边坡及洞室支护工程施工方案及技术措施

边坡及洞室支护工程施工方案及技术措施1.1概述本标段支护内容包括：洞室内及边坡支护砂浆锚杆、自钻式中空注浆锚杆、喷混凝土及挂网、钢支撑等。喷射混凝土901m³，钢筋网安装7.6t，砂浆锚杆1381根，自钻锚杆49根，型钢拱架15榀。主要支护工程量见表1.1-1。表1.1-1支护工程量表序号项目单位部位进口边坡洞身段出口边坡合计1喷混凝土m³3004711309012钢筋网t5.11.90.67.63砂浆锚杆根60063115013814自钻锚杆根49495型钢拱架榀15151.2施工布置本节主要描述本标段土石方明挖边坡临时支护、永久支护和地下洞室开挖前的超前支护及开挖后的围岩临时支护及永久支护等。其主要支护类型有：锚杆（包括砂浆锚杆、自钻式锚杆、预应力锚杆等）；喷射混凝土(包括喷素混凝土、钢筋网喷射混凝土等)；超前支护（包括管棚、注浆小导管等）；钢支撑支护等。支护施工用风、水、电设施与开挖施工统盘考虑，施工设备尽量利用已有的开挖设备。喷混凝土采用拌和站拌和，搅拌车运输至工作面。注浆系统布置在施工现场，并随施工部位的变化而转移。1.3总体施工程序根据总体施工进度安排，边坡明挖以4~5m为一个梯段由上至下进行开挖；原则上常规支护施工与开挖面高差不大于10m，深层支护施工与开挖面高差不大于40m。对于揭露出来的地质缺陷所显现的不稳定岩体，随时进行随机锚杆锚固。特别破碎、不稳定的边坡视实际情况采取随机锚杆支护；地质情况较差时，上一层浅层支护未完成时严禁进行下一台阶爆破开挖施工。导流洞洞挖施工时，洞室支护随开挖围岩类别而定，对于较好围岩的洞室开挖洞段成形且满足设计要求后可做随机支护，系统支护可滞后洞室开挖掌子面一定安全距离进行。对于揭露出来的地质缺陷所显现的不稳定围岩，随时进行随机锚杆锚固。在特别松散、软弱破碎的岩体中开挖洞室时，采取“一掘进一支护”的方式进行支护施工，即：开挖一循环先喷混凝土，然后锚杆钻孔制安、挂网，再喷混凝土至设计厚度，按此循环掘进。上循环支护未施工结束不得进行下循环洞室开挖爆破作业。1.4施工方案及方法1.4.1锚杆施工本标段边坡和洞内锚杆分普通砂浆锚杆、自进式中空注浆锚杆两类。其中普通砂浆锚杆杆径主要有Φ22mm和Φ25mm种，锚杆长度2.5~4.5m。自进式锚杆杆径为Φ25mm，长度3m。（1）主要材料1）锚杆杆体：锚杆的材料应按施工图纸的要求，选用II级或III级高强度的螺纹钢筋或变形钢筋；自进式中空注浆锚杆：自钻式锚杆杆体应采用厚壁无缝钢管制作，材料应采用合金钢。外表上应全长具有标准的连接螺纹，可现场切割和用套筒连接加长。2）水泥：注浆锚杆和预应力锚杆的水泥砂浆应采用不低于P.O42.5的普通硅酸盐水泥；3）砂：采用最大粒径小于2.5mm的中细砂；4）水泥砂浆：砂浆标号必须满足施工图纸的要求，注浆锚杆水泥砂浆的强度等级不应低于M25；5）外加剂：按施工图纸要求，在注浆锚杆水泥砂浆中添加的速凝剂和其它外加剂，其品质不得含有对锚杆产生腐蚀作用的成分。所有种类锚杆的钢材、水泥、锚具等应有产品合格证书，同时对施工所用的主要材料包括普通钢筋、水泥、砂浆、锚具等均应按有关规范要求进行质量抽检，报送监理人批复。（2）主要机具1）钻机：本标锚杆钻孔以YT28型手风钻造孔为主。2）灌浆设备：采用3SNS型灌浆泵注浆，HJ200型浆液搅拌机制浆。（3）质量检验和试验1）锚杆材质检验：每批锚杆材料均应附有生产厂的质量证明书，按设计规定的材质标准以及监理人指示的抽检数量检验锚杆性能。2）锚杆孔位孔深偏差不大于5cm，垂直偏差不得大于3cm，孔深偏差不大于5cm，倾角误差不得大于2°，锚杆各孔位必须根据实际开挖情况准确放样并编号，对于废孔，必须用非收缩干硬性砂浆补灌。3）砂浆锚杆质量检验采用无损检测和拉拔试验相结合，以无损检测为主，辅以适当数量拉拔试验。