大樟古隧道工程隧道支護(hù)分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u16684大樟古隧道工程隧道支護(hù)分析案例 129831.1支護(hù)設(shè)計(jì) 1198931.1.1明洞襯砌設(shè)計(jì) 142831.1.2洞身襯砌設(shè)計(jì) 189661.2初期支護(hù)施工工藝 3136311.1.1噴射混凝土 3209191.1.2錨桿施工 5142231.1.3鋼筋網(wǎng) 7302651.1.4鋼架施 7173711.2二次襯砌（含仰拱）施工工藝 8285561.2.1工藝流程 8231391.2.2襯砌臺(tái)車(chē) 933421.2.3拱墻襯砌施工 1093871.2.4仰拱及仰拱填充 111.1支護(hù)設(shè)計(jì)1.1.1明洞襯砌設(shè)計(jì)隧道洞口均按明洞施工，采用明挖法施工，整體模筑襯砌結(jié)構(gòu)，明洞段臨時(shí)邊仰坡采用噴錨防護(hù)，噴錨防護(hù)采用噴射混凝土+錨桿+鋼筋網(wǎng)的符合防護(hù)形式，相關(guān)襯砌結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表：表1.1明洞襯砌結(jié)構(gòu)參數(shù)表明洞及邊仰坡Φ6鋼筋網(wǎng)（cm）C25噴射混凝土（cm）Φ22砂漿錨桿C25混凝土二次襯砌（cm）雙耳墻式25X25283m@1.5X1.5m601.1.2洞身襯砌設(shè)計(jì)根據(jù)《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10003-2016），本設(shè)計(jì)為高速鐵路雙線隧道，按新奧法原理設(shè)計(jì)，采用復(fù)合式襯砌，復(fù)合式襯砌是由初期支護(hù)和二次襯砌及中間防水層組合而成的襯砌形式復(fù)合式襯砌應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）初期支護(hù)宜采用錨噴支護(hù)，即由噴射混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)和鋼架等支護(hù)形式單獨(dú)或組合使用。（2）二次襯砌宜采用模筑混凝土或模筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，襯砌截面宜采用等厚襯砌斷面。襯砌設(shè)計(jì)支護(hù)通過(guò)工程類(lèi)比和相應(yīng)技術(shù)規(guī)范綜合確定，主要內(nèi)容為：①初期支護(hù)：Ⅲ級(jí)圍巖由系統(tǒng)錨桿、鋼筋網(wǎng)及噴射混凝土組成。Ⅳ～Ⅴ級(jí)圍巖由工字鋼（格柵）拱架、系統(tǒng)錨桿、鋼筋網(wǎng)及噴射混凝土組成，并輔以不同形式的超前支護(hù)；②超前支護(hù)：本路段隧道設(shè)計(jì)采用超前支護(hù)為超前大管棚和超前小導(dǎo)管，隧道進(jìn)口、出口拱部各設(shè)一環(huán)20米長(zhǎng)φ108管棚超前支護(hù)。Ⅴ級(jí)圍巖設(shè)一環(huán)10米長(zhǎng)φ89管棚；Ⅳ級(jí)圍巖使用單根4米長(zhǎng)φ42小導(dǎo)管，主要防止隧道塌方③二次襯砌：一般采用模筑噴射混凝土。