隧道的初期支护
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潮喷是将骨料预加少量水，使之呈潮湿状， 再加水泥拌和，从而降低上料、拌和和喷射时的 粉尘。但大量的水仍是在喷头处加入和喷出的。
湿喷混凝土质量容易控制，喷射过程中的粉尘和 回弹量很少。但对喷射机械要求较高，机械清洗和故 障处理较麻烦。对于喷层较厚的软岩和渗水隧道，则 不易使用湿喷。
施喷注意事项
(1)喷射时应分段(不超过6m)、分部(先下后上)、分 块(2.0m×2.0m)，严格按先墙后拱，先下后上的顺 序进行，以减少混凝土因重力作用而引起的滑动 或脱落现象发生。
如涌水较大，支护时对主要涌水出水口暂不进 行封堵支护，待涌水减小或无水时，再进行支护或 进行固结封堵，迫使水流改变流向。
• 4、喷射混凝土厚度平均厚度应大于设计厚度，最小 厚度不得小于设计厚度的2/3。
锚杆
• 1、锚杆的支护效应 锚杆(索)是用金属或其它高抗拉性能的材料制
作的一种杆状构件。 (1)支承围岩； (2)加固围岩； (3)提高土层间摩阻力，形成“组合梁” (4)“悬吊”作用:
• 我国《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》规定，锚杆 的间距不宜大于锚杆长度的1/2，以有利于相邻锚 杆共同作用。
喷射混凝土
喷射混凝土既是一种新型的支护结构，又是一种新 的施工工艺。它是使用混凝土喷射机，按一定的混合程 序，将掺有速凝剂的细石混凝土，喷射到岩壁表面上， 并迅速固结成一层支护结构，从而对围岩起到支护作用。
(3) 锚杆间距不宜大于锚杆长度的1/2，在Ⅳ、Ⅴ级围 岩中，锚杆间距宜为0.5~1.2m，但当锚杆长度超过 2.5m时，若仍按间距不大于1/2锚杆长度的规定，则 锚杆间的岩块可能因咬合和连锁不良而导致掉块坠 落，为此，其间距不宜大于1.25m。
4、锚杆间距和布置
锚杆最大间距不应超过锚杆长度之半；隧道跨 度之半(跨度小于6m)；岩体中平均断裂面间距所确 定的不稳定岩块宽度的1.5倍。
系统布置
• 在破碎和软弱围岩中，一般采用系统布置的锚杆，对围 岩起到整个加固作用。对于局部很破碎、软弱围岩部位 或可能出现过大变形的部位，应加设长锚杆。
布置的原则：
(1)在隧道横断面上，锚杆宜垂直隧道周边轮廓布置， 对水平成层岩层，应尽可能与层面垂直布置，或使其 与层面呈斜交布置。
(2)在岩面上锚杆宜成菱形排列，纵、横间距为 0.6~1.5m，其密度约为0.6~3.6根/m2；
• 2、隧道初期支护应采用喷锚支护，根据围岩特点、 断面大小和使用条件等选择喷射混凝土、锚杆、钢 筋网和钢架等单一或组合的支护形式。
• 3、隧道支护施工前，应确定支护紧跟开挖的时间、 距离及工序搭接要求，确定喷射混凝土前基面标准 和设置喷混凝土厚度控制标志；确定锚杆、钢架、 钢筋网的加工、运输、安装方案。
• “组合梁”作用：用锚杆群 吧数层岩层连在一起，使 层间摩阻力增大，从结构 力学的观点来看就是形成 “组合梁”。
3、锚杆的布置
分为局部布置和系统布置。 局部布置
• 它主要用在裂隙围岩。重点加固不稳定块体，隧 道拱顶受拉破坏区为重点加固区域。
