支护作业指导书

1、发电隧洞支护作业指导书本支护作业指导书适用用MALYSIA巴贡电站引水隧洞1 总体要求1.1支护类型发电隧洞支护类型有4种，即喷混凝土支护、挂网支护、锚杆支护、格栅钢架支护。1.2 支护时效要求（1）类以下围岩支护面距离开挖掌子面不大于1.5倍开挖洞径，支护滞后时间不大于7天。（2）类以上围岩支护面开挖距离开挖掌子面不大于2m，支护滞后时间不大于1天。对特别破碎的围岩，爆破后，在除碴前应先素喷，除碴后，立即加强支护。（3）格栅钢架安装时间要求每榀格栅钢架安装时间不能超过1.5h。（4）多种支护联合受力除岩石特别好的围岩外，其它围岩段采用多种支护方式，为了保证支护效果，应在较短的时间内，完成多种

2、支护方式。杜绝各种支护时间间隔太长。2 锚杆施工2.1 概述 锚杆作为一种支护方式，可以主动地加固岩体，有效地控制其变形，防止坍塌的发生。锚杆种类较多，巴贡隧洞采用的是砂浆锚杆，属全长黏结式锚杆的一种。锚杆直径为25mm，锚杆长度3m-4m。2.2 钻孔（1）钻孔设备采用T28手风钻，为了满足钻孔深度统一达到设计要求，可加工长20cm的套筒，套在钻杆上，钻孔时，套筒抵住岩面后便停止钻孔。（2）钻孔角度a主洞系统锚杆：设计图纸要求垂直于岩面，实际操作时，在水平段和弯段钻孔角度可略向上游方向倾斜，角度在8090°。竖井可略向下游方向倾斜，角度在8090°b超前锚杆：与洞轴线方向

3、夹角在813°c锁口锚杆：垂直于锁口面，与岩层层面有较大的倾角。（3）钻孔深度 满足设计要求。2.3 注浆（1）砂浆拌制a 水泥采用425硅酸盐水泥。b 砂采用中砂，严格控制含泥量。c 配合比严格按设计要求进行控制。（2）注浆a 锚杆深度一般不超过4m，采用先注浆后插锚杆的方法。b 注浆前，对锚杆孔进行风洗，清楚钻孔时留下的残碴、石屑和积水等。c 注浆时，先将注浆管插入孔底后，再拔出约10cm后开始注浆，注浆过程中，注浆管均匀拔出，注浆体达到距孔口30-40mm时，停止注浆，随后插入杆体。d 垂直向上的锚杆，杆体插入后，采用木楔临时居中固定。2.4 质量检验 （1）数量和间排距是否满

4、足设计要求 （2）钻孔位置是否合理（3）钻孔角度是否合理（4）钻孔深度是否满足要求（5）注浆是否饱满（6）拉拔力是否满足要求（7）施工记录情况2.5 ZW锚固剂 ZW锚固剂由成都大地岩土工程技术开发公司生产，其主要技术指标为：初凝时间，4-7min；终凝时间，8-11 min；1h抗压强度，不小于10Mp。适用条件：岩石特别破碎、需要紧急支护并要求形成支护抵抗力。2.6 GS20E灌浆泵使用说明2.6.1 主要技术参数GE20E灌浆泵主要由电动机、减速器、料斗、增压定子、测压仪和电气系统组成。主要特点：高压、稠浆、大流量。主要技术参数见下表。项目单位参数出浆量L/H1500电机功率Kw5.5砂

5、粒粒径mm1水灰比W/C0.38灌（注）浆压力Mp2.0料斗容积L110上料高度mm850外形尺寸mm1400×650×900整机重量Kg220喷浆工作风压Mp0.3-0.6喷浆耗风量M3/min 主要工作原理：闭合控制电源开关，按下灌浆开关，电动机正转，电动机带动减速器、输送蜗杆转动，将砂浆从料斗输送到增压蜗杆和增压定子组成的增压仓。通过增压仓逐级增压，水泥砂浆再通过注浆软管输送到工作面。注浆完成后，按下停止按钮，再按下泄压按钮，电动机反转，使增压仓泄压，达到压力释放的目的。2.6.2 灌浆作业一般步骤和要求（1）开机前，按使用说明要求检查电源。（2）向料斗加入一定量的清

