论文部分内容阅读
摘要:喷锚支护技术是目前支护工程较多使用的一种支护形式,本文以实例为基础,对喷锚支护的施工技术进行详细分析,对施工方案、施工工艺以及技术措施进行了全面论述,对今后采用喷锚支护技术进行隧道施工具有很重要的借鉴意义。
关键词:喷锚支护;隧道工程;施工
1.喷锚支护作用原理
喷锚支护是锚杆、喷射混凝土以及钢筋网联合支护的简称。喷锚支护作为一种国内目前很先进的支护加固技术,在于大跨度等下工程和岩土质高边坡,尤其是在不良的地质条件下,取得了广泛的成功。喷锚支护的技术原理是在要加固的土层内部设定一定长度和特定分布密度的锚固体,使分布的锚固体能和土层内的土壤紧密结合达到能够共同起作用的强度,从而能够弥补土壤本身强度不足的弱点,同时增强了土体的稳定性。喷锚支护以主动制约技术为基础,通过锚杆与土体的结合增加土体强度和稳定性,锚杆作为是加固土体的骨架,负担外在和以及土体的自重,起到应力传递和扩散的作用。钢筋网喷射混凝土则用来起到外层支护作用,防止和约束支护面的应力变形。
2.工程概况
本文以山西省吕梁市内的车赶隧道为例,对喷锚支护施工技术进行细致研究分析。车赶隧道长11818米,进口里程DK14+626,出口里程DK26+444。车赶隧道是全线的重难点及控制性工程。隧道进口至DK15+207.05位于半径为800m的左偏曲线上,DK21+060.96至DK21+923.8位于半径为1200m的左偏曲线上,其余段落位于直线上,隧道进口至DK16+100位于6‰的下坡,DK16+100至隧道出口位于3‰的下坡。车赶隧道其中Ⅱ级围岩4355m,占隧道全长的36.85%;Ⅲ级围岩2530m,占隧道全长的21.41%;Ⅳ级围岩3275m,占隧道全长的27.71%;Ⅴ级围岩1658m,占隧道全长的14.03%。隧道地质特点为:工程地质复杂,不良地质种类多,主要有岩溶溶洞、断层及其影响带、膨胀性角砾膏溶岩、煤层瓦斯、人工坑洞、软弱富水围岩等。
车赶隧道内切断面各式各样,适合采用的支护措施和构建有大管棚,超前小导管注浆、砂浆锚杆、喷射混凝土、钢筋网以及格栅钢架和型钢钢架等。
隧道内支护用大管棚的钻孔采用管棚钻孔机,径向注浆、超前小导管、锚杆采用人工风枪。也可以采用钻孔台车钻孔方式,在隧道洞内锚杆,再将钢筋网片在隧道外加工完成以后运送至洞内安装,用高压泵对缝隙注浆。
格栅钢架需要在隧道外施工场地进行加工,型钢钢架既可以在隧道外自己加工制作也可以由专门的生产厂家代工。
喷射混凝土支护环节采用的机械设备采用TK961喷湿机和MEYCO Potenza喷射机,这两台机器负责进行湿喷作业。
3.施工方案、施工工艺及技术措施
施工时首先对隧道内各级围岩采用喷锚形式进行支护。在隧道开挖后喷锚工作要紧接着进行,事先在洞外将钢筋网先焊接成片,再运送至洞内进行铺设,将锚杆树立,然后将片状钢筋网用锚杆顶起焊接成一体,然后喷锚,初次喷锚厚度掌握在4-5cm之间。大面积喷射需要在锚杆、格栅和型钢钢架安装完成以后再进行,这时喷射需要多次分喷直至达到设计要求的厚度,对于喷层表面的一些凹凸不平的地方要喷射平整圆顺。
3.1砂浆锚杆施工技术
砂浆锚杆施工时锚杆杆体采用直径为22mm的螺纹钢,对锚杆要求为平直、无锈,并且在使用锚杆之前要信进行除油。砂浆采用中砂和R42.5水泥拌和而成,拌和之前要对砂砾进行筛选,直径大于2.5mm的砂砾要被筛除。砂浆中水泥和砂子配合比控制在1:1-1:0.5之间,施工时用的水胶比要控制在0.45-0.5之间。砂浆要拌和均匀细致,拌和完成以后立马使用,在砂浆初次凝固之前要使用完毕。
车赶隧道内采用锚杆台车钻孔,钻孔的深度、方向和布置要严格按照预先设计进行施工,孔深误差要求严格不得超过5cm,钻孔直径大于锚杆杆体直径15mm。台车钻孔完毕以后要吹干净孔里的积水、积粉和岩渣等杂质。
