隧道Ⅲ级围岩初期支护施工技术交底

一、交底说明

本交底适用于中铁二局成渝客运专线经理部第五分部璧山隧道暗洞Ⅲ级围岩地段初期支护施工。

二、施工概况

璧山隧道Ⅲ级围岩初期支护施工主要包括初喷混凝土、安设锚杆、架立钢架（Ⅲ级Ⅰ型复合式衬砌）、挂设钢筋网以及复喷混凝土等。在上一工序施工结束后，应立即施作初期支护，约束围岩变形。

璧山隧道Ⅲ级围岩初期支护参数见下表2-1：

衬砌类型 Ⅲ级 Ⅲ级Ⅰ型 Ⅲ级Ⅱ型 预留变形量（cm） 5～8 拱部、边墙 规格 仰拱 喷射混凝土 / C25 / C25 拱180°：21cm 设置部位及设置厚度 拱墙：12cm 边墙：12cm 钢筋规格（HPB235） φ6 拱墙：15cm 仰拱找平：10cm 钢筋网 设置部位 拱部 开挖边缘线上部180 拱部 网格间距（cm） 25×25 拱部 规格 边墙 锚杆 拱部：1.2×1.5 设置部位及间距（环×纵m） 边墙：1.5×1.5 钢架 类型 / 1 / 16

Φ25普通中空锚杆（L=3m） Φ22砂浆锚杆（L=3m） 拱部：1.2×1.5 / 四肢格栅（高140） 拱部：1.2×1.5 边墙：1.5×1.5 / 设置部位 / 开挖边缘线上部180 / 纵向间距（m） / 1.2～1.5 / 钢材规格 / Φ22、Φ14、φ6 / 表2-1 Ⅲ级围岩初期支护参数

三、施工工艺工序

1、施工工序

（超欠挖处理完毕后）第一次初喷砼→施作拱顶普通中空锚杆及边墙砂浆锚杆→铺挂钢筋网→安装锚垫板→立钢拱架（Ⅲ级Ⅰ型复合式）→施作锁脚锚杆（Ⅲ级Ⅰ型复合式）→复喷砼至设计厚度

超欠挖处理喷射材料准备第一次初喷锚杆施作钢筋网安设安装锚垫板架设钢拱架施作锁脚锚杆复喷砼至设计厚度喷射机就位

图3-1 初期支护施工流程图

2、施工工艺

喷射混凝土采用湿喷工艺，利用湿喷台车或湿喷机械手施作。安装锚杆时采用YT-28气腿式风钻钻孔后，将锚杆打入孔内并注浆和施作钢垫板。钢架在洞外加工成型并试拼装后运输进洞，利用装载机配合人工架立，及时加设锁脚锚杆和纵向连接筋。钢筋网片在洞外加工成1.5m2片状，运进洞内进行铺设，搭接1～2个网格。最后必须复喷混凝土至设计厚度。

四、初期支护喷射混凝土施工

1、喷射混凝土原材料 ①水泥

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喷射砼采用P042.5R普通硅酸盐水泥。 ②砂

喷砼采用坚硬耐久的中粗砂，细度模量大于2.5，含水率宜控制在5%～7%之间，喷射砼不得采用细砂。砂的各项技术标准必须符合规范要求。

③石子

采用坚硬耐久的碎石，石子粒径不大于15mm，使用前筛洗干净，含水率控制在2%左右，石子的级配符合设计要求。已选定5-10mm 的小石子。碱骨反应合格。

④ 速凝剂

速凝剂的用量与要求凝结时间、水泥品种、风化程度和温度有关，要根据施工工艺要求的凝结时间，对所用水泥做不同掺量的凝结时间试验和强度试验，以确定最佳掺量，要求初凝不大于5min，终凝不大于10min。根据施工工艺要求，采用液体速凝剂。

⑤水

采用饮用水。 ⑥外加剂

喷砼主要有耐腐剂，粉煤灰和减水剂。为便于施工控制，采用防腐剂、粉煤灰和减水剂根据试验确定最佳掺量，然后三种复合。主要用于改善砼结构，提高砼抗渗、抗裂、抗腐性能。

2、喷射混凝土的拌合和运输

璧山隧道Ⅲ级围岩拱墙及仰拱（Ⅲ级Ⅱ型）喷射混凝土型号均为C25混凝土。 喷射混凝土由拌合站集中拌合，采用自动计量配料、强制拌和机拌合，混凝土罐车运输至施工现场。混凝土原材料的用量按照实验室提供的配合比考虑。

