喷锚支护作业指导书

喷锚支护作业指导书一、目的为确保本标段山后隧道及鞍山隧道喷锚支护的施工质量，达到设计及施工规范的要求，提高产品质量，特制定本作业指导书。二、编制依据2.1《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》TB10108-20022.2《铁路隧道施工规范》－TB10204-20022.2《铁路隧道工程质量检验评定标准》－TB10417-982.3《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》－TZ214-2005三、施工工艺喷锚支护宜称锚喷衬砌，是锚杆和喷射混凝土的统称。根据围岩情况，有时单独使用，有时联合使用还加钢筋网或钢拱架等，本标段隧道Ⅳ、Ⅴ级主要以喷射混凝土、锚杆、钢拱架、钢筋网联合使用，其喷锚厚度为28㎝。Ⅲ级围岩主要以锚杆钢筋网、、喷射混凝土联合使用，其喷锚厚度为15㎝。锚喷施工应按《铁路隧道喷锚构筑发技术规范》和《铁路隧道施工规范》有关要求进行，以确保施工质量。（一）锚杆粘结式锚固通过风动灌浆器向锚杆孔灌注水泥或树脂粘结剂，而后插入锚杆使与围岩粘结在一起。锚杆的长度与间距参照表1（初期支护参数表）。1、锚杆的施工（1）锚杆及锚杆孔的质量要求①杆身必须调直无缺损。②楔缝必须垂直、平整、位置应在锚杆中心载面上，缝宽误差不大于±0.5m，缝长误差不大于±5mm。③锚杆长度应大于孔深6～10cm，每根加工长度误差不宜大于±1cm，并应除去杆上的油污、铁锈、杂质。④钎头尺寸，应根据锚杆孔径要求决定，当钎头磨损后影响底部孔径尺寸达2mm时，应更换钎头。⑤锚杆孔位置误差不大于±10cm。⑥锚杆孔深度误差不大于lcm。⑦钻孔后，孔内石粉必须用高压水冲洗干净。⑧钻到设计深度后，若流出的岩粉浆呈黄色或褐色，或钎头冲击异常时，说明遇到较软弱的岩石或破碎夹层，应变更锚杆的深度与位置。（2）钢筋砂浆锚杆先灌后锚工艺流程见下图先灌后锚施工时，孔径宜大于锚杆径15～20mm，以保证锚杆与孔壁之间充填一定数量的砂浆。灌浆前应用高压风将孔眼吹净。注浆时，将注浆头插入到孔底，在注浆的同时将注浆管缓缓地拔出，待注浆管口距钻孔口2～30cm时，即可停止注入。然后插入钢筋至孔眼底部，将砂浆挤满钻孔。在拱顶部，为防止钢筋滑出，可在孔内用木楔临时固定。（3）锚杆安装后应作抗拨力试验，并应符合规范的规定，锚杆设置允许偏差见下表:锚杆设置允许偏差(mm)序号锚杆类型锚杆孔距锚杆孔深锚杆孔径锚杆孔位检验数量检验方法1砂浆锚杆±150±50不小于杆径加15±100每5～6m检查一次，抽查10%观察、尺量（二）喷射混凝土施工支护1、喷射混凝土材料（1）水泥：喷射混凝土对采用水泥的基本要求是：掺入速凝剂后凝结快、保水性好、早期强度增加快、收缩小，并应优先采用普通硅酸盐水泥，水泥标号不应低于325号。（2）砂：喷射混凝土应采用坚硬而耐久的中砂(平均粒径为0.35～0.5m)或粗砂(平均粒，0.5m)，细度模量应大于2.5，含水率宜控制在5％—喷射混凝土砂的技术要求颗粒级配筛孔尺寸(一)O.150.301.205.0累计筛余(以重量％)计95～10070～9520～550～10泥土杂物含量(用冲洗法试验)按重量计不大于3％硫化物和硫酸盐含量(折算为S03)，技重量计不大于1％有机物质含量(用比色法试验)，颜色不应深于标准色，如深于标准色，则应以混凝土进行强度对比试验加以复核（3）石子：采用坚硬耐久的碎石或卵石，粒径不大于15mm。使用前筛洗干净。含水率控制在2％左右为宜。石子的技术要求见表。