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超前支护及初期支护施工
隧道初期支护必须紧随开挖面及时按照设计标准施做,以减少围岩暴露时间,抑制围岩变形,防止围岩在短期松弛剥落。根据本标段所处区域的不同,暗洞设计分别采取不同的具有针对性的隧道支护参数,分为一般地段和洞口段、下穿浅埋冲沟地带等。
施工顺序:开挖后初喷混凝土→系统支护(系统锚杆、钢筋网、钢架)施工→复喷混凝土至设计厚度→进入下一循环。
支护参数:喷射混凝土采用C25、C30网喷混凝土;系统锚杆拱部采用Φ22组合中空锚杆、边墙Φ22mm砂浆锚杆,拱墙分界以拱部140°划分;钢筋网为φ6.5、φ8;钢架采用格栅钢架、型钢钢架,型钢为I18~I25a类型。
主要工艺:钢架、钢筋网和锚杆由洞外钢构件厂加工,经检验合格后,人工配合机械安装钢架、挂设钢筋网、风动凿岩机施作系统锚杆;喷射混凝土采用湿喷工艺,配备机械手进行喷混凝土作业。 1、喷射混凝土
本标段隧道初期支护喷射混凝土全部采用湿喷工艺。喷混凝土料由洞外自动计量拌和站生产,混凝土搅拌车运输至洞。喷混凝土料用湿喷射机压送到喷头处,再在喷头上添加速凝剂后,湿喷机喷射。施工工艺流程见下页“喷射砼施工程序图”。
1)喷射前准备工作
(1)查受喷面轮廓尺寸,并修整,使之符合设计要求,松散清除干净; (2)用高压风或水清洗喷面; (3)备好工作平台,防护用具;
(4)根据喷射量添加速凝剂,并转动计量泵转盘调节好速凝剂的用量; (5)接好电源及风管、喷管、速凝剂管等;
(6)检查喷射机的转子、振动器、计量泵及安全阀、压力表是否完好,并进行试运转;
(7)向喷射机的料斗加入约半料斗砂浆(水泥:砂:水-1:3.5:0.45),开动主电机将砂浆转入转子腔和气料混合仓。
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1) 喷射作业 (1)操作顺序
砼拌和中粗砂 水泥 水 碎石、耐腐蚀剂(如果有) 风压控制在0.45~0.7MPa 打开速凝剂辅助风→缓慢打开主风阀→启动速凝剂计量泵、主电机、振动器→向料斗加混凝土。
(2)开机后注意观察风压,起始风压达到0.5MPa,才能开始操作,并据喷嘴出料情况调整风压。一般工作风压:边墙0.3~0.5MPa,拱部0.4~0.65MPa。
(3)混凝土拌和要充分,直径大于15mm的粗骨料及时清除。
(4)喷嘴与受喷面尽量垂直,两者的距离一般为1.5~2.0m,对挂有钢筋网的受喷面,喷嘴略倾斜,距离也相减少。
(5)喷嘴均匀地按螺旋轨迹,分区段(一般不超过6m),自下而上,一圈压半圈,缓慢移动,每圈直径约20cm。若受喷面不平,先喷凹坑找平。
(6)喷射作业在工作平台上进行,有条件时,把喷嘴固定在机械手上。 (7)停机前,把喷射料斗中的混凝土全部喷完,并严格按以下顺序关机:关主电机、振动器、关速凝剂计量泵、关主风阀;利用计量泵加水清洗速凝剂管路;再将喷嘴离开受喷面,依次打开主风阀、计量泵电机、主电机,向料斗中加水清洗气料混合仓、混凝土管道,最后关主电机、关主风阀、计量泵、停风。
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(筛网Ф10mm(滤出超径石子) 湿喷式砼喷射机 受喷面 喷射砼施工程序图
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(8)清理喷射机表面的混凝土。
隧道锚喷机械作业流水线
全断面法施工正台阶法施工作业平台 砼运输车 机械手 混凝土湿喷机 隧道锚喷机械作业顺序
2、锚杆(中空、砂浆锚杆)
1)砂浆锚杆
钻孔使用锚杆台车,YT-28凿岩机、煤电钻钻眼;锚杆预先在洞外按设计要求加工制作,施工时锚杆钻孔位置及孔深必须精确,锚杆要除去油污、铁锈和杂质。按设计要求钻凿锚杆孔眼,达到标准后,用高压风清除孔岩屑,用注浆泵注浆,然后将加工好的杆体打入孔,并将锚杆与钢筋网联为整体。
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砼运输车 机械手 混凝土湿喷机 .
