2K313032 喷锚加固支护施工技术
【考点】喷锚加固支护施工技术
一、喷锚暗挖与初期支护
（一）喷锚暗挖与支护加固
（1）浅埋暗挖法施工地下结构需采用喷锚初期支护，主要包括钢筋网喷射混凝土、锚杆-钢筋网喷射混凝土、钢拱架一钢筋网喷射混凝土等支护结构形式；可根据围岩的稳定状况，采用一种或几种结构组合。
（2）在浅埋软岩地段、自稳性差的软弱破碎围岩、断层破碎带、砂土层等不良地质条件下施工时，若围岩自稳时间短、不能保证安全地完成初次支护，为确保施工安全，加快施工进度，应采用各种辅助技术进行加固处理，使开挖作业面围岩保持稳定。
（二）支护与加固技术措施
1．暗挖隧道内常用的技术措施
（1）超前锚杆或超前小导管支护；
（2）小导管周边注浆或围岩深孔注浆；
（3）设置临时仰拱；
（4）管棚超前支护。
2．暗挖隧道外常用的技术措施
（1）地表锚杆或地表注浆加固；
（2）冻结法固结地层；
（3）降低地下水位法。
二、暗挖隧道内加固支护技术【重要】
（一）主要材料
（1）喷射混凝土应采用早强混凝土，其强度必须符合设计要求。混凝土配合比应根据试验确定。严禁选用具有碱活性集料。可根据工程需要掺用外加剂，速凝剂应根据水泥品种、水灰比等，通过不同掺量的混凝土试验选择最佳掺量，使用前应做凝结时间试验，要求初凝时间不应大于5min，终凝时间不应大于 10min。
（2）钢筋网材料宜采用Q235钢，钢筋直径宜为6～12mm，网格尺寸宜采用150～300mm，搭接长度应符合规范。
（3）钢拱架宜选用钢筋、型钢、钢轨等制成，采用钢筋加工而成格栅拱架的主筋直径不宜小于18mm。
（二）格栅加工及安装
（1）格栅拱架和钢筋网片均应在模具内焊接成型。
（2）格栅拱架、钢筋网片加工制作应符合下列要求：
1）按照图纸组装焊接格栅拱架各部件，“8”字筋布置应均匀、对称，方向相互错开，“8”字筋间距不得大于50mm。节点板用连接螺栓紧固。
2）格栅钢架在模具内初步点焊固定，从模具内对称、均匀取出，按设计要求将格栅钢架冷弯、焊接成型。
3）格栅拱架组装焊接应从两端均匀对称地进行，以减少应力变形。
4）格栅拱架主筋和“8”字筋之间、主筋与连接板之间应双面焊连接，焊缝应平顺、饱满、连续，无咬蚀、气孔、夹渣现象；焊接成品的焊缝药皮应清理干净。
5）钢架主筋应相互平行，偏差应不大于5mm。连接板应与主筋垂直，偏差不得大于3mm。
6）钢筋网片应严格按设计图纸尺寸加工，每点均为四点焊接。
（3）首榀格栅拱架应进行试拼装，并应经建设单位、监理单位、设计单位共同验收合格后方可批量加工。格栅拱架拼装尺寸允许偏差应为0~+30mm，平面翘曲应不大于20mm。
（4）格栅拱架、钢筋网片应分类存放、标识，并应采取防锈蚀措施；运输和存放过程中应采取防变形措施。
（5）格栅拱架安装应符合下列要求：
1）格栅拱架安装应符合设计要求，严格控制间距。
2）格栅拱架安装定位后，应紧固外、内侧螺栓。
3）格栅拱架节点应采用螺栓紧固；钢筋帮焊应与主筋同材质。
（6）钢筋网片应沿格栅拱架内、外侧主筋和纵向连接筋铺设，钢筋网片纵向和环向搭接长度应不小于1个网孔，网片之间、网片与格栅钢架、纵向连接筋应绑扎牢固或点焊连接牢固。
（7）纵向连接筋直径、间距以及连接应符合设计要求。连接筋应与格栅主筋点焊牢固；沿环向连接筋应在主筋内、外侧交错布置。
（8）连接筋长度应为“格栅拱架间距+搭接长度”；采用双面搭接焊时，搭接长度为5d；单面焊的搭接长度为 10d。焊接质量应符合设计和现行行业标准的相关要求。
（9）格栅拱架安装时，其拱脚处不得座在虚土上，连接板下宜加垫板以减小拱架下沉量；相邻格栅纵向连接应牢固。
（10）在自稳能力较差的土层中安装格栅拱架时，应按设计要求在拱脚处打设锁脚锚管，以防止拱架下沉。
（11）折点处的格栅拱架安装时，应预先进行排列计算并画出格栅排列图，以确保转弯半径要求。
（12）双层隧道格栅拱架的安装应配合中隔板、临时支撑施工，并应保证受力体系转换安全可靠。
（13）格栅架立及安装应符合下列要求：
1）格栅架立纵向允许偏差应为±30mm，横向允许偏差应为±20mm，高程允许偏差应为±15mm。
2）格栅安装时，节点板栓接就位后应帮焊与主筋同直径的钢筋。单面焊长度不小于 10d。
（三）喷射混凝土
（1）混凝土喷射前应检查喷射机喷头的状况，使其保持良好的工作性能。喷射时，应用高压风清理受喷面、施工缝，剔除疏松部分；喷头与受喷面应垂直，距离宜为 0.6~1.0m。
