高铁隧道初期支护施工作业指导书副本.docx

四川路桥西成铁路客运专线XCZQ-3

初 期 支 护 施 工

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日 期 　　　　

四川路桥西成铁路客运专线四川段3标段
二○一三年六月

初期支护施工作业指导书
目 录

初期支护施工作业指导书 2
一、编制依据 2
二、适用范围 2
三、施工准备 2
四、施工方法 3
五、劳动组织 10
七、材料要求 11
八、设备机具配置 11
九、施工质量控制与检验 12
十、安全及环保要求 14

初期支护施工作业指导书
一、编制依据
1.1工序采用的标准：
1.1.1、《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》
1.1.2、《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》
1.1.3、《铁路隧道施工规范》
1.1.4、《铁路隧道工程质量检验评定标准》
1.1.5、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》
1.1.6、《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》
1.2工序采用的设计文件：
1.2.1、《仙女岩隧道设计图》（西成客专施隧-28（EY））
1.2.2、《双线隧道复合式衬砌参考图》（西成贰隧参03）
1.2.3、《双线隧道下锚段复合式衬砌参考图》（西成贰隧参04）
1.2.4、《西成线隧道综合洞室参考图》（西成贰隧参06）
1.2.5、《西成线隧道辅助工法参考图》（西成贰隧参09）
二、适用范围
仙女岩隧道洞身开挖、超前支护和初期支护。
三、施工准备
3.1内业技术准备
⑴、施工前熟悉设计文件，领会设计意图，做好现场调查和图纸核对工作。
⑵、施工场地应结合工程规模、工期、地形特点、弃渣场和水源等情况进行合理布置。
⑶、从事隧道施工的各类特殊岗位人员均应持证上岗。
⑷、隧道施工前应对施工人员进行安全培训和安全、技术交底。
⑸、应做好工程所需材料的选择和相关检测、试验工作。
⑹、应配备满足工程需要的施工设备和仪器，并完成相应的检定工作。
3.2外业技术标准
施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集，修建生活房屋、配齐生活、办公设施，满足主要管理、技术人员进场生活、办公需要。
四、施工方法
4.1喷射混凝土
本隧道钢架锚（网）喷射混凝土设计参数见附表《双线隧道复合式衬砌参考图》（西成贰隧参03）和《双线隧道下锚段复合式衬砌参考图》（西成贰隧参04）。
（1）施工方法
喷射混凝土采用湿喷法，混凝土由洞外拌和站集中拌料，混凝土运输车运到工作面。喷射作业分段、分片、由下而上顺序进行。先初喷混凝土厚度3～5cm，等锚杆、钢筋网、钢架安装完后进行混凝土分层复喷作业，喷至设计厚度。喷射混凝土在终凝后，及时进行混凝土养护工作，可有效提高混凝土强度3%左右。
前期准备
施喷面的清理
计量配料
拌 合
砂、石、水泥、
水、外加剂
混凝土搅拌站
装运喷料
现场施喷
综合检查
结束
加速凝剂
不合格
混凝土喷射机
补喷混凝土
合格

图1 湿喷混凝土工艺流程图

（2）施工技术要求：
a.原材料计量要准确，杂质含量不超标，砂、石料、水泥、水的计量误差≯2%，速凝剂等外加剂的计量≯0.5%。
b.喷射前处理危石，检查开挖断面净空尺寸。必要时素喷混凝土封闭掌子面，确保作业安全。在拱部和边墙处环向设置控制喷混凝土厚度的标志。
c.采用强制式搅拌机拌制混凝土。d.用高压水冲洗受喷面（受喷面遇水易泥化时，用高压风吹净岩面）。
e.喷射作业分段、分片、分层，由下而上顺序进行，每层喷射厚度控制在5～6cm。
f.喷嘴与岩面垂直，距受喷面0.6～1.2m。
g.施工中经常检查出料弯头和管路接头，发现堵管立即关闭总进气阀。
(3)喷射混凝土质量控制要求
喷射混凝土质量控制要求 表1
序号
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法
1
混凝土强度(Mpa)
符合设计要求
进行混凝土抗压试验
2
喷层厚度(mm)
平均厚﹥设计厚；检查点数的80%﹥设计厚；最小厚度≥设计厚的2/3
每一个循环检查1个断面，每2m检查1点
3
平整度（mm）
允许偏差100
断面仪测量断面轮廓
4.2锚杆
隧道采用的锚杆为22砂浆锚杆和25中空锚杆。锚杆设计长度为3米、3.5米和4米三种规格。锚杆安装质量验收方法进行抗拔试验，要求抗拔试验平均值不小于设计值（一般铁路设计为150KN），单根锚杆抗拔力最小值不小于设计值的90%。
（1）砂浆锚杆施工方法：
采用锚杆作业台架钻锚杆孔，人工安装锚杆。利用高压风或水清孔，完成后采用后退式注浆（砂浆强度不低于M20），以保证孔内浆液饱满。施工技术措施：孔径要与锚杆直径相匹配，锚杆孔径应大于设计的锚杆直径15mm；孔深一般比锚杆稍长一些(10cm 以上)；孔向应按设计方向钻进，垂直岩面；锚杆规格、长度、直径符合设计要求，锚杆杆体除锈除油。施工工艺见图。