接下来进行灌浆和安装工程。灌浆时采用奥地利M400迈氏注浆泵灌浆。灌浆时应注意如果灌浆开始或者中途停止时间超过30分钟,那么就要用水或稀水泥浆冲洗注浆泵及其管道。
注浆完成后紧接着安装锚杆,此时应注意的问题是锚杆的插入长度不得小于设计长度的95%,其设计外露长度要能够满足设置托板和钢筋网的要求。锚杆在安装后不得随意敲击以免位置移动或损坏。
3.2格栅钢架施工
格栅钢架施工需要经过钢架加工、钢架架立、锁脚、连接、加锲五个步骤。
钢架加工时在隧道外场地长按照设计图纸的要求摆出1:1大样板,然后将整个钢架分为7块4单元,焊接完成后与法兰连接。使用前可将各个部分进行编号并提前拼凑,只要部件无侧弯、扭曲、错台和变形等质量缺陷就都可以投入使用。钢架的加工过程是五个步骤中最基础也是最重要的一步,只要钢架加工完全符合要求,那么接下来的四个步骤只要严格按照设计要求进行,那么格栅钢架施工将顺利完成。
3.3喷射混凝土施工
混凝土喷射机械在完成安装后,先进注浆管道注水、通风、清除杂物。于此同时要对即将进行混凝土喷射的岩面进行处理,可以采用高压风吹方式进行,目的在于清除岩面杂质和尘埃。喷射机工作时要保证能够连续上料,并且要严格按照施工设计要求进行配料,尤其重视水灰比和坍落度,保证原料的运输顺畅。喷射机的具体操作顺序为先打开液态速凝剂泵,再开风,最后开始送料,喷射指标主要有凝结效果、回弹量和喷射表面湿润光泽。
喷射混凝土时要分层分段分阶段进行,按照先下后上的顺序,先喷设格栅钢架与拱壁间隙再喷两钢架之间部分。分层喷射是指对喷面进行多层喷涂,每次喷射一定厚度的混凝土,具体的喷射厚度根据工程部分及预先设计厚度确定,多数情况下拱部每次喷射厚度为5cm-6cm,隧道边墙喷射厚度为7cm-10cm。在进行下一次喷射之前要确保上一次喷射的混凝土已经凝固。
3.4钢筋网施工
隧道钢筋网需求量大,面积也大,需要现在隧道外部加工成所需形状。加工时要注意钢筋类型和网格间距的要求,设计要求对这两个参数都有具体要求。隧道施工所需钢筋可在冷拉调直后直接使用,对钢筋的质量要求为不得有裂纹、油污以及颗粒或者片状锈蚀。不同赶紧网片连接时的重叠长度为1-2个网格,连接方式采用焊接法。隧道内砂层地段铺设钢筋网时先进铺挂,在钢筋网的周边环向压紧,然后再进行喷射混凝土。由于混凝土喷射的影响,钢筋网会出现表面起伏现象,这一起伏要求不得大于3cm。同时要把钢筋网和锚杆和其他固定的连接装置进行连接并确保牢固稳定。喷射机械进行喷射时要适当缩短喷头和受喷面的距离减少应力冲击,并调整喷射混凝土的角度,喷射厚度要大于5cm。在喷射机械进行作业时如果有隧道切面脱落的石块或者混凝土块被钢筋网卡住应及时进行清除。
结语:
喷锚支护技术有很多优点。在隧道开挖以后,喷锚支护及时,与隧道内各级围岩距可以紧密接触贴近,柔性很好,具有很好的物理力学特性。喷射混凝土使得混凝土能够进入各级围岩的裂纹中,起到封闭节理,加固结构面和隧道外层面的作用,从而将钢筋网、锚杆、岩土结成一体,大大提高了围岩的整体性和自承载荷能力。本文通过对山西省吕梁市内车赶隧道的喷锚支护进行实际设计研究,从不同的方面对喷锚支护技术进行了解并进一步深入以后,为以后相关工程的施工具有较好借鉴意义。
参考文献:
[1]覃树昌.基于工程实例对喷锚支护施工技术的探讨[J].中国新技术新产品.2010(12)
[2]王国炜,刘菊,孔祥利.隧道喷射混凝土施工技术与质量控制浅谈[J].山西建筑.2010(30)
[3]赵大伟,贾晓峰.锚网支护技术在小清河桥深基坑开挖中的应用[J].科技致富向导.2010(23)
