隧道锚喷支护的施工质量控制.doc

-精品word文档 值得下载 值得拥有-隧道锚喷支护的施工质量控制摘要：本文通过对隧道锚喷支护的实施和应用，初步探讨了锚喷支护结构的施工质量控制，并详细论述了锚喷支护结构体系的锚杆施工、喷射混凝土施工、钢筋网施工、格栅拱架和钢拱架施工的质量控制要点。关键词：隧道工程；锚喷支护；施工质量控制1 前言锚喷支护在隧道工程已得到了广泛地应用，它不仅用于加固局部失稳的围岩和整治坍方，确保隧道施工安全，更多地用于对隧道围岩进行系统支护加固，确保隧道在整个使用寿命期内安全可靠。然而在实际工程中，人们普遍重视施工期的安全，对用于加固局部失稳围岩的锚喷支护，都施作较好。而锚喷支护用于系统加固隧道围岩，特别是加固整体性良好的围岩时，往往有些人重视不足，以致于施工中较多地出现质量问题，如锚杆长度不足、间距过大、数量减少，喷射混凝土的强度、厚度及密实性不满足要求，钢筋网随意铺设等。出现这些质量问题后，虽然在很多场合下不致于引起施工期间隧道结构失稳或危及施工安全，但会明显降低支护效果，直接影响隧道结构的长期稳定性，降低隧道的使用寿命，增加隧道在运营期间的维护费用。导致锚喷支护施工质量问题的原因是多方面的，但很多情况下人们对锚喷支护在隧道结构体系中的作用认识不足，施工质量控制要点不清，控制不严。针对这种现状，本文阐述了锚喷支护的施工质量控制。2 锚喷支护结构体系的施工质量控制锚喷支护主要包括锚杆支护、喷射混凝土支护、锚杆喷射混凝土联合支护、喷射混凝土钢筋网联合支护、锚杆喷射混凝土及钢筋网联合支护，以及上述几种类型中增设钢构件而组成联合支护。21 锚杆施工质量控制锚杆的种类很多。按锚杆在围岩中的锚固形式，主要分为机械式锚固的锚杆和全长粘结式锚固的锚杆。工程施工中，应根据围岩情况及设计要求，合理选用锚杆的类型，确保锚杆的长度、间距及粘结材料符合设计及技术规范的要求，以便得到良好的支护效果。此外，锚杆施工中尚应注意以下几个方面：（1）楔缝式锚杆和胀壳式锚杆，其锚头容易受围岩变形或爆破振动影响而松动，降低了锚固力。因此，安装后要定期检查，及时紧固松驰的锚杆。这类锚杆用于永久性支护时，还应补注水泥砂浆。（2）对于全长粘结式锚杆，要使粘结材料均匀裹覆杆体，并密实充满杆体与孔壁之间的间隙，确保锚固力。因此，钻孔后应检查孔内是否有落渣，必要时应使用高压风清孔，然后再安装锚杆。使用树脂粘结剂或早强药包粘结剂时，应在孔内放入足够数量的粘结剂，并搅拌均匀。使用水泥砂浆粘结剂时，砂浆要灌注密实并确保安插锚杆时，孔口有砂浆流出，否则应拔出杆体重新注浆。（3）锚杆尾端都应设置垫板，垫板面积不少于设计要求，垫板要与锚杆联接牢固并与岩面紧贴。设置垫板可以使围岩传递给锚杆的荷载增大，锚杆充分受力，发挥锚杆对围岩的三维约束效果。（4）注意锚杆的方向。对于有明显节理面的围岩，锚杆应垂直节理面或与节理面呈较大角度布设，否则，锚杆应垂直围岩内轮廓面，呈放射状布设。（5）锚杆的锚固力，除与锚杆的类型及围岩情况有关以外，还与施工操作有很大的关系。因此，锚杆安装后，要随机按不小于1% 的频率抽取锚杆做拉拔试验，拉拔力不到设计及规范要求时，要补打锚杆。（6）锚杆与喷射混凝土联合支护时，应先对围岩表面初喷一层混凝土后，再施工锚杆，并使垫板紧贴初喷面，使锚杆与喷射混凝土联接紧密共同作用。（7）渗水段围岩设置砂浆锚杆时，由于渗水会降低砂浆强度和粘结力，因此，应先处理渗水再施工锚杆，或改用对水不敏感的其它粘结材料，如早强药包锚杆，或其它型式的锚杆。22 喷射混凝土施工质量控制喷射混凝土施工有干式喷射法和湿式喷射法两种。据统计，我国以干式喷射法为主，而欧美国家大多采用湿式喷射法。无论选用哪种施工方法，都应该注意以下要点：（1） 确定合适的混凝土配合比。喷射混凝土的配合比，除要满足设计强度外，还要满足喷射工艺、混凝土与岩面的粘结力、混凝土喷射时的回弹量等要求，因此配合比要通过试喷施工验证。喷射混凝土的主要材料为：水泥、粗集料、细集料、速凝剂、水。对水泥、细集料和水的品质要求与普通灌注混凝土相同。粗集料一般采用粒径不大于15mm的碎石或卵石，粒径越大，喷射回弹量越多。但粒径过小，需要的水泥用量相应增加，混凝土的收缩量亦增大，容易造成喷层开裂。