否
孔口处理
验 收
固定锚杆
插入锚杆杆体
加工锚杆杆体
注浆准备
补孔
不合格
合格
测量定锚杆孔位
钻 孔
清 孔
验 孔
填塞砂浆或锚杆药
进行下道工序

图2 砂浆锚杆施工工艺流程图
（2）25中空锚杆施工方法
钻孔深度比设计孔深长10cm 以上时，可安装锚杆，并用不低于M20强度的砂浆注浆，采用注浆机注浆，注浆压力符合设计要求；一般按单杆达到设计注浆量作为结束标准。当注浆压力达到设计终压不少于20分钟，进浆量仍达不到注浆终量时，亦可结束注浆，并保证锚杆孔浆液注满。最后在综合检查判定注浆质量合格后，安装垫板和螺帽。
施工技术措施：锚杆插入前必须先用高压风清孔，锚杆必须装好锚头，边旋转边将锚杆送入眼孔，然后安装止浆塞、垫板、螺母；注浆压力控制在0.5～1.0Mpa，终压控制在2～2.5Mpa，并排除孔内气体确保孔内浆液饱满；安装前锚杆杆体除锈除油；锚杆布置形式按照设计参数（设计有1.2×1.5米、1.2×1.2米、1.2×1.0米三种形式按照围岩级别选用）布置，按要求定出锚杆位置，锚杆间距允许误差±150mm。锚杆与岩面基本垂直；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。施工工艺见图。

施工准备
锚杆孔位布置
锚杆钻孔
注 浆
戴杆头封堵帽
进入下道工序
安装注浆管和排气管
不
合
格
合格
注浆质量综合检查
砂浆配制

图3 中空注浆锚杆施工工艺流程图
4.3钢筋网施工方法
钢筋网片预先按设计钢拱架间距在洞外加工好备用，钢拱架施作好后进行钢筋网的铺装，钢筋网随高就低紧贴初喷面，施工技术措施：使用的钢筋须经试验合格，使用前要除锈，在洞外分片制作，安装时搭接长度应
为1－2个网孔，与锚杆和钢架绑扎连接(或点焊焊接)牢固；钢筋网设在靠近岩面一侧；喷混凝土时，减小喷头至受喷面距离和风压，以减少钢筋网振动，降低回弹。钢筋网喷混凝土保护层厚度不小于3cm。
4.4钢架（格栅钢架、型钢钢架）
4.4.1根据开挖方法和步骤分部分片安装，为了使左右侧支护上部拱架便于与下部连接，安装拱部钢架时在拱脚处垫上垫板，并根据设计要求每侧用2根φ22mm锁脚锚杆锁固并注不小于M20砂浆。安装好拱架后按设计施作注浆锚杆，将锚杆的尾部焊于拱架上。钢架与初喷混凝土之间尽量贴紧，如因开挖造成凹凸不平，并有较大间隙时，设置混凝土垫板或钢板，严禁用片石和木材填塞，保护层厚度不小于3cm；两排钢架间用φ22钢筋拉杆纵向连接牢固（型钢钢架见下图，格栅钢架纵向连接钢筋环向间距1m），以形成整体受力结构。

图4 型钢钢架纵向连接钢筋布置示意图

欠挖处理
前期准备，钢拱架、钢筋加工
测量定位
断面检查
不合格
净空检查
钢支撑拼装
架立就位
锚杆锁定、系统锚杆施作
设置纵向连接钢筋、安设钢筋网
喷混凝土固定
结 束
锚杆钻机、砂浆泵等设备就位
4.4.2施工工艺流程：