[4]廖麦秋.预应力锚索-抗滑桩联合支护技术在高速公路路堤边坡加固工程中的应用[J].重庆建筑.2009(01)
关键词:喷锚支护;隧道工程;施工
1.喷锚支护作用原理
喷锚支护是锚杆、喷射混凝土以及钢筋网联合支护的简称。喷锚支护作为一种国内目前很先进的支护加固技术,在于大跨度等下工程和岩土质高边坡,尤其是在不良的地质条件下,取得了广泛的成功。喷锚支护的技术原理是在要加固的土层内部设定一定长度和特定分布密度的锚固体,使分布的锚固体能和土层内的土壤紧密结合达到能够共同起作用的强度,从而能够弥补土壤本身强度不足的弱点,同时增强了土体的稳定性。喷锚支护以主动制约技术为基础,通过锚杆与土体的结合增加土体强度和稳定性,锚杆作为是加固土体的骨架,负担外在和以及土体的自重,起到应力传递和扩散的作用。钢筋网喷射混凝土则用来起到外层支护作用,防止和约束支护面的应力变形。
2.工程概况
本文以山西省吕梁市内的车赶隧道为例,对喷锚支护施工技术进行细致研究分析。车赶隧道长11818米,进口里程DK14+626,出口里程DK26+444。车赶隧道是全线的重难点及控制性工程。隧道进口至DK15+207.05位于半径为800m的左偏曲线上,DK21+060.96至DK21+923.8位于半径为1200m的左偏曲线上,其余段落位于直线上,隧道进口至DK16+100位于6‰的下坡,DK16+100至隧道出口位于3‰的下坡。车赶隧道其中Ⅱ级围岩4355m,占隧道全长的36.85%;Ⅲ级围岩2530m,占隧道全长的21.41%;Ⅳ级围岩3275m,占隧道全长的27.71%;Ⅴ级围岩1658m,占隧道全长的14.03%。隧道地质特点为:工程地质复杂,不良地质种类多,主要有岩溶溶洞、断层及其影响带、膨胀性角砾膏溶岩、煤层瓦斯、人工坑洞、软弱富水围岩等。
车赶隧道内切断面各式各样,适合采用的支护措施和构建有大管棚,超前小导管注浆、砂浆锚杆、喷射混凝土、钢筋网以及格栅钢架和型钢钢架等。
隧道内支护用大管棚的钻孔采用管棚钻孔机,径向注浆、超前小导管、锚杆采用人工风枪。也可以采用钻孔台车钻孔方式,在隧道洞内锚杆,再将钢筋网片在隧道外加工完成以后运送至洞内安装,用高压泵对缝隙注浆。
格栅钢架需要在隧道外施工场地进行加工,型钢钢架既可以在隧道外自己加工制作也可以由专门的生产厂家代工。
喷射混凝土支护环节采用的机械设备采用TK961喷湿机和MEYCO Potenza喷射机,这两台机器负责进行湿喷作业。
3.施工方案、施工工艺及技术措施
施工时首先对隧道内各级围岩采用喷锚形式进行支护。在隧道开挖后喷锚工作要紧接着进行,事先在洞外将钢筋网先焊接成片,再运送至洞内进行铺设,将锚杆树立,然后将片状钢筋网用锚杆顶起焊接成一体,然后喷锚,初次喷锚厚度掌握在4-5cm之间。大面积喷射需要在锚杆、格栅和型钢钢架安装完成以后再进行,这时喷射需要多次分喷直至达到设计要求的厚度,对于喷层表面的一些凹凸不平的地方要喷射平整圆顺。
3.1砂浆锚杆施工技术
砂浆锚杆施工时锚杆杆体采用直径为22mm的螺纹钢,对锚杆要求为平直、无锈,并且在使用锚杆之前要信进行除油。砂浆采用中砂和R42.5水泥拌和而成,拌和之前要对砂砾进行筛选,直径大于2.5mm的砂砾要被筛除。砂浆中水泥和砂子配合比控制在1:1-1:0.5之间,施工时用的水胶比要控制在0.45-0.5之间。砂浆要拌和均匀细致,拌和完成以后立马使用,在砂浆初次凝固之前要使用完毕。
车赶隧道内采用锚杆台车钻孔,钻孔的深度、方向和布置要严格按照预先设计进行施工,孔深误差要求严格不得超过5cm,钻孔直径大于锚杆杆体直径15mm。台车钻孔完毕以后要吹干净孔里的积水、积粉和岩渣等杂质。