布置原则：拱腰以上部位锚杆方向应有利于 锚杆的受拉；拱腰以下及边墙部位锚杆宜逆向不 稳定岩块滑动方向。
• 4、喷射混凝土冬期施工时，作业区的气温和混合料进 入喷射机的温度均不应低于5°C。
• 5、作业区应有良好的通风和照明装置，喷射混凝土时 粉尘含量不得大于2mg/m3。
• 6、岩爆地段隧道施工加强支护工作，支护的方法是在 爆破后尽可能早地向拱部或侧壁进行喷射混凝土，再 加设锚杆及钢丝网。衬砌工作要紧跟开挖工序进行， 以尽可能减少岩层暴露时间，减少岩爆发生和确保人 身安全。
支撑围岩
• 支承围岩：限制约束围 岩变形，向围岩施加压 力，使处于二轴应力状 态的洞室表面附近的围 岩保持三轴应力状态， 制止围岩强度的恶化
加固围岩~~~~组合梁
• 加固围岩：使松动区中 的节理裂隙、破裂面得 以连接，因而增大了锚 固区围岩的强度：锚杆 对加固节理发育的岩体 和围岩松动是十分有效 的，有助于形成整体， 成为“加固带”。
Leabharlann Baidu 1、喷射混凝土的作用
(1)支撑围岩 (2)“卸载”作用
(3)填平补强围岩
(4)覆盖围岩表面 (5)阻止围岩松动 (6)分配外力
2、喷射混凝土的特点
(1)喷射混凝土具有强度增长快、粘结力强、密度大、 抗渗性好的特点。它能较好地填充岩块间的裂隙 的凹穴，增加围岩的整体性，防止自由面的风化 和松动，并与围岩共同工作。
• 2、爆破后应首先清除浮石，然后立即进行初喷混凝土 封闭围岩，以期充分发挥围岩的自稳能力。出碴结束 后，再根据围岩级别施作锚杆、挂网、拱架及复喷混 凝土。
• 3、在富水断层破碎段，支护施作前应及时排水，以 预防塌方的发生。在少量集中渗水、淋水地段，在 将要通过的透水层部位，可采用排水孔法或排水管 法，布置一定数量的排水孔或埋设排水管，将渗、 淋水集中到排水孔内导出；也可采用金属网法，通 过在钢筋网背后铺过滤层或隔水层，将其固定在围 岩上，通过软管排水，随即喷射混凝土。
隧道的初期支护
• 隧道开挖后，为控制围岩应力适量释放和变形，增 加结构安全度和方便施工，隧道开挖后立即施作刚 度较小并作为永久承载结构一部分的结构层，称为 初期支护。
隧道工程中初期支护一般采用锚喷网结构形式。
初期支护特点:
• 1.及时性：喷射早强砼，能迅速给围岩提供支护抗力； • 2.密贴性：喷射砼与围岩能全面密贴粘结； • 3.深入性：锚杆可深入围岩一定深度加固围岩，形成
(2)与普通模筑混凝土相比，喷射混凝土施工将输送、 浇注、捣固几道工序合而为一，更不需模板，因 而施工快速、简捷。
(3)喷射混凝土能及早发挥承载作用。它能在10min左右 终凝，一般2h后即具有强度，8h后可达2MPa，16h后 达5MPa,一天后可达7 ~8 MPa，四天达到28d强度的 70%左右。
承载圈。 • 4.柔性：容易调节围岩变形，可控制围岩塑性变形适
度发展，发挥自承能力； • 5.封闭性：可阻止水对围岩的侵蚀而引起风化等。
一般规定
• 1、隧道初期支护必须紧跟隧道开挖作业面及时施作， 同时应按设计要求进行监控量测的相关作业，对位 于不良地质地段的隧道，初期支护应及时封闭成环， 保证施工安全。
(2)喷射时可以采用S形往返移动前进，也可以采用 螺旋形移动前进。