6、水，以湿润料斗及注浆软管，启动灌浆泵，空运转10秒钟。（3）将水泥砂浆拌制好后装入料斗，为避免电动机负荷过大，每次装料不超过料斗高度的2/3。（4）注浆软管的一端与灌浆泵出浆接头联结牢固。（5）按下灌浆按钮，当浆液从注浆软管的出口流出时，才开始注浆。（6）开始灌浆后，随着浆液的注入，料斗的浆液要不断补充。（7）当浆液压力升至设计压力时，按下停止按钮，停止注浆。（8）按下泄压按钮，待压力表指针回到原位后，再停机。（9）将注浆软管卸下，注浆完毕。2.6.3 灌浆作业注意事项（1）开机前，必须检查电源。（2）该泵为单级泵，浆液中不宜采用速凝剂。（3）灌浆作业过程中，应避免长时间中断。如有突发性中断，

7、用水清洗设备；如有临时中断，停机时间超过5分钟，应启动灌浆按钮开机5秒，防止浆液在管路中凝固。（4）注浆完毕后，必须泄压后才能拆卸注浆管。（5）严禁用水冲洗电动机和电控箱。（6）每次使用完毕，必须清洗干净，并擦干后存放。2.6.4 灌浆作业安全注意事项（1）灌浆作业时，必须把灌浆泵、注浆软管固定好，注浆软管处于松弛状态。（2）注浆后，要及时清洗灌浆泵和注浆软管，各开关位置在停、断位置，及时切断电源。（3）严禁把手伸入输送蜗杆内操作。（4）注意环境安全。2.6.5 注浆软管和灌浆泵的清洗注浆完工以后，应及时清洗注浆软管，清洗灌浆泵，进行设备检查维护及其它收尾工作。（1）注浆完成以后，将水管接入料

8、斗加水，并按灌浆按钮，设备运转。（2）从注浆软管流出的水为清水时，表明设备内已经无水泥砂浆，停机。（3）用清水清洗设备外壳时，应避免用水冲电控箱。（4）卸下注浆软管，盘卷存放。（5）卸下增压定子，用扳手旋出增压蜗杆，将增压蜗杆抹油存放。（6）将输送蜗杆拔出，端头抹油存放。（7）其他收尾工作。3 喷射混凝土施工3.1概述喷射混凝土是利用压缩空气等为动力，将适用于喷射的混凝土拌和料借助喷射机械通过输料管和喷嘴直接喷射到受喷面上并快速凝结硬化的一种工程技术。喷射混凝土在喷射过程中，由于水泥与集料反复连续地冲击，使混凝土压实，因而它具有较高的力学强度，特别是它与混凝土、岩石、砖、钢材有很高的黏结强度，

9、可在结合面上传递一定的拉应力和剪应力。3.2 原材料3.2.1水泥（1）应优先选用标号不低于425#的新鲜普通硅酸盐水泥，其性能指标应符合现行的水泥标准。（2）水泥的储存时间不宜过长，以防结块降低强度，一般水泥出厂后储存期不应超过3个月。3.2.2集料（1）砂砂宜采用中、粗砂，细度模数宜为2.53.2。砂的粒径较大时得到同样稠度的水灰比较小，且水对粗砂渗透性好，能在喷嘴处与水很好混合，可减少粉尘和回弹，另外粗砂所喷的混凝土强度较高，收缩小。而细砂易造成堵管。在干喷的情况下砂的含水量控制在5%7%之间。（2）石石子粒径最大不超过15mm。在使用速凝剂时，石子不得含有活性SiO2，以免发生碱集料反

10、映而使喷射混凝土开裂。喷射混凝土的骨料级配须控制在下表以内：喷混凝土骨料级配项目累计筛余百分率（%）0.15mm0.30mm0.6mm1.2mm2.5mm5mm10mm15mm优57101517222331354350607382100良4852213311841265440706290100（3）速凝剂加入4%MEYCO SA540速凝剂，要求初凝时间不大于5min，终凝时间不大于10 min。（4）水干净的生产用水。（5）配合比隧洞喷射混凝土强度等级为C25。C25喷射混凝土配合比减下表：施工工艺水灰比砂率（%）MEYCO SA540速凝剂（%）每方砼材料用量（KG/M3）容重（Kg/m3

