客运专线隧道初期支护施工技术

1、客运专线隧道初期支护施工技术雷江朋 (中铁十七局集团第三工程有限公司 河北石家庄 050081)摘 要：根据客运专线铁路隧道的主要技术特点，并充分利用现有隧道施工经验,简要介绍客运专线隧道初期支护施工技术，针对不同围岩采用不同支护形式、喷射混凝土施工工艺、锚杆施工工艺、钢拱架施工工艺进行探讨。关键词：客运专线 隧道 初期支护 Tunnel Initial Support Construction Technology in HYPERLINK /dict_result.aspx?searchword=%e5%ae%a2%e8%bf%90%e4%b8%93%e7%ba%bf&tjType=sen

2、tence&style=&t=passenger+dedicated+line Passenger dedicated lineLei jiangpeng(The third company of China Railway 17th Construction Bureau co，Shijiazhuang，0043，china) Abstract According to the tunnel of passenger dedicated line the main technical characteristics, make full use of the existing tunnel

3、construction experience. Brief introduction tunnel construction technology of initial supporting, according to the different HYPERLINK /dict_result.aspx?searchword=%e5%9b%b4%e5%b2%a9&tjType=sentence&t=surrounding+rock surrounding rock using different forms of support, HYPERLINK /dict_result.aspx?sea

4、rchword=%e6%96%bd%e5%b7%a5%e5%b7%a5%e8%89%ba&tjType=sentence&style=&t=construction+technology construction technology HYPERLINK /dict_result.aspx?searchword=%e5%96%b7%e5%b0%84%e6%b7%b7%e5%87%9d%e5%9c%9f%e6%8a%80%e6%9c%af&tjType=sentence&style=&t=technology+of+spraying+concrete of spraying concrete,

5、HYPERLINK /dict_result.aspx?searchword=%e6%96%bd%e5%b7%a5%e5%b7%a5%e8%89%ba&tjType=sentence&style=&t=construction+technology construction technology of bolt, HYPERLINK /dict_result.aspx?searchword=%e6%96%bd%e5%b7%a5%e5%b7%a5%e8%89%ba&tjType=sentence&style=&t=construction+technology construction tech

6、nology of HYPERLINK javascript:showjdsw(showjd_0,j_0) steel arch of shoring are discussed.Key Words HYPERLINK /dict_result.aspx?searchword=%e5%ae%a2%e8%bf%90%e4%b8%93%e7%ba%bf&tjType=sentence&style=&t=passenger+dedicated+line Passenger dedicated line tunnel initial supporting1.绪论客运专线是以客运为主快速铁路，时速200

7、350Km/h曲线半径在2200m以上。而隧道是铁路客运专线的重要组成部分，它可以克服高程或平面障碍、可使线路顺直、线路缩短，还可以减小坡度、躲开不良地质等，从而提高列车运行速度、牵引定数及改善运营条件等。隧道是围岩与支护结构的综合体，在开挖后为控制围岩应力适量释放和变形，增加结构安全性，隧道开挖后立即施做刚度较小并作为永久承载结构一部分的结构层，称之为初期支护。初期支护所采用的主要措施包括：锚杆、钢筋网、喷射混凝土、钢拱架等。在不良地质地段还应采取超前支护措施，与初期支护构筑成联合支护结构，充分发挥对围岩加固作用，使初期支护与围岩进入良好的共同工作状态，从而组成围岩支护的共同承载体系。2.客

8、运专线隧道初期支护形式锚喷支护是目前普遍采用的一种围岩支护手段，它是一种柔性支护，不仅允许围岩做有限的变形，而且限制围岩的过度变形且自身不被破坏。锚喷支护可以充分发挥围岩的自承能力，有效利用洞内的净空既提高了作业的安全性，又提高了作业效率。锚喷支护包括锚杆支护、喷射混凝土支护、喷射混凝土锚杆联合支护、喷射混凝土与锚杆及钢筋网联合支护、喷钢纤维混凝土支护、喷钢纤维混凝土锚杆联合支护，以及上述几种类型加设型钢而成的联合支护。为了在更好地发挥围岩自身承载力，也充分发挥支护材料的承载能力，初期支护采用分两次施作，初喷的作用主要是在有控制的条件下实现“卸压”，第二次喷的作用主要在于限制变形过量，使围岩进