图5 施工工艺流程
4.4.3钢架加工制作与架设工艺要求:
钢架加工制作时，构件的连接是关键性的工艺，应符合《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）的规定执行，确保各类焊缝及螺栓连接质量。
4.4.2.1钢架加工制作设计工艺要求
（1）钢架在现场加工厂集中制作。按设计图放大样时，应根据工艺要求预留焊接收缩量及切割、刨边的加工余量。将主筋、型钢冷弯成形，要求尺寸准确，弧形圆顺。格栅钢架加强筋与主筋焊接时，沿钢架两边对称焊接，防止变形。
（2）严格焊前和焊缝检查：
①焊接材料均应附有质量说明书，并应符合设计文件的要求和国家标准规定。
②有锈蚀的钢材禁止使用，对轻微浮锈油污等应清除干净并对焊点进行防锈处理。
③焊制前对焊工进行试焊，并按照规范经考试合格后进行焊接等级评定。
④焊接前要复查组装质量和焊缝区应修整合格后才能施焊，焊接完毕后应清除熔砟和金属飞溅物；并要检查验收焊接质量，不允许出现漏焊和假焊等现象。
（3）钢架加工后要进行试拼，其允许误差为：①沿隧道周边轮廓误差为±3cm。②钢架由拱部、边墙各单元钢构件拼装而成，各单元用螺栓连接，螺栓孔眼中心间距公差不超过±0.5 mm.③钢架平放时，平面翘曲应小于±2cm。
4.4.2.2钢架架设工艺要求：
（1）为保证钢架置于稳固的地基上，施工中应在钢架基脚部位预留0.15～0.20m原地基，架立钢架时人工挖槽就位。
（2）钢架平面应垂直于隧道中线，其倾斜度不大于2度。钢架的任何部位偏离铅垂面不应大于5cm。
（3）钢架在安设过程中当钢架和初喷层之间存在较大间隙时应设垫块，钢架与初喷混凝土（或垫块）接触间距不应大于100 cm，每套垫块按照1号一块，2号二块（垫块参照双线隧道复合式衬砌图制作）计列。
（4）为增强钢架的整体稳定性，将钢架与（定位）锚杆焊接在一起。各种钢架应设纵向设22mm连接钢筋，纵向连接钢筋的环向间距见参照双线隧道复合式衬砌图中各种钢架设计图。为确保钢架准确定位，钢架架设前均需预先打设定位锚杆；锚杆一段与钢架焊接，另一端锚入围岩中并用砂浆锚固。
（5）钢架架立后及时施作喷混凝土，将钢架覆盖；喷射混凝土应分层进行，每层厚度5～6cm左右，先从拱脚或墙脚向上喷射以防止上部喷射料虚掩拱脚（墙脚）而不密实，导致强度不够，造成拱（墙）脚失稳。
4.4.4钢架安装允许偏差应符合下表要求：

表2
序号
项目
允许偏差
1
间距
±100mm
2
横向
±50mm
3
高程
±50mm
4
垂直度
±2°
5
保护层和表面覆盖层厚度
-5mm
4.5超前注浆小导管施工方法
4.5.1超前小导管设计技术参数
（1）超前小导管设计技术参数
超前小导管规格：采用φ42mm的钢花管，φ42mm的钢花管壁厚3.5mm，单根长4 m，在钢管前端部钻注浆孔，孔径10mm，孔间距15cm，呈梅花形布置，前端加工成锥形，尾部不钻孔长度不小于30cm，作为止浆段。小导管环向间距30～50cm。钢管外插角采用10°～12°为宜，可根据实际情况调整。注浆材料采用1：1（重量比）水灰比的水泥浆液，并根据现场确认调整；注浆压力为0.5～1.0MPa。相邻两排小导管搭接长度不小于100 cm。
（2）超前锚杆设计技术参数
超前锚杆规格：采用25中空锚杆，单根长3.5m，呈梅花形布置，锚杆环向间距40～60cm。锚杆外插角采用10°～12°为宜，可根据实际情况调整。注浆材料采用1：1（重量比）水灰比的水泥浆液，并根据现场确认调整；注浆压力为0.5～1.0MPa。相邻两排锚杆搭接长度不小于100 cm.
4.5.2超前小导管、超前锚杆施工质量控制点
①配合使用的型钢钢架或格栅钢架参见对应地段的支护设计图。为了保证小导管和锚杆的支护效果，减小小导管和锚杆的外插角，可在型钢腹部穿孔以便小导管和锚杆穿过，钢管尾部与钢架焊接固定。
②小导管和锚杆安设采用钻孔打入法，钻孔孔径比小导管外径大3～5mm，然后将小导管和锚杆穿过钢架，用锤击或钻机顶入，插入钻孔深度不小于小导管长度的90%，并用高压风将钢管内的砂石吹出。
③小导管和锚杆安设后，用塑胶泥封堵孔口及周围的裂隙，必要时在小导管和锚杆附近及工作面上喷射混凝土，以防止工作面坍塌。
④隧道的开挖长度应小于小导管的注浆长度，预留部分作为下一循环的止浆墙。
4.5.3施工工艺流程及验收标准：
钻孔检查
测量导管孔位
钻 孔
注浆设备就位
注 浆 配 置
注浆参数试验
注浆设计
安 设 导 管
喷射砼封闭掌子面
效果检查
导 管 注 浆
导管预制加工
是
否
否
是

