牛郎河隧道喷锚支护施工技术
1 工程概况
晋焦高速公路牛郎河隧道是华北地区最长的公路隧道,是晋焦高速公路的控制工程。隧道设计全
长3955m,净高680cm,净宽1008cm。隧道地处太行山地区,穿越地层为下马家沟组第1至第5岩性段,岩层产状平缓,拱部易产生坍塌现象,侧壁基本稳定。节理发育,夹层厚度1--1.5cm,由粘性土充填,层间结合性一般,分布许多溶蚀小孔,岩体呈块状。地下水类型主要是基岩裂隙水、岩溶水,有渗水。雨季时,围岩裂隙渗水严重,局部溶洞呈管状涌水。
隧道左右线进口段80m为Ⅲ类围岩,其余为Ⅳ类围岩。隧道衬砌全部采用C25防水混凝土,Ⅲ类围岩喷锚16cm,衬砌厚度35cm,Ⅳ类围岩喷锚5cm,衬砌30cm.
2 喷锚支护施工
对于进口段Ⅲ类围岩,采用上、下半断面台阶法施工,初期支护采用锚杆挂网、钢格栅、喷射混凝土(厚度16cm)相结合的施工方法;Ⅳ类围岩采用全断面光面爆破施工,采用锚杆、喷射混凝土(厚度5cm) 支护施工。具体施工方法如下:
2.1开挖面围岩处理
隧道掌子面出碴完毕后,进行净空量测,根据量测标志进行撬清危石和欠挖处理。欠挖处理:软弱
地段人工开挖,硬质地段补炮,直至净空尺寸满足设计要求。
2.2 材料选定
(1)水泥及细骨料 采用河南焦作水泥厂生产的425号普通硅酸盐水泥;细骨料采用河南信阳黄砂,砂率控制在50%,含泥量〈3%。
(2)粗骨料 采用隧道出碴的石灰岩破碎而成,尺寸为0.5-1cm,经试验各项指标符合要求。
(3)速凝剂 采用山西城南化工厂生产的RH型速凝剂,最佳掺量为水泥重量的5%,5min初凝,8min达到终凝。
(4)水灰比 水灰比的控制极为重要,过大、过小都会使混凝土回弹量增加,浪费大量的材料。经多次比选认为,水灰比为0.48的混凝土喷射效果较好。
2.3 喷射机具
采用河南煤科所研制的BZ-5型混凝土喷射机,压力为0.2-0.4MPa。
2.4 初喷混凝土
(1)采用潮喷方法进行,以减小洞内粉尘污染。
(2)喷射混凝土之前,用水将岩壁面的粉尘和杂物冲洗干净,水泥、粗、
细骨料利用搅拌机干拌,加入少量水,水量为按水灰比配制混凝土应加入水总量的20%。拌好后用车将干料运至洞内喷射机前,再进行人工拌和,并按水泥总量的5%掺入速凝剂。
(3)喷射作业分段、分片由下向上依次分层进行,每段长度为6m,初喷厚度2--4cm。
(4)喷头喷射方向与岩面偏角小于10°,喷头至受喷面距离控制在0.6--1.0m之内,喷头呈螺旋形
均匀缓慢移动,一般绕圈直径在30-35cm之内。
2.5 设置锚杆及挂网
(1)在每次循环出碴完毕并初喷混凝土之后,开始布设锚杆。锚杆采用φ22螺纹钢,在洞外钢筋加
工场地切割成型。
(2)锚固剂采用河南巩义特种建材厂8604型水泥锚固剂。此种锚固剂属快速型,固化时间5-10min， 28d强度可达52--56MPa。规格为φ22小卷包装。
(3)锚杆安设 在钻眼施工完成之后,用高压风清孔,将锚固剂先沾水充分湿润后立即塞进钻孔中,
填充至孔深的2/3,用手风枪送锚杆充分入内,至锚固剂与锚杆紧密相贴即可。
(4)钢筋网片 PPP钢筋网片采用φ8圆钢,网眼尺寸20cm×20cm。钢筋网片尺寸为100cm×200cm，须保证锚杆与网片焊接牢固。钢筋网应随受喷面的起伏铺设,与受喷面间隙小于3cm。
2.6 安设钢格栅
(1)格栅制作 格栅主筋采用4根φ25钢筋,每榀格栅长度为500cm,格栅之间采用钢板螺栓联接,
钢筋之间的连接均采用焊接。
(2)钢格栅安设 钢格栅铺设间距100cm,每2榀格栅的联接筋长108cm,为φ25螺纹钢,应与格栅
4根主筋(φ25)点焊牢固。由于是上导坑施工,格栅拱脚架设木垫板,并低于上导坑底面20cm。格栅垂
直于隧道中线,倾斜度小于2°。
2.7 复喷混凝土
锚杆、网片、钢格栅安设完毕后,复喷混凝土。喷射混凝土施工与初喷混凝土工序相同,本次喷射
作业分为2次进行,每次喷射混凝土厚度控制在7--8cm,2次间隔时间以10min为宜。
3 体会
牛郎河隧道洞口LK26+415--LK26+500段围岩节理发育,水平层面薄且
较破碎,我们及时采用锚
杆、挂网、格栅、喷射混凝土等初期支护手段,使开挖顺利完成。但初期支护只是一种临时支护,二次衬
砌施工必须紧跟其后,以确保施工安全。
牛郎河隧道喷锚支护施工技术
1 工程概况
晋焦高速公路牛郎河隧道是华北地区最长的公路隧道,是晋焦高速公路的控制工程。隧道设计全
长3955m,净高680cm,净宽1008cm。隧道地处太行山地区,穿越地层为下马家沟组第1至第5岩性段,岩层产状平缓,拱部易产生坍塌现象,侧壁基本稳定。节理发育,夹层厚度1--1.5cm,由粘性土充填,层间结合性一般,分布许多溶蚀小孔,岩体呈块状。地下水类型主要是基岩裂隙水、岩溶水,有渗水。雨季时,围岩裂隙渗水严重,局部溶洞呈管状涌水。
隧道左右线进口段80m为Ⅲ类围岩,其余为Ⅳ类围岩。隧道衬砌全部采用C25防水混凝土,Ⅲ类围岩喷锚16cm,衬砌厚度35cm,Ⅳ类围岩喷锚5cm,衬砌30cm.
