隧道出口Ⅴ级开挖支护技术交底

单位：中铁隧道集团温福铁路项目部下白石工区 编号：XBS-CK-DS-001 工程名称 Ⅴ级围岩段开挖、支护 工程部位 交底项目 交底人 日期 YK4+860～YK4+7- Ⅴ级围岩段开挖、支护施工 复核人 日期 审核人 日期 一、施工内容 DK194+524～+422段Ⅴ级围岩开挖、支护。详见附图“出口Ⅴ级围岩开挖支护技术交底Ⅴ级围岩开挖断面示意图”。 二、主要工程材料 1、型钢拱架：I20a工字钢,纵向间距0.8m。 2、网片：φ6.5mm钢筋，网格间距15×15cm，0.8×2.2m双开式。 φ8mm钢筋，网格间距15×15cm，0.8×2.2m双开式。 3、喷射砼：潮喷C25砼，厚度28cm。 4、锚杆（管）材料： 拱部为带排气装置中空注浆锚杆：φ25钢管，壁厚5mm，长度4m，间距：环1.0m×纵0.8m。 边墙为砂浆锚杆：Φ22螺纹钢，长度4m；间距：环1.0m×纵0.8m。 锁脚锚杆：Φ22螺纹钢，长度4m； 5.连接筋：Φ22螺纹钢，长度0.8m。 三、施工顺序 施工准备→测量放样→土石方开挖→掌子面素喷→出碴→钢架架立→系统锚杆施作→挂网→喷砼。 四、施工方法 第 1 页 共 10 页

支护：开挖结束后，立即采用C25砼封闭掌子面和拱墙部3～5cm，并及时进行钢架、锚网喷支护。本段围岩支护方式：超前小导管预支护（超前管棚）、工字钢架、拱部系统锚杆为带排气装置的中空锚杆、边墙为砂浆锚杆、钢筋网铺设等形式。 1.超前注浆小导管：采用手持YT28风钻钻孔打入法。风钻钻孔，成孔后进行检查和用高压风或高压水进行清孔，人工用锤击或钻机将小导管顶入孔内。导管尾部外露足够长度，并与钢拱架焊接在一起，小导管施工搭接长度不小于1.0m。小导管安设后，用塑胶泥封堵孔口及周围裂隙。用注浆机将浆液通过导管注入岩体。注浆液为水泥浆或水泥砂浆，注浆压力为0.5～1.0MPa。当注浆量、注浆压力达到设计值时可结束注浆。 2.型钢拱架：钢架在开挖和初喷后立即架设，根据开挖方法和步骤分部分片安装，安装前清除底脚下的虚碴及杂物；为了使左右侧支护上部拱架便于与下部连接，安装拱部钢架时在拱脚处垫上垫板并用锁脚锚管锁固。安装好的拱架用纵向连接筋连成一体，按设计施作注浆锚杆，将锚杆的尾部焊于拱架上。 3.砂浆锚杆：当拱架架立定位后，立即施作墙部砂浆锚杆。钻孔采用YT28手持风钻成孔，成孔后进行检查和用高压风或高压水进行清孔；人工用锤击或钻机将锚杆顶入孔内，尾部外露部分与钢拱架焊接在一起；注浆前采用塑胶泥封堵孔口及周围裂隙以免注浆时漏浆，用注浆机将浆液通过倒退式注浆法注入孔内，注浆压力为0.5～1.0MPa，当注浆压力达到设计终压稳定后可结束注浆。 4.带排气装置的中空注浆锚杆：钻孔方式同砂浆锚杆施工。检查钻孔达到标准后，安装锚杆和止浆塞，并按设计比例配浆，采用挤压泵注浆。当注浆压力达到设计终压稳定后可结束注浆，然后安装专用垫板。 5..钢筋网施工：钢筋网片预先在洞外加工好备用，锚杆施作好后进行钢筋网的铺设，采用绑扎形式铺挂，钢筋网应随高就低紧贴初喷面，必要时用打浅孔埋膨胀螺栓，钢筋网固定于螺栓上，并与锚杆尾部焊接,钢筋网搭接长度不得小于20cm。 五、施工工艺要求 开挖： 开挖断面尺寸要符合设计要求，开挖轮廓线采用有效的测量手段进行控制；拱部允许超挖平均为10cm，最大不超过15cm，边墙、仰拱、隧底平均为10cm；需要爆破时，采用光面爆破，周边眼间距35～50cm，周边眼抵抗线为45～60cm，开挖采用环向开挖预留核心土法，具体工序和施工注事项参看附图“出口Ⅴ级围岩开挖支护技术交底开挖环形开挖预留核心土法施工工序示意图（一）、（二）”。 支护： 1.超前注浆小导管：小导管施作里程为DK194+476～+422。小导管采用直径为φ42第 2 页 共 10 页