施加襯砌時(shí)間由圍巖情況和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)確定設(shè)計(jì)時(shí)結(jié)合隧道的地質(zhì)、地形及所處位置選擇合理的襯砌類(lèi)型，主要襯砌類(lèi)型的支護(hù)參數(shù)如下表：表1.2復(fù)合型襯砌支護(hù)參數(shù)表圍巖級(jí)別Ⅲ級(jí)Ⅳ級(jí)Ⅴ級(jí)襯砌類(lèi)型Ⅲh型Ⅳa1型Ⅳa2型Ⅳb型Ⅳc型Ⅴa型Ⅴb型Ⅴc型Ⅴd型拱部、局部預(yù)留變形量（cm）5～88～1012～15初期支護(hù)C25噴混凝土規(guī)格拱部、邊墻混凝土仰拱無(wú)混凝土設(shè)置部位及設(shè)置厚度拱墻：12cm拱墻：25cm拱墻：25cm拱墻：25cm拱墻：25cm拱墻：28cm仰拱：28cm拱墻：28cm仰拱：28cm拱墻：28cm仰拱：28cm拱墻：28cm仰拱：28cm隨底墊層無(wú)10cm———鋼筋網(wǎng)鋼筋規(guī)格（HPB300）Φ6Φ6Φ6Φ6Φ6Φ8Φ8Φ8Φ8設(shè)置部位拱墻拱墻拱墻拱墻拱墻拱墻拱墻拱墻拱墻網(wǎng)格間距（cm）25x2520x2020x2020x2020x2020x2020x2020x2020x20錨桿規(guī)格拱部Φ22組合中空Φ22組合中空Φ22組合中空Φ22組合中空Φ22組合中空Φ22組合中空Φ22組合中空φ22組合中空Φ22組合中空邊墻Φ22砂漿Φ22砂漿Φ22砂漿Φ22砂漿Φ22砂漿Φ22砂漿Φ22砂漿Φ22砂漿Φ22砂漿仰拱————————————————Φ22砂漿設(shè)置部位拱墻拱墻拱墻拱墻拱墻拱墻拱墻拱墻拱墻長(zhǎng)度（m）3.03.53.53.53.51.01.01.01.0間距（m）環(huán)向1.21.21.21.21.21.21.21.21.2縱向1.01.01.01.01.01.01.01.01.0鋼架類(lèi)型無(wú)格柵格柵型鋼型鋼型鋼型鋼型鋼型鋼型號(hào)無(wú)格柵格柵工18工18工20b工20b工20b工20b設(shè)置部位無(wú)拱墻拱墻拱墻全環(huán)全環(huán)全環(huán)全環(huán)全環(huán)間距（m）無(wú)1.5～1.21.5～1.21.2～0.81.2～0.81.0～0.80.8～0.60.8～0.60.8～0.6二次襯砌拱墻（cm）404545454550505050仰拱或底板（cm）5055555555606060601.2初期支護(hù)施工工藝一般圍巖支護(hù)順序?yàn)椋憾瓷黹_(kāi)挖—初噴—錨桿—鋼筋網(wǎng)—噴射混凝土1.1.1噴射混凝土噴射混凝土使用C25混凝土濕噴，目的是為減少噴灑粉塵和混凝土掉落，提高初期支護(hù)的質(zhì)量，混凝土由就近拌和站拌制提供，運(yùn)輸車(chē)向洞內(nèi)送料，空壓機(jī)供風(fēng)。濕噴工藝流程見(jiàn)“濕噴混凝土施工工藝流程圖”。（1）原材料要求砂應(yīng)符合國(guó)家二級(jí)篩分標(biāo)準(zhǔn)，選用顆粒飽和堅(jiān)硬的中、粗砂，細(xì)度模數(shù)控制在2.6左右，含水率控制5～7%；碎石選用堅(jiān)硬耐久、最大粒徑不大于15mm的碎石；水泥用42.5R普通硅酸鹽水泥；根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定是否添加外加劑。對(duì)速凝劑等外加劑。在使用前要進(jìn)行與水泥的相容性試驗(yàn)及水泥凈漿凝結(jié)效果試驗(yàn)，確保噴射混凝土凝結(jié)時(shí)間控制在規(guī)范要求范圍內(nèi)。圖1.1混凝土濕噴工藝流程圖（2）噴射混凝土施工在正式進(jìn)行噴射混凝土施工前進(jìn)行工藝性試驗(yàn)，一切正常后進(jìn)行混凝土的噴射工作。