接下来进行灌浆和安装工程。灌浆时采用奥地利M400迈氏注浆泵灌浆。灌浆时应注意如果灌浆开始或者中途停止时间超过30分钟,那么就要用水或稀水泥浆冲洗注浆泵及其管道。
注浆完成后紧接着安装锚杆,此时应注意的问题是锚杆的插入长度不得小于设计长度的95%,其设计外露长度要能够满足设置托板和钢筋网的要求。锚杆在安装后不得随意敲击以免位置移动或损坏。
3.2格栅钢架施工
格栅钢架施工需要经过钢架加工、钢架架立、锁脚、连接、加锲五个步骤。
钢架加工时在隧道外场地长按照设计图纸的要求摆出1:1大样板,然后将整个钢架分为7块4单元,焊接完成后与法兰连接。使用前可将各个部分进行编号并提前拼凑,只要部件无侧弯、扭曲、错台和变形等质量缺陷就都可以投入使用。钢架的加工过程是五个步骤中最基础也是最重要的一步,只要钢架加工完全符合要求,那么接下来的四个步骤只要严格按照设计要求进行,那么格栅钢架施工将顺利完成。
3.3喷射混凝土施工
混凝土喷射机械在完成安装后,先进注浆管道注水、通风、清除杂物。于此同时要对即将进行混凝土喷射的岩面进行处理,可以采用高压风吹方式进行,目的在于清除岩面杂质和尘埃。喷射机工作时要保证能够连续上料,并且要严格按照施工设计要求进行配料,尤其重视水灰比和坍落度,保证原料的运输顺畅。喷射机的具体操作顺序为先打开液态速凝剂泵,再开风,最后开始送料,喷射指标主要有凝结效果、回弹量和喷射表面湿润光泽。
喷射混凝土时要分层分段分阶段进行,按照先下后上的顺序,先喷设格栅钢架与拱壁间隙再喷两钢架之间部分。分层喷射是指对喷面进行多层喷涂,每次喷射一定厚度的混凝土,具体的喷射厚度根据工程部分及预先设计厚度确定,多数情况下拱部每次喷射厚度为5cm-6cm,隧道边墙喷射厚度为7cm-10cm。在进行下一次喷射之前要确保上一次喷射的混凝土已经凝固。
3.4钢筋网施工
隧道钢筋网需求量大,面积也大,需要现在隧道外部加工成所需形状。加工时要注意钢筋类型和网格间距的要求,设计要求对这两个参数都有具体要求。隧道施工所需钢筋可在冷拉调直后直接使用,对钢筋的质量要求为不得有裂纹、油污以及颗粒或者片状锈蚀。不同赶紧网片连接时的重叠长度为1-2个网格,连接方式采用焊接法。隧道内砂层地段铺设钢筋网时先进铺挂,在钢筋网的周边环向压紧,然后再进行喷射混凝土。由于混凝土喷射的影响,钢筋网会出现表面起伏现象,这一起伏要求不得大于3cm。同时要把钢筋网和锚杆和其他固定的连接装置进行连接并确保牢固稳定。喷射机械进行喷射时要适当缩短喷头和受喷面的距离减少应力冲击,并调整喷射混凝土的角度,喷射厚度要大于5cm。在喷射机械进行作业时如果有隧道切面脱落的石块或者混凝土块被钢筋网卡住应及时进行清除。
结语:
喷锚支护技术有很多优点。在隧道开挖以后,喷锚支护及时,与隧道内各级围岩距可以紧密接触贴近,柔性很好,具有很好的物理力学特性。喷射混凝土使得混凝土能够进入各级围岩的裂纹中,起到封闭节理,加固结构面和隧道外层面的作用,从而将钢筋网、锚杆、岩土结成一体,大大提高了围岩的整体性和自承载荷能力。本文通过对山西省吕梁市内车赶隧道的喷锚支护进行实际设计研究,从不同的方面对喷锚支护技术进行了解并进一步深入以后,为以后相关工程的施工具有较好借鉴意义。
参考文献:
[1]覃树昌.基于工程实例对喷锚支护施工技术的探讨[J].中国新技术新产品.2010(12)
[2]王国炜,刘菊,孔祥利.隧道喷射混凝土施工技术与质量控制浅谈[J].山西建筑.2010(30)
[3]赵大伟,贾晓峰.锚网支护技术在小清河桥深基坑开挖中的应用[J].科技致富向导.2010(23)
[4]廖麦秋.预应力锚索-抗滑桩联合支护技术在高速公路路堤边坡加固工程中的应用[J].重庆建筑.2009(01)