无损检测为检验锚杆长度和注浆饱满度，无损检测检查数量重要部位按100%，一般部位按10%控制。锚杆拉拔力试验：边坡和地下洞室的支护锚杆，按作业分区在每200根（包括总数少于200根）中至少抽样一组，每组不少于3根，地质条件或原材料变化时，应至少抽样一组。1.4.1.1普通砂浆锚杆施工（1）施工工艺流程本标段锚杆长度均不超过5m，宜采用“先注浆，后插杆”的方法施工，其施工工艺流程见图1.4-1。先注浆后插杆施工工艺流程图施工准备钻孔清孔孔内注浆施工准备钻孔清孔孔内注浆安装锚杆拉拔试验浆液制备锚杆加工、运输验收钻孔验收（2）施工方法和要点1）钻孔采用全站仪在支护部位按设计间排距测放并标示孔位，采用钻机进行钻孔的施工，钻孔完毕后用压力风或水将孔道清洗干净，经检验合格后，临时封堵孔口。2）注浆①水泥砂浆经试配，其基本配合比范围按水泥∶砂=1∶1~1∶2（重量比），水∶水泥=0.38∶1~0.45∶1（重量比）。②先注浆后插杆的锚杆，注浆时将PVC注浆管插至距孔底50~90mm，随砂浆的注入缓慢匀速拔管，浆液注满后立即插杆，并在孔口加塞使锚杆体居中。3）杆体制安①锚杆在钢筋加工厂统一加工，采用砂轮切割机断料。②锚杆体在加工厂加工完成后，用载重汽车运至安装部位。安装应对照施工详图检查锚杆的长度，杆径等项目。③人工沿钻孔轴线插入锚杆体，如遇卡、涩等情况无法顺利插入杆体时，采用管钳扭动杆体慢慢推如孔内，插入锚杆体的过程中严禁使用机械敲击入孔。④在浆液终凝之前，不得敲击、碰撞或施加任何其它荷载。1.4.1.2自进式中空注浆锚杆施工（1）施工工艺流程自进式锚杆施工工艺流程见图1.4-2。自进式锚杆施工工艺流程框图测量放线注浆基面清理造孔测量放线注浆基面清理造孔安装止浆塞锚杆孔通气检查锚杆与钻机相连锚杆与钻机脱离（2）施工方法和要点1）现场试验为确保其耐久性，应保证杆体全部被水泥浆或水泥砂浆包裹。因此施工前，对于不同岩石条件的锚杆应进行试验，以确定所采用的诸如灌浆压力、浆液配比、灌浆工艺等技术参数，并保证杆体能被水泥浆或水泥砂浆包裹，试验报告应报监理人审批。2）锚杆的安装①首先检查锚杆中孔、钻头的水孔是否有异物堵塞；若有，应清理干净。②连接钻头和锚杆、凿岩机和钎尾、钻机连接套和钎尾、锚杆和钻机连接套等。③锚杆对准设计的锚孔位置，凿岩机应先给风或水，然后钻进，在破碎岩中钻进时，钻头的水孔易堵塞，因此在钻进时，应放慢钻进速度，多回转，少冲击，注意水从钻孔中流出的状况，若有水孔堵塞的现象，应后撤锚杆500mm左右，并反复扫孔，使水孔畅通，然后慢慢推进，直到设计深度。④钻进至设计深度，应用水或空气洗孔，检查钻头上的孔是否畅通，然后将锚杆从钻机连接套上卸下，锚杆按设计要求外露。⑤用钢管将止浆塞通过锚杆外露端打入孔口100mm左右作为封孔进行注浆，如注浆压力较大或围岩较为破碎，也可采用锚固剂封孔。3）锚杆的注浆①检查注浆泵及其配件是否齐备和正常，水泥浆或水泥砂浆的水灰比或粒径、湿度等是否符合设计要求。用水或空气检查锚孔是否畅通，调节水流量计使砂浆水灰比至设计值为止，从泵出口出来的砂浆，必须要均匀，不能有断续不均现象。②迅速将锚杆和注浆管及泵用快速接头连接好，开动泵注浆，整个过程应连续灌注，不停顿，必须一次完成，观察浆液从止浆塞边缘流出或压力表达到设计值，即可停泵。若注浆过程中，出现堵管现象，应及时清理锚杆、注浆软管和泵，此时若泵的压力表显示有压，应反转电机1-2秒卸压，方可卸下各接头，电机反转时间必须短暂。③当完成一根锚杆的注浆后，应迅速卸下注浆软管与锚杆的接头，清洗并安装至另一根锚杆，然后注浆，若停泵时间较长，在对下根锚杆注浆前应放掉前段不均匀的灰浆，以避免堵孔。在整个注浆过程中，操作人员应密切配合，动作迅速，保证注浆过程的连续性。