热轧无缝钢管，壁厚为3.5mm、L=4m的热轧无缝钢管，导管环向间距0.4m，利用钻床在钢管壁按30cm间距梅花型钻孔，孔径为ф10，钢管前端加工成尖锥形，以利于在松散围岩中安装；小导管外插角小于5～10°，钻孔孔径应大于设计的导管直径3～5mm；钢管顶入长度不小于钢管长度的90%；小导管施工纵向间距2.4m，搭接长度不小于1.0m；注浆采用水泥砂浆为M20（每盘配合比为水：水泥：砂=22.5：50： 50kg），注浆压力控制在0.5～1.0MPa，终压控制在2～2.5MPa，注浆作业时做好记录，记录每根小导管的位置、注浆时间、吸浆量，压力状况，跑浆情况并以此确定终止时间和判定支护效果；正式注浆前，先注入清水，检查机械设备是否正常，管路连接是否正确。详见附图“出口Ⅴ级围岩开挖支护技术交底超前小导管示意图”。 型钢钢架施工工艺 第 3 页 共 10 页

前期准备，钢拱架、钢筋加工 断面检查 欠挖处理 测量定位 不合格 钢架拼装 净空检查 架立就位 锚杆钻机、注浆锚杆锁定、系统锚杆施作 泵等设备就位 设置纵向连接钢筋、安设钢筋网 喷混凝土固定 结束 2.型钢钢架：隧道钢架在本段为I20a，间距为0.8m一榀，型钢钢架加工在平整的场地上进行，控制平面翘曲度。钢架加工不得有假焊，焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷；检查焊点是否漏焊，合格品的要编号，避免混用；安装拱架前先对围岩进行4cm的素喷，以保证安全；型钢钢架的下端设在稳固的地层上，拱脚开挖高度低于上部开挖底线15～20cm，下垫砂层和钢板，便于安装和下部连接，各节钢架间以螺栓连接，连接板必须密贴；安装好的每片拱架在拱脚处打好φ32.5砂浆（L=4.0m）锁脚锚管，每侧拱脚不得少于2根，尾部牢固焊接于拱架上；拱架横向和高程误差为±5cm，垂直度±2°，左右纵向误差±5cm；钢架与初喷混凝土之间尽量贴紧，如因开挖造成凹凸不平，并有较大间隙时，设置混凝土垫板或钢板，严禁用片石和木材填塞，保护层厚度不小于2cm；钢架要全部被喷射混凝土覆盖，保护层厚度不小于4cm；两排钢架间用φ22钢筋拉杆纵向连接牢固，环向间距1.0m，以便形成整体受力结构；钢拱架的安设必须在开挖后2小时内完成。型钢钢架加工详见附图“出口Ⅴ级围岩开挖支护技术交底Ⅴ级围岩工字钢架示意图（一）、（二）”。 砂浆锚杆施工工艺 3.砂浆锚杆施工：隧道墙部系统锚杆均采用砂浆锚杆，锚杆杆体的抗拉强度不小于180KN，锚杆采用Φ22砂浆锚杆、L=4.0m、锚杆间距环向1.0m×纵向0.8m，呈梅花形布置；杆体直径要均匀、一致，无严重的锈蚀、弯折；孔径要与锚杆直径相匹配，锚杆孔径大于设计的锚杆直径15mm；孔深比锚杆稍长一些(10cm 以上)；孔向按设计方向钻进，垂直坡面或岩面；锚杆杆体除锈除油，杆体插入锚杆孔时，保持位置居中，杆体插第 4 页 共 10 页

