超前锚杆.超前支护.锁脚锚杆.doc

超前支护
科技名词定义
中文名称：
超前支护
英文名称：
forepoling;advance timbering
定义：
在松软或破碎带,为了防止岩石冒落,超前于掘进工作面进行的支护。

　　超前支护是保证隧道工程开挖工作面稳定而采取的超前于开挖的辅助措施的一种，主要形式有：
　　1.超前锚杆或超前小钢管，一般长3-5米，用于锚固前方围岩；
　　2.超前管棚，用于锚固前方围岩，适用于特殊困难地段，搭配钢架使用：
　　①短管棚超前支护，采用长度小于10米的小钢管；
　　②长(大)管棚超前支护：采用长度为10-45米且较粗钢管；
　　③钢插板超前支护：采用长度小于10米钢插板的称为板棚预支护；
　　3.注浆加固围岩和堵截水：
　　①超前小导管注浆，沿开挖外轮廓线向前以一定角度打入管壁带有小孔的导管，且以一定压力向管内压注起胶结作用的浆液，待其硬化后岩体得到预加固；
　　②超前深孔围岩注浆：又叫深孔注浆，目的是加固地层、封堵水源，适用于特殊困难地段。其机理是依靠浆液压力，将破碎围岩或黏土层压裂成缝用浆液充填、固结，通过压密作用达到加固和堵水的作用。

扩展阅读：
1.《隧道施工及组织管理指南》(人民交通出版社2005.1)
开放分类：
隧道工程

超前锚杆

　　超前锚杆是沿开挖轮廓线，以较大的外插角，向开挖面前方安装锚杆，形成对前方围岩的预锚固(预支护)，在提前形成的围岩锚固圈的保护下进行开挖、装渣、出渣和衬砌等作业。超前支护主要适用于围岩应力较小，地下水较少、岩体软弱破碎，开挖面有可能坍塌的隧道
　　中,松散地层结构松散，稳定性差，若有地下水时则更甚。在施工中极易发生坍塌，在这类地层中施工时，除减少对围岩的扰动外，还应加强临时支护，临时支护可采用超前锚杆。
　　1.  施工方法
　　超前锚杆又分为悬吊式超前锚杆及格栅拱支撑超前锚杆。
　　1.1悬吊式超前锚杆
　　采用这种方法是在爆破前，将超前锚杆打入掘进前方稳定岩层内，末端支承在拱部围岩内专为超前锚杆提供支点的径向悬吊锚杆，或支承在作为支护的结构锚杆上，使其起到支护掘进进尺范围内拱部上方，有效地约束围岩在爆破后的一定时间内不发生松弛坍塌，为大断面开挖与喷锚支护创造了条件。施工中，因超前锚杆与悬吊锚杆的外露端往往不易直接相交，故以φ22的横向短钢筋焊在邻近的悬吊锚杆上，再焊在超前锚杆的末端上。
　　1.2格栅拱支撑超前锚杆
　　如图所示：超前锚杆的末端支撑在格栅拱架上。
　　1—超前锚杆    2—格栅拱架     a—超前锚杆横向间距
　　b—格栅拱支承间距     α—超前倾角
　　超前锚杆的倾角α一般选用6°~12°，一般情况下，超前锚杆的横向宽度为内拱顶线的一半再加2m，也可根据地质情况适当增减其布置范围，为提高支护效果，在靠近拱脚部位的超前支护的方向常分别向左右酌情外插。横向间距应根据围岩情况而定，一般为0.2~0.4m，如采用双层支护时，间距为0.4~0.6m.其上、下层应错开排列，其纵向间距应根据围岩类别、超前支护的长度、锚杆的截面尺寸及横向间距等因素综合考虑确定。一般可取100cm或150cm，最大不超过200cm，其长度应根据地质情况，锚杆拉拔试验强度，钻孔机械类型，供给钢筋长度，开挖循环次数等因素综合考虑确定。一般多采用3.5~5m，最长为7.0m，对围岩软弱的地方，可采用φ8或φ10的钢筋按间距0.1×0.1m2挂方格网，再喷射0.10~0.15厚度的混凝土，增强围岩的自稳能力。　
　　2.  工工艺流程
　　格栅钢架超前中空锚杆喷锚砼工艺流程图：
　　说明：本流程图在操作中注意以下三个参数：（1）喷射距离为1.2~1.5，喷咀与岩面保持90°夹角。（2）机内风压保持在0.25MPa左右。（3）细骨料在骨料中占15%左右。
　　3.  动力组织及进度指标
　　工序名称                        劳动力及时间
　　穿线，画弧，确定超前锚杆位置           0h 3人0.5h
　　安设格栅钢架                           0.5h 8人1.5h
　　钻孔，插打径向锚杆及锁脚锚杆             1.5h 8人3.5h
　　挂网                                    3.5h 8人4.5h
　　钻孔，插打药包锚固超前锚杆               4.5h 8人6.0h
　　喷射砼                                 6.0h 8人7.0h
　　说明：施工作业人数为8人，进度指标控制在全工序7小时以达到在12小时内，完成包括钻爆、开挖、出碴及支护的目的。
　　4.机械设备配置
机械名称
规格型号
单位
数量
制造厂
搅拌机
...
台
1
...
电动空压机
....
台
1
...
内燃空压机
...
台
1
...
喷射机
...
台
1
...
通风机
...
台
1
...
风钻

台
1

　　5.质量控制要点
　　5.1锚杆应在开挖后尽快安设，钻孔应圆而直。其孔径和深度按设计施工。
　　5.2根据围岩类别，按设计要求的长度和位置进行施工。
　　5.3锚杆应尽量早强，其外露长度不宜大于10cm.
　　5.4锚杆材质的加工质量必须符合设计要求。
　　5.5锚杆安装结束后4小时内不得进行爆破作业。
　　6.安全及环保措施
　　6.1隧道内人员必须戴安全帽，必须持证上岗。
　　6.2薄层覆盖地区必须派人在洞顶观察土质变化，洞内初期支护后，应在拱顶设观察点，观察围岩变形。
　　6.3在进行超前锚杆施工作业时，应设专兼职安全人员负责观察围岩变化。
　　6.4锚杆及药包等材料的质量，必须经过检定防止因材料问题而出现安全事故。
　　6.5洞内施工作业时应具有良好的照明设施，以便观察围岩变化。
6.6施工生产的废料废气必须经过处理合格后方可排放，未经处理合格的废气、废碴不得随意排放

锁脚锚杆
锁脚锚杆以前主要用于铁路隧道先拱后墙法施工衬砌时，在开挖下断面前，于拱脚垂直于岩壁打入1～2排锚杆，以防止拱脚收缩和掉拱；
边墙超前锚杆是台阶法开挖时，在上台阶开挖支护完成，开挖下断面前，于拱脚斜向下打入锚杆，即可稳定拱脚，又可对下部开挖起到超前支护作用。
近来，由于先拱后墙法衬砌已经不再采用，已经将边墙超前锚杆称之为锁脚锚杆。