一建市政教材解讀：1K413042噴錨加固支護施工技術

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　　1K413042噴錨加固支護施工技術

　　本條以淺埋暗挖法為主簡要介紹噴錨支護技術和超前加固技術。

　　一、噴錨暗挖與初期支護

　　(一)噴錨暗挖與支護加固

　　(1)淺埋暗挖法施工地下結(jié)構(gòu)需采用噴錨初期支護，主要包括鋼筋網(wǎng)噴射混凝土、錨桿一鋼筋網(wǎng)噴射混凝土、鋼拱架一鋼筋網(wǎng)噴射混凝土等支護結(jié)構(gòu)形式;可根據(jù)圍巖的穩(wěn)定狀況，采用一種或幾種結(jié)構(gòu)組合。

　　(2)在淺埋軟巖地段、自穩(wěn)性差的軟弱破碎圍巖、斷層破碎帶、砂土層等不良地質(zhì)條件下施工時，若圍巖自穩(wěn)時間短、不能保證安全地完成初次支護，為確保施工安全，加快施工進度，應采用各種輔助技術進行加固處理，使開挖作業(yè)面圍巖保持穩(wěn)定。

　　(二)支護與加固技術措施

　　1.暗挖隧道內(nèi)常用的技術措施

　　(1)超前錨桿或超前小導管支護;

　　(2)小導管周邊注漿或圍巖深孔注漿;

　　(3)設置臨時仰拱。

　　2.暗挖隧道外常用的技術措施

　　(1)管棚超前支護;

　　(2)地表錨桿或地表注漿加固;

　　(3)凍結(jié)法固結(jié)地層;

　　(4)降低地下水位法。

　　二、暗挖隧道內(nèi)加固支護技術

　　(一)主要材料

　　(1)噴射混凝土應采用早強混凝土，其強度必須符合設計要求。嚴禁選用具有堿活性集料?？筛鶕?jù)工程需要摻用外加劑，速凝劑應根據(jù)水泥品種、水灰比等，通過不同摻量的混凝土試驗選擇最佳摻量，使用前應做凝結(jié)時間試驗，要求初凝時間不應大于5min，終凝時間不應大于10min。

　　(2)鋼筋網(wǎng)材料宜采用Q235鋼，鋼筋直徑宜為6～12mm.網(wǎng)格尺寸宜采用15 0～300mm，搭接長度應符合規(guī)范。鋼筋網(wǎng)應與錨桿或其他固定裝置連接牢固。

　　(3)鋼拱架宜選用鋼筋、型鋼、鋼軌等制成，采用鋼筋加工而成格柵拱架的主筋直徑不宜小于18mm。

　　(二)噴射混凝土前準備工作

　　(1)噴射混凝土前，應檢查開挖斷面尺寸，清除開挖面、拱腳或墻腳處的土塊等雜物，設置控制噴層厚度的標志。對基面有滴水、淌水、集中出水點的情況，采用埋管等方法進行引導疏干。

　　(2)應根據(jù)工程地質(zhì)及水文地質(zhì)、噴射量等條件選擇噴射方式，宜采用分層濕噴方式;分層噴射厚度宜為50～100mm。

　　(3)鋼拱架應在開挖或噴射混凝土后及時架設;超前錨桿、小導管支護宜與鋼拱架、鋼筋網(wǎng)配合使用，長度宜為3.0～3.5m，并應大于循環(huán)進尺的2倍。

　　(4)超前錨桿、小導管支護是沿開挖輪廓線，以一定的外插角，向開挖面前方安裝錨桿、導管，形成對前方圍巖的預加固。

　　(三)噴射混凝土

　　(1)噴射混凝土應緊跟開挖工作面，應分段、分片、分層，由下而上順序進行，當巖面有較大凹洼時，應先填平。分層噴射時，一次噴射厚度可根據(jù)噴射部位和設計厚度確定。

