隧道工程立架及初支方法
现场人员及机具配置:1、立架人员X名,带班1名(人员数量根据现场情况投入);
2、湿喷机1台、注浆机1台、锚杆机1台、风镐(电钻)2台、切割机1台、电焊机4台、锚杆机1台(Φ42、Φ50、Φ60)。
施工工艺流程:隧道工程立架及初支流程图
一、立架施工:
(1)、钢架施工
隧道钢架支护分为型钢钢架和格栅钢架两种。型钢钢架弯制结合隧道开挖方法采用型钢弯制机按照隧道断面曲率分节进行弯制,弯制完成后,先在钢拱架试拼台上进行试拼。格栅钢架在现场设计的工装台上加工,根据不同断面的钢架主筋轮廓放样成钢筋弯曲模型。钢架的焊接在胎模内焊接,控制变形。按设计加工好各单元格栅钢架后,组织试拼,检查钢架尺寸及轮廓是否合格。
钢拱架整体冷弯成型
钢拱切分成段
钢拱架分段成品
拱架连接板
连接板焊接效果
钢架安装在掌子面开挖初喷完成后立即进行。根据测设的位置,各节钢架在掌子面以螺栓连接,连接板密贴。为保证各节钢架在全环封闭之前置于稳固的地基上,安装前清除各节钢架底脚下的虚碴及杂物。
拱架安装效果
(2)钢筋网片
钢筋网片采用Ⅰ级φ6.5钢筋焊制,在钢筋加工场内集中加工。按图纸标定的位置挂设加工好的钢筋网片,钢筋网片随初喷面的起伏铺设,绑扎固定于先期施工的系统锚杆之上,再把钢筋片焊接成网,网片搭接长度为1~2个网格。
钢筋网安装效果
()超前小导管
超前小导管和钢架联合支护时,宜从钢架腹部穿过。沿隧道开挖线向外10°~15°外插角安装,导管环向几间距宜为-mm。注浆前对开挖面及周边喷射混凝土封闭,以防注浆时孔口跑浆。
超前小导管布设及注浆
(4)仰拱与铺底
隧道设有仰拱时,及时安排施工,使支护结构早闭合。仰拱、铺底及时施作,与开挖面的距离宜为0米。仰拱砼整体浇注一次成型。仰拱施工时,可搭栈桥保证洞内临时交通通畅。仰拱、铺底施工前必须清除隧底虚碴、淤泥和杂物,超挖部分采用同级混凝土回填。
仰拱施工
底板施工
二、初期支护与辅助工程措施
(1)喷射混凝土
隧道工程初期支护喷射混凝土采用湿喷工艺,湿喷机设备采用全自动喷浆机械手,其具有操作轻巧方便、喷浆速度快、回弹料少、施工环境较好、安全系数较高等优点。喷射混凝土作业采用分段、分片、分层依次进行,喷射顺序自下而上,分段长度不宜大于6米。喷射时先将低洼处大致喷平,再自下而上分层、往复喷射至厚度控制标志。
喷射混凝土作业时喷嘴垂直岩面。喷嘴与受喷面间距宜为0.6~1.2米。喷射混凝土终凝2小时后,喷水养护,养护时间不小于7天。
湿喷机湿喷
隧道喷浆效果
(2)锚杆施工
隧道锚杆采用风动凿岩机成孔,拱顶可采用YSP-45向上式高频钻机。锚杆钻孔利用支护台架施钻,按照设计间距布孔;钻孔方向尽可能垂直结构面或初喷砼表面;锚杆孔比杆径大15㎜,深度误差不得大于±50mm。
YSP-45向上式高频钻机钻孔
砂浆锚杆作业程序是:先注浆,后安锚杆。采用单管注浆工艺,灌浆管插至距孔底50-mm处,开始注浆后反复将注浆管向孔底送,使砂浆将孔内多余的水挤压出孔外,之后随水泥砂浆的注入缓慢匀速拔出,灌浆压力不宜大于0.4MPa。所有锚杆都必须安装垫板,垫板与喷射混凝土面紧贴。
锚杆安装
锚杆工艺:
1、施工准备1)、使施工现场达到三通,即电源、水源、道路通。
2)、准备好锚管、钻孔、注浆及配套设备。
2、锚管制作锚管采用直径50mm或60mm,壁厚.5㎜,单根长5m钢管,杆身必须调直无缺损并除去杆上油污、铁锈、杂质。杆体直径要均匀、一致。进场材料必须按规定进行抽样检测,合格后方能使用。
、钻机就位在启动凿岩机前,首先应当检查压气管路、冲洗水管路是否接通、接牢,检查润滑系统是否有足够润滑油。凿岩系统应保持润滑良好,每班应定次定量添注;在开关风时要认真清理被开关风管头,以免风管头摆动伤人。同时各风管节头的连接以及各风管在不用时要保证绑扎好。
钻眼人员到达中台阶工作面时,应首先检查工作面是否处于安全状态,如支护有无表观变形、裂纹;钻眼时,风钻支架应放在妥当位置,以免支架弹出伤人。
