TBM法初期支护工艺

TBM法初期支护工艺工艺概述在开敞式TBMTBM只需要有顶护盾就可以进行安全施工，如遇有局部不稳定的围岩，由TBM所附带的辅助设备通岩及破碎带，则TBM可由所附带的超前钻及灌浆设备，预先固结前方上部周边一圈岩石，待围岩强度达到能自稳后，然后再进行安全掘进。采用开敞式TBM施工时，永久性的衬砌待全线贯通后集中进行。作业内容作业内容：网片安装、锚杆安装、钢拱架安装、喷射混凝土、质量标准及验收方法验收规范(1(22.主控项目(

钢筋进场时，必须对其质量指标进行全面检查并按批抽取试件做屈服强度、抗拉强度、GB1301和《低碳钢热轧圆盘条等的规定和设计要求。检验数量：以同牌号、同炉罐号、同规格、同交货状态的钢筋，每60t为一批，不足60t按一批计。每批抽检一次。检验方法：检查每批质量证明文件,并按批进行抽样做屈服强度、抗拉强度和伸长率冷弯试-357-1-357-验。规定。检查数量：按进场的每批次随机抽样3%进行检验。检验方法：检查产品合格证、出厂检验报告并进行试验。检验数量：全部检查。检验方法：施工现场计数检查。检查数量：每一作业段检查一次。检验方法：进行配合比设计，做砂浆强度试验。检验数量：全部检查。检验方法：查施工记录，观察或采用超声波锚杆检查仪检查。锚杆安装允许偏差应符合下列规定：①锚杆孔的孔径应符合设计要求。②锚杆孔的深度应大于锚杆长度的10cm。③锚杆孔距允许偏差为±15cm。④锚杆插入长度不得小于设计长度的95%。检验数量：全部检查。检验方法：现场尺量。3.一般项目检验数量：全部检查。检验方法：观察。检验数量：全部检查。检验方法：观察。工艺流程图一、支护作业流程如下：挂网挂网安装拱架安装锚杆喷射混凝土图4.4.4-1支护作业流程流程图钢筋网片加工钢筋网片运输钢筋网片加工钢筋网片运输网片安装钢筋网片的固定图4.4.4-2钢筋网片的安装工艺流程图-358-2-358-2．锚杆施工：工艺见图4.4.4-3、4.4.4-4：锚杆材料准备锚杆材料准备锚杆钻孔药包装填锚杆安装锚杆受力检查图4.4.4-3药包式锚杆施工工艺流程图锚杆材料准备锚杆材料准备锚杆钻孔锚杆安装注浆锚杆受力检查图4.4.4-4注浆式锚杆施工工艺流程图钢架施工：工艺流程如下：中线标高测量中线标高测量钢架加工及质量检验清除底脚浮碴钢架组拼安装钢架和锚杆焊接定位隐蔽工程检查验收隐蔽工程检查验收复喷混凝土图4.4.4-5钢架安装工艺框图喷射混凝土施工：工艺流程如下：碎石碎石砂水泥水速凝剂筛选筛选配料机速凝剂混凝土搅拌机混凝土搅拌运输车湿喷机喷头受喷面4.4.4-6喷射混凝土工艺流程图-359-3-359-工序步骤及质量控制说明一、网片施工240MPa。钢筋与锚杆、拱架连接牢固，喷射时钢筋不得晃动。钢筋网与锚杆之间采用焊接连结，钢筋网片之间采用绑扎或焊接连接。铺设钢筋网应符合下列要求：①钢筋网宜在初喷混凝土后铺挂，使其与喷射混凝土形成一体；②采用双层钢筋网时，第二层钢筋网应在第一层钢筋网被混凝土覆盖后铺设，其覆盖厚度不应小于3cm；③钢筋网应与锚杆或其它固定装置连接牢固；岩面保持3cm的间隙。④钢筋网的钢筋保护层厚度不得小于2cm；二、锚杆施工在刀盘护盾后面的内凯氏机架旁边及后支

图4.4.5-1锚网支护施工撑靴后面的内凯氏机架旁边安装有锚杆钻机。锚杆钻机在机器掘进时能进行锚杆的安装。应根据地质条件、使用要求及锚固特性，可选用中空注浆锚杆、树脂锚杆、自钻式锚杆、有技术标准的规定。。利用开敞式掘进机自配的锚杆钻机按设计要求在要求范围内进行锚杆作业，钻机操作手除干净，采用高压风、水吹孔、洗孔，将锚塞、垫板螺栓为宜；将止浆塞通过锚杆外露端打入孔口10cm左右，安装垫板及螺母，此时不宜上紧。在灰浆达到初始设计强度后，方可上紧垫板及螺母。4.除干净，采用高压风、水吹孔、洗孔，将锚塞、垫板螺栓为宜；将止浆塞通过锚杆外露端打入孔口10cm左右，安装垫板及螺母，此时不宜上紧。在灰浆达到初始设计强度后，方可上紧垫板及螺母。4.锚杆孔位符合设计要求，孔位偏差不大于100mm，锚杆孔深度达到施工图纸的规定，孔深偏差值不大于50mm。