(3)喷射时喷嘴要垂直于受喷面，倾斜角不大于10°， 距离0.8~1.2m。
(4)对于岩面凹陷处应先喷多喷，凸出处应后喷少喷。
(5)喷射时一次喷射厚度不得太薄或太厚，它主要与混 凝土的粘结力和受喷部位及回弹情况等有关。
（6）应在其终凝2h后进行洒水养护，养护时间一般不 少于14d。
(4)试验表明，喷射混凝土与模筑混凝土相比，密实性和 性能稳定性要差。
3、喷射工艺种类
• 喷射混凝土的工艺流程有干喷、潮喷、湿喷和混 合喷四种。
主要区别是各工艺的投料程序不同，尤 其是加水和速凝剂的时机不同。
干喷的缺点是产生的粉尘量大，回弹量大， 加水是由喷嘴处的阀门控制的，水灰比的控制程 度与喷射手操作的熟练程度有关。但使用的机械 较简单，机械清洗和故障处理容易。
• 7、膨胀岩隧道的初期支护宜采用喷射混凝土、锚杆、 钢筋网、钢架等，以提高初期支护的整体刚度，应优 先考虑采用喷射钢纤维混凝土。
隧道工程优先采用锚喷的柔性支护结构目的：
• 容许围岩发生有限变形 • 发挥围岩的自承能力 • 节省工程造价
工序流程
• 1、初期支护施工的一般工序流程为：开挖后初喷砼→ 系统支护施工（锚杆、钢筋网、钢架）→复喷砼至设计 厚度。
（7）回弹物料的利用。实测表明，采用干法喷射混凝 土时，一般边墙的回弹率为10%~20%，拱部为 20%~35%，回弹量相当大。应设法减少回弹，将回弹 物料回收利用。
• 堵管问题处理
遇到堵管发生时，喷射机司机应立即关闭马 达，随后关闭风源，喷射手将软管拉直，然后用 手锤敲击以寻找堵管处。当敲击钢管时发音混浊， 或敲击胶管时有发硬感觉处，即为堵管部位。找 到堵管部位后，可将风压升到0.3~0.4MPa(不超过 0.5MPa)，并用锤击堵管部位，使其畅通。排出堵 管时，喷嘴前方严禁站人，以免被喷伤。
湿喷混凝土质量容易控制，喷射过程中的粉尘和 回弹量很少。但对喷射机械要求较高，机械清洗和故 障处理较麻烦。对于喷层较厚的软岩和渗水隧道，则 不易使用湿喷。
施喷注意事项
(1)喷射时应分段(不超过6m)、分部(先下后上)、分 块(2.0m×2.0m)，严格按先墙后拱，先下后上的顺 序进行，以减少混凝土因重力作用而引起的滑动 或脱落现象发生。
如涌水较大，支护时对主要涌水出水口暂不进 行封堵支护，待涌水减小或无水时，再进行支护或 进行固结封堵，迫使水流改变流向。
• 4、喷射混凝土厚度平均厚度应大于设计厚度，最小 厚度不得小于设计厚度的2/3。
锚杆
• 1、锚杆的支护效应 锚杆(索)是用金属或其它高抗拉性能的材料制
作的一种杆状构件。 (1)支承围岩； (2)加固围岩； (3)提高土层间摩阻力，形成“组合梁” (4)“悬吊”作用:
• 我国《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》规定，锚杆 的间距不宜大于锚杆长度的1/2，以有利于相邻锚 杆共同作用。
喷射混凝土
喷射混凝土既是一种新型的支护结构，又是一种新 的施工工艺。它是使用混凝土喷射机，按一定的混合程 序，将掺有速凝剂的细石混凝土，喷射到岩壁表面上， 并迅速固结成一层支护结构，从而对围岩起到支护作用。