3、喷射混凝土施工前准备工作 ①岩面的处理

1）一般岩面可用高压水冲洗受喷面上的浮尘、岩屑，当岩面遇水容易潮解、泥化时，宜采用高压风吹净岩面，以保证喷射砼与受喷岩面粘结牢固，保证喷射

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砼和地层良好的共同受力。

2）大股涌水宜采用注浆堵水在喷射混凝土。小股涌水或裂隙渗漏水，视具体情况宜进行岩面注浆（补孔宜密，钻孔宜浅），或顺股水出露点打孔压注速凝浆液，或插排水管将水引到隧底部水沟或纵向排水管；待受喷面上无流淌水后再喷混凝土。大面积潮湿的岩面可再混凝土中掺高效减水剂和增粘剂。

图4-1 涌水、渗水或潮湿岩面喷射前的处理措施

②混凝土厚度标志设置

为控制喷射混凝土厚度我们预先在岩层面上埋设钢筋，用以指示混凝土喷射厚度。

③机具设备试运转

选用的空压机应满足喷射机工作风压和耗风量要求；压风进入喷射机前必须进行油水分离，输送管应能承受0.8Mpa以上的压力，并应具有良好的耐磨特性；另外保证作业区内具有良好的通风和照明条件。检查速凝剂的泵送剂计量装置性能。

4、喷射混凝土施工工序流程

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隧道采用湿喷机械手湿式喷射混凝土其工艺流程见下图。

图4-2 湿喷砼施工工序流程

5、喷射混凝土施工工艺 ①喷射设备

混凝土喷射采用TK系列湿喷机或进口湿喷机械手。高压风采用美国寿力空压机。施工平台采用掌子面作业台车。

②喷射混凝土作业

1）砼喷射机安装调试好后，在料斗上安装振动筛（筛孔20mm），以免超粒径骨料进入喷射机。喷射时，送风之前先打开计量泵（注意：此时喷嘴应朝下，以免速凝剂流入输送管内），以免高压砼拌合物堵塞速凝剂环喷射孔。喷射手应保持喷头具有良好的工作状态，以喷射砼回弹量小，表面湿润有光泽，易粘着为好，同时喷射机司机与喷锚手要密切配合，根据喷射手反馈的喷射情况及时调整风和计量泵，控制好风压和速凝剂掺量。

2）喷头与受喷面的距离以1.5～2.0m 较为适宜。喷射时喷头由注意角度、距离等，喷射路线呈小螺旋形绕圈运动，绕圈直径30cm 左右为宜。后一圈压前一圈的1/3～1/2，喷射路线呈“S”形运动，每次“S”形运动长度为3～4m，喷射纵向第二行时，要依顺序从第一行的起点处开始，行与行间须搭接2～3cm，料束旋转速度，原则上要均匀不宜太慢或太快，喷射区段划分和喷头活动顺序如下图。

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图4-3 喷头活动顺序示意图

3）喷头与受喷面的角度，一般应垂直于受喷面，但在喷边墙时，宜将喷头略向下俯10°左右，使砼束喷射在较厚的砼顶端，可避免料束中的粗骨料直接与受喷面撞击，减少回弹量，当喷射有钢架位置时，适当调整喷头角度，保证钢架背后混凝土密实。

4）喷射作业应分段分片依次进行，喷射顺序应自下而上，分段长度不宜大于6m。一一次喷射厚度不宜超过10cm。分层喷射时，后一层喷砼应在前一层喷砼终凝后进行，时间间隔一般为15～20min，若终凝1 小时后再进行喷射时，应先用风水清洗喷层表面。喷射混凝土的一次喷射厚度：拱部为60～100mm，边墙为80～150mm。

③喷射混凝土厚度控制

喷射混凝土前必须在岩层面上安设钢筋作为厚度控制标志。 ④喷射混凝土养护

为使水泥充分水化，减少和防止收缩裂缝，在喷射砼终凝后2h 即开始洒水养护。养护时间和洒水次数，取决于水泥品种和空气湿度，在任何情况下，养护时间不小于14d。气温低于+5℃时不得喷水养护。

6、喷射混凝土质量检验

喷射混凝土必须满足设计的强度、厚度及其与岩面粘结力要求。 ①喷射混凝土与围岩粘结强度的试验方法：

1）成型试验法：在模型内放置面积为10×10cm、厚5cm，粗糙度近似于实际岩面的岩块，用喷射混凝土掩埋，等强后加工成10×10×10cm 的立方体并养护28 天，用劈裂法进行试验。

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2）直接拉拔法：在围岩表面预先设置带有丝扣和加力板的拉杆，用10cm厚的喷射混凝土将加力板埋入，试件面积30×30cm（与周围喷射混凝土分离），养护28 天后进行拉拔试验。

