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喷锚施工工艺

工程概况(一)概况:白家河2#隧道位于天水市白家河村渭河边的一个山坡上,长124m 进口里程为DK1413+789出口为DK1413+913洞身最大埋深50m,属于浅埋偏压隧道。

隧道位于平面曲线和竖曲线上,坡度为4.2 %。

线路中心和隧道中心相距18.5cm,加宽值为50cm隧道处山体上部为粘质黄土,厚度 1 ~ 10m,为H级普通土,(T o=15OKPa下部为片麻岩,节理裂隙非常发育,夹层较厚,内含云母较多,风化严重,属皿类围岩。

隧道处地震基本烈度为八度,最大冻结深度为1.0m,无地下水。

(二)主要技术标准1. 线路等级:I级;2. 直线数目:第二线;3. 限制坡度: 6 %;4. 曲线半径:800m ,既有线原则上维持原状;5. 设计速度:新建140Km/h,既有线原则上维持原状;6. 牵引种类:电力;7. 到发线有效长:850m双机地段870m不改建车站维持原状;8. 闭塞方式:自动闭塞。

三)喷射混凝土范围及数量:1 洞门防护:进口端厚10cm 20 x 40=800m2混凝土80m3出口端厚10cm 14 x 28=392m2混凝土40m3皿类围岩厚7cm2. 洞内防护:全喷W类围岩厚5cm混凝土133m 33. 喷射混凝土总数量:253m3(四)锚杆和钢筋网范围及数量:1洞门防护:进口端锚杆直径©22mm L=3~5m钻孔直径© 42mm 梅花形布置@1.2m钢筋网20cm x 20cm 直径© 6mm加固范围20m x 40m (高x宽)喷砼厚度10cm出口端锚杆直径© 28mm L=8~ 15m钻孔直径© 90mm 梅花形布置@1.5m钢筋网25cm x 25cm 直径© 6mm加固范围14m x 28m (高x宽)2.洞内防护:皿类围岩:锚杆直径© 20mm L=2.5m钻孔直径© 48mm 梅花形布置@1.2x1.0m 钢筋网25cm x 25cm 直径© 8mm x © 6mm3.工程量合计:© 20mn锚杆:17608.313 Kg© 22mn锚杆:7961 Kg© 28mn锚杆:15081 Kg© 6mmf冈筋网:4814.46 Kg© 8mmi冈筋网:4222.54 Kg锚垫板:150X 150X 6mm 3026.66Kg 150 x 150X 10mm 331.2Kg 十一.施工方案(一)总体方案洞口防护喷锚施工采用沿坡搭设的脚手架作为平台施工,洞内在自制的简易钻岩台车上施工。

待坡面或洞身清理完毕后,及时首喷3〜5cm混凝土,在表层形成一保护层,再施作锚杆和挂网。

当设计有格栅时应装好格栅,进行二次喷射。

如岩层较好,无地下水,不易发生事故时,可一次喷射到位。

(二)喷锚施工原则刷坡或开挖后,首喷混凝土应紧跟开挖面及时施作,开挖后应尽快安设锚杆,在喷射结束后4h 内不得进行爆破作业。

(三)喷锚施工工艺框图(见下页):十二.首喷混凝土施工(一)施工前准备1 .配合比的确定通过试验确定,一般含砂率:45〜60%胶骨比: 1 :4〜1 :5喷射混凝土的工艺框图水灰比:0.4〜0.55 速凝剂掺量:2%〜4%水泥用量:< 450kg/m32.机具材料配备及安装⑴.强制式搅拌机,计量设备应精确,正式使用前须试拌,试拌成功后方可使用。

⑵.喷射设备采用P2-5 (B)型喷机⑶.供风设备21.5m3/min 压风机供风⑷.供水设备在隧道入口管路上设置增压水泵⑸.材料要符合规范要求,主要材料如下:水泥:普通425#砂子:Ux > 2.6 中粗砂含水率5〜7%石子:5〜15mm 级配合理外加剂:速凝剂管路及接头要保持良好,要求风管不漏风、水管不漏水,沿风、水管路每隔40~50m 装一阀门接头,以便当喷射机移动时,联结风水管路。