　　(2)鋼拱架應與噴射混凝土形成一體，鋼拱架與圍巖間的間隙必須用噴射混凝土充填密實，鋼拱架應全部被噴射混凝土覆蓋，其保護層厚度不應小于40mm。

　　(3)臨時仰拱應根據(jù)圍巖情況及量測數(shù)據(jù)確定設置區(qū)段，可采用型鋼或格柵結(jié)合噴混凝土修筑。

　　(四)隧道內(nèi)小導管注漿技術

　　詳見1K413044，管棚超前支護詳見1K413045。

　　(五)隧道內(nèi)錨桿注漿加固

　　錨桿施工應保證孔位的精度在允許偏差范圍內(nèi)，鉆孔不宜平行于巖層層面，宜沿隧道周邊徑向鉆孔。錨桿必須安裝墊板，墊板應與噴混凝土面密貼。鉆孔安設錨桿前應先進行噴射混凝土施工，孔位、孔徑、孔深要符合設計要求，錨桿露出巖面長不大于噴射混凝土的厚度，錨桿施工應符合質(zhì)量要求。

　　三、暗挖隧道外的超前加固技術

　　(一)降低地下水位法

　　(1)當淺埋暗挖施工地下結(jié)構(gòu)處于富水地層中，且地層的滲透性較好，應首選降低地下水位法達到穩(wěn)定圍巖、提高噴錨支護安全的目的。含水的松散破碎地層宜采用降低地下水位法，不宜采用集中宣泄排水的方法。

　　(2)在城市地下工程中采用降低地下水位法時，最重要的決策因素是確保降水引起的沉降不會對已存在構(gòu)筑物或擬建構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)安全構(gòu)成危害。

　　(3)降低地下水位通常采用地面降水方法或隧道內(nèi)輔助降水方法。

　　(4)當采用降水方案不能滿足要求時，應在開挖前進行帷幕預注漿，加固地層等堵水處理。根據(jù)水文、地質(zhì)鉆孔和調(diào)查資料，預計有大量涌水或涌水量雖不大，但開挖后可能引起大規(guī)模塌方時，應在開挖前進行注漿堵水，加固圍巖。

　　(二)地表錨桿(管)

　　(1)地表錨桿(管)是一種地表預加固地層的措施，適用于淺埋暗挖、進出工作井地段和巖體松軟破碎地段。

　　(2)地面錨桿(管)按矩形或梅花形布置，先鉆孔一吹凈鉆孔一用灌漿管灌漿一垂直插入錨桿桿體一孔口將桿體固定。地面錨桿(管)支護，是由普通水泥砂漿和全粘結(jié)型錨桿構(gòu)成地表預加固地層或圍巖深孔注漿加固地層。

　　(3)錨桿類型應根據(jù)地質(zhì)條件、使用要求及錨固特性進行選擇，可選用中空注漿錨桿、樹脂錨桿、自鉆式錨桿、砂漿錨桿和摩擦型錨桿。

　　(三)凍結(jié)法固結(jié)地層

　　(1)凍結(jié)法是利用人工制冷技術，用于富水軟弱地層的暗挖施工固結(jié)地層。通常，當土體的含水量大于2.5%、地下水含鹽量不大于3%、地下水流速不大于40m/d時，均可適用常規(guī)凍結(jié)法，當土層含水量大于l0%和地下水流速不大于7～9m/d時，凍土擴展速度和凍結(jié)體形成的效果最佳。

　　(2)在地下結(jié)構(gòu)開挖斷面周圍需加固的含水軟弱地層中鉆孔敷管，安裝凍結(jié)器，通過人工制冷作用將天然巖土變成凍土，形成完整性好、強度高、不透水的臨時加固體，從而達到加固地層、隔絕地下水與擬建構(gòu)筑物聯(lián)系的目的。

　　(3)在凍結(jié)體的保護下進行豎井或隧道等地下工程的開挖施工，待襯砌支護完成后，凍結(jié)地層逐步解凍，最終恢復到原始狀態(tài)。’

