灌浆平洞支护施工方案.docx
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灌浆平洞支护施工方案
灌浆平洞地质不良地段支护施工方案
在灌浆平洞开挖施工过程中遇到地质不良地段需及时进行支护,针对▽310、▽365灌浆平洞局部位置的塌方,按照设计通知单(2009)溇水-平洞字第01号要求,在开挖过程中遇地质不良地段设M30随机锚杆φ25、L=3.5m,挂钢筋网φ6.5@200×200,喷10cm厚C20混凝土。
对于后期开挖情况可能发生的变化,如出现大面积的坍塌现象,同时考虑钢支护的处理措施。
施工程序及施工工艺分述如下:
1、砂浆锚杆
砂浆(锚固剂)锚杆施工程序
锚杆采用先注浆后插锚杆的方式进行施工(锚固长度为3.5m),其施工程序
为:
清除围岩→造孔→注浆(锚固剂)→插锚杆→封堵。
(1)锚杆施工材料准备
Ⅰ、锚杆:
锚杆的材料按施工图纸的要求,选用Ⅱ级螺纹钢筋;
Ⅱ、水泥:
注浆锚杆采用水泥强度等级不低于32.5(425#)的普通硅酸盐水泥;
Ⅲ、砂:
采用最大粒径小于2.5mm的中细砂;
Ⅳ、水泥砂浆:
砂浆标号满足施工图纸的要求,注浆锚杆水泥砂浆的强度等级为M30;
Ⅴ、外加剂:
按施工图纸要求,在注浆锚杆水泥砂浆中添加的速凝剂、早强剂和其它外加剂,品质不含有对锚杆产生腐蚀作用的成分;
(2)锚杆施工工艺
①工作面处理
Ⅰ、开挖工作面结束后,立即清理围岩。
Ⅱ、洞身各类型断面,在作业区内各种松动岩块、岩粉、岩碴等进行清理,初喷5cm厚砼,以确保锚杆施工安全;对于需挂设钢筋网的部位,根据开挖面平整度局部喷射5cm厚砼找平,以利后期钢筋网敷设。
(2)造孔、注浆、锚杆埋设
Ⅰ、造孔
洞内造孔采用自制施工平台。
根据设计图纸、围岩情况,决定孔位,作做好标记,孔位偏差小于10cm。
采用气腿式风钻造孔,孔深与设计值偏差不大于5cm,并将孔内岩粉及积水冲洗干净。
Ⅱ、锚孔注浆与锚杆埋设
根据锚杆的锚固深度为3.5m,采用先注浆后插锚杆的方法。
在实施锚孔注浆前7天,先选取与现场锚杆的锚杆直径和长度、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,按现场施工相同的注浆工艺进行注浆,养护7天后剖管检查密实度,报监理工程师审批后进行施工。
如用锚固剂锚固,首先实验检测锚固剂质量达到设计及规范要求方可使用。
采用先放锚固剂后插杆的方法。
如用砂浆锚固,利用砂浆搅拌机现场拌制,随用随拌,一次拌和砂浆应在初凝前用完。
所用砂子预先过筛,使其粒径不大于2.5mm。
锚杆注浆的水泥砂浆配合比,在以下规定的范围内通过试验选定:
水泥:
砂,1:
1~1:
2(重量比);水泥:
水,1:
0.38~1:
0.45。
水泥以普通硅酸盐水泥为主。
锚杆预先按设计长度在加工成型,杆体头部制成尖头。
安装要点如表所示。
砂浆锚杆安装要点
先注浆后插锚杆
先插锚杆后注浆
1、注浆时将注浆管插至孔底,注浆管头部制成45°斜口,随注浆体的注入匀速拔出注浆管;
2、注浆管到达距孔口20~30cm时停止注浆,随之人工插入杆体,适当施力使杆体插入部分的长度不小于设计要求的长度;
3、对于向上的锚杆,杆体插入后在孔口用块石或木楔临时居中固定;
4、杆体外露部分三天内避免敲击、碰撞。
1、对于向上的锚杆,在锚杆插入后将注浆管插入孔底,随后边注浆边向外拔注浆管,直至注满为止。
2、对于向下的锚杆,采用排气注浆法。
(1)将内径4~5mm、壁厚1~1.5mm的软塑料排气管沿锚杆全长固定于杆体上,并在孔外留50cm左右的富余长度;
(2)将杆体缓慢送入孔中至设计位置;
(3)将长25~30cm、外径25左右的薄壁钢管用早强水泥固定在孔口位置并将孔口堵密;
