隧道支护与衬砌(表)

10.适用：
（1）中、小型隧道及分部开挖，使用较多
（2）传统施工方法中，受开挖方法、支护条件限制，衬砌施工多采用拼装式拱架模板
整体移动式模板台车
1.模板台车构造：集成大块曲模板、机械或液压脱模、背附式振捣设备，在轨道上行走，有的还采用自行设备
2.优点：
（1）立模时间短
（2）墙拱连续浇筑
（3）生产能力大，可配合砼输送泵联合作业，是较先进的模板设备
锚喷支护
1.锚喷支护时常用的一种围岩支护手段，锚杆+喷射砼组合是使用最多的初期支护形式
2.类型：
（1）锚杆支护
（2）喷射砼支护、喷射砼+锚杆联合支护、喷射砼+钢筋网联合支护、喷射砼+锚杆+钢筋网联合支护
（3）喷射钢纤维砼支护、喷射钢纤维砼+锚杆联合支护
3.工艺要求：
（1）锚喷联合支护的施工中，各分次施工的支护要彼此连接牢固
（2）超前锚杆+系统锚杆+钢拱架的连接、钢筋网+钢拱架，要尽可能多的和锚杆头焊连，充分发挥联合支护效应
（3）锚杆要适量露头
（4）喷射砼要严密包裹、覆盖钢筋网、钢拱架
模筑砼衬砌
概述
1.作用：
（1）单次衬砌中的现浇整体式砼衬砌常用于Ⅱ、Ⅲ级围岩
（2）复合式衬砌中的二次衬砌的作用：
1)饰面、增加安全度
2)承受施工后发生的外部水压、软弱围岩蠕变压力、膨胀性地压、浅埋隧道的附加荷载
4.拱顶砼灌注：
（1）模板台车拱顶部设仰角45°~60°的向上灌注口，拱顶砼从灌注口进行灌注
（2）为确实填充拱顶部，采用具有自填充性，且难以离析的高流动性砼
5.衬砌砼施工使用最多的是插入式振动器
6.衬砌砼养护：
（1）砼灌注后24h内，根据气候条件，使用适当的材料覆盖砼外露面，洒水养护
（2）防止早期干缩裂缝，保证砼良好的硬化条件，做好防冻害的防寒保温工作
2.质量要求：
（1）模筑砼的材料、级配，符合隧道衬砌的强度、耐久性要求
（2）必须重视抗冻、抗渗、抗侵蚀性
3.施工技术要点：
（1）衬砌施工顺序：自下而上、先墙后拱、连续浇筑
（2）纵向分段长度：8~12m
（3）全断面或大断面开挖成形的隧道衬砌，尽量使用金属模板台车灌注砼整体衬砌
模板
组装式模板
1.衬砌开始前：
（2）第一套：一部分砂第1次加水拌湿→加入全部水泥强制搅拌→第2次加水、加减水剂拌和成SEC砂浆→用砂浆泵压送至混合管
（3）第二套：一部分砂和石加速凝剂强制搅拌均匀→用干喷机压送至混合管
（4）混合管内砼经喷嘴喷出
2.特点：
（1）粉尘和回填率比干喷法大幅降低
（2）工艺复杂，使用机械多，机械清洗和故障处理麻烦
（2）在小导管前端安装一次性钻头，钻孔和顶管同时完成，缩短导管安装时间
（3）尤其适用钻孔易坍塌地层
预注浆加固围岩
1.适用：
（1）有压地下水及地下3）浅埋隧道：从地表向隧道所在区域辐射状或平行状钻孔注浆
（4）深埋隧道：设置平行导坑，从平行导坑向正洞所在区域钻孔注浆
3.锚杆：
（1）超前锚杆采用早强砂浆锚杆，锚杆用螺纹钢筋直径＞φ22
（2）根据具体施工条件确定，超前量、换向间距、外插角
管棚
概述
1.适用：
（1）围岩压力来的大又快
（2）对围岩变形、地表下沉有严格限制的软弱破碎围岩隧道
（3）例如：土砂质地层、强膨胀地层、强流变性地层、裂隙发育岩体、断层破碎带、浅埋有显著偏压隧道
（2）用压缩空气送至喷嘴和压力水混合后进行喷射
2.特点：
（1）喷射速度大，粉尘污染、回弹严重
（2）隧道内喷射砼施工不得采用干喷法
潮喷
1.工艺：
（1）骨料预加少量水后呈潮湿状和水泥拌和
（2）送至喷嘴和压力水混合后进行喷射
2.特点：
（1）与干喷法相比，在上料、拌和、喷射时的粉尘少
（2）目前施工多采用潮喷法
（1）中线、水平测量，检查开挖断面
（2）修凿欠挖部分
（3）放线定位，架设衬砌模板支架或拱架
2.先墙后拱：
（1）按线路中线确定边墙模板位置，搭设工作平台灌注边墙砼
（2）支架模板系统必须牢靠，防止灌注砼过程中变形、移位、倾倒，特别要防止，支架模板系统向隧道内凸出，使衬砌侵入限界
（3）灌注前，清除边墙基底的虚渣、污物，排净积水
隧道支护与衬砌
预支护
概述
1.施工中，遇到软弱破碎围岩，自支护能力比较弱，需要采用预支护措施
2.常用预支护措施：超前锚杆、小钢管、管棚、超前小导管注浆、开挖工作面和围岩预注浆、插板
3.根据围岩条件、涌水状况、施工方法、环境要求，选择预支护措施
超前锚杆、小钢管
1.适用：
（1）地下水较少的软弱破碎围岩隧道施工
（4）插板封闭适用无胶结的土和砂质围岩
（5）地下水较多，利用钢管注浆堵水和加固围岩