各机具使用前必须检修完好,就位前进行试运转。

对喷射机先注水后通风,清通机筒和管路。

3. 喷射面清理检查开挖断面,欠挖处要补凿够。

清除松动岩块和墙脚岩碴,并用风、水冲洗受喷面(当岩面受水容易泥化时,只能用高压风吹),将开挖面的粉尘和杂物清理干净。

二)喷射混凝土喷射顺序先墙后拱,自下而上。

岩面凹凸不平处,应先喷凹处找平。

喷射时分段分片进行,每片均自下部起水平方向横扫移动往返喷射,然后上移喷射,每段长度不大于6m。

洞口段一次喷射厚度不少于10cm,洞内喷射厚度根据要求喷射3~5cm,厚度要均匀有光泽。

喷射应垂直进行,喷嘴到喷面0.6~ 1.0m。

喷射混凝土终凝2h后要喷水养护不少于7d。

喷射混凝土符合各季施工和安全、劳动保护要求。

(三)喷射故障处理突然断水或断料时,喷头应迅速移离受喷面;严禁用高压风、水冲击尚未终凝的混凝土。

1 .堵管的处理⑴.立即停止上料,并停机关风,打开排气阀,放出罐内压缩空气;⑵.找出堵塞部位;⑶.如在输料胶管堵塞,可将胶管托起,用木棍沿堵塞部位的前端逐渐向堵塞部位敲打至胶管松软,如在喷出弯管或在喷枪出口处堵塞,可卸下弯管或喷枪,用铁条疏通;⑷.最后打开风阀送风,排出积料。

处理堵管时,料罐工作风压不能超过0.4Mpa,喷枪出口方向严禁站人。

2.出料不匀的处理⑴.喷射时要求连续均匀上料;⑵.加大压风能力,增设小风包,错开用风的设备及工具的作业时间。

3.喷射机效率下降⑴.卸下喷出弯管或锥体管铲除粘结物;⑵.不使胶管弯度过大;⑶.截去磨损部分或更换胶管;⑷.更换螺旋叶片或锥体管。

十三.锚杆施工1.材料锚杆为钢筋灌浆锚杆。

钢筋为20MnSi钢;水泥425#;速凝剂掺量为水泥用量的2%~4%,要求初凝时间不大于5min,终凝时间不大于10min,使用时要准确计量。

砂的粒径不大于3mm,使用前必须过筛。

灌浆锚杆用水泥沙浆的配合比,灰骨比1:1~1:2,水灰比为0.38~ 0.45。

2.锚杆施作锚杆安装在初喷混凝土后进行(洞口处不必初喷, 可在开挖刷破后直接进行),锚机施工按设计进行。

钻前要放线、定位,做出标记, 位置准确,孔距误差不超过士15cm,钻孔应保持直线,并尽量与所在部位的岩层主要结构面垂直,钻孔深度误差为士5cm,钻孔直径大于钢筋直径15mm,不同类型的锚杆制作及安装应符合设计和规范要求。