(3) 锚杆间距不宜大于锚杆长度的1/2，在Ⅳ、Ⅴ级围 岩中，锚杆间距宜为0.5~1.2m，但当锚杆长度超过 2.5m时，若仍按间距不大于1/2锚杆长度的规定，则 锚杆间的岩块可能因咬合和连锁不良而导致掉块坠 落，为此，其间距不宜大于1.25m。
4、锚杆间距和布置
锚杆最大间距不应超过锚杆长度之半；隧道跨 度之半(跨度小于6m)；岩体中平均断裂面间距所确 定的不稳定岩块宽度的1.5倍。
系统布置
• 在破碎和软弱围岩中，一般采用系统布置的锚杆，对围 岩起到整个加固作用。对于局部很破碎、软弱围岩部位 或可能出现过大变形的部位，应加设长锚杆。
布置的原则：
(1)在隧道横断面上，锚杆宜垂直隧道周边轮廓布置， 对水平成层岩层，应尽可能与层面垂直布置，或使其 与层面呈斜交布置。
(2)在岩面上锚杆宜成菱形排列，纵、横间距为 0.6~1.5m，其密度约为0.6~3.6根/m2；
• 2、隧道初期支护应采用喷锚支护，根据围岩特点、 断面大小和使用条件等选择喷射混凝土、锚杆、钢 筋网和钢架等单一或组合的支护形式。
• 3、隧道支护施工前，应确定支护紧跟开挖的时间、 距离及工序搭接要求，确定喷射混凝土前基面标准 和设置喷混凝土厚度控制标志；确定锚杆、钢架、 钢筋网的加工、运输、安装方案。
• “组合梁”作用：用锚杆群 吧数层岩层连在一起，使 层间摩阻力增大，从结构 力学的观点来看就是形成 “组合梁”。
3、锚杆的布置
分为局部布置和系统布置。 局部布置
• 它主要用在裂隙围岩。重点加固不稳定块体，隧 道拱顶受拉破坏区为重点加固区域。
布置原则：拱腰以上部位锚杆方向应有利于 锚杆的受拉；拱腰以下及边墙部位锚杆宜逆向不 稳定岩块滑动方向。
• 4、喷射混凝土冬期施工时，作业区的气温和混合料进 入喷射机的温度均不应低于5°C。
• 5、作业区应有良好的通风和照明装置，喷射混凝土时 粉尘含量不得大于2mg/m3。
• 6、岩爆地段隧道施工加强支护工作，支护的方法是在 爆破后尽可能早地向拱部或侧壁进行喷射混凝土，再 加设锚杆及钢丝网。衬砌工作要紧跟开挖工序进行， 以尽可能减少岩层暴露时间，减少岩爆发生和确保人 身安全。
支撑围岩
• 支承围岩：限制约束围 岩变形，向围岩施加压 力，使处于二轴应力状 态的洞室表面附近的围 岩保持三轴应力状态， 制止围岩强度的恶化
加固围岩~~~~组合梁
• 加固围岩：使松动区中 的节理裂隙、破裂面得 以连接，因而增大了锚 固区围岩的强度：锚杆 对加固节理发育的岩体 和围岩松动是十分有效 的，有助于形成整体， 成为“加固带”。
Leabharlann Baidu 1、喷射混凝土的作用
(1)支撑围岩 (2)“卸载”作用
(3)填平补强围岩
(4)覆盖围岩表面 (5)阻止围岩松动 (6)分配外力
2、喷射混凝土的特点
(1)喷射混凝土具有强度增长快、粘结力强、密度大、 抗渗性好的特点。它能较好地填充岩块间的裂隙 的凹穴，增加围岩的整体性，防止自由面的风化 和松动，并与围岩共同工作。
• 2、爆破后应首先清除浮石，然后立即进行初喷混凝土 封闭围岩，以期充分发挥围岩的自稳能力。出碴结束 后，再根据围岩级别施作锚杆、挂网、拱架及复喷混 凝土。
• 3、在富水断层破碎段，支护施作前应及时排水，以 预防塌方的发生。在少量集中渗水、淋水地段，在 将要通过的透水层部位，可采用排水孔法或排水管 法，布置一定数量的排水孔或埋设排水管，将渗、 淋水集中到排水孔内导出；也可采用金属网法，通 过在钢筋网背后铺过滤层或隔水层，将其固定在围 岩上，通过软管排水，随即喷射混凝土。
