《隧道支护》PPT课件

φ22砂浆超前锚杆锚杆钻孔前根据设计要求和围岩情况，定出 孔位，作出标记。钻孔做到圆而直，其孔径和孔深符合设计要 求，孔内积水和岩粉应吹洗干净；锚杆孔口岩面应整平，并使 岩面与钻孔方向垂直，如不垂直，安装锚杆时可用特制垫板调 整，使托板密贴岩面。锚杆施工预张拉力时，预张拉力值宜为 锚固力的50%～80%，安装后要定时检查，发现松动及时紧固 。
注浆压力0.5～2Mpa，注浆时采取低压力、中流量注入，注浆过程中压力逐步上升，流量逐 步减小，当压力升至终压时，继续压注5min 再结束注浆。注浆孔在注浆结束后及时清除管 内浆液，注浆结束后用M10水泥砂浆充填钢管，以增强管棚强度。
➢超前小导管
超前小导管，是隧道工程掘进施工过程中的一种工艺方法，主要用于自稳时间段的软弱破碎带、浅埋段、洞口偏压段、砂层 段、砂卵石段、断层破碎带等地段的预支护。
下而上地进行喷射（防止因重力作用的滑落）。
➢喷射混凝土
喷射混凝土厚度、平整度 喷射混凝土的厚度和表面平整度应符合下列要求： ①平均厚度大于设计厚度。 ②检查点数的80%及以上大于设计厚度。 ③最小厚度不小于设计厚度2/3。 ④表面平整度的允许偏差为100mm。 设计要求喷射混凝土厚度：
缩性钢架的可缩节点部位外，钢架应全部被喷射混凝土覆盖。 采用分部开挖施工时，钢架拱脚应施作锁脚锚杆，下半开挖后钢架应及时落底。 仰拱底设有钢架时，应一次全幅安装并喷射混凝土覆盖，及早闭合成环。
➢锁脚锚杆
• 锁脚锚杆以前主要用于铁路隧道先拱后墙法施工衬砌时，在开挖下断面前，于拱脚垂 直于岩壁打入1～2排锚杆，以防止拱脚收缩和掉拱； 边墙超前锚杆是台阶法开挖时， 在上台阶开挖支护完成，开挖下断面前，于拱脚斜向下打入锚杆，即可稳定拱脚，又 可对下部开挖起到超前支护作用。 近来，由于先拱后墙法衬砌已经不再采用，已经将 边墙超前锚杆称之为锁脚锚杆。
• 超前锚杆采用直径25mm的钢筋制作，环向间距40cm，向上倾角15 °打入围岩，长度32 0cm，搭接长度109cm，每环数量33跟。
➢初期支护
初期支护应紧跟开挖及时施作，并应及早封闭成环。软弱围岩隧道Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级围岩初期支护封 闭位置距离掌子面不得大于35m。
隧道开挖过程中应严格管理施工用水，避免浸泡初期支护拱（墙）脚土体。 初期支护仰拱施工应快挖、快支、快速封闭。非爆破开挖和爆破开挖仰拱初期支护应分别于8h和1
外插角;5°～10°打入围岩。每根长度4.5米，Ⅳ级围岩、Ⅳ级加强围岩、Ⅴ级围岩，每环数量各45根。 水泥浆液水灰比：1:1（重量比），注浆压力：0.5～1.0Mpa。 Ⅳ、Ⅴ级围岩地段，超前小导管应扣钢架配合使用，从钢架断面腹部穿过。
➢超前小导管
➢超前锚杆
• 超前锚杆是沿开挖轮廓线，以较大的外插角，向开挖面前方安装锚杆，形成对前方围 岩的预锚固(预支护)，在提前形成的围岩锚固圈的保护下进行开挖、装渣、出渣和衬砌 等作业。
隧道施工的重点知识 ➢支护
目录
➢ 超前支护 隧道管棚超前支护 超前小导管 超前锚杆 ➢ 初期支护 锚杆 钢筋网 钢拱架（格栅拱架、型钢拱架） 锁脚锚杆 喷射混凝土 ➢ 隧道支护施工安全知识
➢超前支护
隧道管棚超前支护 管棚超前支护是为了在特殊条件下安全开挖，预先提供增强地层承载力的临时支护方法。 洞口段打设长管棚，洞口段管棚长度一般10～40m，长管棚需设置导向墙，导向墙采用C20混凝土，截面尺寸为1m