灌浆前应将孔眼吹净,水泥沙浆应拌合均匀,随拌随用。

灌浆饱满,从孔底开始均匀进行,不得中断,严防拔管过快,导致砂浆脱节和灌浆不满。

锚杆安装前钢筋应除锈矫直;灌浆后应立即将钢筋匀速插入,位置居中;孔口可用木楔临时封固;钢筋尾端外露长度要小于喷层厚度;安装好后不得敲击和碰撞。

锚杆插入深度不应小于设计深度的95%。

洞内锚杆安装后用垫板封固,垫板为厚度6mm 的钢板,规格:150X 150m m。

兰州端边仰坡锚杆安装后用垫板封固,垫板厚度为10mm,规格:150X 150mm。

对于不平整的岩面根据需要选用斜形和球面形垫板。

十四.挂网施工钢筋网用© 6和© 8钢筋为按规范要求焊接成各部位设计的正方形网格固定于岩面上,安装时的搭接长度不小于10cm。

钢筋网的铺设,在锚杆安装后进行。

使用前钢筋网应除锈。

随受喷面的起伏铺设,与受喷面的间隙为3cm。

钢筋网的喷混凝土保护层厚度不小于2cm。

钢筋网要与锚杆和其他固定装置连接牢靠,喷射混凝土时钢筋不得晃动。

十五.格栅钢架施工格栅钢架的节点要对称焊接,焊接长度应大于4cm。

钢架外轮廓与围岩间预留5cm空隙。

钢架安装的允许偏差:横向和高程为士5cm,垂直度为士2°。

安装前应清除脚下的虚碴及其他杂物,超挖部分用混凝土回填;钢架在开挖工作面前人工组装, 各节钢架间以螺栓连接;沿钢架外缘每隔2m用楔子临时楔紧。

相邻两榀钢架间,每隔1m采用1根直径22mm拉杆连接。

钢架与围岩之间的混凝土厚度不得小于4cm。

十六.网喷混凝土施工锚杆安设并挂网后进行二次喷混凝土,二次喷射厚度按设计控制,在一次喷射终凝后进行,终凝后间隔1h 以上时,受喷面应用风水冲洗。

二次喷射着重处理好锚杆、支撑和钢筋网之间的关系,刚架和围岩之间的空隙必须用混凝土填实, 空隙过大时, 用混凝土模块顶紧,点数一般不少于8 个,二次喷射必须将钢筋网及钢架全部覆盖。

十七.监控量测监控量测主要仪器有:地质罗盘、精密水准仪、水准尺、QJ—88 球铰式周边收敛仪、ML—20 型锚杆拉力计,用于选测项目的仪器根据需要另定。

(一)量测项目1 .必测项目⑴.洞内外观察;⑵.净空水平收敛量测;⑶.拱顶下沉量测。

2.选测项目⑴.围岩内部变形量测;⑵.地表下沉量测;⑶.锚杆轴力量测;⑷.围岩压力量测;⑸.支护、衬砌应力量测;⑹.钢架内力及所承受的荷载量测;⑺.围岩弹性波速度测试。

二)量测作业1.洞内观察分为开挖工作面观察和已施工区段观察。

开挖工作面观察在每次开挖后进行一次。

当地质情况基本没有变化时,可每天进行一次。

观察后应绘制开挖工作面地质素描,填写工作面状态记录表和围岩类别判定卡。

如发现地质条件恶化,应立即通知施工负责人采取应急措施。

对已施工区段的观察每天至少进行一次,观察内容包括喷射混凝土、锚杆、钢架的状况。

洞外观察包括对洞口地表情况、地表沉陷、边坡及仰坡的稳定、地表水渗透的观察。

2.净空变形量测断面间距根据围岩类别、隧道断面尺寸、埋置深度等要求确定,一般为10〜50m净空变形量测在每次开挖后尽早进行,初读数在开挖后12h内读取,最迟不得大于24h,而且在下一循环开挖前,必须完成初期变形值的读取。

测点的布置根据需要定,应牢固可靠,易于识别并妥为保护。

3.净空水平收敛量测测线的布置根据施工方法、地质条件、量测断面所在位置等条件确定。

在地质条件良好采用台阶开挖方式时,可在拱腰和边墙部位各设一条水平测线。

4.拱顶下沉量测应与净空水平收敛量测在同一量测断面内进行。

当地质条件复杂,下沉量大或偏压明显时,除量测拱顶下沉外,还应量测拱腰下沉及基底隆起量。

5.锚杆轴力、围岩压力、衬砌应力等的量测,开始时应和同一断面的变形量测频率相同,当量测值变化不大时,可降低量测频率。

十八.质量评定喷射所用各种材料检验合格后方准使用。

1.喷射混凝土的强度检验方法:大板切割法试块制取:施工中抽样制取,每连续50m3拌合料作一组,每组三个试块。

一次喷射不足50m3时,也要作一组,每组三个试块。

制取方法如下:同等施工条件下向尺寸为45cm x 35cm x 12cm的敞开模型, 喷筑混凝土板件,切割成10cm x 10cm x 10cm的试件,板件边缘松散部分不得作试块用,在标准条件下养护28d,采用普通混凝土的加荷方法,检验其抗压强度。

2.喷射混凝土的厚度检验⑴.施工时检查方法:测针检查制作:用施工前安于受喷面上的圆钉和外露锚杆端头检查。

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