（2）喷射混凝土应分段、分片、分层，自下而上依次进行。混凝土厚度较大时，应分层喷射，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行。混凝土一次喷射厚度宜为：边墙50~80mm，拱部30~50mm。
（3）喷射混凝土时，应先喷格栅拱架与围岩间的混凝土，之后喷射拱架间的混凝土。
（4）喷射混凝土应控制水胶比中的水灰比，避免喷射后发生流淌、滑坠现象，并应采取措施减少喷射混凝土材料的回弹损失。严禁使用回弹料。
（5）在遇水的地段进行喷射混凝土作业时，应先对渗漏水处理后再喷射，并应从远离漏渗水处开始，逐渐向渗漏处逼近。
（6）在砂层地段进行喷射作业时，应首先紧贴在砂层表面铺挂钢筋网，并用钢筋沿环向压紧后再喷射。喷射时，宜先喷一层加大速凝剂掺量的水泥砂浆，并适当减小喷射机的工作风压，待水泥砂浆形成薄壳后方可正式喷射。
（7）格栅拱架、钢筋网片的喷射混凝土保护层厚度应符合设计要求。
（8）喷射混凝土的养护应在终凝2h后进行，养护时间应不小于14d；当环境潮湿有水时，可根据情况调整养护时间。
（四）小导管注浆技术详见2K313034；
管棚超前支护详见2K313035。
（五）锁脚锚杆注浆加固
（1）隧道拱脚应采用斜向下20°~30°打入的锁脚锚杆（管）锁定。
（2）锁脚锚杆（管）应与格栅焊接牢固，打入后应及时注浆。
（六）初期支护背后注浆
（1）隧道初期支护封闭后，应及时进行初支背后回填注浆。注浆作业点与掘进工作面宜保持在5~10m的距离。
（2）背后回填注浆管在格栅拱架安装时宜埋设于隧道拱顶、两侧起拱线以上的位置，必要时侧墙亦可布设，间距应符合设计要求。注浆管应与格栅拱架主筋焊接或绑扎牢固，管端外露不应小于100mm。
（3）背后回填注浆应合理控制注浆量和注浆压力。当注浆压力和注浆量出现异常时，应分析原因，调整注浆参数。
（4）根据地层变形的控制要求，可在初期支护背后多次进行回填注浆。注浆结束后，宜经雷达等检测手段检测合格，并应填写和保存注浆记录。
（七）隧道内锚杆注浆加固
锚杆施工应保证孔位的精度在允许偏差范围内，钻孔不宜平行于岩层层面，宜沿隧道周边径向钻孔。锚杆必须安装垫板，垫板应与喷射混凝土面密贴。钻孔安设锚杆前应先进行喷射混凝土施工，孔位、孔径、孔深要符合设计要求，锚杆露出岩面长不大于喷射混凝土的厚度，锚杆施工应符合质量要求。
三、暗挖隧道外的超前加固技术
（一）降低地下水位法
（1）当浅埋暗挖施工地下结构处于富水地层中，且地层的渗透性较好，应首选降低地下水位法达到稳定围岩、提高喷锚支护安全的目的。含水的松散破碎地层宜采用降低地下水位法，不宜采用集中宣泄排水的方法。
（2）在城市地下工程中采用降低地下水位法时，最重要的决策因素是确保降水引起的沉降不会对已存在构筑物或拟建构筑物的结构安全构成危害。
（3）降低地下水位通常采用地面降水方法或隧道内辅助降水方法。
（4）当采用降水方案不能满足要求时，应在开挖前进行帷幕预注浆，加固地层等堵水处理。根据水文、地质钻孔和调查资料，预计有大量涌水或涌水量虽不大，但开挖后可能引起大规模塌方时，应在开挖前进行注浆堵水，加固围岩。
（二）地表锚杆（管）
（1）地表锚杆（管）是一种地表预加固地层的措施，适用于浅埋暗挖、进出工作井地段和岩体松软破碎地段。
（2）地面锚杆（管）按矩形或梅花形布置，先钻孔→吹净钻孔→用灌浆管灌浆→垂直插入锚杆杆体→孔口将杆体固定。地面锚杆（管）支护，是由普通水泥砂浆和全粘结型锚杆构成地表预加固地层或围岩深孔注浆加固地层。
（3）锚杆类型应根据地质条件、使用要求及锚固特性进行选择，可选用中空注浆锚杆、树脂锚杆、自钻式锚杆、砂浆锚杆和摩擦型锚杆。
（三）冻结法固结地层
（1）冻结法是利用人工制冷技术，用于富水软弱地层的暗挖施工固结地层。通常，当土体的含水量大于2.5%、地下水含盐量不大于3%、地下水流速不大于40m/d时，均可适用常规冻结法，当土层含水量大于10％和地下水流速不大于7～9m/d时，冻土扩展速度和冻结体形成的效果最佳。
（4）冻结法主要优缺点：
1）主要优点：冻结加固的地层强度高；地下水封闭效果好；地层整体固结性好；对工程环境污染小。
2）主要缺点：成本较高；有一定的技术难度。
【提示】
重点掌握喷射混凝土相关技术要求。
