严禁不合格品进场。

  (3)钢架用钢材的规格、型号、材质满足设计要求和国家有关现有技术标准的规定。钢架不宜在受力较大的拱顶及其它受力较大的部位分节。格栅钢架的主筋直径不宜小于18mm,且焊接应符合设计要求。

  钢架之间宜用直径为Φ22mm的钢筋采用焊接方式连接,环向间距符合设计要求。

  钢架所用钢筋(材)的规格、型号、材质满足设计要求和国家有关现有技术标准的规定。钢架不宜在受力较大的拱顶及其它受力较大的部位分节。格栅钢架的主筋直径不宜小于18mm,且焊接应符合设计要求。

  钢架按设计尺寸在洞外下料分节焊接制作,制作时严格按设计图纸进行,保证每节的弧度与尺寸均符合设计要求,每节两端均焊连接板,节点间通过连接板用螺栓连接牢靠,加工后必须进行试拼检查,严禁不合格品进场。

  格栅按分部开挖情况分段、分单元制作加工,在钢筋加工场地按1:1放样,严格按照格栅图纸结构(预留变形量10cm)加工,格栅采用胎模焊接。钢格栅制作加工时严格按格栅图纸控制分段、分单元。格栅钢架钢筋的弯制和末端的弯钩严格按照设计图纸加工,格栅的焊接不得有假焊,焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷,焊接时采用E502焊条。

  格栅钢架钢筋加工满足设计要求,加工尺寸控制在允许偏差范围内,具体如下表:

  钢筋焊接:U型筋与主筋连接采用双面焊接连接方式,焊接长度为5d(d为钢筋直径),焊缝高度h不小于钢筋直径的0.3倍,焊缝宽度b不小于钢筋直径的0.7倍;焊接时引弧应在搭接焊的一端开始,收弧应在钢筋的端头上,弧坑填满,第一层焊缝应有足够的熔深,主焊缝与定位焊缝应密实。钢筋焊接后应对焊渣进行清除。首榀钢架加工完成后放在平整的水泥地面上进行试拼,检查各部尺寸均符合设计要求时才可进行批量生产。拼装后允许误差为:周边拼装允许误差为±3cm,平面翘曲应小于2cm。

  格栅应在开挖或初喷混凝土后及时架设。架设前应由测量人员将待架格栅的位置(里程、中线和水平)测放在岩面或喷射混凝土面上。格栅制作完成在运输过程中应避免磕碰变形。

  开挖完成后测量复核开挖断面,满足设计要求后进行安装控制点放线,准确测量出中线、水平点、里程及型钢拱架接点位置。

  安装时从下至上顺序安装,边墙安装后复测到位后对脚底和节点处进行固定,采用锁脚锚管进行加固,保证拱加稳定牢固。

  边墙安装完成后进行拱部钢架安装,采用机械配合人工安装,顶部就位后先用螺栓连接,再对拱部和边墙处节点进行调整,达设计要求后再对拱脚处节点进行加固。然后对拱部超前小导管施工,并与钢架进行焊接,保证钢架稳固。

  钢架安装时,应严格控制其内轮廓尺寸,且预留沉降量,防止侵入衬砌净空。钢架与围岩间的间隙必须用喷混凝土充填密实;钢架应全部被喷射混凝土覆盖,保护层厚度不得小于40mm。

  钢架应按设计要求安装当拱脚开挖超深时,加设钢板或混凝土垫块。安装后利用锁脚锚杆(或锚管)定位;超挖较大时,拱背喷填同级混凝土,以使支护与围岩密贴,控制围岩变形的进一步发展。两排钢架间用Φ22钢筋拉杆纵向连接牢固,环向间距1m,以便形成整体受力结构。

  整体安装完成后进行复测合格后,进行钢架间连接筋施工,使钢架、锚杆、钢筋网连接为整体。完成后进行下一工序施工。同时完成锁脚锚管施工,锚管数量及位置严格按设计要求进行。

  声明:本文由入驻搜狐公众平台的作者撰写,除搜狐官方账号外,观点仅代表作者本人,不代表搜狐立场。