11、）水水泥砂石速凝剂干法0.4550%418942085585516.82320配合比使用要求：a 严格控制配料，配料允许偏差：水泥、速凝剂不超过±2%，砂、石不超过±3%。b 搅拌时间不少于2 min。c混合料随拌随用，存放时间不超过20 min。3.3 混凝土喷射设备3.3.1喷射方法选择喷射混凝土施工机具包括喷射机、喷嘴、混凝土搅拌机、上料装置、空气压缩机及贮水容器。混凝土喷射分为干喷和湿喷，引水隧洞采用干喷。材料预拌时不加水，然后加到喷枪中去，同时将速凝剂加到喷枪中去。混合料用压缩空气悬浮状态通过软管到达喷嘴，在喷嘴，水以大量的细柱的形式注入混合料中，当混合料通过喷嘴

12、的最后部分时与水混合在一起，当混合料和水在从喷嘴达到受喷点的时候，搅拌仍在进行。混凝土喷射机采用PZ-5（B）-I型混凝土喷射机。3.3.2 PZ-5（B）-I型喷射机使用与操作（1）开机前的准备a 检查电控系统各线路接点是否牢固和有无漏电现象。b 观测油标，检查减速器内润滑油是否充足。c 检查机器各部分的联结紧固是否正确。d 短时运转一下机器，以便于掌握转动情况。e检查施加于密封板的夹紧压力，先用手锁夹紧装置杆上的螺母，直到压紧为止，然后再用扳手紧23圈，直到密封板不漏气为止。检查方法：弯折输料管，打开主阀门，压力在0.3MPA左右时，密封板处没有压气漏出；转动机器约1/2圈，当停机时，转子

13、立即停止并向后转稍许。（2）喷射机操作准备工作完后，就可向机内加入拌和料，机器操作者应首先打开总阀门，上风管的阀门开1/3圈，再调整下风管到大约0.050.1MPA空载风压。然后喷射工开启喷头水阀，预湿岩体表面，这时可开动机器，开始喷射作业。现在工作压力约为0.20.4MPA，根据拌和料水灰比和输送距离，调整通往旋流器的风压后，再次开启上风管阀门，直到机器余气口处没有较多的物料泄出为止。（3）停止喷射a停机，把输送管路中剩余的物料吹出来。b当管路干净后，没有物料从喷头喷出时再关闭喷头处的水阀。c最后关闭总风管阀门。短暂中断喷射作业时拌和料可以存留在料斗中；长时间停顿或喷砼作业结束时，先停止加料

14、，让机器继续运转，直到料斗和转子中的残料出完为止，同时要加少许湿砂石把料斗和料腔中的残料清洗喷射出去。3.3.2干拌和搅拌机采用洞口0.35m3强制式搅拌机拌料。3.3.3空气压缩机利用洞口空气压缩机站系统供给，每台砼喷射机的耗风量按78m3配备。3.4喷射混凝土施工方法3.4.1 施工准备及表面清理 （1）清除所有的浮石和爆破松动岩体。（2）凿除欠挖部位。（3）清除妨碍喷护操作的障碍物。安装工作台车和操作平台。（4）清除岩石粉尘、岩石碎屑和受喷面上的其它杂物。（5）处理岩石表面的污染物。（6） 喷射前，检查电气设备和机械设备，进行试运行，在受喷面和设备操作位置装设足够的照明装置。（7）在隧洞

15、或其它漏水和渗水严重的地方，喷护前进行防水处理。（8）安装标志，控制喷射厚度。3.4.2 喷射混凝土施工工艺流程图喷射砼施工工艺流程图混合料拌制运输施工准备岩面处理验收合格喷砼养护质量检查3.4.3喷射混凝土操作（1）喷射机操作a 喷射机的工作风压一般保证喷嘴处有0.1MPA左右的压力。b 作业开始时，应先给风再给电，结束时应先断电后断风。c 向喷射机应连续均匀。（2）喷嘴操作喷射手对喷嘴的操作技艺是喷射混凝土作业获得成功的关键。a 喷嘴处的水压和拌和水的控制干喷时，喷射手必须通过调节水量来控制拌和水。如加水过多，则表面会出现流淌，而且喷射混凝土将要下垂；如加水过少，则表面将呈现干斑，物料的灰

16、尘很大并有过多回弹，且大大降低硬化后混凝土的强度。b喷嘴运动干喷时，喷嘴与受喷面的距离和夹角应随风压的波动而不断调整。一般情况下，喷嘴与受喷面的垂线成10º15º夹角时，喷射效果最好。喷嘴可沿螺旋形轨迹运动，螺旋的直径以30CM为宜，使料束以一圈压半圈作横向运动。喷嘴距离掌子面1-2m为宜。c一次喷射厚度和分层喷射的时间间隔一次喷射厚度以喷层不产生坠落和滑移为适度，一般在2cm左右，二次喷射须在第一层终凝后进行。如果间隔超过1小时，冲除受喷面的膜层和灰尘。较大范围的作业区应分段进行，一般46米，注意接缝处喷射，不得存在漏喷。d养护喷射混凝土终凝2H后开始洒水养护，14天内喷