④在浆液终凝之前，不得敲击、碰撞或施加任何其它荷载。1.4.2喷射混凝土本标段喷射混凝土分为素喷、网喷混凝土两种，采用强度等级为C20、C25。本标明挖边坡和地下洞室内喷射混凝土施工，全部采用湿喷法。（1）施工工艺流程湿式喷射混凝土施工工艺流程见图1.4-3。喷砼施工工艺流程图图1.4-3施工准备施工准备混合料拌和设置平台车混凝土喷射机空压机清理喷面输料管受喷面喷头养护加速凝剂、少量水水泥砂碎石水外加剂（2）施工方法和要点1）主要材料①水泥：优先选用符合国家标准的普通硅酸盐水泥。喷射混凝土水泥强度等级不低于32.5，进场水泥应有生产厂家的质量证明书。②骨料：细骨料应采用坚硬耐久的粗、中砂，细度模度宜为2.5～3.0，使用时的含水率宜控制在5%～7%，粗骨料应采用耐久的卵石或碎石，粒径不应大于15mm；喷射混凝土中不得使用含有碱活性的骨料。③外加剂：施工中可使用具有速凝、早强、减水等性能的外加剂，其质量应符合DL/T5100－1999的有关规定，对所有使用的各种外加剂，应做与水泥的相容性试验及水泥净浆凝结试验，掺速凝剂的喷射混凝土初凝时间不应大于5min，终凝时间不应大于10min。选用外加剂应经监理人批准。④钢筋（丝）网：应采用屈服强度不低于240MPa的光面钢筋（丝）网。⑤外掺料：当工程需要采用外掺料时，掺量应通过试验确定，加外掺料后的喷射混凝土性能必须满足设计要求。2）主要机具本标洞室内喷砼施工采用PZ-3型混凝土喷射机喷射。混凝土喷射料在拌和系统集中拌制，3m³搅拌车运送至现场。3）受喷面准备清理并冲洗受喷坡面。对于遇水易潮解的泥化岩面，采用压力风清理。合格后，在系统锚杆外露段上设置喷厚标记；无锚杆的受喷面，采用砂浆或自插钢筋标记，标记钢筋外端头低于喷射混凝土表面3~5mm。对受喷面渗水部位，采用埋设导管、盲管或截水圈作排水处理。4）混合料的制备喷射混凝土的配合比通过室内及现场试验确定。拌制喷射混凝土的混合料时，各种材料要按施工配合比要求分别称量。允许偏差：水泥、速凝剂及钢纤维不大于±2%；砂、石各不大于±3%。混合料搅拌时间不少于2min，混合料达到搅拌均匀，颜色一致的要求。混合料随拌随用，存放时间不超过20min，保持物料新鲜。钢纤维混凝土的混合料搅拌时间通过现场搅拌试验确定，以加入的钢纤维能完全散开，单根均匀分布在混凝土中为准。钢纤维掺量为55kg/m³。纤维应逐步均匀投放，以免集结成团。5）挂网施工钢筋网与岩面之间采用预制砼块支垫，确保钢筋网在喷层内居中，保护层厚度不小于50mm。钢筋网与锚杆端头用点焊连接固定。喷射砼必须填满铁丝网与岩石间空隙，网面的砼保护厚度不得小于5cm。6）喷射作业受喷面作业顺序采用自下而上分段分区方式进行，区段间的接合部和结构的接缝处应妥善处理，喷射作业时，不得漏喷，连续供料，工作风压稳定。完成或因故中断作业时，应将喷射机及料管内的积料清理干净。喷射混凝土的回弹率：洞室拱部不大于25%，边墙（边坡）不大于15%。7）钢筋格栅（型钢拱架）喷混凝土开挖后，先喷混凝土5cm，打锚杆，挂钢筋网，再架设钢筋格栅（或型钢拱架），钢筋格栅（或型钢拱架）与壁面之间的间隙必须用喷射混凝土充填密实。除钢筋格栅（或型钢拱架）的节点部位外，钢筋格栅（或型钢拱架）应被混凝土覆盖。8）养护喷射混凝土终凝2h后，及时进行洒水养护，养护时间不少于7天。冬季气温低于5℃时，混凝土强度未达到9Mpa前，用保温材料覆盖，以防止其受冻。（3）质量检查和验收1）喷层厚度检查：喷射混凝土厚度采用取芯检查，如未达到设计厚度，按监理人指示进行补喷，所有喷射混凝土都必须经监理人检查确认合格后才能进行验收。2）喷射混凝土强度检查：在喷射过程中进行现场大板取样试验和喷射完毕后进行取芯试验，每个验收单元不得少于一组。3）喷射混凝土粘结力检查：按监理人指示在喷锚面钻取直径90mm的芯样，然后将钻孔处用干硬性水泥封填，芯样作抗拉试验，试验成果资料报送监理人。