论文部分内容阅读
【摘要】在地铁隧道施工过程中，初期支护是最重要的安全稳定措施。本文结合具体工程案例详细阐述了地铁隧道初期支护施工的质量控制。
【关键词】地铁隧道；初期支护；质量；超前小导管；锚杆
一、工程概况
某城市地铁隧道采用矿山法（CRD）法施工的区间隧道长208.745m，共设6个断面，采用马蹄形形式，复合式衬砌结构，隧道断面宽度为9.0～12.8m，顶板深约7.34～8.21m。
本工程采用的施工方法为自上而下，首先对左侧上部土方进行开挖和初期支护，然后对左侧下部土方进行开挖和初期支护。最后采用同样自下而上的方法对右侧土方进行开挖和初期支护。本文工程初期支护采用的方法主要有超前小导管、喷混凝土、钢格栅、锚杆及初支背后注浆。
二、地铁隧道初期支护施工质量控制
（一）超前小导管支护
1、制作
本工程超前小导管采用的是热轧无缝钢管，布置的间距根据设计的要求及实际的情况进行，如果某一
地段加固的范围较长，那么前后排搭接一般控制在1.0～1.5m。在小导管的前部要钻设注浆孔，本工程的孔径控制在6～8mm，孔间距为10～20cm，呈梅花形布置。
2、打孔布管
打孔时采用的机械为风钻，用钻头将小导管顶入到钻孔内。小导管的布置顺序为从拱顶向左右的方向，布置时要采用隔孔布置的方式。要严格控制小导管的外露长度，本工程控制在30～50cm。需要注意的是，小导管的尾部最好是放置在钢架的腹部，这样能够起到很好的共同支护的作用。
3、注浆
本工程注浆的浆液采用的是用水泥—水玻璃双液浆，需要主要的是，在注浆前要将止浆塞安装到孔眼中，这样可以有效防止注浆时浆液的溢出。注浆的顺序采用拱脚向拱顶的顺序，拱脚的注浆终压高于拱腰至拱顶，通过现场试验确定拱脚终压值。
（二）初期支护
初期支护主要有喷射 4cm 混凝土、钢格栅、锚杆、喷射混凝土五个步骤。
1、喷射混凝土
开挖完成后，先喷射 4cm 素混凝土。为保证混凝土强度，减少喷混凝土的回弹，采用湿喷工艺。
2、钢格栅的施工
（1）制作
钢格栅的主筋、箍筋是在加工场地内下料的，并且冷弯成形的工作也是在加工场地内完成，而拼接工作则是在加工房内自行设计的工作台上进行的，该工作台的制作用料为钢板和焊钉。
（2）安装
掌子面上的每一节钢架都是由螺栓进行连接的，要求上下端的螺栓孔要保持对齐，这样能够保证板面的密贴性。安装前清除各节钢架底脚的杂物等，当拱脚（或墙角） 超挖，不能用土回填，采用钢垫板调整。立起来后，在钢架每侧尽快打设 2根锁脚锚杆，将其锁定；底部或临时仰拱开挖完后，及时进行底部初期支护或临时仰拱，尽快将钢架封闭成环。
3、锚杆的施工
钻进前先在工作面上初喷一层混凝土，以保证垫板有较平整基面，然后根据隧道设计断面将锚杆位置用红油漆标在初喷砼上。
锚杆采用全长粘结型锚杆，拱部采用准25*7 中空锚杆，边墙采用全螺纹 Φ22 砂浆锚杆。各种锚杆必须设置钢托（垫）板，砂浆锚杆垫板尺寸不小于 150mm*150mm*6mm，锚杆应保证注浆的饱满度。喷锚所用的各种锚杆在施工前必须进行力学性能试验，试验成果经监理工程师批准才能指导施工。
（1）钻孔
锚杆呈梅花形布置。采用风动凿岩机沿开挖轮廓线钻孔，钻孔前先标定钻孔位置，钻孔孔径应符合设计要求，孔深大于锚杆长度 10cm，锚杆孔距允许偏差为±15cm。用高压风吹净孔内的杂物。确保钻孔圆而直，以及孔口岩石平整，同时使岩面与钻孔方向保持垂直。
（2）配拌、压注砂浆
砂宜采用中粗砂，最大粒径控制在2.5mm，使用前需要进行过筛和清洗，水泥选用普通硅酸盐水泥；速凝剂选用合格的速凝剂，所用材料均应按规范要求进行取样试验。
（3）安装锚杆
完成注浆后，迅速插入锚杆，为了杆使之深入孔底，需要对其进行轻轻锤击。
与设计长度相比，锚杆杆体插入孔内的长度不得少于 95%。
（4）注浆
在注浆过程中，如果中途停止超过 30min，在这种情况下，需要对注浆罐及管路用水进行润滑处理。注浆孔口的压力要超过 0.4MPa；杆体到位后，借助木楔、小石子等将其卡在孔口，进而在一定程度上防止杆体滑出。锚杆安设后，不得对其进行随意敲击。