图6 超前小导管施工工艺流程图
超前小导管施工允许偏差应符合下表要求： 表3
序号
项目
允许偏差
1
方向角
2°
2
孔口距
±50mm
3
孔深
+50mm
0

注浆效果检查标准：
注浆量达到设计注浆量或注浆压力达到设计终压时可结束注浆。
在注浆过程中要随时观察注浆压力计注浆泵排浆量的变化，分析注浆情况，防止堵管、跑浆、漏浆。并做好注浆记录，以便分析注浆效果。
五、劳动组织
5.1 劳动力组织方式：采用架子队组织模式。
5.2施工人员应结合施工段落长度、施工工期要求，合理对机械、人员组合、工期要求进行合理配置。
作业人员配备表 表4
技术主管
1人
专兼安全员
1人
工班长
2～3人
技术、质检、测量及试验人员
3～5人
机械工、普工
10～15人
六、材料要求
6.1所用的水泥品种、粗骨料、细骨料规格及质量应符合设计要求；
检验数量：同一产地、品种、规格、批号的水泥，每200t为一批，不足200t时也按一批计，进行检验。粗骨料、细骨料按连续进场的同料源、同品种、同规格每400m3（或600t）为一批，不足上述数量时也按一批计，进行检验。
6.2锚杆、钢筋网用钢筋进场时，必须按批抽取试件作力学性能（屈服强度、抗拉强度和伸长率）和工艺性能（冷弯）试验，其质量必须符合现行国家标准《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》（GB13013）和《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》（GB1499）等规定和设计要求。
检验数量：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也按一批计，进行检验。
6.3钢架所用型钢进场时，必须按批抽取试件作力学试验（屈服强度、抗拉强度和伸长率）和工艺性能（冷弯）试验，其质量必须符合现行国家标准《碳素结构钢》（GB700）、《热轧普通工字钢》（YB（T）56）等的规定和设计要求。
检验数量：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也按一批计，进行检验。
七、设备机具配置