(4)注浆前检查排气管,当确认注浆管畅通时即可注浆,注浆时正常情况下有气体排出,当气体管不排气或溢出稀浆时即可停止注浆。
检测标准:
锚杆孔的孔径符合设计要求。
锚杆孔的深度偏差±50mm。
锚杆孔位允许偏差±50mm。
锚杆插入长度不得小于设计长度的95%,且位于孔的中心。
施工要点:
根据围岩开挖实际情况,结合设计图纸和施工规范要求确定孔位、孔深和倾角。
如围岩情况变化,需调整孔位和间距时,及时报监理工程师同意后方可执行。
锚杆、注浆材料进行规定的试验和检查,在确认其质量基础上使用。
锚杆原则上按设计图所示布置方式布设,锚杆孔确认所规定的孔数、位置、长度、方向及孔径。
施工中注浆材料的计量、混合等要认真进行管理,并确认锚固材料沿锚杆全长填充饱满。
2、钢筋网
挂钢筋网在随机锚杆施作后安设,钢筋类型及网格间距按设计@200×200要求施作。
钢筋网根据被支护岩面的实际起伏形状铺设,并在初喷砼后进行,钢筋网与锚杆连接,用细铁丝绑扎或点焊在一起,使钢筋网在喷射时不晃动。
施作前,初喷3~5cm厚砼形成钢筋保护层。
钢筋网制作前对钢筋进行校直、除锈及除油污等,确保施工质量。
挂设钢筋网片施工工艺:
下一循环
喷混凝土
焊联
挂网
网片制作
钢筋除锈
施工准备
锚杆
钢筋网
钢筋网
3、钢支撑施工
型钢钢架与格栅钢架在洞外按设计加工成型,洞内安装在初喷砼之后进行,与定位系筋、锚杆联接。
钢架间设纵向连接筋,钢架间用喷砼填平。
钢架拱脚安放在牢固的基础上,架立时垂直灌浆平洞中线,当钢架和围岩之间间隙过大时要用喷砼填补。
(1)现场制作加工
钢架按设计要求预先在洞外结构件厂加工成型。
先将加工场地用C15砼硬化,按设计放出1:
1的加工大样。
放样时根据工艺要求预留焊接收缩余量及切割的加工余量。
将型钢冷弯成型,格栅钢架按要求焊接成型,要求尺寸准确,弧形圆顺。
钢架加工后进行试拼,允许误差:
沿平洞周边轮廓误差不大于3cm;
钢架由拱部、边墙各单元钢构件拼装而成。
各单元间用连接板与螺栓连接,螺栓孔眼中心间距误差不超过±0.5cm;
钢架平放时,平面翘曲小于±2cm。
(2)钢架安装
为保证钢架能架设在稳固的地基上,施工中在钢架基脚部位预留0.15~0.2m原地基,架立钢架时挖槽就位,软弱围岩地段在钢架基脚处设锁脚锚杆和垫槽钢以增加基底承载力。
钢架平面垂直于隧道中线,倾斜度不大于2°。
钢架横向和高程偏差不大于5cm。
为保证钢架的稳定性、有效性,两拱脚处和两边墙脚处加设锁脚锚杆,锁脚锚杆由2~4根锚杆组成。
钢架按设计位置安设,在安设过程中,当格栅钢架和初喷层之间有较大间隙时设骑马垫块,钢架与围岩(或垫块)之间的间隙不大于50mm。
为增强钢架的整体稳定性,将钢架与锚杆联接在一起。
沿钢架设直径为ф22mm的纵向连接钢筋,连接筋的间距100cm。
为使钢架准确定位,钢架架设前均需预先打设定位系筋。
系筋一端与钢架联接在一起,另一端锚入围岩中0.5~1.0m并用砂浆锚固,当钢架架设处有锚杆时尽量利用锚杆定位。
钢架架立后尽快喷砼作业,并将钢架全部覆盖,使钢架与喷砼共同受力,喷射砼分层进行,每层厚度5~6cm左右,先从拱脚或墙脚处向上喷射以防止上部喷射料虚掩拱脚(墙脚)不密实,造成强度不够,拱脚(墙脚)失稳。
格栅钢架施工工艺见图
施工要点:
为抑制松驰围岩早期变形,开挖后须尽快采用相应强度和刚度的钢架支撑,架立后能立即发挥支撑机能。
钢支撑的标准施工是按“规定间隔和高度架设置→接头安装→连接螺栓的紧固”的顺序进行。
并要求使其在喷射作业中不产生移动。
钢拱架支撑脚部座落在基岩上或用锁脚锚杆稳定,钢架与围岩之间的较大间隙部位用钢楔间隔楔紧,再用喷射砼填充密实,避免留下空隙和隐患。