2 喷锚支护施工
对于进口段Ⅲ类围岩,采用上、下半断面台阶法施工,初期支护采用锚杆挂网、钢格栅、喷射混凝土(厚度16cm)相结合的施工方法;Ⅳ类围岩采用全断面光面爆破施工,采用锚杆、喷射混凝土(厚度5cm) 支护施工。具体施工方法如下:
2.1开挖面围岩处理
隧道掌子面出碴完毕后,进行净空量测,根据量测标志进行撬清危石和欠挖处理。欠挖处理:软弱
地段人工开挖,硬质地段补炮,直至净空尺寸满足设计要求。
2.2 材料选定
(1)水泥及细骨料 采用河南焦作水泥厂生产的425号普通硅酸盐水泥;细骨料采用河南信阳黄砂,砂率控制在50%,含泥量〈3%。
(2)粗骨料 采用隧道出碴的石灰岩破碎而成,尺寸为0.5-1cm,经试验各项指标符合要求。
(3)速凝剂 采用山西城南化工厂生产的RH型速凝剂,最佳掺量为水泥重量的5%,5min初凝,8min达到终凝。
(4)水灰比 水灰比的控制极为重要,过大、过小都会使混凝土回弹量增加,浪费大量的材料。经多次比选认为,水灰比为0.48的混凝土喷射效果较好。
2.3 喷射机具
采用河南煤科所研制的BZ-5型混凝土喷射机,压力为0.2-0.4MPa。
2.4 初喷混凝土
(1)采用潮喷方法进行,以减小洞内粉尘污染。
(2)喷射混凝土之前,用水将岩壁面的粉尘和杂物冲洗干净,水泥、粗、
细骨料利用搅拌机干拌,加入少量水,水量为按水灰比配制混凝土应加入水总量的20%。拌好后用车将干料运至洞内喷射机前,再进行人工拌和,并按水泥总量的5%掺入速凝剂。
(3)喷射作业分段、分片由下向上依次分层进行,每段长度为6m,初喷厚度2--4cm。
(4)喷头喷射方向与岩面偏角小于10°,喷头至受喷面距离控制在0.6--1.0m之内,喷头呈螺旋形
均匀缓慢移动,一般绕圈直径在30-35cm之内。
2.5 设置锚杆及挂网
(1)在每次循环出碴完毕并初喷混凝土之后,开始布设锚杆。锚杆采用φ22螺纹钢,在洞外钢筋加
工场地切割成型。
(2)锚固剂采用河南巩义特种建材厂8604型水泥锚固剂。此种锚固剂属快速型,固化时间5-10min， 28d强度可达52--56MPa。规格为φ22小卷包装。
(3)锚杆安设 在钻眼施工完成之后,用高压风清孔,将锚固剂先沾水充分湿润后立即塞进钻孔中,
填充至孔深的2/3,用手风枪送锚杆充分入内,至锚固剂与锚杆紧密相贴即可。
(4)钢筋网片 PPP钢筋网片采用φ8圆钢,网眼尺寸20cm×20cm。钢筋网片尺寸为100cm×200cm，须保证锚杆与网片焊接牢固。钢筋网应随受喷面的起伏铺设,与受喷面间隙小于3cm。
2.6 安设钢格栅
(1)格栅制作 格栅主筋采用4根φ25钢筋,每榀格栅长度为500cm,格栅之间采用钢板螺栓联接,
钢筋之间的连接均采用焊接。
(2)钢格栅安设 钢格栅铺设间距100cm,每2榀格栅的联接筋长108cm,为φ25螺纹钢,应与格栅
4根主筋(φ25)点焊牢固。由于是上导坑施工,格栅拱脚架设木垫板,并低于上导坑底面20cm。格栅垂
直于隧道中线,倾斜度小于2°。
2.7 复喷混凝土
锚杆、网片、钢格栅安设完毕后,复喷混凝土。喷射混凝土施工与初喷混凝土工序相同,本次喷射
作业分为2次进行,每次喷射混凝土厚度控制在7--8cm,2次间隔时间以10min为宜。
3 体会
牛郎河隧道洞口LK26+415--LK26+500段围岩节理发育,水平层面薄且
较破碎,我们及时采用锚
杆、挂网、格栅、喷射混凝土等初期支护手段,使开挖顺利完成。但初期支护只是一种临时支护,二次衬
砌施工必须紧跟其后,以确保施工安全。