布设孔位 钻 孔 清 孔 锚杆加工 锚杆入孔 注浆密实度试验 砂浆拌制 注 浆 机具调试 入孔内的长度不得短于设计长度的95%，实际粘接长度亦不短于设计长度95%；砂浆拌和均匀，并调整和易性，随拌随用，一次拌和的砂浆在初凝前用完；砂浆未达到设计强度的70%时，不得随意碰撞， 3天内不得悬挂重物。注：注浆配合比及压力见本交底“超前注浆小导管”部分。 4.带排气装置的中空注浆锚杆：隧道拱部系统锚杆均采用带排气装置的中空注浆锚 杆，中孔注浆锚杆直径为φ25mm，L=4.0mm，环向1.0m×纵向0.8m梅花型布置，带排气装置；杆体直径要均匀、一致，无严重的锈蚀、弯折；孔径要与锚杆直径相匹配，锚 杆孔径应大于设计的锚杆直径15mm，孔深一般比锚杆稍长一些(10cm 以上)；孔向应按设计方向钻进，垂直岩面；锚杆规格、长度、直径符合设计要求，锚杆杆体除锈除油；注浆压力控制在0.5～1.0MPa，终压控制在2～2.5MPa，排除孔内气体，确保孔内浆液饱满，锚杆垫板（150mm×150mm×6mm）与孔口混凝土密贴；砂浆未达到设计强度的70% 时，不得随意碰撞，3天内不得悬挂重物。注浆浆液标号、配合比、抗拉强度同“砂浆锚杆”。注：注浆配合比见本交底“超前注浆小导管”部分。 中空注浆锚杆施工工艺 第 5 页 共 10 页

注 浆 设 计 测量锚杆孔位 钻 孔 注浆参数试验 孔位检查 否注 浆 配 置 安 设 锚杆 锚杆加工 喷射混凝土封闭注浆面 注浆设备就位调试 锚杆 注 浆 是 效果检查 5.钢筋网施工工艺： 开挖后，先喷一层4cm砼后再挂网。钢筋网片预先洞外加工好备用，钢筋网采用φ8@150×150mm和φ6.5@150×150mm双层钢筋网，网片加工成0.8m×2.2m双开式，锚杆施作好后进行钢筋网的铺装，φ8铺设于拱架外缘、φ6.5铺设于拱架内缘，钢筋网应随高就低紧贴初喷面，钢筋网固定于锚杆杆体头部，并与锚杆尾部焊接。施工技术措施：使用的钢筋须经试验合格，使用前要除锈，在洞外分片制作，安装时搭接长度不小于一个网格；人工铺设，必要时利用风钻气腿顶撑，以便贴近岩面，喷混凝土时，减小喷头至受喷面距离和风压，以减少钢筋网振动，降低回弹。钢筋网喷混凝土保护层厚度不小于2cm，喷射中如有脱落的石块、土或砼块被钢筋网卡住时，必须及时清除干净。详见“出口Ⅴ级围岩开挖支护技术交底连接筋加工及钢筋网示意图”。 6.喷射砼施工工艺 采用28cm厚C25喷砼，拱墙采用锚网喷、仰拱采用素喷；拱墙喷砼中掺改性聚酯纤维，掺量为1.2kg/m3；C25每盘用量配合比为（水：水泥：砂：碎石：速凝剂）23.5：50： 90：90：2.0kg。混凝土由洞外拌和站集中拌料，混凝土运输车运到工作面。喷射混凝土前，用水、高压风将松土或岩面粉尘和杂物进行清理，喷射作业分段、分片、由下而上顺序进行，初喷混凝土厚度3～5cm。锚杆、钢筋网、钢架等安装完后进行复喷混凝土作业，喷至设计厚度。施工技术措施：喷射混凝土水泥采用32.5级的普通硅酸盐水泥；原材料计量要准确，杂质含量不超标，砂、石料、水泥、水的计量误差≯2%，速凝剂、纤维等外加剂的计量≯0.5%；设置控制喷混凝土厚度的标志；喷射前处理危石，检查开挖断面净空尺寸；采用搅拌机拌制混凝土；用高压水冲洗受喷面，当受喷面遇水易泥化时，用高压风吹净岩面；喷射作业分段（不超过6m）、分片（2.0m×2.0m）、分层（5～8cm），由下而上顺序进行；喷嘴与岩面垂直，距受喷面1.5～2.0m，倾斜角度不得大于10°，喷射时喷嘴需要反复缓慢地作螺旋划圈否则会使砼分离，表面不平整，且回弹率增加；施工中经常检查出料弯头、输料管和管路接头，发现堵管时立即关机。喷射砼拌和物的停放时间不得大于30分钟；每一次砼喷射完成后2小时后派专人进行洒水养护，每天养护2次，养护时间不少于14天。 六、隧道监控量测 通过施工现场的监控量测，为判断围岩稳定性，支护、衬砌可靠性，二次衬砌合理 施作时间，以及修改施工方法、调整围岩级别、变更支护设计参数提供依据，指导日常施工管理，确保施工安全和质量。 1、量测项目、测试方法 量测项目在采用喷锚构筑法施工时必须进行，监控量测必测项目见下表： 第 6 页 共 10 页