每作业面主要设备机具配置 表5
锚杆钻机
2台
锚杆台车
1台
型钢弯制机
1台
砼湿喷机
2台
注浆钻机
2台
钢筋切断机
2台
八、施工质量控制与检验
8.1.1锚杆质量控制
1)锚杆原材料应选用Q345钢材，公称壁厚应不小于5mm，杆体外径允许偏差、公称质量允许偏差及材料力学特性等应《中空注浆式锚杆金属杆体及其附件》的要求；其长度、直径应符合设计要求，锚杆杆体除锈。
2) 锚杆孔位、孔深及布置形式符合设计要求，锚杆用的水泥浆或砂浆，其强度不低于M20。
8.1.2注浆质量控制
1) 水泥用普通硅酸盐水泥，砂用细砂，粒径不大于2.5mm。
2) 注浆作业应遵循下列规定：
一般按单管达到设计注浆量作为结束标准，当注浆压力达到设计终压不少于20分钟，进浆量仍达不到注浆终量时，亦可结束注浆，并保证锚杆孔浆液注满；在综合检查判定注浆质量合格后，用专用螺帽将锚杆头封堵，以防浆液倒流管外。
8.1.3钢筋网质量控制
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，底层喷射混凝土的厚度宜不小于4cm。
2) 砂土层地段应先铺挂钢筋网，沿环向压紧后再喷混凝土。
3) 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。
4) 钢筋网可利用风钻气腿顶撑，以便贴近岩面，钢筋网应与锚杆或其它固定装置连接牢固，和钢架绑扎时，应绑在靠近岩面一侧。
5) 喷射混凝土时，应调整喷头与受喷面的距离、喷射角度，以减少钢筋振动，降低回弹，并保证钢筋网喷混凝土保护层厚度不小于4cm。
6) 喷射中如有脱落的石块或混凝土块被钢筋网卡住时，应及时清除。
8.1.3钢架质量控制
1) 钢架按设计尺寸在洞外下料分节焊接制作，制作时严格按设计图纸进行，保证每节的弧度与尺寸均符合设计要求，每节两端均焊连接板，节点间通过连接板用螺栓连接牢靠，加工后必须进行试拼检查，严禁不合格品进场。
2)钢架应按设计要求安装，当拱脚开挖超深时，加设钢板或混凝土垫块。安装后利用锁脚锚杆定位；超挖较大时,拱背喷填同级混凝土,以使支护与围岩密贴,控制围岩变形的进一步发展。两排钢架间用Φ22钢筋拉杆纵向连接牢固，环向间距1m，以便形成整体受力结构。
3)钢架安装时，应严格控制其内轮廓尺寸，且予留沉降量，防止侵入衬砌净空。钢架与围岩间的间隙必须用喷混凝土充填密实；钢架应全部被喷射混凝土覆盖，保护层厚度不得小于40mm 。
8.2质量检验
8.2.1 喷射混凝土验收标准
喷射混凝土表面应密实、平整，无裂缝、脱落、漏喷、漏筋、空鼓和渗漏水，锚杆头钢筋无外漏。
喷射混凝土实测项目 表6
项次
检查
项目
规定值或允许误差
检查方法频率
1
混凝土强度（MP）
喷射混凝土的强度必须符合设计要求，用于检查喷射混凝土强度的试件，应采用大板切割法制取；不具备切割条件时，也可采用边长150mm的立方体无底试模，在其内喷射混凝土制作试件，养护期龄为28d。当强度有怀疑时，可钻芯取样。
每一作业循环检验一次，每个循环至少在拱部和边墙留置一组检验试件；
2
喷层厚度（mm）
平均厚度≥设计厚，检查点的80%≥设计厚；最小厚度不小于设计厚度2/3。
每一作业循环检验一个断面，每个断面应从拱顶起，每间隔2m布设1个检查点检查喷射混凝土厚度。
用断面仪等仪器测量端面轮廓检查表面平整度，或者用靠尺检查。
3
平整度（mm）
表面平整度的允许偏差为100mm。
8.2.2 钢筋网验收标准
钢筋网的网格搭接长度为1~2个网孔，允许偏差为±50mm。钢筋表面不得有裂纹、油污、颗粒状或片状锈蚀。
钢筋网实测项目 表7
项次
检查项目
规定值或允许误差
检查方法频率
1
网的长、宽（mm）
±10（mm）
用尺量，每循环检验一次，随机抽样5片
2
网格尺寸（mm）
±10（mm）
用尺量，每循环检验一次，随机抽样5片
3
网格搭接长度
±5（cm）
用尺量，每循环检验一次，随机抽样5片
8.2.3 锚杆验收标准
锚杆孔的孔径符合设计要求；锚杆孔的深度应大于锚杆长度的10cm；孔距允许偏差为±15cm。锚杆插入长度不得小于设计长度的95%，且应位于孔的中心。孔内注浆饱满。
8.2.4 钢架验收标准
钢架实测项目 表8
项次
检查项目
规定值或允许误差
检查方法频率
1
钢架拼装（mm）
周边允许误差为3cm，平面翘曲应小于2cm。
用钢卷尺量每榀钢架
2
高程
±50 mm
水平仪测量每榀拱脚标高
3
钢架间距
±100mm
用钢卷尺量每榀钢架
4
保护层
-5mm
打眼用钢卷尺量
5
垂直度
±2°
水平仪
九、安全及环保要求
9.1安全要求
9.1.1 喷射前要检查作业地段的围岩，并进行清理浮石、危石等必要的排险作业。
9.1.2 喷射机要安装在围岩稳定或者已经衬砌地段内，同时喷射作业地段应加强照明和通风。
9.1.3 喷射时严格掌握好风、水压，加强综合防尘措施。
9.1.4 注意风嘴不准对人，以免射伤事故。
9.1.5 锚杆作业中，要密切注意围岩或喷射混凝土的剥落、坍塌。清理浮石要彻底，施工中，要及时发现危险预兆，及时处理。
9.1.6 锚杆施工中要严防锚固用的砂浆流失导致锚固力不够，导致锚杆脱落而造成事故。必须指定专人负责，并定期检查锚杆抗拔力。
9.1.7 钢架搬运过程中，应将格栅拱构件绑扎牢固。以免发生碰撞伤人。
9.1.8 格栅拱脚槽钢的连接必须置于原状土或者石上，并于格栅拱焊接牢固。
9.1.9格栅拱应尽早及时与系统锚杆、锁脚锚杆焊接，以免格栅拱倾覆伤人。
9.2环保要求
9.2.1 初期支护作业注意通风防尘，粉尘浓度要定期检查，达到设计和施工规范要求。
9.2.3 施工废水、清洗喷浆机的废水按有关要求进行处理后方可排放，以免污染周围环境。
9.2.4施工所产生的垃圾和废弃物质，严禁乱排乱放，统一堆放，定期拉走。