支护工程施工.doc

第十二章 支护工程
12.1概述
12.1.1范围
本章规定适用于本合同施工图纸所示的所有土石方明挖边坡和地下洞室开挖后的围岩永久支护、施工期的临时支护工程。
12.2引用标准
（3）《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB 50086—2001）；
（4）《钢筋混凝土用钢》（GB1499-2008）；
（5）《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/T5148-2001）；
（6）《水工混凝土外加剂技术规程》（DL/T5100-1999）；
（7）《水利水电工程喷锚支护施工规范》（DL/T5181-2003）；
（8）《水电站基本建设工程验收规程》（DL/T5123）；
（9）《公路隧道施工技术规范》（JTJ042-94）；
（10）《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）；
（11）《钢筋机械连接通用技术规程》（JGJ 107—2003）、（J 257—2003）；
（12）《钢筋焊接接头试验方法标准》（JGJ/T 27—2001）；
（13）《水利水电工程岩锚梁施工规程》（DL/T 5198—2004）；
（14）《水电站基本建设工程验收规定》（DL/T5123-2000）。
12.3施工原理
按“新奥法”原理，支护随洞室开挖及时实施，以保持围岩稳定，确保施工安全。支护结合洞内开挖进行，总体上安排在相应部位开挖完成并具备施工条件后及时跟进支护。
12.4施工方法
12.4.1锁口锚筋桩施工
12.4.1.1锚筋桩制作
（1）锚筋桩：钢筋束长度为9m,采用3根Φ28钢筋，焊接牢固，形成整体，对中环采取两米间距焊接5cm长钢筋头，确保锚筋桩插入后不直接接触孔壁,留有保护层；
(2)注浆管：采用φ2.5聚乙烯塑料管用铁线牢固的固定在钢筋束上，随钢筋束一起垂直插入孔内，浆液自下而上连续灌注；
（3）回浆管：采用φ1.5聚乙烯塑料管用铁线牢固的固定在钢筋束上，确保从孔内顺利排水、排气；
（4）孔口封堵：孔口段15～20cm环间隔隙用棉纱裹紧后再用水泥砂浆封孔。
12.4.1.2注浆设备、材料
（1）注浆设备：注浆设备采用2SNS注浆机，工作压力为0.2MPa；
（2）注浆时间：根据注浆设备及注浆管型号将在10min完成单根锚杆的连续注浆（有裂隙、断层的除外），当排气管溢出浆液或停止排气时，停止注浆；
（3）水泥：锚筋桩的水泥砂浆采用强度等级42.5的普通硅酸盐水泥；
（4）砂：采用最大粒径不大于3mm；
（5）灰砂比：选用灰砂比1：1～2的水泥砂浆注浆。
12.4.1.3施工方法
（1） 钻孔
隧洞进口锁口锚筋桩钻孔采用 QZJ-100B型钻机造孔。
（2）洗孔、验孔
注浆前将孔内的岩粉、碎石、泥浆和水采用压缩空气冲洗干净，洗孔结束后必须进行验孔，经监理检验合格后方可进行下道工序。
（3）注浆
锚筋桩注浆采用水泥砂浆，用砂浆泵灌注。
砂浆严格按试验确定的配合比进行配料，水泥砂浆配合比，应在以下规定的范围内通过试验选定：水泥：砂：水= 1：1～2：0.33～0.35（重量比），利用人工现场拌制，随用随拌，一次拌和砂浆均在初凝前用完。将拌制好的砂浆，用砂浆泵注浆，当回浆管流出浆液或停止排气结束注浆，即对回浆管和注浆管进行封口、绑扎；锚筋桩注浆后，在砂浆凝固前，不得敲击、碰撞和拉拔锚筋桩。
（4）锚桩安装
锚筋桩在工地现场进行加工，按设计长度（计入外露长度）进行加工（有锈迹的钢筋先进行除污、除锈），并安装对中支撑（用短钢筋每隔2～3m焊一处，确保锚杆插入孔中能够居中），在插杆前进行验收。
12.4.2锚杆施工
12.4.2.1说明
（1）定位孔位允许偏差为±15mm；锚杆孔距误差不超过150mm。