4、湿喷混凝土
采用湿喷法施工，分初喷、复喷和终喷（保护层）三阶段进行，喷射机选用湿喷机，每个洞口 2台湿喷机，所用材料经监理检验认可后方可使用。
在进行喷射前，需要对岩面进行修整，按照施工要求，在搅拌机中拌合混凝土混合料，同时利用自卸汽车将混凝土運至洞内，送入喷射机中。在喷射混凝土时，按照分段、分片、分层的方式进行喷射。进行施喷时，喷头需要垂直于受喷面，两者之间保持 0.8～1.0m 的距离。
5、初支背后注浆
（1）背后注浆管的布置方式也是梅花形，在初期支护完成后，并闭合成一定长度时才可进行初支背后注浆，采用的浆液为水泥浆液，要注意注浆的压力控制要适当。
（2）回填注浆采用砂浆泵，回填注浆压力不宜过高，只要能克服管道阻力和初期支护间空隙阻力即可，压力过高易引起初期支护变形。
（3）注浆顺序： 注浆应由高处向低处，由无水处向有水处依次压注，以利于充填密实，避免浆液被水稀释离析。
（4）注浆结束标准： 当注浆压力稳定上升，达到设计压力并持续稳定10min，
（三）支护质量控制要点
1、锚杆、锚管质量控制
锚杆、锚管的安装质量必须严格按照设计的类型、长度和数量施作，插入长度不小于设计长度的 95%。锚管内采用水泥砂浆或锚固剂填充密实，锚杆及锚管端头与拱架连接需特殊处理，保证足够的焊接长度和连接质量。锚杆安装作业及时进行，必须加垫板，垫板应与岩面紧贴。
2、喷射砼质量控制
钢架与围岩间的间隙必须用喷砼充填密实，先喷射钢架与围岩间的空隙，后喷射钢架与钢架间的混凝土；喷射过程中当有脱落的岩石或混凝土被钢筋网架住时，应及时清除后再喷射；在围岩破碎地带进行喷砼时，应首先紧贴岩面铺挂钢筋网，采用钢筋环向压紧后再喷射，可以先喷射一层加大速凝剂掺量的水泥砂浆，并减少喷射机风压，待水泥砂浆成壳后，方可正式喷射。
结语
综上，结合现场实际情况，工作人员在施工过程中按规范施工，熟练的掌握地铁隧道初期支护技术，控制工程质量，不仅能够保证人员的安全、而且为后期隧道施工垫定了良好的基础。
参考文献
[1]胡维维.隧道初期支护施工技术探讨[J].科技与企业.2012，（05）.
【关键词】地铁隧道；初期支护；质量；超前小导管；锚杆
一、工程概况
某城市地铁隧道采用矿山法（CRD）法施工的区间隧道长208.745m，共设6个断面，采用马蹄形形式，复合式衬砌结构，隧道断面宽度为9.0～12.8m，顶板深约7.34～8.21m。
本工程采用的施工方法为自上而下，首先对左侧上部土方进行开挖和初期支护，然后对左侧下部土方进行开挖和初期支护。最后采用同样自下而上的方法对右侧土方进行开挖和初期支护。本文工程初期支护采用的方法主要有超前小导管、喷混凝土、钢格栅、锚杆及初支背后注浆。
二、地铁隧道初期支护施工质量控制
（一）超前小导管支护
1、制作
本工程超前小导管采用的是热轧无缝钢管，布置的间距根据设计的要求及实际的情况进行，如果某一
地段加固的范围较长，那么前后排搭接一般控制在1.0～1.5m。在小导管的前部要钻设注浆孔，本工程的孔径控制在6～8mm，孔间距为10～20cm，呈梅花形布置。
2、打孔布管
打孔时采用的机械为风钻，用钻头将小导管顶入到钻孔内。小导管的布置顺序为从拱顶向左右的方向，布置时要采用隔孔布置的方式。要严格控制小导管的外露长度，本工程控制在30～50cm。需要注意的是，小导管的尾部最好是放置在钢架的腹部，这样能够起到很好的共同支护的作用。
3、注浆
本工程注浆的浆液采用的是用水泥—水玻璃双液浆，需要主要的是，在注浆前要将止浆塞安装到孔眼中，这样可以有效防止注浆时浆液的溢出。注浆的顺序采用拱脚向拱顶的顺序，拱脚的注浆终压高于拱腰至拱顶，通过现场试验确定拱脚终压值。
（二）初期支护
初期支护主要有喷射 4cm 混凝土、钢格栅、锚杆、喷射混凝土五个步骤。
1、喷射混凝土
开挖完成后，先喷射 4cm 素混凝土。为保证混凝土强度，减少喷混凝土的回弹，采用湿喷工艺。
2、钢格栅的施工
（1）制作
钢格栅的主筋、箍筋是在加工场地内下料的，并且冷弯成形的工作也是在加工场地内完成，而拼接工作则是在加工房内自行设计的工作台上进行的，该工作台的制作用料为钢板和焊钉。