17、混凝土表面必须保持湿润；如果喷护面很大，指定养护人员对喷射层进行养护。3.5 钢筋网混凝土喷射操作施工准备岩面处理验收合格挂钢筋网喷砼养护混合料拌制运输质量检查（1）钢筋网混凝土喷射施工工艺流程图 喷射砼施工工艺流程图（2）钢筋网采用8成品钢筋网，20cm×20cm。（3）钢筋网须铺放在开挖面上，距离岩石面35cm。钢筋网须固定牢固，在有锚杆的地方通过焊接与锚杆相连接。（4）喷射的时候，不能直接对准钢筋垂直喷射。（5）如果钢筋网中出现剥落和回弹，须及时清理，且不能裹到喷射层中去。（6）喷混凝土须填满钢筋网和岩石面之间的空隙，并与钢筋网结合牢固。钢筋网上的喷混凝土厚度须达到保护的要求。

18、（7）回弹须保持最小，并进行连续观察。其形式和数量须加以确定。喷射完成后，喷射材料在没有用完的情况系须完全清除，不能再次利用。（8）岩石喷护面钻排水孔和安装仪器后，须采取一切必要的措施防止排水孔堵塞或仪器受损。（9）在后续层喷护前，先喷层须作敲击检查。所有有敲击、含沙、破裂或破碎等缺陷的喷混凝土都需要修复，方法是清理有缺陷的喷混凝土，直到完整岩石区或喷混凝土区。3.6喷射施工的质量检查3.6.1 水泥购买水泥时须索要制造厂家的质量检测报告。必要的时候，需要对水泥进行复核。外加剂如速凝剂、减水剂、速硬剂等也一样。如果发现有不正常的现象如结块、变色、变质等，须立即弃掉。3.6.2 配比和拌和料的级

19、配检查（1）每批次秤量操作前须检查和调校秤量装置。（2）每批次至少进行两次的实际配比和级配检查。不合格级配须适当调整。3.6.3 喷混凝土性能检查喷混凝土的抗压强度须满足下列要求：（1）必须进行喷混凝土的抗压强度测试；（2）喷混凝土抗压强度试块必须从现场施工中抽样。试块数量：每50-100m3或使用量小于50m3的独立工程至少抽取一组（每组不少于3块）。 （3）喷混凝土抗压强度标准测试块须在指定的喷护面上截取。试块为边长100mm的立方体。在标准条件下养护28天，用标准方法测量其极限抗压强度。然后将测试抗压强度乘以0.95的系数。（4）如果使用立方体进行抗压强度测试，施力方向须垂直于喷射方向。

20、（5）在喷混凝土强度不够的部位，找出不合格的原因，并采取加固措施。3.6.4喷射厚度检查检查的断面数量见下表。在断面拱顶，两端都要设立测量点，间隔为2-5m。每个断面的测量点不少于5个。对于水工隧洞，点数还需要适当增加。喷射混凝土厚度检查断面间隔表型式断面间隔（m）上下弯段（、类围岩）50-100上下弯段（、类围岩），竖井20-50喷混凝土厚度检查达到设计值的百分比须满足下列要求：（1）平洞和竖井不低于80%；（2）施工支洞不低于60%；（3）实际厚度不得低于设计厚度。测点厚度不得低于设计厚度的一半。绝对厚度不得低于5cm。3.6.5喷混凝土平整度检查（1）依照抗压强度测试，在离差系数（Cv）

21、小于或等于0.15时为“优”；Cv界于0.160.20之间为“相当好”；0.210.25为合格。（2）在喷混凝土测试平面的纵横断面上，骨料分布应相对均匀，没有夹层和明显的脱落蜂窝、孔洞等缺陷。3.7喷混凝土的安全防护3.7.1安全技术（1）施工前先检查岩石的稳定性。必要的时候进行适当的处理。（2） 用于喷混凝土施工的机器和设备须放在围岩稳定或已进行支护的地方。（3）喷射机在使用前先进行彻底的检查。（4）喷射机需要装备压力表和安全阀，并在损坏和失效后及时更换。（5）施工中，经常检查输料管、出口弯头及不同管线之间的接头。如果有撕裂、破损、裂口、接头松动或类似情况的时候，须迅速进行处理。（6）施工中