序号 监测项目 测试方法和仪表 现场观察、地质罗盘 收敛计 测试精度 备注 1 洞内、外观察 2 3 4 二次衬砌前净空变化 拱顶下沉 地表下沉 0.1mm 全站仪采用非接触观测法 1mm 1mm 一般进行水平收敛量测 浅埋隧道必测（H0≤2b） 水准测量的方法，水准仪、钢尺 水准测量的方法，水准仪、塔尺 注：H0—隧道埋深；b—隧道最大开挖宽度。 2、测点布置 净空变化、拱顶下沉和地表下沉（浅埋地段）等必测项目应设置在同一断面，其量测断面间距10m布设一个断面，每个断面两条水平收敛和一处拱顶下沉，具体布置参看布置图。 3、量测频率 各项量测项目量测频率根据位移速度和量测断面距开挖面距离，分别按以下两表确定。当按两表选择量测频率出现较大差异时，取量测频率较高的作为实施的量测频率。表1-2 量测频率（按位移速度） 位移速度（mm/d） ≥5 1～5 0.5～1 0.2～0.5 ＜0.2 表1-3 量测频率（按距开挖面距离） 量测断面距开挖面距离（m） （0～1）b （1～2）b （2～5）b ＞5b 注：b—隧道开挖宽度。 各项量测作业均应持续到变形基本稳定后2～3周结束。 4、监测数据的统计分析与信息反馈 工程监控量测作为施工组织的核心内容之一，置于动态管理体系之中，具体包括监第 7 页 共 10 页

量测频率 2次/d 1次/d 1次/2～3d 1次/3d 1次/7d 量测频率 2次/d 1次/d 1次/2～3d 1次/7d 测、数据的整理分析和信息反馈等几个主要方面。 1）量测数据的整理、分析 数据整理：把原始数据通过大小顺序，用频率分布的形式把一组数据分布情况显示出来，进行数据的数字特征计算以及离群数据的取舍。 回归分析和曲线拟合：绘制量测数据的时态变化曲线图(即时态散点图)和距开挖面关系图。 在取得数据后，根据散点图的数据分布状况，选择合适的函数，对监测结果进行回归分析，预测该测点可能出现的最大位移值或应力值，预测结构的安全状况，防患于未然。还可通过插值法，在实测数据的基础上，采用函数近似的方法，求得符合测量规律而又未实测到的数据。 2）建立监测管理等级基准 建立监测变形管理等级标准，管理等级分三等，其等级划分及相应基准值见下表。 表1-4 变形管理等级 管 理 等 级 Ⅲ Ⅱ Ⅰ 管 理 位 移 （mm） U＜U0/3 U0/3≤U≤2U0/3 U＞（2U0/3） 施 工 状 态 可正常施工 应加强支护 应采取特殊措施 注：U—实测位移值；U0—最大允许位移值。 3）建立快速信息反馈渠道 为确保监测结果的质量，加快信息反馈速度，建立快速信息反馈平台。设置监测小组，监测数据均由计算机管理，做到每日监测结果的及时上报。 4）信息反馈设计的主要内容 施工方法变更的建议；施工工序的更改；预留变形量的修改或确认；设计参数的修改或确认；辅助施工措施的选择与变更；周边环境的影响评估及辅助施工措施建议。 表1-5 结构允许相对位移表(%) 围岩 类 别 埋 深 <50m 0.20～0.80 50～300m 0.60～1.60 Ⅴ 注：相对位移指实测位移值与两点间距离之比或拱顶下沉实测值与隧道宽度之比。详见“出口Ⅴ级围岩开挖支护技术交底监控量测图”。 七、质量及验收要求 第 8 页 共 10 页