喷射混凝土石子的技术特性骨料粒径(mm)0.150.300.601.202.505.O1O.O15.O优5～710～1517～2223～3135～4350～6073～62100％良4～85～2213～3118～4126～5440～7062～90100％颗粒级配筛孔尺寸(m)51020累计筛余(以重量％)计90～10030～600～5强度——以岩石试块(边长≥5cm的立方体)在水饱和状态下的抗压极限强度与混凝土设计标号之比，碎石不得小于200％卵石软弱颗粒含量，按重量计，不得大于5％碎石、卵石中针状颗粒含量，按重量计，不得大于15％卵石中泥土、杂物含量(用冲洗法试验)不大于1％’硫化物和硫酸盐(折算为SO3)按重量计，不大于1％石粉含量，按重员计，不大于2％有机物质含量(用比色法试验)，颜色不深于标准色，如深于标准色，则应以混凝土进行强度对比试验加以复核（4）速凝剂：掺速凝剂后水泥的水泥浆初凝应不大于5min，终凝应不大于10min)。速凝剂的掺量应通过试验确定，一般为水泥质量的2%—4%(喷拱部时可用3％～4%，喷边墙时可用2%～3%)。加入适量速凝剂，虽可大大提高喷射混凝土的早期强度，但后期强度却相应降低，且加大了混凝土的收缩。因此，在满足施工条件下，应严格控制掺量，并注意拌合均匀。对速凝剂的运输、存放应保持干燥，防止受潮2、喷射混凝土的配合比、水灰比选择喷射混凝土的配合比，应满足混凝土强度和其它物理力学性能(抗剪、粘结、耐久性)的要求，同时还应满足施工工艺(减少回弹，不发生离析、分层，和易性好)的要求，且水泥用量为最小，应通过试验确定。配合比一般为：胶骨比1:4～1:5；含砂率45％～60％；速凝剂掺量2％～4％；水灰比0.4～0.55；水泥用量不宜超过450kg／m3。喷射混凝土的配合比和水灰比：喷射部位水灰比配合比(水泥：砂：石子)附注喷射第一层喷射非第一层拱部0.4～O.451:2:1.51:2:2拱郡比墙部要少用石子，岩面光滑时，为了减少首层粗骨料回弹量，必要时可先喷一薄层水泥砂浆，再喷混凝土。墙部0.45～0.51:2:11:2:2.53、喷射混凝土施工和设备喷射作业前施工准备工作项目内容及要求材料方面对水泥、砂、石、速凝剂、水等的质量要进行检验。砂、石均应过筛，并应事先冲洗干净。砂、石含水率应符合要求，为控制砂、石含水率，一般应设置防雨棚，干燥的砂子应适当洒水。机械及骨路方面喷射机、混凝土搅拌机、皮带运输机等使用前均应检修完好，就位前要进行试运转。管路及接头要保持良好，要求风管不漏风，水管不漏水，沿风、水管路每隔40～50m装一阀门接头，以便当喷射机移动时，联结风、水管其它方面检查开挖断面，欠挖处要补凿够。敲帮找顶、清除浮石，用高压水冲洗岩面，附着于岩面的泥污应冲洗干净，每次冲洗长度以lO—20m为宜。对裂隙水要进行处理。不良地质处应事先进行加固(如采用锚杆、钢筋网或金属支架等)。对设计要求或施工使用的预埋件要安装准确。备好脚手架或喷射台车，以便于喷射边墙上部或拱部。埋设测量喷混凝土厚度的标志，如利用锚杆预留一定长度作标记时，应及时将多于长度锯掉，以免喷射后撂在表面。喷射作业面须有充足的照明，照明灯上应罩上铁丝网，以免回弹物打坏照明灯。当喷头作业与喷射机间的距离超过30m时，宜设置电铃或信号灯，作为通信联络信号。作好回弹物的回收和使用的准备，喷射前先在喷混凝土地段铺设薄铁板或其他易于回收回弹物的设备。4、喷浆施工工艺内容项目内容及说明准备工作撬除浮石，检查断面净空，用高压风水强力冲洗岩面，检查风、水、电供给情况及机械运转等情况喷浆材料水泥、砂子、水、速凝剂等规格及要求可参照喷混凝土用料办理配合比(1)水泥与砂子的配合比一般选用1:1.5～2(2)水灰比：干喷时一般采用0.40～0.48；湿喷时一般以喷射时稠度控制在8～10cm为宜(3)速凝剂掺量：一般为水泥重量的3％～4％风压水压双罐式喷射机风压一般为100—130kPa，水压比风压高50—100kPa；单罐式喷浆机风压一般为400-500kPa操作方法(1)喷射机起动前应先开风，后开水，最后开动电动机送料喷射，以免发生堵管现象。