（2）钻孔：锚杆采用YT28手风钻钻孔，锚杆轴线于岩体主体结构面或滑移面成大角度相交，钻孔要符合以下要求：钻孔圆而直，钻孔方向尽量与岩层主要结构面垂直；锚杆孔径要大于杆体直径15mm。钻孔深度要满足下列要求：锚杆孔深允许偏差为±50mm；钻孔质量和锚杆材料质量是锚杆施工质量的基础，确保每一根锚杆都能发挥支护的作用。
（3）清孔：用空压机接长管将孔内粉尘和杂物吹出。
（4）砂浆制备：采用不低于42.5级且具有抵抗水侵蚀的化学稳定性的普通硅酸盐水泥，按施工配合比在拌合站统一拌合锚杆用砂浆。
（5）锚杆准备：按设计要求截取杆体，并整直、除绣和除油。
（6）注浆：孔深、孔径经监理验收验收合格后灌注水泥砂浆，普通水泥砂浆锚杆的施工要求如下：砂浆拌和均匀，随拌随用，一次拌和的砂浆要在初凝前用完。砂浆质量是确保粘结力和锚固力的核心，必须充分注意，严格控制在初凝前用完，并要遵守以下规定：
①注浆开始或中途暂停超过30分钟时，要用水润滑注浆罐及其管路；
②注浆孔口压力控制在0.4～0.6Mpa之间；。
③注浆管要插至距离孔底5～10cm处，随水泥砂浆的注入缓慢匀速拔出，直到注满为止。
（7）插锚杆：注浆结束后随即迅速将锚杆体插入，锚杆杆体插入孔内的长度不得短于设计长度的95%。若孔口无砂浆流出，必须将锚杆体拔出重新注浆。
12.4.3喷射混凝土施工
12.4.3.1说明
本规定适用于本工程施工图纸所示或监理人指示的喷射素混凝土、喷射钢筋网混凝土等施工作业。
12.4.3.2喷射混凝土工艺措施报告
在喷射混凝土施工作业开始前，将各项喷射混凝土作业的工艺措施报告，提交监理人批准。
12.4.4.3材料
（1）水泥：采用符合国家标准的普通硅酸盐水泥，当有防腐或特殊要求时，经监理人批准，可采用特种水泥。水泥强度等级不低于42.5。进场水泥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，细度模数宜大于2.5，使用时的含水率不宜大于6％；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活性二氧化硅的骨料，喷射混凝土的骨料级配，满足SL 377-2007的有关规定。回弹的骨料不能重复使用。
（3）水：符合招标文件技术条款的相关规定。
（4）外加剂：速凝剂的质量符合施工图纸要求并有生产厂家的质量证明书，初凝时间不应大于5min，终凝时间不应大于10min。根据试验资料，选用外加剂应经监理人批准。
（5）钢筋网：应采用热轧Ⅰ级光面钢筋（丝）网，钢筋抗拉强度不低于210MPa。
12.4.4.4配合比
（1）喷射混凝土配合比，通过室内试验和现场试验选定，并符合施工图纸要求，在保证喷层性能指标的前提下，尽量减少水泥和水的用量。
（2）速凝剂的掺量通过现场试验确定，喷射混凝土的初凝和终凝时间，满足施工图纸和现场喷射工艺的要求，喷射混凝土的强度符合施工图纸要求。
（3）配合比试验成果报送监理人。
12.4.4.5施工工艺流程
喷射混凝土采用“湿喷法”施工工艺。在喷射机处掺加液态速凝剂。施工工艺流程见：湿喷混凝土生产工艺流程如图12-1所示。
湿喷机
喷 嘴
分层喷射
骨料
砂
水泥
纤维
水
减水剂
计 量
强制拌和机
搅拌车运输
速凝剂添加系统
空压机
受喷面处理
受喷面挂网
受喷面验收
厚度检查
复喷处理
验 收
图12-1 湿喷混凝土生产工艺流程框图

12.4.4.6施工方法说明
（1）配料、拌和及运输
1）称量允许偏差：
各种原材料均按质量计量，拌制混合料的称量允许偏差符合下列规定：
①水泥、水（不含干喷法）和速凝剂 ±2％
②砂、石 ±3％
2）搅拌时间：
混合料搅拌时间遵循下列规定：
①采用容量小于400L的强制式搅拌机拌料时，搅拌时间不得小于1min；
②采用自落式搅拌机时，搅拌时间不得小于2min；
③混合料掺有外加剂或外掺料时，搅拌时间应适当延长。
3）拌制和使用：
采用湿喷法施工混合料的拌制和使用应符合下列规定：