　　(4)凍結(jié)法主要優(yōu)缺點：

　　1)主要優(yōu)點：凍結(jié)加固的地層強度高;地下水封閉效果好;地層整體固結(jié)性好;對工程環(huán)境污染小。

　　2)主要缺點：成本較高;有一定的技術難度。

　　【案例1K413042】

　　1.背景

　　某公司施工項目部承建城市地鐵3號標段，包含一段雙線區(qū)間和一個車站，區(qū)間隧道及風道出入口采用暗挖法施工，車站的主體結(jié)構(gòu)采用明挖法施工。區(qū)間隧道上方為現(xiàn)況道路，路寬22.5m，道路沿線的地下埋設有雨污水、天然氣、電信、熱力等管線，另外還有一座公共廁所。隧道埋深15m左右，并有100m左右長度內(nèi)遇有中風化石灰?guī)r。巖層以上分別為黏土2m，砂卵石5～7m，粉細砂2m，粉質(zhì)黏土3m，回填土2～2.5m。施工日志記錄如下事件：

　　(1)設計文件提供的相關地下管線及其他構(gòu)筑物的資料表明：隧道距所有地下管線的垂直凈距都在3.5m以上;經(jīng)過分析，項目部認為地下管線對暗挖隧道施工的影響不大。但在挖到地面的公共廁所位置時隧道發(fā)生塌方。

　　(2)隧道基底施工遇有風化巖段，項目部擬采用松動爆破法移除巖石;施工前編制了

　　松動爆破施工專項方案，但在老師評審時被否定，最后采取了機械鑿除法施工。

　　(3)由于隧道噴射混凝土施工采用干噴方式，沒有采用投標施工方案中的濕法噴射混凝土方式，被質(zhì)量監(jiān)督部門要求暫停噴射混凝土施工。

　　(4)在隧道完成后發(fā)現(xiàn)實際長度比工程量清單中長度少1.5m。項目部仍按清單長度計量。當被監(jiān)理發(fā)現(xiàn)后要求項目部扣除1.5m的長度。

　　2.問題

　　(1)事件1中最可能引起塌方的原因是什么?

　　(2)事件2中老師為什么否定爆破法專項方案?

　　(3)質(zhì)量監(jiān)督部門為什么要求暫停噴射混凝土施工?

　　(4)事件4，監(jiān)理要求項目部扣除1.5m的隧道長度的做法是否正確，為什么?

　　3.參考答案

　　(1)問題1

　　從背景分析，引起塌方可能成因是公共廁所的化糞池滲漏。較舊的污水混凝土管線、方溝、化糞池等滲漏情況比較多，致使隧道頂部土體含水量增大引起塌方，所以要特別引起注意。一般情況地下、地上建筑物比較復雜，參考設計資料是一方面，更重要的是核對資料，現(xiàn)場實地調(diào)查。正確的方法是：在開工前，首先核對地質(zhì)資料，現(xiàn)場調(diào)查沿線地下管線、各構(gòu)筑物及地面建筑物基礎等情況，并制定保護措施。

　　(2)問題2

　　因為背景介紹隧道位于城市現(xiàn)況路下，上方有多種管線，采用松動爆破法移除風化巖石應充分考慮爆破風險及其后果的影響;采取機械鑿除施工風險較低，且容易控制。項目部原擬施工專項方案選擇不當，被老師否定是必然的。

　　(3)問題3

　　因為采用干法射噴混凝土，方法簡單易行;但是工作空間粉塵危害較大。濕法噴射混凝土，需要較嚴格的施工配合，費用較高;但是可有效減少粉塵污染，符合施工現(xiàn)場預防職業(yè)病消除粉塵危害的要求。

　　質(zhì)量監(jiān)督部門要求暫停噴射混凝土施工應主要出于以下考慮：

　　一是承包方應按投標文件中的施工方案施工，如果需改變施工方案應按有關規(guī)定，辦理變更手續(xù)。

　　二是采用干法射噴混凝土現(xiàn)場施工粉塵較嚴重，通風換氣裝置、除塵設備不符合職業(yè)衛(wèi)生要求或有關規(guī)定。

　　(4)問題4

　　監(jiān)理要求是正確的。因為據(jù)有關規(guī)定：當清單與實際發(fā)生的數(shù)量不符時，應以實際數(shù)量為準，清單中的單價不變。因此計算工程量應按隧道實際長度，扣除1.5m長度。