4、钻孔角度定位在钢架架设完成后,采用设计原有C22纵向连接钢筋进行锚管角度定位,从钢架外侧拱脚连接板上41cm处设C22纵向连接钢筋一根,靠近围岩钢架内侧拱脚连接板上5cm处设C22纵向连接钢筋一根,控制锁脚锚管最小角度不小于15°,钻孔过程中控制好钻杆与定位钢筋之间的间距,避免后期锚管入孔时定位钢筋影响及不得过于靠近钢架,防止钻孔过程中钻杆影响钢架。
5、钻孔根据所规定的孔位、孔径、长度与倾斜钻孔,钻机采用YT28气腿式风枪,钻头采用Φ66mm梅花形合金钢钻头。开孔时,应调节凿岩机的控制手柄阀,使凿钻轻冲击运转,调整气腿调压阀,使气腿推力处于弱推力状态。当形成孔窝后,可逐渐使凿岩机处于中运转状态,然后再逐渐增大气腿的轴推力,当炮孔凿入mm左右,可使凿岩机处于全运转和注水及吹洗的工作状态,气腿的轴推力调整到最优推力。对钻机先供风供水,开始钻进,钻进应以多回转、少冲击的原则进行,以免钻渣堵塞水孔。清孔完毕时,及时插入锚管。
6、清孔成孔后用ф18钢管直至孔底通入高压风清孔,将孔内壁及根部残留废土清除干净。切忌人员正对孔口,以免孔内杂物伤害人员。
7、孔位检查钻孔后,孔内石粉必须用高压水或高压风冲洗干净。杆孔深度大于锚管设计长度10cm,锚管插入孔内的长度不得短于设计长度的95%。孔深检查采用卷尺量测,孔径采用比锚管直径大10mm的PVC管检测。待自检合格后,填写检查记录表格,报现场监理工程师检查合格后,方能插入锚管。
8、插入锚管采用人工插入配合钻机插入锚管;当插入比较困难时,将锚管退出后采用风钻洗孔清空后重新插入,或用风钻直接送入。锚管插入完成后,孔口焊接好注浆阀,准备注浆。
9、注浆作业1)、注浆材料采用水泥净浆,水泥选用42.5的普通硅酸盐水泥,质量应满足《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥的各项指标》(GB)标准;拌合水应符合《铁路混凝土及砌体工程施工规范》(TB)的各项规定。
2)、注浆采用单液浆,采用纯水泥浆液,水灰比为1:1~0.8:1。
)、水泥浆拌制采用浆液搅拌机,随拌随用,拌合时间不少于分钟,注浆过程中注意防止容器内浆液产生沉淀。选用注浆泵,注浆时缓慢匀速注入,以减少浆液中气泡的产生以及冲孔现象。当均匀浆液从孔口流出时,持续10余秒,可以结束注浆。
4)、注浆参数注浆压力选择,采用一次孔底返浆法注浆,注浆压力要控制在0.5Mpa~1.0Mpa之间。
10、连接处理钢管插入时,注意尾部应与钢架面平齐。由于锚管与钢架接触面过小,焊接有效面积小的原因,采用Φ22螺纹钢筋加工成“L”型,并与钢架、锚管有效焊接。
()锁脚锚管
锁脚锚管工艺锁脚锚管的作用原理是通过钻孔、注浆将锚管压入岩层中,借助注浆泵的压力使浆液渗入、扩散到岩层孔隙或裂隙中,以改善岩体物理力学性能,外露端与钢架紧密相连后能有效的限制岩层及初期支护松弛变形。
工艺试验结束后,监控量测数据显示,围岩变化极小,所选用参数能满足设计及规范要求,具体参数如下:
1)、锚管钻设高度不大于50cm,角度控制在15°~0°为宜。
2)、注浆压力,控制在0.5~1MPa,注浆采用孔底返浆法施工,注浆用的水泥采用普通硅酸盐水泥,水泥强度等级为PO42.5,受潮结块者不得使用。水泥的各项指标符合国家标准,并附有水泥出厂报告。
)、注浆前应将孔眼吹净,使浆液与孔壁黏结良好。注浆饱满与否是保证锚管质量的关键,注浆采用孔底返桨法施工,从孔底向孔外,当孔口有浆液溢出时,即表示孔内浆液饱满。
4)、锚管安装位置居中,使浆液均匀包裹杆体四周,在孔口可用注浆阀封固,既可固定锚管位置,也可防止大量浆液外溢。
5)、锁脚锚管与型钢钢架或格栅钢架有效焊接,可以增加整体性能和承载能力。
6)、锁脚锚管与钢架的连接采用Φ22"L型"卡筋辅助焊接连接进行锁定,焊接采用满焊,不得假焊、漏焊。L型卡筋与钢拱架、锁脚锚管的焊接连接应牢固、可靠。
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