22、需要对机器进行修理时，必须先关机，同时切断电风供应。在修复后恢复供电供风前，提前通知有关操作人员。（7）喷射头和注浆管管前不允许站人。管道堵塞主要通过敲击疏导。必要的时候采用高压空气疏导，空气夜里不得超过0.4MPa。同时，将送料管铺直，按压喷射头，但喷射头不得对着人。（8） 喷射员不能与喷射机司机直接联系的时候，必须建立可靠的通讯系统。（9）高位工作平台须安装牢固的扶手。高空作业人员必须拴安全绳。（10）竖井中的喷混凝土须遵守下列规则：a如果用溜槽来运喷混凝土干拌和料，其喇叭口四周须密封；b如果喷射机放在地面，竖井中的送料钢管必须采用法兰连接，并悬挂竖直固定牢固；c采取必要的措施防止设备、装

23、置和锚杆跌落。3.7.2劳动保护（1） 施工中，包括喷混凝土操作都必须戴面罩、眼罩或护目镜、帽子、雨衣、橡胶靴和手套等。（2）采取通风、防尘和除尘措施，降低隧洞中的灰尘浓度。（3）缩短喷射操作人员连续工作的时间，并进行定期体检。由于某些疾病的原因，必须更换不适合有尘作业的工作人员。4 格栅钢架支护4.1 格栅钢架发展 格栅支护（Lattice Girders），也称网构钢架，在我国的地下工程中，基本上取代了传统的工字钢制作的型钢钢架。1965年，德国首次在铁路隧道使用。1965年，我国在修建鬼昆铁路和成昆铁路时，为了处理地质不良段，采用小钢轨和钢筋焊接成花拱，1985年，在修建大秦线西坪隧道和

24、军都山隧道时，正式采用由钢筋焊接成的格栅支护。目前，在地下铁道、公路隧道、水工隧洞都大量采用了格栅支护。4.2 格栅钢架使用范围格栅钢架使用范围如下：（1）支洞进口段10m范围内支护（2）支洞地质条件不良段（3）主洞上平段进口12m（4）主洞高压段支洞两侧洞脸支护（5）钢衬段出口洞脸支护（6）主洞地质条件不良段4.3 格栅钢架基本类型格栅钢架焊接后，其形状根据隧洞轮廓确定。常见形式有半圆形、圆形、门形、马蹄型。隧洞主洞和支洞均采用城门形。断面形式有三角形、正方形、梯形、不规则形等，本隧洞采用等边三角形。4.4 格栅钢架的设计格栅钢架主筋采用25mm钢筋，截面底边钢筋轴距20cm。箍筋，8mm，

25、间距250mm。架立筋，10mm。格栅钢架每片之间的连接采用三角形钢板连接，连接螺栓采用24mm。本工程目前设计有7种尺寸的格栅钢架。他们分别用在1#支洞、2#支洞、上平洞1断面、上平洞2断面、下平洞5断面、钢衬段6断面、钢衬段7断面。4.5 格栅钢架支护特点（1）格栅钢架的刚度适中，容许围岩适度变形，又能及时提供支护阻力，限制围岩过大的变形，防止崩塌。格栅钢架的刚度在施工过程中是变化的。在安装初期，没有喷射混凝土之前，基本上是不能承载的，钢架是柔性的；当喷射一定厚度的混凝土后格栅钢架与喷混凝土一起承受荷载，并提供一定的支护阻力；当混凝土喷射到设计厚度时，刚性增大，提供的支护阻力也随之增大。（

26、2）重量轻，便于施工安装。格栅钢架重量轻，架设安装时，劳动强度不大，且处处有可抓之处，搬用轻便，适合现场的条件和设备条件。（3）使用灵活，可随时调整设计尺寸。（4）能很好地随喷混凝土一起与围岩密贴，支护效果好。格栅钢架能完全被混凝土紧密包裹二成为一体，形成钢筋混凝土结构。（5）便于与其它支护手段配合使用。格栅钢架容易与锚杆、铅丝网、超前小导管等支护手段配合使用，提供支护效果。4.6 格栅钢架施工4.6.1 准备格栅钢筋加工前，准备工作如下。（1）熟悉设计图纸，领会设计意图，并由设计人员进行技术交底。（2）材料准备，对主筋、架立筋、箍筋作外观检查，并核对数量。（3）焊接材料、电焊机、钢筋弯曲机、钢筋截断机准备。4.6.2 加工对格栅