①全部用水量一次与水泥、砂石搅拌均匀，随拌随用。
②混合料拌制后，进行塌落度测定，其塌落度宜为8cm～12cm。
③速凝剂在喷头或输料管的适当部位加入。若采用液态速凝剂，拌料时扣除配制液态速凝剂的用水量。
4） 运 输：
①混合料运输、存放应严防雨淋、滴水及混块石等杂物。
②干混合料随拌随用。无速凝剂掺入的混合料，存放时间不应超过2h；干混合料掺入速凝剂后，存放时间不应超过20min。
2）喷射混凝土的准备工作：
①在喷射前对喷射面进行检查，并做好以下准备工作：洞室挖除欠挖部分；处理好光滑岩面；安设工作平台；用高压风水枪冲洗喷面，对遇水易潮解的泥化岩层，采用高压风清扫岩面；埋设控制喷射混凝土厚度的标志；夜间施工，作业区配置充足的照明设施。
②喷射作业前，对施工机械设备，风、水管路和电线等进行全面检查和试运行。
③在受喷面滴水部位埋设导管排水。
3）喷射混凝土
①喷射混凝土优先采用湿喷法施工，喷射混凝土作业分段分片依次进行，区段间的接合部和结构的接缝处做妥善处理，避免出现漏喷部位。
②喷射混凝土分层进行。受喷面清理干净之后，及时进行混凝土喷射作业，采用电动空压机供风，混凝土喷射机配合人工进行喷射混凝土施工。
③混凝土喷射按自下而上顺序进行。所有湿拌的喷射混凝土如果在1h内不能完成喷射，则该批料予以废弃并送到弃碴场。一次喷射的厚度以喷射的混凝土不产生坠落和滑移为适度，一般控制在5cm左右，后一次喷射在前一层终凝之后进行，若间隔时间超过1h，则用高压风水将上一喷层表面的乳膜、浮尘等杂物冲洗干净。
④喷射机作业严格执行喷射机的操作规程，连续完成向喷射机供料。不能连续完成或因故中断喷射作业时，将喷射机和输料管内的积料清理干净。
⑤保持喷头处水压稳定并保持喷头处于良好的工作状态；喷头宜与受喷面垂直，喷射距离控制在0.6m～1.2m；干法喷射作业过程中应控制好水灰比，及时调整供水量，保持混凝土表面平整，呈湿润光泽，无干斑或滑移流淌现象。
⑥地下洞室的喷射混凝土作业紧跟开挖工作面，在全部锚杆钻设完成后，立即进行喷射混凝土。若安全监测中发现数据异常，监理人认为需要在锚杆钻设前喷射混凝土时，将按监理人指示遵照执行，混凝土终凝至下一循环放炮时间不应少于4h。
⑦地下洞室拱部喷射混凝土的回弹率不应大于25％，边墙不应大于15％。
⑧喷射混凝土表面应平整，平均起伏差应满足设计要求。
⑨如果喷射混凝土出现蜂窝、叠层、脱空、松弛、砂穴或其它相关缺陷，或者质量检查不合格，均按监理人的批示予以清除后重新喷射。
⑩喷射混凝土前，在岩石表面布设金属钉等，金属钉等伸出岩面部分应为喷射混凝土的厚度，在喷射混凝土完成之后金属钉全部被喷射的混凝土覆盖。
（4）养护
1）喷射混凝土养护：喷射混凝土终凝2h后，应喷水养护；养护时间不得少于7d，气温低于+5℃时，不得喷水养护。
2）喷射混凝土的养护，按DL/T 5181-2003规定执行。当喷射混凝土周围的空气湿度达到或超过85％时，经监理人同意，可准予自然养护。
（5）现场清理
喷射混凝土缺陷修复和质量检查全部完成以后，及时拆除一切喷射混凝土的设施，并将所有金属露头切除并采用水泥砂浆予以封闭，对回弹材料进行彻底清理。
12.4.4钢支撑施工
12.4.4.1说明
（1） 本节规定适用于型钢拱架、格栅钢拱架等钢支撑支护形式；
（2） 根据监理人的指示和本技术条款的要求，我方负责设计、提供和安装钢拱架。钢拱架的施工图纸报送监理人审批。
（3） 钢支撑主要用于地下洞室断层破碎带等不良地质地段的岩体加固。
（4） 钢支撑喷射混凝土应喷射密实，不得留有空洞，空洞不得回填块石。
12.4.4.2钢支撑的备用
在地下工程开挖期间，在现场配备可供随时投入使用的钢支撑及附件，备用数量经监理人批准。
12.4.4.3钢支撑施工工艺流程
前期准备、钢拱架加工
断面检查
欠挖处理
测量定位
架立就位
锚杆锁定，系统锚杆施作
设置纵向连接筋，安设钢拱架