1、锚杆的孔位偏差为±150mm，深度误差不得大于±50mm，锚杆插入长度不得小于设计长度的95%，且应位于孔的中心，锚杆孔的深度要大于锚杆长度10cm，；锚杆孔距误差不得大于±150mm；锚杆保护层在采用水泥砂浆时不得小于8mm，其强度等级不低于M20； 2、钢架安装间距、横向及高程与设计允许偏差为±5cm，垂直度为±2°；加工好后周边拼装允许误差为±3cm，平面翘曲必须小于2cm；保护层和表面覆盖层厚度-5mm；腹板上钻孔的位置应符合设计要求；钢架节点焊接长度应大于4cm，且对称焊接。 3、喷射砼：石子最大粒径不大于15mm，含泥量不大于1%，泥块含量不大于0.25%；细骨料的模数大于2.5，砂中小于0.075mm的颗粒不大于20%，含泥量不大于3%，泥块含量不大于0.5%；喷射砼拌和物的坍落度控制在8～13cm；喷射砼平均厚度不小于28cm，厚度检查点数的80%及以上大于28cm，最小厚度不小于19cm。喷射砼的拱部回弹率不大于25%，边墙不大于15%，表面平整度用2米直尺检查，允许偏差为100mm。 原材料每盘称量的允许偏差：见表1-6。 表1-6 序号 1 2 3 4 材料名称 水泥 粗、细骨料 水 外加剂、纤维 允许偏差 ±2% ±3% ±2% ±2% 5、钢筋网的网格间距应符合设计要求，网格尺寸允许偏差为±10mm；钢筋网搭接长度应为１～２个网孔，允许偏差为±50mm。 6、超前小导管施工允许偏差： 序号 1 2 3 项目 方向角 孔口距 孔 深 允许偏差 2° ±50mm +50mm 0 现场技术人员及施工人员必须先熟悉本技术交底，并按照交底要求施工；对于不明确或有疑义的地方，及时与技术部联系。 施工完成后由安全生产部按交底要求进行自检，并按格式填写好检验批质量验收记录和分项工程质量验收纪录，报技术部验收。 八、安全注意事项 第 9 页 共 10 页

1、各种施工、操作人员先进行岗前安全培训，做到持证上岗。班组在班前进行上岗交底、上岗检查、上岗记录的“三上岗”和每班一次的“一讲评”安全活动。 2、 做好个人防护，进入施工现场人员必须戴好安全帽。作业工程前，每个人必须检查自己的防护品，达到作业时安全可靠。施工人员，尤其是电工、电焊工、混凝土喷射手等严格按规定佩戴好防护用品。 3、电工、机械设备操作员、电焊工、爆破工等工种必须持证上岗，并且按照施工规定作业。 4、施工场地根据作业性质，作好安全警示牌和和所有《安全操作规程》上墙。 5、对所有电线线路的架设必须架在具有绝缘材料的支架上，且具备安全高度、距离。 6、机械作业时，在作业半径范围内严禁站人。 7、需要高空作业时，人员必须配带安全绳和安全带。 8、进入工地必须戴好安全帽，禁止穿高根鞋或拖鞋，不允许赤膊作业。 9、对进行爆破作业时，安全员必须警笛，所有人必须处于安全警戒线以外。对爆破后的瞎炮必须派专业人员进行处理，处理结束达到安全可靠时，才可以进行下一步作业。 10、安全员必须在所有场地上24小时巡视，发现存在安全隐患情况，必须派人员进行处理后，方可允许人员靠近，情况严重时必须上报相关部门和负责人。 11、按消防部门的规定配足灭火器、消防栓等消防设施，并由当地消防部门检查认可后投入使用。定期进行消防检查和宣传教育，积极采取消防措施，防患于未然。 12、施工人员到达隧道工作面后，应首先检查工作面是否处于安全状态。支护、拱顶是否稳定，如有松动危石应清除并加以支护。 13、注浆管、高压水管、风管连接处必须牢固可靠，检查安全后方可作业。 14、各种运输设备不得人货混装，设备不准载人。装碴时，运碴车辆应停稳并制动，起动前应鸣笛。洞内运输车辆限速行驶。作业地段的行车速度不得大于15km/h，成洞地段行驶时速不得大于25km/h。洞内车辆行驶严禁超车。进洞车辆及内燃机械必须选用带净化装置或低污染的柴油机，汽油机械的车辆不得进洞作业。 15、在弃碴场安排推土机或装载机经常推碴，推碴时留适当的余碴，并安排卸碴指挥人员对自卸汽车进行卸碴指挥，确保自卸汽车倒车安全弃碴。 九、环境保护 施工过程中注意保护周边环境。喷射砼时的污水、废料等集中处理，防止污染破坏周围农田水利设施。清洗施工机械、机具的废水、废油、垃圾等严禁随意排放、丢弃，污染环境。施工完成后，必须清理场地，不得乱堆、乱放施工材料。 接收人： 接收日期： 年 月 日

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