图4.4.5-2锚杆施工水分后取出，用木棍或其它轻质杆状体将其顶入锚孔内，锚固剂充填量不小于锚孔深度的3/4。安装锚杆过程中，可在钻机头部套上专用的铁罩或用钻机的大臂慢慢将锚杆顶入，严禁用使用前必须检查药卷质量，受潮、变质的锚固剂严禁使用；药卷破损的必须经处理后方可使用。为保证锚杆在安装过程中的安全，必须设专人扶住锚杆，待其剩最后50cm其他注意事项：-360-4-360-PAGEPAGE5①配制浆液,使水灰比、和易性符合设计和规范要求。并随用随配。②锚杆钻孔位置及孔深必须准确；砂浆锚杆要除去油污、铁锈和杂质；锚杆体插入孔内不小于设计长度的95%。③检查注浆泵及其零件是否齐备和正常。④用水或风检查孔体是否畅通，孔口返水或风即可。⑤迅速将锚杆和注浆管及泵用快速接头连接好。⑥开动泵注浆，整个过程应连续不停顿，一次完成，观察到浆液从止浆塞边缘流出或压力表达到设计值，即可停泵。三、钢拱架施工钢拱架安装器可在TBM掘进过程中进行作业，在刀盘后面进行钢拱架的预组装和安装。钢TBM钢架利用敞开式掘进机自配的钢架安装器进行。TBM拼装条件一定时确定钢拱架的规格，钢架用钢材的规格、型号面位置，撑紧后，在上底部夹板上螺栓，采用鱼尾板连接。钢架之间宜用直径为φ22mm。钢架安装应符合下列条件：①安装前应清除底脚的虚碴及杂物；②全圆钢支撑的间距应为掘进行程的1/2～2倍数，在掘进机换步过程中，撑靴不得挤压拱架；③安装允许偏差：横向和高程为：±5cm，垂直度为±2°；④各节钢架间应以螺栓连接，连接板应密贴；图4.4.5-3拱架安装 图4.4.5-4钢拱架支护效四、喷射混凝土施工混凝土喷射系统，装于TBM后配套上，由砼输送泵，砼罐、液体计量泵、混凝土喷射机械手等组成一套相匹配的施工设备。为确保喷射混凝土质量，减少回弹，改善施工环境，采用湿喷法。采用强制式搅拌机，集料采用配料自动计量，混凝土搅拌运输车运输。-361--361-图4.4.5-5喷射混凝土施工 图4.4.5-6喷射混凝土效果材料采用P.O42.5R砼上。(2)速凝剂①必须采用质量合格的产品，并对速凝剂密封保存，严防受潮。②由于喷射砼水灰比、施工环境温度、水泥和速凝剂受潮程度对速凝剂效果均有影响。用速凝剂前必须进行速凝效果试验，以选用最佳配合比。③速凝效果试验必须满足初凝不大于5分钟、终凝不大于10分钟、无“急凝“现象、具有良好的流动性。④速凝剂的掺量为水泥重量的4%～8%。(3)砂骨料粒径（mm）粒径百分数骨料粒径（mm）粒径百分数0.150.300.601.202.505.0010.002～1010～3025～6050～8580～10095～10010010ｍｍ，得使用含活性二氧化硅的石料。PH4的酸性水和含硫酸盐是按SO42－计超过水重1废水,拌和用水所含物质不影响混凝土的和易性和混凝土强度的增长，也不引起钢筋和混凝土的腐蚀。施工工艺参数0.1Mpa0.6—1.2ｍ3.喷护作业准备搅拌机、喷射机等机械设备，开机前须先清除混凝土余料和其它杂物，然后检查各操作手把、开关、按扭、仪表是否灵活可靠，试运转后电机、泵体及传动部分是否正常，各密封部位、-362--362-各管阀有无漏风、漏水、漏油现象，如有故障必须事先排除，严禁机械带病作业。是否有堵塞现象，软管是否过度磨损，接头是否安全可靠。无渗水、超欠挖情况等，通过检查确定当班工作量和喷射作业时的安全措施。喷护前用高压风、水冲（吹）3.