喷混凝土
结束、养护
注浆泵等设备
合格
不合格
图12-2 钢拱架施工工艺流程框图

12.4.4.4钢支撑的制作
钢支撑制作在综合加工厂完成，型钢钢拱架按设计图纸在加工厂分节下料焊接制作，每节两端均焊连接板。加工后进行试拼检查，采用平板汽车运到现场。洞内安装在初喷砼之后进行，并与定位筋牢固焊接。
12.4.4.5钢支撑的安装
（1）测量定位：按设计位置现场测量定位。首先测定出隧洞中线，确定高程，然后再测定钢拱架的纵向位置；钢拱架平面必须与隧洞中线垂直。
（2）现场准备：运至现场的单元钢拱架分单元堆码，安设前进行断面尺寸检查，及时处理欠挖侵入净空部分，保证钢拱架正确安设，安设拱脚或墙脚前，清除垫板下的松碴，将钢拱架置于原状岩石上，在软弱地段，采用拱脚下垫钢板或槽钢的方法。
（3）钢拱架安装在初喷混凝土后进行，置于稳固地层上。安装时备好风镐，随时剔除个别突出部位，保证钢拱架就位准确，受力可靠。
（4）钢拱架与封闭混凝土之间紧贴，在安设过程中，当钢拱架与初喷混凝土面之间有较大间隙时安设垫块楔紧，垫块数量不少于10个，两排钢拱架间沿周边一般每隔2m用纵向钢筋联接，形成纵向连接系。拱脚高度不够时设置钢板调整。
（5）钢拱架之间采用钢筋网制成挡网，并与钢拱架牢固连接，以防止岩石掉块。钢拱架沿洞周边轮廓误差不大于±3cm，平面翘曲不大于±2cm。钢拱架在开挖后立即按设计位置架设，位置偏差小于5mm，钢拱架垂直于水平线，角度偏差不大于2°。
（6）钢拱架落底接长根据围岩条件沿隧洞两侧交错进行，如需立即封闭成环，则两侧同时进行，每次接长1榀。拱部钢拱架与边墙钢拱架的连接采用螺栓，螺栓连接有困难时采用焊接。
（7）钢拱架安装后，即挂网、分层复喷混凝土，先喷钢拱架处，然后喷钢拱架之间的砼，直至喷够设计厚度，将钢拱架完全覆盖，钢拱架安装完成后，对钢拱架同混凝土喷护面之间的空腔采用混凝土回填。
12.5支护工程施工的质量检查和验收
12.5.1质量检查
在施工过程中会同监理人进行以下项目的质量检验和检查。
（1）按照DL/T 5181-2003的有关规定进行喷射混凝土施工质量抽样试验，抽样试验报告应报送监理人。
（2）喷射混凝土抗压强度试验按DL/T 5181-2003的规定执行。试验结果应满足DL/T 5181-2003规定要求，并定期报送监理人。
（3）喷层厚度检查按DL/T 5181-2003的规定执行。检查记录定期报送监理人。经检查，喷射混凝土厚度未达到施工图纸要求的厚度，按监理人指示进行补喷，所有喷射混凝土都经监理人检查确认合格后进行验收。
（4）经检查发现喷射混凝土中的鼓皮、剥落、强度偏低或有其他缺陷的部位，及时予以清理和修补，经监理人检查签认后，方能予以验收。
12.5.2完工验收
各项喷射混凝土工程的施工作业完成后，监理人组织验收，为喷射混凝土工程的验收提供以下资料：
（1）材料出厂合格证、现场材料试验报告、代用材料试验报告；
（2）喷射混凝土施工记录，包括喷射混凝土配合比、速凝剂和外加剂掺量、水灰比，以及各工序施工作业时间表；
（3）喷射混凝土强度、厚度、黏结力、外观质量等检查报告和检验验收记录；
（4）隐蔽工程检查验收记录。
12.6质量控制措施
本工程的土石方开挖边坡、隧洞等开挖后的围岩用砂浆锚杆、喷射混凝土进行永久支护及施工期临时支护。
（1）锚杆及砂浆、混凝土的原材料经检验合格后才能投入使用。
（2）锚杆直径、长度、材质和锚孔的孔深、孔斜、孔径、间距均严格按设计要求控制。
（3）锚杆安装
1）检查注浆器工作性能，注浆前用水或稀水泥浆润滑管路。
2）拌匀砂浆并防止石块或其他杂物混入，随拌随用，初凝前必须使用完毕。
3）锚杆安装采用先注浆后插杆的程序进行，安装后必须保证孔内砂浆饱满，孔口采取临时固定措施。
4）锚杆安装后，在砂浆凝固之前不得敲击、碰撞或拉拔锚。在距锚杆20m范围内的爆破作业待锚杆注浆完成后5天后才可进行。
5）锚杆按规范要求进行抗拔力实验。