2.施工要点：
（1）钻孔中出现卡钻或塌孔，应注浆后再钻
（2）有些土质地层，可直接顶入钢管
（3）根据地质条件、周围环境、隧道开挖断面、埋设、开挖方法决定，管棚的配置、形状、间隔、断面、施工范围
短管棚
1.小钢管长度＜10m
（1）灌注前，清理检查灌注段；灌注后，做好振捣工作，保证衬砌砼密实性和整体性
（2）拆模后，要求砼表面平整光滑，无蜂窝、麻面，内实外光，衬砌轮廓线满足净空限界要求
2.边墙砼灌注：
（1）要求两侧砼保持分层对称的均匀上升
（2）避免两侧边墙模板受力不均而倾斜或移位
3.拱圈砼灌注：
（1）灌注顺序：从两侧拱脚开始，同时向拱顶分层对称的灌注，层面保持辐射状
（3）潮喷、干喷法砼强度达C20
湿喷
1.工艺：
（1）水泥、砂、石、水，按比例拌和均匀
（2）用湿喷机送至喷嘴喷射
2.特点：
（1）粉尘和回弹量少
（2）喷射砼的质量容易控制
（3）对喷射机械要求较高
（4）机械清洗和故障处理较麻烦
（5）黄土隧道、渗水隧道适用湿喷法，不得用潮喷法
混合喷
1.工艺：
（1）两套搅拌机
2.一次超前量小，与开挖作业交替进行，占用循环时间较多
3.钻孔安装和顶入安装容易
长管棚
1.直径较粗的钢管长度10~45m
2.一次超前量大，单次钻孔或打入长钢管的作业时间较长
3.安装钢管次数少，与开挖作业之间的干扰少
超前小导管注浆
1.适用：
（1）一般软弱破碎围岩
（2）地下水丰富的软弱围岩
（3）围岩条件特别差、变形控制严格的隧道施工，超前小导管注浆作为管棚施工的一项主要辅助措施，加固围岩
7.根据围岩应力、衬砌部位、环境温度、水泥品种和强度等级，确定拱架、墙架、模板拆除时间
8.衬砌砼灌注施工中若干问题的处理：
（1）墙拱接口处理：
1)先拱后墙施工，注意墙顶和拱脚间的接口封填
2)边墙用塑性砼：接近拱脚处留7~10cm缺口，24h后，待先灌注的边墙充分收缩后，经施工间歇处理，用较干的砼紧密填实.
（2）活封口：
1)灌注到拱顶后，改为沿隧道纵向灌注
2)边灌注边铺封口模板
（3）死封口：
1)灌注到最后一个节段
2)在拱顶中央留50×50cm缺口，进行封顶
（4）整体移动式模板台车在适当位置设置45×45cm检查窗，用于确认砼捣固状态，也可从检查窗灌注边墙、拱下部（除拱顶部）砼，并从附近的检查窗和上面的检查窗进行捣固
2.采用自落式鼓筒搅拌机，容量400、800、1200、2400L等规格
3.搅拌站设置及砼运输：
（1）搅拌站可设置在隧道洞口外，隧道较长可设置在洞内，可用临时搅拌站进行拌和工作
（2）运输工具结合工地情况采用
（3）常用：斗车、手推车、自卸汽车、砼搅拌车、吊桶、吊斗、带式输送机、输送泵
砼灌注
1.质量要求：
4.拱架预留量：
（1）拱架标高：先墙后拱＜5cm，并在施工过程中按实际情况校正
（2）拱脚每侧加宽：5~10cm
（3）拱矢加高：5cm
5.拱架和边墙模板支架间距：
（1）根据衬砌地段围岩情况、拱圈跨度、衬砌厚度，结合模板长度确定
（2）一般1m，最大＜1.5m
（3）各拱架和边墙模板之间，设置纵向拉杆，最后一排应加设斜撑，并联结牢固
6.边墙模板多采用钢模，注意使用中尺寸型号的配套，经常修整变形的钢模
7.拱架使用：
（1）整榀拱架常分解为2-4节，现场组装
（2）为减少安装和拆卸工作量，可做成简易移动式拱架，将几榀拱架连成整体，在简易轨道上滑移
8.优点：灵活性大、适用性强、尤其适用曲线地段
9.缺点：安装架设费时费力，生产能力比模板台车低
3)边墙用干硬性砼：墙顶封口可连续完成
（2）与喷射砼的粘结不好，导致钢拱架附近喷射砼出现裂缝
格栅钢架
1.格栅是钢筋经冷弯成型后焊接而成，断面形状有圆形、门形、三角形、四边形
2.形式：3根主筋、4根主筋
3.4根主筋：
（1）每根钢筋相同
（2）在等高情况下，抗弯和抗扭惯性矩优于3根主筋形式
4.结构：
（1）主筋直径＞φ22，采用20MnSi或A3钢制成
（2）砼喷射厚度与断面高度相适应，一般为12~18cm
（3）主筋和联系钢筋的接头形式：
1)螺栓连接板接头：连接板焊于主筋端部，通过螺栓将两段钢架连接板紧密连在一起
2)套管螺栓接头：套管螺栓直接套在主筋上，将两段钢架连接在一起
5.优点：
（1）和喷射砼、围岩密贴
（2）喷射砼能够充满格栅及其与围岩的空隙，且能和锚杆、超前支护结构连接成一体，支护效果好
1.钢拱架是工字钢或钢轨制成的刚性拱架，刚度和强度大
2.可作为临时支撑并单独承受较大的围岩压力，也可设于砼内作为永久衬砌的一部分