巖土工程師輔導:隧道錨噴支護作業指導書(一)
隧道錨噴支護作業指導書錨桿、噴射砼、掛鋼筋網、鋼架支撐、以及它們間的任意組合型式,統稱為錨噴支護。
一、工藝原理
錨噴支護就是當隧道周圍圍巖承載能力不足,需提高圍巖自身承載能力時,采取聯合支護形式,形成長期穩定的支護結構體系。錨噴支護的最大優點;及時性、與圍巖密貼性、早強、柔性。錨噴支護就是應用新奧法原理;即:運用各種手段(開挖方法、支護及地層預處理等)控制圍巖變形,最大限度地保護和調動圍巖的承載能力。
二、施工工藝及操作要點
A、錨桿施工工藝及操作要點
1、 原材料備制
①錨桿材料:錨桿材料采用20錳硅鋼筋或注漿錨桿,鋼筋直徑Φ22┨,按設計要求規定的材質、規格備料,并進行調直、除銹、除油,以保證砂漿錨桿的施工質量和施工的順利進行。
②水泥;普通水泥砂漿選用普通硅酸鹽水泥,在自穩時間短的圍巖條件下,宜用早強水泥砂漿錨桿。
③砂:宜采用清潔、堅硬的中細砂,粒徑直不宜大于3┨,使用前應過篩。
④配合比:普通水泥砂漿的配合比:水泥:砂宜為1:1~1:1.5(重量比),水灰比宜為0.45~0.50;
⑤砂漿備制:砂漿應拌合均勻,隨拌隨用。一次拌和的砂漿應在初凝前用完,并嚴防石塊雜物混入,主要為了保證砂漿本身的質量及砂漿與錨桿桿體、砂漿與孔壁的粘結強度,也就是為了保證錨桿的錨固力和錨固效果。
2、錨桿孔的施工
①孔位布置:孔位應根據設計要求和圍巖情況布孔并標記,偏差不得大于20┩;
②錨桿孔徑:砂漿錨桿的錨桿孔徑應大于錨桿體直徑15┨;
③鉆孔方向:錨桿孔宜沿隧道周邊徑向鉆孔,但鉆孔不宜平行巖面;
④鉆孔深度:砂漿錨桿孔深誤差不應大于±10┩;
⑤錨桿孔應保持直線;
⑥灌漿前清孔:鉆孔內若殘存有積水、巖粉、碎悄或其它雜物,會影響灌漿質量和妨礙錨桿桿體插入,也影響錨桿效果。因此,錨桿安裝前,必須采用人工或高壓風、水清除孔內積水和巖粉、碎悄等雜物。
3、錨桿安裝
①砂漿:砂漿錨桿孔內的砂漿也應采用灌漿罐和注漿管進行注漿。注漿開始或中途停止超過30min時應用水潤滑灌漿罐及其管路,注漿孔口壓力不得大于0.4MPa,注漿時應堵塞孔口。注漿管應插至距孔底5~10┩處,隨水泥砂漿的注入緩慢勻速拔出,并用手將水泥紙堵住孔口。
②錨桿安裝:錨桿頭就位孔口后,將堵塞孔口水泥紙掀開,隨即迅速將桿體插入并安裝到位。若孔口無水泥砂漿溢出,說明注入砂漿不足,應將桿體拔出重新灌注后再安裝錨桿;錨桿桿體插入孔內的度度不宜小于設計規定。錨桿安設值,不得隨意敲擊,三天內不得懸掛重物。
2、錨桿孔的施工
①孔位布置:孔位應根據設計要求和圍巖情況布孔并標記,偏差不得大于20┩;
②錨桿孔徑:砂漿錨桿的錨桿孔徑應大于錨桿體直徑15┨;
③鉆孔方向:錨桿孔宜沿隧道周邊徑向鉆孔,但鉆孔不宜平行巖面;
④鉆孔深度:砂漿錨桿孔深誤差不應大于±10┩;
⑤錨桿孔應保持直線;
⑥灌漿前清孔:鉆孔內若殘存有積水、巖粉、碎悄或其它雜物,會影響灌漿質量和妨礙錨桿桿體插入,也影響錨桿效果。因此,錨桿安裝前,必須采用人工或高壓風、水清除孔內積水和巖粉、碎悄等雜物。