停喷时先停电机，然后停风、停水(2)喷射角度；喷射应垂直于岩面或略有5°～10°倾斜(3)喷嘴距岩面一般保持0.6-1.2m为宜(4)喷射时，先喷两侧，由下向上，后喷拱顶，以螺旋状沿横向往复移动，一圈压半圈，依次喷射喷浆厚度喷浆厚度一般为20—30mm，最薄不小于20mm．如一次喷射厚度达不到要求，应进行多次喷射。在不加速凝剂时，两次喷射间隔时间一般为7～8h,加速凝剂时，两次喷射间隔时间在20min左右养护喷浆终凝后要喷水养护，1Od内须保持湿润，以防干裂，影响质显质量检查(1)强度：制作试件进行强度试验(2)厚度：用铁丝插入砂浆层中，如发现厚度不够应及时复喷(3)与岩面粘结情况：喷浆层凝固后用小锤敲击，如发现空壳应处理重喷5、湿喷射混凝土工艺流程用湿喷机压送拌合好的混凝土，在喷头处添加液状速凝剂，喷到岩面上，其工艺流程如图所示。湿喷法喷射混凝土工艺流程6、喷射作业基本要求（1）风压及水压风压与输送距离、高程、管的弯曲半径及数量、干拌合料配合比、砂石的种类、级配、含水率等有关。为了保证喷混凝土的质量，降低回弹率，减少粉尘，喷射作业时，要求风压稳定压力大小调整适当。当输料距离不时，双罐式混凝土喷射机的风压和水平输送距离的关系为：空载压力(100kPa)=0.01×输料管长度(m)。工作压力(100kPa)=1+0.013×输料管长度(m)。但当向上垂直输送时，风压比水平输送约每l0m增高20～30kPa。水压一般要比风压高50～100kPa，要求在喷头水环处形成水雾，使干拌合料充分湿润。喷射作业区的系统水压应大于400kPa，系统水压不足时，须采用压力水箱来提高水压。（2）水灰比的控制合理的给水量是保证喷混凝土质量、降低回弹率和减少粉尘的重要因素。由于喷混凝土施工工艺的特点，水灰比的控制，目前只能凭借喷射手的经验目测掌握。如喷射的混凝土易粘着，回弹小，表面湿润光泽，说明水量合适，此时的水灰比一般在0.4～0.5之间。如果表面无光泽，或出现干斑，回弹物增加，灰尘飞扬，混凝土不密实，则说明水量小；如果表面塑性大或出现流淌、滑动现象，说明水量大。喷射手应根据这些现象，及时调整水量。（3）喷射角度与喷射距离喷射与围岩的角度，一般应垂直于岩面。但在喷边墙时，宜将喷嘴略向下10°左右，使混凝土束喷射在较厚的混凝土顶端，由于混凝土束在呈粘塑性状态的混凝土上，可避免料束中的粗骨料直接与岩面撞击，减少回弹量。喷射距离是以喷射混凝土最小的回弹和最高的强度来确定的。原则上以看清喷射情况，使料束集中，回弹量小为宜；同时也取决于喷头出口压力大小。一般以0.6～1.2m。喷射手应视具体情况，选用适当的喷射距离。（4）一次喷射厚度一次喷射厚度，主要由喷混凝土颗粒间的凝聚力和喷射层与受喷面间的粘结力而定。厚度太薄会增大回弹率；厚度太大会使混凝土颗粒间的凝聚力减弱，同时会引起大片塌落或形成混凝土与岩层面脱离。适宜的一次喷射厚度就是混凝土层在不错裂、不脱落情况下达到最大厚度。分层喷射厚度主要和喷射部位有关，掺速凝剂时一次喷射厚度：拱部5～6cm，边墙7～10cm。分层喷射厚度一般为粗骨料最大粒径的二倍，如一次喷射厚度小于5cm，使用石子的最大粒径也要相应减小。（5）分层喷射合理的间隔时间分层喷射合理的间隔时间不仅与水泥品种、速凝剂掺量有关，而且与施工温度、速凝剂种类和水灰比大小等有关。分层喷射间隔时间不宜过短，当掺入速凝剂2.5％～4％时，分层喷射的间隔时间一般为15、20min。采用碳酸钠速凝剂时要在30min以后才能进行下一次喷射。（6）喷射顺序为了减少喷射混凝土因重力作用引起的滑动脱落现象，喷射时应按照分段、分部、分块、由下而上，先边墙后拱脚和拱腰，最后喷拱顶的原则进行。