岩。 管棚和小导管施工前应检验作业台架安全性能，施工过程中应保持稳定。 管棚作业换钻杆及超前小导管作业顶进钢管时，应防止钻杆、钢管掉路伤人。 喷射混凝土作业前应清除工作面松动的岩石，确保作业区无塌方、落石等危险源存在。 钢架节段及钢架之间应及时连接牢固，防止倾倒，钢架背后的空隙必须用喷射混凝土充填密实，严禁背后填充片
石等其他材料；钢架安装完成后及时施作锁脚锚杆，并与之连接牢固，钢架底脚严禁悬空或置于虚渣土。
➢洞口段长管棚
掘进距离取决于管棚深度
DDL-300型钻机
➢洞身段中管棚加超前小导管
洞身段中管棚，采用热扎无缝钢管及钢花管，外径89mm，壁厚5mm，制作，环向间距40c m，外插角10°打入围岩，洞身中管棚每环单根长10m，Ⅴ级围岩加强为11榀型钢设置一环 ，搭接长度不小于3m，超前小导管长4.5m，5榀型钢设置一环，搭接长度不小于1m，每环 数量43跟。
Ⅲ级加强 Φ24
M22×65
Ⅳ级 Φ24 M22×65
Ⅳ级加强 Φ24
M22×65
Ⅴ级 Φ29 M27×80
➢钢架安装应符合下列要求
钢架安装不得侵入二次衬砌断面，相邻钢架及各节钢架间的连接应符合设计要求。 钢架应在初喷混凝土后及时架设。 钢架安装前应清除虚渣及杂物。 安装时各节钢架连接板间应螺栓连接牢固、密贴，沿钢架外缘2m应用钢锲或混凝土预制块与初喷混凝土楔紧。 钢架应与锁脚锚杆焊接牢固，钢架之间应设纵向连接。 钢架背后的间隙应用喷射混凝土充填密实，应先喷射钢架与壁面之间的混凝土，后喷射钢架之间的混凝土。除可
钢管采用外径42mm，厚3.5mm，在小导管的前端做成约20cm长的圆锥状，在尾端焊接直径6mm钢筋箍。距后端100cm内不 开孔，剩余部分按20~30cm梅花形布设直径10mm的注浆孔的热扎无缝钢管制作。为便于超前小导管插入围岩内，钢管前端宜 做成尖锥状，尾部焊上箍筋,导管环向间距为40cm∕根，纵向相邻两排的水平投影搭接长度不小于100cm，Ⅳ级衬砌每3m设置 一环，Ⅳ级加强衬砌段每3m设置一环，Ⅴ级衬砌每2.4m设置一环。
φ25中空注浆锚杆各类围岩锚杆采用φ25中空注浆系统锚杆， 锚杆长度为3.0～4m，梅花型布置。采用风钻钻孔，钻至规定 深度后，用高压风吹孔，打入锚杆，然后用注浆泵由锚杆中孔 向孔底灌满砂浆，安装垫板螺栓。
➢砂浆锚杆
➢中空锚杆
➢锚杆施工
➢锚杆安装允许偏差应符合下列规 定
锚杆孔的孔径应符合设计要求。 锚杆孔的深度应大于锚杆长度的10cm。 锚杆孔距允许偏差为+15cm。 锚杆插入长度不得小于设计长度的95％，且应位于孔的中心。 砂浆锚杆的灌注砂浆饱满度应大于80％。 锚杆与喷锚支护： 设置锚杆(还可以张挂金属网)再加喷混凝土。
×1m，为保证长管棚施工精度，导向墙内设3榀i18工字钢架，钢架外缘设Φ140壁厚5mm导向钢管，钢管与钢架焊 接。 长管棚采用热扎无缝钢管及钢花管，外径108mm，壁厚6mm，每节长4～6m的钢管制作，环向间距40cm，外插角1 ～3度打入围岩，管棚设计长度可以根据实际情况调整，但不宜大于40m，并与下一类型超前支护措施的搭接长度 不小于3m，注浆压力为0.5～2Mpa，环向数量为45跟。
衬砌类型 Ⅲ级
Ⅲ级加强 Ⅳ级 Ⅳ级加强 Ⅴ级 Ⅴ级加强
环距×纵 1.2×1.5 1.2×1.5 1.2×1.2 1.2×1.2 1.2×1.0 1.2×1.0
距（m）
长度（m） 3
3
3.5
3.5
4.0
4.0
➢钢筋网
钢筋网的安装位置应符合设计要求，并与锚杆或其他固定装置联结牢固。 工艺要求：钢筋网应在岩面喷射一层混凝土后再铺挂，底层喷射混凝土的厚度不得小于4c