安裝調(diào)試濕噴機(jī)械手，為避免超粒徑骨料進(jìn)入噴射機(jī)，應(yīng)在料斗上安裝振動(dòng)篩；噴射前清除基面松動(dòng)巖塊，對(duì)個(gè)別欠挖部分進(jìn)行鑿除、對(duì)個(gè)別超挖部分噴射混凝土補(bǔ)平?；炷羾娚渌惋L(fēng)前先打開(kāi)計(jì)量泵，以免高壓混凝土拌合物堵塞速凝劑環(huán)噴射孔；風(fēng)壓控制在0.45～0.7MPa之。噴射壓力根據(jù)噴射儀表反饋的信息及時(shí)調(diào)整風(fēng)壓和計(jì)量泵，控制好速凝劑摻量。噴射混凝土在該開(kāi)挖流程分二次，即初噴和復(fù)噴。初噴在隧道開(kāi)挖出碴后進(jìn)行，噴射設(shè)計(jì)厚度為4～5cm，噴射完成后應(yīng)及時(shí)封閉圍巖。復(fù)噴是在初噴后，完成立架工序作業(yè)后進(jìn)行。噴射混凝土順序?yàn)橄认潞笊线M(jìn)行，施噴時(shí)噴頭與受?chē)娒婊敬怪保３?.6～1.8m距離。鋼架與巖面之間的間隙用噴射混凝土充填密實(shí)，噴射，先噴鋼架與圍巖之間空隙，后噴鋼架之間，鋼架應(yīng)被噴射混凝土覆蓋，保護(hù)層不得小于4cm。噴前先找平受?chē)娒娴陌继?，再將噴頭呈螺旋形緩慢均勻移動(dòng)，每圈壓前面半圈，繞圈直徑約30cm，力求噴出的混凝土層面平順光滑。一次噴射厚度控制在6cm以下，每段長(zhǎng)度不超過(guò)6m，噴射回彈物不得重新用作噴射混凝土材料。新噴射的混凝土按規(guī)定灑水養(yǎng)生。設(shè)計(jì)邊墻部分回彈率控制在15%以內(nèi)，拱部回彈率控制在20%以下。在施工過(guò)程中應(yīng)逐漸掌握風(fēng)壓、噴射距離、送料速度三者之間的最佳參數(shù)值，使噴射的混凝土密實(shí)、穩(wěn)定、回彈最小。以上參數(shù)先通過(guò)工藝性試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行確定，再根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。（3）噴射混凝土厚度檢測(cè)噴射混凝土厚度檢測(cè)采用鑿巖機(jī)在初支面上鑿孔至圍巖面，用尺量厚度。每3～5m選取1個(gè)斷面對(duì)噴射混凝土厚度進(jìn)行檢查，每個(gè)斷面從拱頂起，每間隔2m布設(shè)一個(gè)檢查點(diǎn)。1.1.2錨桿施工（1）φ22組合中空錨桿隧道拱部系統(tǒng)錨桿采用φ22組合中空錨桿，錨桿設(shè)置鋼墊板。根據(jù)圍巖等級(jí)不同錨桿布置、長(zhǎng)度和數(shù)量設(shè)計(jì)也不同。組合中空注漿錨桿施工工藝流程見(jiàn)“組合式中空注漿錨桿施工工藝流程圖”。圖1.2組合式中空錨桿施工工藝流程圖組合中空錨桿施工鉆孔使用錨桿施工專(zhuān)用設(shè)備鉆孔，出孔位由設(shè)計(jì)確定，鉆孔保持直線并與所在部位巖層結(jié)構(gòu)面盡量垂直，鉆孔深度大于錨桿設(shè)計(jì)長(zhǎng)度10cm。鉆孔完成后，用高壓風(fēng)吹凈孔內(nèi)巖屑；將錨頭與錨桿端頭組合后送入孔內(nèi)，直達(dá)孔底；將止?jié){塞穿入錨桿末端與孔口取平并與桿體固緊；錨桿末端戴上墊板，然后擰緊螺母；采用錨桿專(zhuān)用注漿泵向組合中空錨桿內(nèi)壓注M20砂漿，注漿壓力為1.2MPa，水泥漿隨拌隨用。