4）经检查发现喷射混凝土中如有鼓皮、剥落、强度偏低或有其他缺陷，及时进行修补，经监理人检查合格签字确认后，方能验收。1.4.3型钢拱架（1）钢支撑施工工艺流程1）钢支撑施工的工艺流程见图1.4-4。钢支撑施工工艺流程框图钢支撑制作及运输施工准备岩面清理钢支撑安装钢支撑制作及运输施工准备岩面清理钢支撑安装2）钢支撑制作的工艺流程图1.4-5。钢支撑制作工艺流程框图弯曲接头板焊接分单元焊接弯曲接头板焊接分单元焊接下料分型号堆放试组装（2）钢支撑施工方法和要点1）钢架放样、制模根据不同的工字钢制作半径，制作不同规格的模具。工字钢钢架的制作精度靠模具控制，故对模具的制作精度要求较高，模具制作控制的主要技术指标主要有内外弧长、弦长及半径。模具制作采用实地放样的方法，先放出模具大样，然后用工字钢弯曲机弯出工字钢，并进行多次校对，直至工字钢的内外弧长度、弦长、半径完全符合设计要求，精确找出接头板所在位置。2）钢架弯曲、切割工字钢定长9m，用工字钢弯曲机加工，并根据加工半径适当调节液压油缸伸长量。工字钢弯曲过程中，必须由有经验的工人操作电机，进行统一指挥。工字钢经弯曲机后通过模具，并参照模具进行弧度检验，如弧度达不到要求，重新进行弯曲，弯好后，暂时存放在同样的4只自制简易钢筋凳（带滚筒）上。弯好一个单元切割一个单元，工字钢切割时可采用量外弧长度、量内弦长度等办法，利用定型卡尺，控制工字钢切割面在径向方向上，然后用矢笔划线，利用氧焊切割，切割时，割枪必须垂直于工字钢，并保证切割面平整，切割完后，对切割面突出的棱角进行打磨。单根9m长工字钢弯曲结束之前需暂停弯曲，并将下一根9m长工字钢与其进行牢固焊接，然后继续进行弯曲。当班加工剩余的工字钢须抬至存放场地放好，并对工字钢弯曲机进行清扫。3）接头板焊接被弯好的工字钢经切割后，再检查工字钢弧长，如工字钢偏短，无法焊接接头板，须进行接长处理；如工字钢偏长，则须进行二次切割。工字钢弧度、长度满足设计要求后，将接头板放入卡槽内，对切割线偏离径向方向偏差很小的工字钢，通过接头板进行调节，保证接头板轴线在径向方向。接头板焊缝按规范要求控制。接头板上的螺栓孔必须精确，与工字钢焊接时，必须上、下、左、右对齐固定后，方可进行焊接，焊接完成后，对螺栓孔、接头板面进行打整，减少工字钢组装连接时的误差。制作好的工字钢半成品需统一存放，并将不同半径、单元的钢架作好标识，便于领用。存放工字钢需下垫上盖。存放场尽量布置在交通方便处，便于钢架搬运。4）钢支撑运输钢架运输采用5吨汽车，人工抬至自卸车上，加工厂在发放钢架时必须按钢架规格认真发放。钢架运至工作面后，须存放于干燥处，禁止堆放在潮湿地面上，并标识清楚。当班技术员架设钢架前必须仔细检查钢架规格，如规格误领，必须立即退回，重新领用。5）钢支撑安装作业人员根据测量放线检查欠挖情况，欠挖10cm以内的，由架设钢架作业人员采用撬棍或风镐处理，同时对松动石块作撬挖处理。大于10cm的欠挖，由爆破作业人员进行爆破处理后，架设钢架人员检查岩石松动情况，清除松动岩石，保证架设钢架时的施工安全。欠挖处理结束后，经现场技术人员检查合格方可架设钢架。架设钢架在架子车上进行。运至现场的工字钢，由1～2名工人将工字钢搬运至架设地点，并将工字钢一端用绳子拴紧，工作平台上3～4名工人将工字钢提到工作平台上，施工人员根据钢架设计间距及技术交底记录找准定位点，先架设钢架底脚一节，架设底脚一节时，工作平台上先放下底脚一节，下边2名工人进行底脚调整，以埋设的参照点进行调整，使钢架准确定位，严格控制底部高程，底部有超欠挖地方必须处理，工字钢底脚必须垫实，以防围岩变形，引起工字钢下沉，工字钢架设的同时，用Φ25连接钢筋与上一榀工字钢进行连接。工字钢对称架设，架设完底脚一节后，进行