4喷射砼
喷射砼设计为C20砼,采用湿喷机喷砼。
作业时,砼在洞外由砼拌合站拌和,砼搅拌运输车向洞内送料,空压机供风。
湿喷砼工艺具有粘结性能好、一次喷射厚度可达10cm,且回弹率小的优点,能够保证初期支护和施工支护的质量,充分发挥围岩的自承能力。
原材料的选择:
P.O42.5水泥;细度模数为2.5~3.0中砂,洁净质硬;粒径为5~10mm的碎石,级配良好;液体速凝剂。
湿喷砼参考配合比:
水泥:
砂:
碎石:
水=1:
2.47:
1.53:
0.4,速凝剂的掺量为水泥用量的4%。
施工工艺:
砼喷射机安装调试好后,在料斗上安装振动筛(筛孔10mm),以避免超粒径骨料进入喷射机;用高压水将受喷面冲洗干净,而后即可开始喷射砼。
拱部和边墙高处用喷射机器手进行喷射,送风之前先打开计量泵(此时喷嘴朝下,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;送风后调整风压,使之控制在0.45~0.7MPa之间,若风压过小,粗骨料则冲不进砂浆层而脱落,风压过大将导致回弹量增大。
因此,按砼回弹量小、表面湿润、易粘着力度来掌握。
喷射压力与喷射机机械手调配适当,根据喷射仪表反馈的信息及时调整风压和计量泵,控制好速凝剂掺量。
喷射分段、分片、分层,由下向上,从无水、少水向有水、多水地段集中,多水处安放导管将水排出。
施喷时,喷头与受喷面基本垂直,距离保持1.5~2.0m,钢筋保护层厚度不得小于2cm。
喷锚支护喷射砼,分初喷和复喷二次进行。
初喷在开挖(或分部开挖)完成后立即进行,第一次喷混凝土厚4cm,以尽早封闭暴露岩面,防止表层风化剥落。
复喷砼在锚杆、挂网和钢架安装后进行,先喷钢架与围岩之间空隙,后喷钢架之间,钢架被喷射混凝土所覆盖,保护层不得小于4cm。
如有大凹坑,先找平。
喷射回弹物不得重新用作喷射混凝土材料。
新喷射的混凝土按规定洒水养生。
为提高工效和保证质量,喷射作业分片进行,可按照先边墙后拱脚,最后喷射拱顶的顺序施喷。
喷前先找平受喷面的凹处,再将喷头沿螺旋形路线缓慢均匀移动,每圈压前面半圈,绕圈直径约30cm,力求喷出的砼层面平顺光滑。
喷射砼施工工艺流程图:
水
减水剂
速凝剂
空气压缩机
受喷面
喷嘴
喷射机
搅拌机
水泥
粗集料
细集料
喷射砼施工工艺流程图
检测标准:
喷射砼分层喷射时,底层喷射厚度不小于4cm。
采用湿喷方式的喷射砼拌合物的坍落度符合设计配合比要求。
喷射砼表面密实、平整,无裂缝、脱落、漏喷、露筋、空鼓和渗漏水,锚杆头钢筋无外露。
钢筋网的网格尺寸允许偏差为±10mm,钢筋网搭接长度为1-2个网孔,允许偏差为±50mm。
施工要点:
喷射作业前,要检查水泥、砂、石、速凝剂、减水剂、水的质量,满足规范要求;喷射机、砼搅拌机等使用前均检修完好,就位前要进行试运转;并埋设好测量喷射砼厚度的标志。
检查开挖断面,欠挖处要补凿够,敲帮找顶、清除浮石。
用高压水或高压气清除附着岩面的泥污、灰尘和细岩碴等。
喷射作业时,喷嘴与岩面的角度一般垂直于岩面;适宜的一次喷射厚度在不错裂、不脱落的情况下达到的最大厚度。
并使围岩的凹凸面完全被覆盖,有钢支撑时注意使喷射砼与钢支撑结成一体,要注意在钢支撑背面不留空隙。
涌水量较小时,可以增加水泥用量和速凝剂掺量,变更配合比后喷射;涌水量较大的地方,可先采用集中排水措施后,再进行砼喷射。
对超挖部分喷射同标号砼或采用同级混凝土回填。
在整个灌浆平洞开挖过程中,如遇不良地质地段,经监理工程师确定,可选用挂网喷锚或钢支撑的施工方法指导施工,确保施工安全和开挖的顺利进行。
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