9、入稳定状态。客运专线隧道根据围岩级别的不同采用相应的支护形式，例：杭甬客运专线HYZQ-2标隧道初期支护参数见表2-1。表2-1 双线隧道复合式衬砌支护参数表围岩级别ab a b a b cabcC25喷砼设置位置及厚度拱墙：5拱墙：5拱墙：12拱墙：23 仰拱：10拱墙：25 仰拱：10拱墙：25 仰拱：25拱墙：25 仰拱：25拱墙：28 仰拱：28拱墙：28 仰拱：28拱墙：28 仰拱：28钢筋网钢筋规格(HPB235)6 6 6 6 6 8 8 8 设置部位拱部拱墙拱墙拱墙拱墙拱墙拱墙拱墙网格间距25252525202020202020202020202020锚杆设置部位局部拱部拱墙拱

10、墙拱墙拱墙拱墙拱墙拱墙拱墙长度（m）2.52.53.03.03.53.53.54.04.04.0间距（环m纵m）1.51.51.21.51.21.51.21.21.21.21.21.21.21.01.21.01.21.0钢架规格I16型钢22150格栅I18型钢I18型钢I20a型钢I20a型钢I22a型钢设置部位拱墙拱墙拱墙 仰拱拱墙 仰拱拱墙 仰拱拱墙 仰拱拱墙 仰拱纵向间距（m）1.01.01.00.80.80.60.5注： 锚杆拱部采用中空注浆锚杆（带排气装置），边墙采用全长粘结砂浆锚杆 围岩无仰拱衬砌底板下部设钢筋网（纵向10、横向14 间距：横向200mm纵向250mm） 级围岩拱

11、墙初期支护喷射砼中掺改性聚酯纤维，掺量0.9kgm3 3.喷射混凝土施工工艺喷射混凝土支护是使用特定的机械把掺有速凝剂的细骨料混凝土以适当的压力喷射到洞室岩壁上，迅速固结而成的一层支护结构，起约束围岩变形、防止岩面风化的作用。3.1 工艺要求客运专线隧道对结构的耐久性要求较高，喷射混凝土均采用湿喷工艺。开挖结束后应立即进行初喷。喷层厚度级围岩为4 cm，级围岩为8cm，待初喷混凝土终凝且强度达到8 MPa以后安设系统锚杆及注浆，加设锚垫板，再复喷至设计厚度； 、V级围岩地段喷射混凝土可分三次进行，即初喷、第二次喷射和复喷。初喷作为钢架间钢筋网保护层及开挖面暴露后的临时支护，喷层厚45 cm。初

12、喷结束后立即进行钢架架设及第二次混凝土喷射，喷层达到设计初支厚度的23。待混凝土终凝且强度达到8 MPa以后安设系统锚杆及注浆，加设锚垫板，再复喷至设计厚度。3.2 主要技术措施1. 隧道开挖后应立即对岩面喷射混凝土，以防岩体发生松弛；喷射混凝土前应用高压风或水将受喷面冲洗，以提高喷射混凝土的附着力。喷射混凝土前，宜先喷一层水泥砂浆，待终凝后再喷射混凝土。2. 设置控制喷射混凝土厚度的标志，一般采用埋设钢筋头做标志，亦可在喷射时插入长度比设计厚度大5cm的铁丝，每12m设一根，作为施工控制用。3. 检查机具设备和风、水、电等管线路，湿喷机就位，并试运转。选用的空压机应满足喷射机工作风压和耗风量

13、的要求；压风进入喷射机前必须进行油水分离；输料管应能承受0.8MPa以上的压力，并应有良好的耐磨性能；保证作业区内具有良好通风和照明条件。喷射作业的环境温度不得低于5。4. 若遇受喷面有涌水、渗水或潮湿的岩面，喷射前应按不同情况进行处理。大股涌水宜采用注浆堵水后再喷射混凝土。小股水或裂隙渗漏水宜采用岩面注浆或导管引排后再喷射混凝土。大面积潮湿的岩面宜采用粘结性强的混凝土，如添加外加剂以改善混凝土的性能。5. 喷射作业应分段、分片、分层，由下而上按先墙后拱顺序进行。每段长度不宜大于6 m，有较大凹洼处，先喷射填平。6. 喷混凝土时控制好风压和速凝剂掺量，减少回弹。一般喷边墙时工作风压为0.2一0