注漿壓力不宜過大,保持在2┧/┩2為好;壓注砂漿時,必須密切注意壓力表,發現壓力過高,須立即停風,排除堵塞;注漿管不準對人放置,注漿管在未打開風閥前,不準搬動,關節閉密封蓋,以防高壓噴出物射擊傷人。摻速凝劑砂漿時,一次拌制砂漿數量不應多于三個孔,以免時間過長使砂漿在泵管中凝結。錨注完成后,及時清洗機具。
掛鋼筋網施工鋼筋網使用Φ6.5,(III類圍巖仰拱采用Φ16鋼筋網15×15┩),網格為20┩×20┩,固結在錨桿端頭上。鋼筋須調直除銹,按規定長度下料、安扎、焊、順序堆放在工作面上使用。鋼筋必須安裝順直,緊貼初噴砼表面,鋼筋網成形后,每根鋼筋都應綁扎,在二次噴砼時,鋼筋極少顫動。在有鋼筋的工作面上復噴砼,其噴射作業與無鋼筋情況要求不同,前者要求將鋼筋背后噴護密實,鋼筋表面不殘留回彈物,以使鋼筋有較大的握著力,有鋼筋時,如果對著直噴,反而加大回彈量,因此在鋼筋網外噴護,噴砂應保持一個角度,既能使鋼筋背后勤部密實充填,又可使回彈減少。
鋼筋網表面保護層厚度不小于2┩,不允許將錨桿、鋼筋頭外露。鋼筋網的鋪設應設在第一次噴射砼和錨桿施工后進行。鋼筋網應隨噴射砼面的起伏進行鋪設。鋼筋網現場綁扎,可以利用單根鋼筋撓度大,當有格柵拱時,應與格柵拱聯接牢固。
格柵拱(鋼拱架)施工格柵拱是具有結構簡單、用鋼量少、受力結構條件好、加工制造方便、架設工藝簡單等優點,對于隧道軟弱破碎圍巖加強地段的施工和處理險情、坍方處理都是一種能應急而有效的施工措施和手段。格柵拱架設應做到:
1、按設計位置安設,一般在第一次噴射砼后進行。對局部欠挖部位應予鑿除,以保證格柵拱施工位置和結構尺寸的正確性;
2、格柵拱應垂直于隧道中絲。上下、左右偏差應小于±5┩,鋼架傾斜度小于2○。
3、格柵拱之間必須按設計要求進行縱向聯接。以保證格柵拱之間處于良好的聯合受力狀態,采用格柵拱加強地段,一次使用格柵拱的數量不應少于5榀。
4、格柵拱應與鋼筋網聯接,可知柵拱必須與錨桿焊接牢固,以保證格柵拱、鋼筋網、噴射砼和錨桿與圍巖形成聯合受力結構。因此,錨桿布置與斷面方向均應與格柵拱的安設相適用。并應留有不小于20┩的錨桿頭部與格柵拱聯接。局部位置與錨桿錯開時采增加縱向鋼筋或調整縱向鋼筋位置進行間接聯接,確保該范內的每根錨桿發揮其作用。
5、拱腳、邊墻腳聯接槽鋼應按正確位置置平于原狀土(石)上,并與格柵拱焊接牢固。當拱腳、墻腳標高不準時,只能用片石墊平槽鋼或設置鋼板調整。
6、格柵拱噴射砼保護層厚度不小于2┩.噴射砼施工用壓縮空氣將摻有速凝劑的砼拌合料通過砼噴射機高速噴射到開挖成型的隧道巖面上迅速凝固而起支護使用。噴射砼可分為干噴、潮噴、濕噴三種方式。本隧道采用濕噴法。噴射砼作業需肜的機具設備:砼噴射機、空氣壓縮機、攪拌機、上拌機具、供水設施。
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