衬砌类 Ⅲ Ⅲ级加强
型级
Ⅳ级
Ⅳ级加强
Ⅴ级
Ⅴ级加强
部位
180 拱
°拱 边墙 拱墙 仰拱 拱墙 仰拱 拱墙 仰拱 拱墙 仰拱 墙
部
厚度 12 23 12 25 10 25 15 28 28 28 28
（cm）
湿喷机
➢喷射混凝土中湿喷的工艺流程
工人正在作业
➢隧道支护施工安全知识
隧道支护每项工序施工前均应对作业面进行检查，清除松动的岩石和喷射混凝土块。 隧道支护必须按初喷→架设钢架（钢筋网)、复喷→锚杆的程序施工。在爆破、找顶后，应立即初喷混凝土封闭围
➢锁脚锚杆
➢锁脚锚杆立面布置图
➢锁脚锚杆
• 设计要求：锁脚锚杆必须注浆饱满。
衬砌类型 Ⅲ级加强
直径（mm） Φ42
壁厚（mm每榀设置数 4
量
Ⅳ级 Φ42 3.5 4.0
8
Ⅳ级加强 Φ42 3.5 4.0
24
Ⅴ级 Φ42 3.5 4.0
24
Ⅴ级加强 Φ42 3.5 4.0
2h内完成开挖、架设拱架、喷射混凝土封闭作业。 双线Ⅳ、Ⅴ级围岩隧道台阶法施工时，应设置锁脚锚杆（管）、横向临时支撑或临时仰拱等控制
拱（墙）脚位移的措施。双线Ⅴ级围岩隧道采用台阶法施工时应设置横向临时支撑或临时仰拱， 临时支撑采用型钢，纵向每2榀设1处。
➢锚杆
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩拱部都采用Φ25中空锚杆，边墙采用Φ22砂浆锚杆，各种锚杆必须设置垫板，垫板尺寸宜为150×150 ×6mm。
24
➢喷射混凝土
喷射混混凝土能及时有效地防止开挖面岩层的松散，离层和掉落，是有效的保护围岩防止塌方的重要手段。 喷射混凝土施工应分段分层作业。分层喷射混凝土时，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行，一次喷射的最
大厚度：拱部不得超过10cm，边墙不得超过15cm。 喷射混凝土的早期强度应符合设计要求，C25喷射混凝土24h强度应不小于10Mpa。 喷射混凝土应与围岩、钢架、钢筋网结合紧密，背后无空洞、无杂物。 喷射混凝土表面应密实、平整，无裂缝、脱落、漏喷、漏筋、空鼓，锚杆头无外露。 严格控制水灰比，使喷层光滑平整，无干斑，不流淌；喷射应分段（不大于6米）、分部、分块，按先墙后拱，自
高130
高150
高150
钢架类型
I20a型钢 I20a型钢
Φ22格栅 Φ22格栅 Φ25格栅
纵距（m） 1.5
1.0
1.0
0.8
0.6
➢钢拱架连接板
• 设计要求：①工字钢拱架连接板间需设置橡胶垫板。 • ② 钢拱架连接板螺栓孔应当为钻孔。 • ③ 连接螺栓尺寸 • 设计要求如下表：
衬砌类型
螺栓孔直径 （mm） 螺栓规格
m。之后再支立钢拱架。 设计要求：钢筋网应与锚杆连接牢固，且钢筋网保护层厚度不得小于3cm；喷射中当有脱
落的岩块或混凝土被钢筋网架住时，应及时清除后再喷射。 钢筋网的网格间距应符合设计要求，网格尺寸允许偏差为+10㎜；钢筋网搭接长度应为1～
2个网孔，允许偏差为+50㎜。
• 钢筋网：钢筋品种、规格、网格间距和搭接长度：
衬砌类 型
Ⅲ级 Ⅲ级加强 Ⅳ级 Ⅳ级加强 Ⅴ级 Ⅴ级加强
网格间距 25×25 25×25 20×20 20×20 20×20 20×20
（cm）
钢筋规格 φ6
φ6
φ6
φ6
φ8
φ8
➢钢拱架（格栅拱架、型钢拱架）
• 钢拱架：钢材品种、规格、间距，间距允许偏差±100mm。
衬砌类型 Ⅲ级加强 Ⅳ级 Ⅳ级加强 Ⅴ级 Ⅴ级加强