②回弹率

回弹率的测定方法是：按标准操作喷射0.5～1.0m3 的混凝土，在长度3.0m的墙部或拱部喷10cm 厚的喷层，用铺在地面上的彩条塑料布或钢板收集回弹物，称重后换算为体积与全部喷出混凝土体积的比值。

③喷射砼强度

试件采用边长15cm 的立方体无底试模射成型、大板切割方法制取。在本项目中准备两种方法均使用。

④喷射砼表面平整度

对所时行的喷射砼及时进行喷射混凝土表面检查，砼表面应密实、砼表面用2m 直尺进行检查时，凸或凹入度不得超过5cm，无裂缝、脱落、漏喷、露筋、空鼓和渗漏水，锚杆头钢筋无外露。

7、喷射混凝土质量控制标准 ①厚度

喷射混凝土平均厚度应大于设计厚度。

喷射混凝土厚度检查点数的80％及以上大于设计厚度。 喷射混凝土最小厚度不小于设计厚度的2/3。

②表面平整，允许偏差为100mm，混凝土密实，无空洞，无片石，无石棉瓦。混凝土早期强度及终凝强度复核设计要求。

8、人员配置

喷射混凝土作业人员配置表。

表4-1 湿喷混凝土作业人员配置

序号 1 2 主要工种 湿喷机械手 杂工 工作 喷射混凝土 辅助喷射混凝土 7 / 16

数量（人） 2 6 3 4 5 6 7 砼运输司机 拌合站操作手 实验人员 责任人 合计 运输混凝土 混凝土拌合 提供配合比以及现场质量控制 现场指挥 3 2 1 1 14 9、安全环保措施

①开机时应按先开风阀，再依次开计量泵、主机的顺序进行，严禁将喷枪对准施工人员，以防止突然出料伤人。

②喷射作业时，如压力表指针突然上升，并出现往复摆动时，说明堵管，此时应立即停机疏通管路，喷射手和辅助操作人员要紧握喷枪，以免送风时喷枪甩动伤人。

③严格控制工作压力，在满足工艺要求的条件下，工作风压不宜过大，同时要控制好拌合物水灰比，经常检查速凝剂注入环的工作情况，发现问题及时解决。

④喷射作业完成后应先关主机，再依次关闭计量泵、风阀，然后用清水将机内输送管路内残留物清洗干净。

⑥喷射手要配带好防护面罩或防护眼镜、胶布雨衣和手套，洞内作业人员要带防尘口罩。

⑦喷射作业机旁的粉尘容许浓度应小于10mg/m3。测定条件是：在洞内停止通风的环境中，开始喷射作业5min 后，距喷射点5m 处的测定值。

五、初期支护锚杆施工

1、施工概况

璧山隧道暗洞Ⅲ级围岩地段初期支护边墙采用Φ22砂浆锚杆，拱部采用Φ25普通中空锚杆。详细参数见表2-1璧山隧道Ⅲ级围岩初期支护参数表。

2、锚杆施工工艺

砂浆锚杆：准备工作→测量定位→钻孔→清孔→压入砂浆或灌注药包→插入、固定锚杆→安装锚垫板

普通中空锚杆：准备工作→测量定位→钻孔、清孔→插入中空锚杆→连接注浆

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管注浆→安装锚垫板

锚杆施工工艺流程图见。

图5-1 锚杆施工工艺流程图

3、锚杆施工过程 ①钻设锚杆孔

钻孔机具应根据锚杆类型、规格及围岩情况选择，按设计要求定孔位，其允许偏差±150mm，钻孔应与围岩璧面或其他所在部位岩层的主要结构面垂直；钻孔应圆而直，锚杆钻孔孔径应大于杆体直径15mm；钻孔深度应大于锚杆设计长度10cm，砂浆锚杆深度允许误差为±50mm。

②砂浆制备

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砂浆强度等级不低于M20，宜采用中细砂，粒径不应大于2.5mm，使用前应过筛；砂浆比宜为1:1～1:2（重量比），水胶比为0.38～0.45.砂浆应拌合均匀，随拌随用，一次拌合的砂浆应在初凝前使用完毕。

③锚杆安设和注浆

锚杆插入长度不得小于设计长度的90%；锚杆杆体使用前应平直、除锈、除油。灌浆注浆管应插至距孔底5～10mm，随砂浆的注入缓慢的拔出，杆体插入后若孔口无砂浆溢出，应进行补注，灌浆压力控制在0.4Mpa，锚杆安装后不得随意敲击。