喷护作业作业程序：①倒罐至输送泵后部②开仓口、转罐、放料③起泵、开风、设置风压\设置泵送流量(3～8m/小时)\确认速凝剂参量(4%)④试喷⑤逐层连续喷射砼⑥完成1罐砼喷射工作,停止供风、停泵,加水洗罐⑦空罐倒罐至罐车平板并做好下列工作：①开始时先给风、再开机、后给料，结束时待料喷完、先停机、后关风。供料连续均匀，机械正常运转时，料斗内要保持足够的存料。②随时注意压力表变化，熟练地判断是否发生堵管，有主动防止堵管的经验；③按砼输送距离和喷射方向，随时调整工作风压；④坚持工作后清洗泵体和进行必要的机械维护保养；⑤积极配合作好喷射机的防尘、除尘和预防处理堵管时突然发生喷出伤人事故。喷头操作：①开始时先给水、再给料，结束时先停料、后关水。根据喷出料束情况适当调节风压，喷头处的水压应大于风压。②喷头与受喷面最佳距离为0.6—1.2ｍ，当风压波动时，该距离可适当调整；喷射方向与受喷面的角度以垂直角为最佳；事实上仰脸喷射拱部很难做到垂直，此时力求垂直为宜。喷射物流在受喷面上应呈螺旋轨迹移动，即一圈压半圈按顺序横移，螺旋半径取10－20ｍ为宜。③喷射手与喷射司机要事先规定好联络信号，操作时要密切配合，协同动作。④喷射手要随时掌握给水情况，注意喷射效果，使喷射物表面达到有光泽、粘聚好、有塑弹性、粉尘少、无干斑或流滑淌现象。⑤当喷咀不出料时，检查是否堵塞，一定要把喷头避开有人方向，严防喷出物、高压水、高压风突然喷出伤人。⑥喷射作业完成后，必须将输料管和喷咀清洗干净，排除各种堵塞因素。42小时起，即应开始洒水养护，洒水次数以能保持混凝土具有足够的湿润状态为度，养护期不得小于14天。-363-施工机械及工艺装备-363-4.4.6-1施工机械表序号机械名称数量说明1锚杆钻机42拱架安装机14砼喷射机械手2TBM自带5空压机26通风机17机车4配套使用8砼灌车4配套使用9搅拌站1配套使用4.4.7作业组织4.4.7-1作业组织表序号工种每班人数说明1主司机12掘进班长13值班工程师14试验员15测量26机车司机4负责开挖、立拱、施锚、7普工20挂网、接轨、铺设轨排、喷砼8拌和司机24.4.8材料消耗4.4.8-1作业组织表序号材料名称数量施工部位1φ6.5盘条网片2φ22螺纹钢锚杆3砂4米石5水泥喷射混凝土施工6速凝剂7工字钢钢拱架-364--364-生产效率网片安装速度12m1.2，锚杆施工速度4/(L=2.5m20分钟/榀，喷射混凝土施工速度3～10m3/小时；一、安全生产注意事项要组成部分，必须认真作好喷射混凝土厚度检查和锚杆实验，并加强监控量测，及时反馈情危急时，应将人员撤出危险区。1.5善。同时在施工现场设置必要的护拦、安全标志和警告牌。经常保养施工机具，保证安全装置灵敏可靠，防护罩完好无损；同时搞好安全用电管理。作业中如发生风、水、输料管路堵塞或爆裂时，必须依次停止风、水、料的输送。喷射作业中，除应加强通风、照明、采取防尘措施降低粉尘浓度外，还应注意以下事项：作业人员均须配带必要的防护用品。行耐压试验，合格后方可使用。发生堵管时，应尽快疏通。处理堵管时喷咀前方严禁站人。经常检查管道和节头是否有松脱和击穿可能。发现问题应立即处理。其他开敞式掘进机初期支护参数可参照表4.4.11-1选用。表4.4.11-1 掘进机施工段隧道初期支护方式围岩类别围岩类别喷混凝土锚杆钢筋网钢支撑Ⅱ局部8cm局部Φ22，长2.5m。无无Ⅲ局部10cm局部Φ22，长2.5～3m。局部Φ8间距20cm×20cm无Ⅳ～Ⅴ15cm除底部外，Φ22～2，（纵×1m除底部外，Φ8，15cm×cm15I16工字钢1/2～2倍掘进行程/榀在地层稳定性很差地段，应在工作面或和围岩一定范围进行超前预注浆加固处理。锚喷支护需要仔细施工才能达到设计要求，并且施作后成为隐蔽工程，因此需要在施工为进行监控量测并记录。-365--365-(1)锚杆安装的位置、方向、深度应符合设计要求。(2效果，因此，安装杆体过程中应注意搅拌