施工注意事項(xiàng)：桿體應(yīng)無(wú)彎曲、銹蝕，每根錨桿直徑要一致；抗拉強(qiáng)度滿足工程要求；錨桿施工應(yīng)在復(fù)噴混凝土后進(jìn)行，以保證錨桿墊板有較平整的基面，錨桿孔內(nèi)灌注漿液應(yīng)飽滿密實(shí)；（2）砂漿錨桿施工邊墻系統(tǒng)錨桿采用φ22全長(zhǎng)粘結(jié)型砂漿錨桿，臨時(shí)支護(hù)錨桿采用φ22砂漿錨桿，施工工藝流程見(jiàn)“砂漿錨桿施工工藝流程圖”。圖1.3砂漿錨桿施工工藝流程圖錨桿材質(zhì)采用φ22mm螺紋鋼筋，錨桿設(shè)置鋼墊板。施工前，錨桿統(tǒng)一由鋼筋加工場(chǎng)加工。錨桿鉆孔采用錨桿專(zhuān)用設(shè)備鉆孔，孔眼間距、深度和布置符合設(shè)計(jì)參數(shù)的要求，鉆孔方向垂直于巖層層面。砂漿錨桿由人工配合機(jī)械安裝，采用砂漿錨桿專(zhuān)用注漿泵往孔內(nèi)壓注M20砂漿，注漿開(kāi)始或中途超過(guò)30min時(shí)應(yīng)用水潤(rùn)滑注漿管路。注漿孔口壓力不大于0.4MPa。注漿時(shí)注漿管要插至距孔底5～10cm處，隨水泥漿的注入緩緩勻速拔出，注漿飽滿后隨即迅速將桿體插入，錨桿桿體插入孔內(nèi)的長(zhǎng)度不短于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度的95%。錨桿施作完畢砂漿強(qiáng)度達(dá)到10MPa后，安設(shè)錨桿墊板，上緊螺母。1.1.3鋼筋網(wǎng)鋼筋須經(jīng)試驗(yàn)合格，使用前進(jìn)行除銹，在鋼筋加工場(chǎng)分片制作，鋼筋網(wǎng)格大小根據(jù)設(shè)計(jì)不同圍巖情況施做。安裝時(shí)搭接長(zhǎng)度1～2個(gè)網(wǎng)格。鋼筋網(wǎng)由人工鋪設(shè)，貼近巖面鋪設(shè)并與鋼架焊接牢固。鋼筋網(wǎng)焊接在鋼架靠近巖面一側(cè)，確保整體結(jié)構(gòu)受力。噴混凝土?xí)r，減小噴頭至受?chē)娒婢嚯x，以減少鋼筋網(wǎng)振動(dòng)，降低回彈。鋼筋網(wǎng)噴混凝土內(nèi)保護(hù)層厚度不小于4cm。鋼筋網(wǎng)施工工藝流程見(jiàn)“鋼筋網(wǎng)施工工藝流程圖”。圖1.4鋼筋網(wǎng)施工工藝流程圖1.1.4鋼架施隧道工程Ⅴ、Ⅳ（Ⅳb以上）級(jí)圍巖工字鋼鋼架，Ⅳ（Ⅳa）級(jí)圍巖。鋼架材料應(yīng)在鋼構(gòu)件場(chǎng)地按設(shè)計(jì)加工成型，試拼裝合格后運(yùn)至洞內(nèi)，在洞內(nèi)用螺栓連接成整體。鋼架施工工藝流程見(jiàn)“鋼架施工工藝流程圖”圖1.5鋼架施工工藝流程圖（1）鋼架洞外加工制作型鋼鋼架采用冷彎成型；格柵鋼架采用胎模焊接。鋼架加工焊接不得有假焊，焊縫表面不得有裂紋、焊瘤等缺陷。每榀鋼架加工完成后放在試拼平臺(tái)上進(jìn)行試拼，周邊拼裝允許誤差為±3cm，平面翹曲小于2cm。鋼架在初噴后及時(shí)架設(shè)。（2）鋼架安裝安裝前清除基底。鋼架安裝間距偏差±10cm，橫向位置和高程偏差±5cm，垂直度誤差為±2°。鋼架在掌子面拼裝，各節(jié)鋼架間以螺栓連接，連接板密貼。沿鋼架外緣每隔2m用混凝土預(yù)制塊楔緊。鋼架底腳置于牢固的基礎(chǔ)上。鋼架盡量密貼圍巖并與錨桿焊接牢固，鋼架之間按設(shè)計(jì)采用φ22縱向連接筋連接。臺(tái)階法施工時(shí)，鋼拱架拱腳打設(shè)鎖腳錨管。下半部開(kāi)挖后鋼架及時(shí)落底接長(zhǎng)，封閉成環(huán)。