如岩面凹凸不平时，应先喷凹处找平，然后向上喷射。喷射时喷嘴料束应呈旋转轨迹运动，一圈压半圈，纵向按蛇形进行。转动半径一般在15cm左右，每次蛇行长度3～4m或根据速凝效果而定。喷射纵向第二行时，要依顺序从第一行的起点处开始，行与行间须搭接2～3cm。料束旋转速度，原不宜太慢或太快。（三）喷射混凝土、锚杆、钢筋网与钢拱架（格栅钢架）联合支护1、钢筋网施工钢筋网先加工成1.0m×0.6m网片，现场接焊，钢筋网搭头不小于1个网孔，且应随岩面起伏铺设，钢筋网与岩面距离控制在2、钢架施工(1)钢架制作钢架外轮廓线尺寸为隧道开挖外轮廓线尺寸减去钢架与围岩间缝隙5cm，隧道开挖外轮廓线尺寸为初期支护设计厚度加上二次衬砌混凝土厚度，在加上隧道开挖预留沉落量。(2)钢架弯制方法钢架制作时，每节长度可根据开挖台阶的高度适当调整，型钢钢架采用冷弯法，格栅钢架制作时采用1:1大样控制尺寸。第一榀钢架加工后，在放好样（1：1）的地坪上进行试拼，检查其形状、尺寸是否符合设计要求，合格后方批量生产。(3)钢架架设前施工准备测量安装钢架位置；清除钢架底脚处虚碴、整平、垫方木、要求垫实垫稳，保证有的足够的承载力。(4)钢架安装分片钢架用人工在掌子面组装成整榀钢架，要求每节连接螺栓拧紧牢固；用反铲挖掘机、装载机将整榀钢架立起就位；根据中线、水平将钢架校正到正确位置，中线允许误差±5cm，高程允许误差±5cm，钢架垂直度允许误差±2°；钢架校正，采用锚杆或对口木楔进行固定。3、本标段隧道初期支护视支护部位及围岩稳定程度不同，山后隧道支护主要采取锚网喷支护及锚网喷与钢架联合支护。初期支护参数见下表：初期支护参数表表1里程长度（m）围岩级别支护措施DK244+063～DK244+08320ⅤDK244+083～DK244+10320Ⅴ拱部Φ108mm超前长管棚预支护，初期支护采用I20型钢加强，型钢纵向间距0.6m。管棚长20m。拱部Φ25中空注浆锚杆,L=4.0m，边墙砂浆锚杆,L=4.0m，网喷DK244+103～DK244+225122Ⅴ拱部Φ42mm超前小导管预支护，初期支护采用I20型钢加强，型钢纵向间距0.6m。导管每环长4.5m，两环间搭接1.0m。拱部Φ25中空注浆锚杆,L=4.0mDK244+225～DK244+26540Ⅳ拱部Φ22mm超前锚杆预支护，初期支护中采用格栅钢架加强。超前锚杆长4.5m，纵向间距3m一环；格栅钢架纵向间距按1.0m一榀布置。拱部Φ25中空注浆锚杆,L=3.5m，边墙砂浆锚杆,L=3.5m，网喷C25混凝土厚25㎝。DK244+265～DK244+435170Ⅴ拱部采用Φ22mm超前锚杆支护，初期支护采用I20工字钢架加强。超前锚杆长4.5m，纵向间距2.4m一环，钢架纵向间距0.6m。拱部Φ25中空注浆锚杆,L=4.0m，边墙砂浆锚杆,L=DK244+435～DK245+7951360Ⅲ拱部Φ25中空注浆锚杆,L=3.0m，边墙Φ22mm砂浆锚杆,L=3.0m，拱部及边墙网（素）喷C2DK245+795～DK246+005210Ⅳ拱部Φ42mm超前小导管注浆预支护，初期支护采用I18工字钢加强。小导管长4.5m，纵向间距3.0m一环，型钢钢架纵向间距1.0m。拱部Φ25中空注浆锚杆,L=3.5m，边墙Φ22砂浆锚杆,L=3.5m，网喷DK246+005～DK247+6451640Ⅲ拱部Φ25中空注浆锚杆,L=3.0m，边墙Φ22mm砂浆锚杆,L=3.0m，拱部及边墙网（素）喷C2DK247+645～DK247+795150Ⅳ拱部Φ22mm超前锚杆预支护，初期支护采用格栅钢架加强。超前锚杆长4.5m，纵向间距2.4m一环；格栅钢架纵向间距按0.8m一榀布置。拱部Φ25中空注浆锚杆,L=3.5m，边墙砂浆锚杆,L=3.5m，网喷DK