速凝剂的掺量在满足施工要求混凝土快速凝固的条件下尽量减少，因为速凝剂虽可提高混凝土的早期强度和缩短混凝土的凝结时间，但相应降低了混凝土的后期强度，且加大了混凝土的收缩，易造成喷层开裂。采用干法喷射施工时，由于干拌和料与水是在喷嘴处混合，水灰比不易严格控制，施工过程中混凝土的品质差异较大。为保证施工强度，则其试配强度应适当加大。配合比强度试件，应与喷射混凝土施工强度检验一样，用喷大板切割法或凿方切割法制取试件，不能用试模内浇筑制件方法。（2）要使喷射混凝土与岩面有良好的粘结力，在喷射混凝土施工前，应对受喷岩面进行清理，清除松动岩石和粉尘杂物，处理好涌水。（3）喷射混凝土应紧跟开挖面及早施工。（4）控制好喷射混凝土的厚度。厚度要满足设计及规范要求，并且要保证锚杆、钢筋网、钢支撑等有足够保护层，但也不能过厚而侵占二次衬砌空间。（5）随时检查已施工完的喷射混凝土情况，有局部剥离脱落的要及时补喷，有较大开裂时要凿除喷层重新喷射施工，喷层中有微小裂缝且不扩展时，说明围岩变形趋于稳定，则可以不处理喷层。（6）加强对喷射混凝土的养护，一般至少要养护 7 天。冬天要避免混凝土被冻坏。23 钢筋网的施工质量控制（1）钢筋网应在初喷一层混凝土后铺设。但在土砂围岩中，应先紧贴岩面铺设钢筋网，再喷混凝土，使喷射混凝土能阻附着在岩面上。（2）钢筋网应随受喷面的起伏铺设，与受喷面的间隙一般不大于 3cm 。（3）钢筋网的网格尺寸，不大于设计值。钢筋交叉点要绑扎（或焊接）牢固。（4）钢筋网应与锚杆、钢构件等连接牢固，必要时增设锚钉固定，在喷射混凝土作业时不得晃动。24 格栅拱架和钢拱架施工质量控制（1）拱架的外型尺寸及安装位置要准确，确保隧道的净空满足设计要求；（2）加强拱架的连接。拱架的连接有两个方面：一方面，拱架一般都是分段制作，分段安装，便于安装操作。安装时，各段拱架之间要用螺栓连接牢固，使拱架连成整体才能充分发挥作用。用于永久支护的拱架，为防止连接螺栓松动，还应使用焊接加强各段拱架之间的连接。另一方面，相邻拱架之间必须设置纵向连接钢筋，连接钢筋一般使用直径不小于20mm 的螺纹钢筋。连接钢筋不仅能传递应力，使各格拱架共同承受荷载，还能增加拱架的稳定性。（3）防止拱架下沉。为防止拱架承受荷载后出现下沉，拱脚必须安装在承载力大的基岩。如果拱脚处围岩的承载力不足，则可用加垫钢板等方式以增加拱脚与围岩的接触面积，或者设置钢托梁。另外，需设拱架支护的围岩，一般都不能采用全断面开挖，而需要用分部开挖法，拱架要随开挖部分及时安装，在开挖隧道下部时，要采取措施防止上部的拱架下沉。例如可以用锁脚锚杆对上部拱架固定、跳槽开挖隧道边墙以便逐个安装下部拱架等方式。（4）拱架应尽量靠近围岩，拱架与围岩之间的缝隙必须用喷射混凝土填充密实。如果开挖后围岩起伏较大，可先初喷一层混凝土找平，再安装拱架。3 结语锚喷支护是一种柔性支护结构，是在充分发挥围岩自身承载能力的基础上设置的支护结构，因此隧道开挖时要尽量少扰动围岩。不同围岩的承载能力有很大差别，实际施工中，若发现围岩情况与设计描述不同，需尽快通知设计人员，以便及时修正支护结构。目前尚没有计算和评定围岩稳定性的标准方法，因此，通常采用工程类比法为主、理论验算为辅的方法进行锚喷支护设计，而不同工程中围岩条件差别很大，其它工程中验证过的锚喷支护，本工程中支护效果就不一定满足要求，这就需要在实际施工中加强监控量测，通过量测围岩的变形量和变形趋势、围岩及支护结构的内应力等参数，修正支护结构设计。除自身承载能力大、能保持长期稳定的围岩外，大多数围岩需要支护结构支护阻力才能保持稳定。隧道开挖后，支护结构提供支护阻力越早，就越有利于控制围岩的变形，有利于防止围岩出现过大的有害变形。这就要求锚喷支护要随着隧道开挖而尽早施作。不仅如此，喷射混凝土的早期强度越高，支护效果就越好。当前有关的技术规范和设计文件都要求喷射混凝土的28 天强度，而对其早期强度（如 1 天强度、 3天强度等）没有提出明确要求，施工人员也普遍不重视喷射混凝土的早期强度，如此则使喷射混凝土的支护效果没有充分发挥出来。建议有关人员进行这方面的研究，量化喷射混凝土在不同围岩条件下的早期强度指标，不仅可以充分发挥喷射混凝土的支护效果，节省工程造价，而且还可以推动混凝土早强剂方面的研制和产业发展。