鋼架與噴混凝土形成一體，鋼架與圍巖間的間隙用噴混凝土充填密實(shí)；鋼架全部由噴射混凝土覆蓋，保護(hù)層厚度滿足設(shè)計(jì)要求。1.2二次襯砌（含仰拱）施工工藝1.2.1工藝流程二次襯砌工藝流程見(jiàn)“二次襯砌施工工藝流程圖”。圖1.6二次襯砌施工工藝流程圖1.2.2襯砌臺(tái)車(chē)隧道主洞二次襯砌全部采用整體式液壓襯砌臺(tái)車(chē)施工，臺(tái)車(chē)長(zhǎng)12.1m，擋頭模用定制鋼模。臺(tái)車(chē)前后端頭面板頂面設(shè)置等邊三角形角鐵，角鐵側(cè)面覆蓋橡膠，保證兩環(huán)襯砌施工縫成“V”型（見(jiàn)下圖）。在臺(tái)車(chē)上安裝附著式振搗器，按臺(tái)車(chē)檢算結(jié)果進(jìn)行配置，結(jié)合入料窗口位置輔助插入式振搗器，確?；炷琳駬v效果滿足設(shè)計(jì)要求。每個(gè)隧道作業(yè)面至少配備1臺(tái)全斷面液壓襯砌臺(tái)車(chē)。在臺(tái)車(chē)就位前將表面混凝土將清除后，用抹布將脫模劑均勻涂抹于模板表面，脫模劑不宜涂刷過(guò)多，以免在臺(tái)車(chē)就位后滴落污染襯砌鋼筋。圖1.7襯砌臺(tái)車(chē)倒角示意圖1.2.3拱墻襯砌施工隧道拱墻二次襯砌全采用整體式液壓襯砌臺(tái)車(chē)施工，用二襯臺(tái)車(chē)端頭定型鋼模板施工工藝?；炷劣砂韬驼炯泄?yīng)，運(yùn)輸車(chē)運(yùn)送，混凝土輸送泵泵送入模。模筑襯砌一次施工長(zhǎng)度9m～12m，采用輸送泵作業(yè)，由下向上，對(duì)稱(chēng)分層，先墻后拱灌筑，入模傾落自由高度不超過(guò)2.0m。（1）鋼筋制安鋼筋在洞外加工，彎制成型，利用鋼筋綁扎臺(tái)車(chē)進(jìn)行洞內(nèi)安裝。洞內(nèi)襯砌鋼筋采用擠壓套筒連接，不得焊接，防止損壞防水板或引起火災(zāi)。鋼筋施工時(shí)進(jìn)行綜合接地等預(yù)埋件的安裝。（2）混凝土澆筑混凝土澆筑采用逐層分窗澆筑法施工。混凝土的入模采用HBT60輸送泵。自模板窗口從下至上逐層分窗灌注混凝土，至混凝土快要平齊下層工作窗口時(shí)，關(guān)閉下層滑槽關(guān)口及工作窗，然后從第二排工作窗口進(jìn)行灌注混凝土，依次類(lèi)推，最后于拱頂輸料管處關(guān)閉閥門(mén)封頂用插入式振搗棒振搗，混凝土分層灌注時(shí)，其層厚不超過(guò)振動(dòng)棒長(zhǎng)的1.25倍，并插入下層不小于5cm，振搗時(shí)間為10～30s。（3）拆模養(yǎng)護(hù)襯砌在初期支護(hù)變形穩(wěn)定前施工的，拆模時(shí)混凝土強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)的100%；在初期支護(hù)變形穩(wěn)定后施工的，拆模時(shí)的混凝土強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到8MPa。利用全液壓襯砌臺(tái)車(chē)液壓系統(tǒng)進(jìn)行脫模，拆模后要防止襯砌表面受到碰撞，及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，溫度較低時(shí)不得采用直接噴淋灑水養(yǎng)護(hù)1.2.4仰拱及仰拱填充仰拱鋼筋安裝采用仰拱鋼筋預(yù)彎及安裝定位工藝，混凝土澆筑采用仰拱端頭定型鋼模板及仰拱整體式移動(dòng)模架澆筑施工工法。仰