（2）安装
掌子面上的每一节钢架都是由螺栓进行连接的，要求上下端的螺栓孔要保持对齐，这样能够保证板面的密贴性。安装前清除各节钢架底脚的杂物等，当拱脚（或墙角） 超挖，不能用土回填，采用钢垫板调整。立起来后，在钢架每侧尽快打设 2根锁脚锚杆，将其锁定；底部或临时仰拱开挖完后，及时进行底部初期支护或临时仰拱，尽快将钢架封闭成环。
3、锚杆的施工
钻进前先在工作面上初喷一层混凝土，以保证垫板有较平整基面，然后根据隧道设计断面将锚杆位置用红油漆标在初喷砼上。
锚杆采用全长粘结型锚杆，拱部采用准25*7 中空锚杆，边墙采用全螺纹 Φ22 砂浆锚杆。各种锚杆必须设置钢托（垫）板，砂浆锚杆垫板尺寸不小于 150mm*150mm*6mm，锚杆应保证注浆的饱满度。喷锚所用的各种锚杆在施工前必须进行力学性能试验，试验成果经监理工程师批准才能指导施工。
（1）钻孔
锚杆呈梅花形布置。采用风动凿岩机沿开挖轮廓线钻孔，钻孔前先标定钻孔位置，钻孔孔径应符合设计要求，孔深大于锚杆长度 10cm，锚杆孔距允许偏差为±15cm。用高压风吹净孔内的杂物。确保钻孔圆而直，以及孔口岩石平整，同时使岩面与钻孔方向保持垂直。
（2）配拌、压注砂浆
砂宜采用中粗砂，最大粒径控制在2.5mm，使用前需要进行过筛和清洗，水泥选用普通硅酸盐水泥；速凝剂选用合格的速凝剂，所用材料均应按规范要求进行取样试验。
（3）安装锚杆
完成注浆后，迅速插入锚杆，为了杆使之深入孔底，需要对其进行轻轻锤击。
与设计长度相比，锚杆杆体插入孔内的长度不得少于 95%。
（4）注浆
在注浆过程中，如果中途停止超过 30min，在这种情况下，需要对注浆罐及管路用水进行润滑处理。注浆孔口的压力要超过 0.4MPa；杆体到位后，借助木楔、小石子等将其卡在孔口，进而在一定程度上防止杆体滑出。锚杆安设后，不得对其进行随意敲击。
4、湿喷混凝土
采用湿喷法施工，分初喷、复喷和终喷（保护层）三阶段进行，喷射机选用湿喷机，每个洞口 2台湿喷机，所用材料经监理检验认可后方可使用。
在进行喷射前，需要对岩面进行修整，按照施工要求，在搅拌机中拌合混凝土混合料，同时利用自卸汽车将混凝土運至洞内，送入喷射机中。在喷射混凝土时，按照分段、分片、分层的方式进行喷射。进行施喷时，喷头需要垂直于受喷面，两者之间保持 0.8～1.0m 的距离。
5、初支背后注浆
（1）背后注浆管的布置方式也是梅花形，在初期支护完成后，并闭合成一定长度时才可进行初支背后注浆，采用的浆液为水泥浆液，要注意注浆的压力控制要适当。
（2）回填注浆采用砂浆泵，回填注浆压力不宜过高，只要能克服管道阻力和初期支护间空隙阻力即可，压力过高易引起初期支护变形。
（3）注浆顺序： 注浆应由高处向低处，由无水处向有水处依次压注，以利于充填密实，避免浆液被水稀释离析。
（4）注浆结束标准： 当注浆压力稳定上升，达到设计压力并持续稳定10min，
（三）支护质量控制要点
1、锚杆、锚管质量控制
锚杆、锚管的安装质量必须严格按照设计的类型、长度和数量施作，插入长度不小于设计长度的 95%。锚管内采用水泥砂浆或锚固剂填充密实，锚杆及锚管端头与拱架连接需特殊处理，保证足够的焊接长度和连接质量。锚杆安装作业及时进行，必须加垫板，垫板应与岩面紧贴。
2、喷射砼质量控制
钢架与围岩间的间隙必须用喷砼充填密实，先喷射钢架与围岩间的空隙，后喷射钢架与钢架间的混凝土；喷射过程中当有脱落的岩石或混凝土被钢筋网架住时，应及时清除后再喷射；在围岩破碎地带进行喷砼时，应首先紧贴岩面铺挂钢筋网，采用钢筋环向压紧后再喷射，可以先喷射一层加大速凝剂掺量的水泥砂浆，并减少喷射机风压，待水泥砂浆成壳后，方可正式喷射。
结语
综上，结合现场实际情况，工作人员在施工过程中按规范施工，熟练的掌握地铁隧道初期支护技术，控制工程质量，不仅能够保证人员的安全、而且为后期隧道施工垫定了良好的基础。
参考文献
[1]胡维维.隧道初期支护施工技术探讨[J].科技与企业.2012，（05）.