④安装锚垫板

锚杆必须加设钢垫板，垫板应用螺帽上紧并与喷层面紧贴，安装锚垫板和紧固螺母应在砂浆强度达到10Mpa后进行。

4、锚杆施工要点及注意事项

①孔位应按设计布置，偏差小于10cm，孔深误差±10cm。 ②钻孔直径应大于锚杆直径15mm。

③钻孔本身应成直线，不应弯曲。方向应沿隧道周边径向，并根据岩层节理、产状予以调整，不得平行于岩面。

④灌孔前应清孔，顺锚杆孔用高压风清除孔内积水、岩粉、碎屑等杂物。 ⑤砂浆应随备随用，在砂浆初凝前应使用完。

⑥注浆应使用灌浆罐和注浆管，孔口压力小于0.4MPa。顺着锚杆孔注浆，直到孔口有浆液流出为止。

⑦锚杆插入长度不得小于设计长度。

⑧锚杆插入后不得随意敲击，三天内不准悬挂重物。

⑨每100根锚杆应随机抽样三根，作拉拔试验，以了解锚杆的锚固质量。 ⑩施作锚杆时，同时应预埋格栅钢架的定位锚杆。

六、初期支护钢架施工

璧山隧道暗洞Ⅲ级围岩Ⅲ级Ⅰ型复合式衬砌须在拱部180°范围内安装四肢格栅钢架，间距1.5m。具体参数见表2-1隧道Ⅲ级围岩初期支护参数表。

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1、钢架施工钎的准备工作 ①钢架的制作和运输

五分部隧道使用的初支钢架统一在钢筋加工场集中加工，隧道作业队必须提前做出钢架使用计划，包括使用的型号和数量。加工合格的钢架利用自卸汽车运输至施工现场。

②做好施工用电，机械设备（如电焊机、弯筋机、切割机、卷扬机等）的运转调试工作。

③架子队必须修建1:1钢架试拼装平台，从钢筋场运至的钢架首先在洞外进行试拼装，确保钢架的质量和尺寸符合要求。

2、钢架安装工艺工序 ①钢架安装工序

钢架安装施工工序见图6-1。

定位锚杆施工 初 喷 中线标高测量 清除底脚浮碴 钢架加工、质量验收 与定位锚杆焊连定位

加设鞍形垫块 安装纵向连接筋 钢架预拼 分部安装钢架

复喷混凝土 挂钢筋网 围岩监控量测 图6-1钢架施工工艺流程图

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②钢架安装

钢架安装在掌子面开挖初喷完成后立即进行。安装工作内容包括：测量定位、安装前的准备和安装。

1）测量定位

首先测设出线路中线，确定高程，然后再测定其横向位置；钢架设于曲线上时，安设方向为该点的法线方向；安设于直线上时，安设方向与线路中线垂直。测量点位需用红油漆逐榀标示。安装位置的允许偏差为:距线路中线位置支距不大于3cm，垂直度5%，前后两榀间距±10cm，矢高积累＋5cm。

2）安设前的准备工作

运至现场的单元钢架先分单元堆码于型钢拱架及钢筋堆放场内，安设前进行断面尺寸检查，及时处理欠挖侵入净空部分，保证钢架正确安设，钢架外侧有不小于5cm的喷射混凝土，安设拱脚或墙脚前，清除垫板下的虚碴，将钢架置于原状岩石上，在软弱地段，采用拱脚下垫钢板的方法。

3）钢架按设计位置安设

钢架与封闭混凝土之间紧贴，在安设过程中，当钢架与围岩之间有较大间隙时安设垫块，垫块数量大于10个，两排钢架间沿周边每隔1m用Ф22的纵向钢筋焊接，形成纵向连接系。拱脚高度不够高设置钢板调整，拱脚高度低于上半断面底线以下10cm。

④锁脚锚杆的安设

拱部钢架必须采取锁脚措施，将钢架两底脚牢固锁定，以防止钢架下沉或两底脚回收，钢架锁脚采用两根L=3.0m的Φ22锁脚锚杆锁定，压注水泥浆液进行锚固。

3、质量验收要求 ①钢架安装允许误差见

表6-1 钢架安装允许偏差

序号 1

项目 间距 12 / 16

允许偏差 ±100 mm 2 3 4 5 横向 高程 垂直度 保护层和表面覆盖层厚度 ±50 mm ±50 mm ±2o -5 mm ②钢架间距必须按照设计要求施作，不得超过允许误差。