隧道的初期支护
• 隧道开挖后，为控制围岩应力适量释放和变形，增 加结构安全度和方便施工，隧道开挖后立即施作刚 度较小并作为永久承载结构一部分的结构层，称为 初期支护。
隧道工程中初期支护一般采用锚喷网结构形式。
初期支护特点:
• 1.及时性：喷射早强砼，能迅速给围岩提供支护抗力； • 2.密贴性：喷射砼与围岩能全面密贴粘结； • 3.深入性：锚杆可深入围岩一定深度加固围岩，形成
(2)与普通模筑混凝土相比，喷射混凝土施工将输送、 浇注、捣固几道工序合而为一，更不需模板，因 而施工快速、简捷。
(3)喷射混凝土能及早发挥承载作用。它能在10min左右 终凝，一般2h后即具有强度，8h后可达2MPa，16h后 达5MPa,一天后可达7 ~8 MPa，四天达到28d强度的 70%左右。
承载圈。 • 4.柔性：容易调节围岩变形，可控制围岩塑性变形适
度发展，发挥自承能力； • 5.封闭性：可阻止水对围岩的侵蚀而引起风化等。
一般规定
• 1、隧道初期支护必须紧跟隧道开挖作业面及时施作， 同时应按设计要求进行监控量测的相关作业，对位 于不良地质地段的隧道，初期支护应及时封闭成环， 保证施工安全。
(2)喷射时可以采用S形往返移动前进，也可以采用 螺旋形移动前进。
(3)喷射时喷嘴要垂直于受喷面，倾斜角不大于10°， 距离0.8~1.2m。
(4)对于岩面凹陷处应先喷多喷，凸出处应后喷少喷。
(5)喷射时一次喷射厚度不得太薄或太厚，它主要与混 凝土的粘结力和受喷部位及回弹情况等有关。
（6）应在其终凝2h后进行洒水养护，养护时间一般不 少于14d。
(4)试验表明，喷射混凝土与模筑混凝土相比，密实性和 性能稳定性要差。
3、喷射工艺种类
• 喷射混凝土的工艺流程有干喷、潮喷、湿喷和混 合喷四种。
主要区别是各工艺的投料程序不同，尤 其是加水和速凝剂的时机不同。
干喷的缺点是产生的粉尘量大，回弹量大， 加水是由喷嘴处的阀门控制的，水灰比的控制程 度与喷射手操作的熟练程度有关。但使用的机械 较简单，机械清洗和故障处理容易。
• 7、膨胀岩隧道的初期支护宜采用喷射混凝土、锚杆、 钢筋网、钢架等，以提高初期支护的整体刚度，应优 先考虑采用喷射钢纤维混凝土。
隧道工程优先采用锚喷的柔性支护结构目的：
• 容许围岩发生有限变形 • 发挥围岩的自承能力 • 节省工程造价
工序流程
• 1、初期支护施工的一般工序流程为：开挖后初喷砼→ 系统支护施工（锚杆、钢筋网、钢架）→复喷砼至设计 厚度。
（7）回弹物料的利用。实测表明，采用干法喷射混凝 土时，一般边墙的回弹率为10%~20%，拱部为 20%~35%，回弹量相当大。应设法减少回弹，将回弹 物料回收利用。
• 堵管问题处理
遇到堵管发生时，喷射机司机应立即关闭马 达，随后关闭风源，喷射手将软管拉直，然后用 手锤敲击以寻找堵管处。当敲击钢管时发音混浊， 或敲击胶管时有发硬感觉处，即为堵管部位。找 到堵管部位后，可将风压升到0.3~0.4MPa(不超过 0.5MPa)，并用锤击堵管部位，使其畅通。排出堵 管时，喷嘴前方严禁站人，以免被喷伤。