14、.4MPa，喷拱部时为0.30.5MPa。7. 喷嘴与受喷面要保持垂直，距受喷面0.61.2m，喷嘴需对受喷面作均匀的顺时针方向螺旋转动，一圈压半圈的横行移动，螺旋直径为2030cm，喷层厚度应均匀。分层喷射混凝土厚度：拱部、5060 mm；边墙：70100 mm，分层喷射时，后一层混凝土应在前一层混凝土终凝1 h后进行。8. 喷射混凝土应做到“外平内实”。混凝土表面密实、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。9. 喷射混凝土终凝2 h后进行湿润养护，养护时间不少于14 d。4. 锚杆施工工艺系统锚杆，拱部采用中空注浆锚杆，边墙采用砂浆锚杆。4.1 砂浆锚杆施工技术措

15、施1. 砂浆强度等级不低于M20，配比为水泥：砂：水= 1：(11.5)：(0.450.5)，砂的粒径不宜大于2.5 mm；锚杆杆体为22钢筋，杆体内端可以劈口叉开，以增强锚固力；2. 锚杆应平直、无损伤，表面无裂纹、油污、颗粒状或片状锈蚀；锚杆孔方向应沿径向与围岩面垂直，若存在较大结构面，应与结构面垂直；锚杆孔深度应大于锚杆长度10cm，杆体锚入长度不得小于设计长度的95 ，且应置于钻孔中心。锚杆孔成孔后用高压水将孔内冲洗干净；3. 粘结砂浆应拌合均匀，调整好和易性，随拌随用。先进行注浆后安设锚杆杆体，注浆管应先插到钻孔底，开始注浆后缓慢均匀地将注浆管向外拔出，并始终保持管口埋在砂浆内，以免

16、浆中出现空洞；4. 注浆时应堵塞孔口，待浆液注满从孔口返浆后，迅速插入锚杆杆体，并在孔口用木楔等进行固定；5. 砂浆强度达到设计强度的70后安设锚垫板，锚垫板与孔口混凝土密贴，然后进行复喷封锚。4.2 中空注浆锚杆施工技术措施1. 浆液采用水泥单液浆或水泥砂浆，单液浆配比为水泥：水=1：(10.8)，水泥砂浆配比为水泥：砂：水：1：1：(0.450.5)，其强度等级不低于M20，水泥用普通硅酸盐水泥，砂用细砂，粒径不宜大于2.5mm，锚杆杆体为带排气装置的25中空注浆锚杆，在不良地质地段成孔条件较差时可采用自进式锚杆；2. 成孔并经清孔后安设杆体，并在孔口进行固定，然后用早强速凝型砂浆对孔口进

17、行封堵，封堵砂浆终凝后方可开始注浆；3. 向锚杆孔内注入浆液，注浆压力为0.20.5 MPa，终压力为0.51.0 MPa。保证浆液饱满密实，有水地段先引出孔内的水或在附近另行钻孔再安装锚杆；4. 锚杆垫板与孔口混凝土密贴，随时检查锚杆头的变形情况，紧固垫板螺帽；5. 注浆结束控制标准为当注浆压力增加比较快，且大于0.6MPa时，或注浆量达到设计注浆量的1.2倍时，结束注浆。5 钢拱架施工工艺5.1 加工工艺要求1. 钢拱架采用格栅钢架及型钢钢架两种形式，钢筋及型钢原材料应平直、无损伤，表面不得有裂纹)油污、颗粒状或片状锈蚀；2. 钢架在预制场地加工，按大样图以1：1放样制模，将大样精确放样在

18、钢平台上，各部位尺寸误差控制在2 mm以内；3. 钢架各单元间以连接钢板、连接角钢通过螺栓连接，型钢与连接板之间采用焊接连接，焊接不得有假焊，焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷，焊缝饱满，焊缝高度不小于6 mm，焊接完毕后应清除熔渣及金属飞溅物；4. 每榀钢架加工完成后应放在水泥地面上试拼，周边拼装允许误差为3 cm，平面翘曲应小于2 cm；5.2 架设工艺要求1. 钢架架设之前必须对断面进行检查，及时对欠挖部位进行处理，清除松动岩块及拱脚松碴；2. 根据测设的位置，各节钢架在掌子面以螺栓连接，连接板应密贴。为保证各节钢架在全环封闭之前置于稳固的地基上，安装前应清除各节钢架底脚下的虚碴及杂物。3. 钢架架设过程中需精确控制的测量元素为中线、高程、法线、间距及垂直度。利用这些测量元素精确定位钢架位置及结构尺寸，拱脚必须置于稳固的基础上，拱墙范围内钢架的每个接头部位安设16定位系筋，定位系筋长度为1.0m，与钢架进行焊接连接，用以固定钢架；4. 钢架安装的允许偏差为：间距100 mm；横