③钢架安装时，必须保证有5cm厚的混凝土保护层，可设置混凝土垫块控制。

④钢架不得扭曲，连接钢板、连接螺栓稳靠，纵向安装Φ22连接筋，环向间距不大于1m。

⑤钢架两端头必须置立于坚固的基岩上面，防止钢架下沉。 4、安全环保要求

①钢架安装时，机械设备提升钢架单元时，必须有专人统一指挥，注意台架上作业人员安全。

②钢架两端头不得被水浸泡，防止基岩软化，钢架下沉。 ③焊接作业时，注意安全用电，台架上作业使用36V安全电压。 ④对作废的钢架进行回收利用。

七、初期支护钢筋网施工

1、施工概况

璧山隧道暗洞Ⅲ级围岩初期支护钢筋网采用φ6圆钢，网格25×25cm，主要铺设在拱部位置。具体参数见表2-1隧道Ⅲ级围岩初期支护参数表。 2、施工准备

①钢筋网片加工

钢筋网片采用Ⅰ级φ6钢筋焊制，在钢筋加工场内集中加工。先用钢筋调直机把钢筋调直，再截成钢筋条，钢筋网片尺寸根据拱架间距和网片之间搭接长度综合考虑确定。网片重量控制在100kg左右，同时用在墙部网片应一侧带钩（如图4），从上而下方便挂钩。

②成品存放

制作成型的钢筋网片必须轻抬轻放，避免摔地产生变形。钢筋网片成品应远

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离加工场地，堆放在指定的成品堆放场地上。存放和运输过程中要避免潮湿的环境，防止锈蚀、污染和变形。 3、挂钢筋网片

按图纸标定的位置挂设加工好的钢筋网片，钢筋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。

4、施工要点

①钢筋网格尺寸应符合设计要求。 ②铺设钢筋网按照以下要求执行：

1）钢筋网在初喷混凝土4cm以后铺挂，且保护层厚度不得小于2cm。 2）砂层地段应先加铺钢筋网，沿环向压紧后再喷射混凝土。

3）钢筋网应随初喷面的起伏铺设，与受喷面的间隙一般不大于3cm，与锚杆（锚杆安装3d后）或其它固定装置连接牢固。

4）开始喷射时，应减小喷头至受喷面的距离，并调整喷射角度，钢筋网保护层厚度不得小于4cm。

5）喷射中如有脱落的石块或混凝土块被钢筋网卡住时，应及时清除后再喷射混凝土。

钢筋网

钢筋网

初喷混凝

八、初期支护综合接地

璧山隧道暗洞Ⅲ级围岩复合式衬砌初期支护综合接地施工详见《隧道初期支护综合接地技术交底》内容。

九、初期支护安全环保措施

1、喷射混凝土

①喷射混凝土时，所有操作工人必须带安全帽，防尘口罩，防尘工作服，雨靴，橡胶手套。

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②喷射手，控制好风压、喷射距离，避免回弹骨料伤人。 ③电线包皮应完好，开关应装在固定闸刀盒内。

④安全员应随时观察地质变化，发现有松动滑块现象，应立即撤离工作面。 ⑤喷浆结束后，应清洗喷射机及管路，避免堵管炸裂伤人。 2、锚杆施工

①施工期间，应对支护的工作状态进行定期和不定期检查。在不良地质地段，应由专人每班检查。

②暂停施工时，应将支护直抵开挖面。 ③锚杆简易台架应安置应稳妥。

④作业中如发生风、水、输料管路堵塞或爆裂时，必须依次停止风、水、料的输送。

⑤对锚杆支护体系的监控量测中发现支护体系变形、开裂等险情时，应采取补救措施。当险情危急时，应将人员撤出危险区。

⑥若已锚地段有较大变形或锚杆失效，立即在该地段增设加强锚杆，长度不小于原锚杆长度的1.5倍。

3、格栅钢架

①施工期间，应对支护的工作状态进行定期和不定期检查。在不良地质地段，应由专人每班检查。当发现支护变形或损坏时，应立即修整加固，当险情危急时，应将人员撤出危险区。。

②构件支撑的立柱不得置于虚碴和活动石块上。在软弱围岩地段，立柱底面应加设垫板或垫梁。

③钢架的安装作业时，作业人员之间应协调动作，在本排钢架未安装完毕，并与相邻的钢架和锚杆连接稳妥之前，不得擅自取消临时支撑。

4、钢筋网片

①施工人员应经培训合格后上岗。焊工应持有特种工人作业证。 ②焊工必须穿戴防护衣具。施工时焊工应站在木垫或其它绝缘垫上。 ③焊机必须接地，以保证操作人员安全，对于焊接导线及焊钳接导线处，都

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