砂浆锚杆施工工艺框图见下图。
施工工艺说明:
(1)钻孔:采用锚杆台车或风枪。孔位偏差不大于10mm,孔深偏差不大于50mm,采用“先注浆后安装锚杆”的程序施工,钻头直径大于锚杆直径15mm。
(2)安装:系统锚杆在围岩开挖和初喷混凝土后打设,钻孔时确保孔口岩面平整,使岩面与钻孔方向垂直,局部随机锚杆的孔轴方向与可能滑动面的倾向方向相反,其与滑动面的交角大于45°,间距1.0~1.5m,梅花形布置。锚杆注浆后,在砂浆凝固前,不敲击、碰撞和拉拔。
(3)质量检查:
注浆密实度试验:选取与现场锚杆直径和长度、锚孔孔径和倾斜度相同的锚杆和塑料管,采用与现场注浆相同的材料和配比拌制的砂浆,并按现场施工相同的注浆工艺进行注浆,养护7天后检查其密实度。
(4)拉拔力试验:每300根锚杆中抽查3根进行拉拔试验。砂浆锚杆养护28天后,安装拉拔设备,逐级加载至锚杆拔出或拉断为止,拉力方向与锚杆轴线一致。
2)中空注浆锚杆
中空注浆锚杆施工钻孔使用锚杆钻机或YT-28风动凿岩机和煤电钻钻孔,钻孔前根据设计要求定出孔位,钻孔保持直线并与所在部位岩层结构面尽量垂
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布设孔位 钻 孔 清 孔 砂浆拌制 注 浆 机具调试 锚杆加工 锚杆入孔 安设垫板 砂浆锚杆施工工艺框图
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直,钻孔直径φ42mm,钻孔深度大于锚杆设计长度10cm。见下图“中空注浆锚杆工艺框图”。
施工工艺说明: (1)钻孔:按设计位置沿拱部开挖轮廓上标出锚杆位置;用锚杆钻机或风枪钻孔,钻至设计深度后,用水或高压风清孔,经检查后进行锚杆安设。
(2)锚杆安装:中空锚杆按设计要求在厂家定做,使用前先检查锚杆孔中有无异物堵塞,如有异物清理干净,用风枪将锚杆送入孔,锚杆的外露长度10~15cm,然后安装孔口帽(止浆塞)。
(3)注浆准备:为了保证连续不间断注浆,注浆前认真检查注浆泵的状况是否良好,配件是否备齐;检查制浆的原材料是否备齐,质量是否合格。浆液采用水泥浆,检查无问题后开始注浆。
(4)注浆作业:迅速将锚杆、注浆管及注浆泵用快速接头连接好。开动注浆泵注浆,直至浆液从孔口周边溢出或压力表达到设计压力值为止。每根锚杆注浆必须连续注满。一根锚杆完成后,迅速卸下注浆软管和锚杆接头,清洗后移至下一根锚杆使用。注浆过程中,每次移位前及时清洗快速接头,以保证注浆连续进行。浆液严格按配合比配制,并随配随用,以免浆液在注浆管、注浆泵中凝结。注浆过程中若出现堵管现象,及时清理锚杆、注浆软管和注浆泵;当注浆泵的压力表显示有压力,则卸压后再拆接头进行处理。为保证注浆效果,严格控制注浆压力,橡胶止浆塞打入孔口不小于30cm,而且要待排完气之后立即用快凝水泥砂浆封闭止浆塞以外的钻孔。
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施工准备 测放锚杆位置 移到下一工作段 钻孔 中空锚杆安装 注 浆 拌制浆液 备料 封 口 中空注浆锚杆施工工艺框图