1B414033　公路隧道支护与衬砌

　　一、超前支护

　　常采用的超前支护措施有超前锚杆、插板、超前小导管、管棚及围岩预注浆加固等。

　　视围岩条件、涌水状况、施工方法、环境要求等情况而定。

　　(一)超前锚杆施工技术要点

　　超前锚杆主要适用于地下水较少的软弱破碎围岩的隧道工程中，如土砂质地层、弱膨胀性地层、流变性较小的地层、裂隙发育的岩体、断层破碎带、浅理无显著偏压的隧道等，也适宜于采用中小型机械施工。

　　超前锚杆宜采用早强砂浆锚杆，锚杆可用不小于Φ22的螺纹钢筋。其超前量、环向间距、外插角等参数应视具体的施工条件而定。

　　(二)管棚和超前小导管注浆施工技术要点

　　性能特点及适用条件

　　特点：

　　>>在一般无胶结的土及砂质围岩中，可采用插板封闭较为有效;

　　>>在地下水较多时，则可利用钢管注浆堵水和加固围岩。

　　适用条件：

　　>>围岩压力来得快、来得大

　　>>对围岩变形及地表沉降要求严格

　　>>洞口围岩软弱破碎

　　>>利用钢拱架，沿开挖轮廓线，以较小外插角向前方打入钢管或钢插板

　　>>形成棚架，对前方围岩进行预支护

　　>>在管棚预支护保护下开挖

　　护(套)拱+短管棚法

　　护(套)拱+长管棚法

　　3.设计及施工要点

　　>>工艺：设置管棚基底-水平钻孔-压(打)入钢管-开挖

　　>>长度：不宜小于10m，一般为10～40m

　　>>管径：70～180mm，孔径比管径大20～30mm

　　>>环向间距：0.2～0.8m;外插角：1～2度

　　>>纵向搭接长度：不小于1.5m

　　>>钢管不得侵入开挖轮廓线

　　超前小导管注浆

　　◆开挖前先用喷混凝土将开挖面和5m范围内隧道封闭

　　◆然后沿隧道周边打入带孔的纵向小导管

　　◆由上而下向小导管内压浆，渗透到地层中

　　◆浆液硬化后，在隧道周围形成一个加固圈

　　◆在此加固圈防护下安全开挖。

　　性能特点及适用条件

　　◆加固和堵水

　　◆适用于一般软弱破碎围岩和地下水丰富的松软围岩

　　布置及安装

　　◆小导管：一般采用直径φ32～φ50的钢管，常用φ42钢管

　　◆长度：3～5m，前端尖锥

　　◆前端管壁每隔10～20cm交错钻眼，眼孔直径6～8mm

　　◆钻孔直径：比管径大20mm以上

　　◆环向间距：一般20～50cm

　　◆外插角：10～30度，一般15度

　　◆小导管应外露一定长度，以连接注浆管，并用塑胶泥封堵导管周围孔隙

　　超前小导管注浆

　　小导管注浆属渗入性注浆，虽然钢管本身的支护能力不如管棚，但其注浆加固地层的效果比管棚好。它适用于较干燥的砂土层、砂卵(砾)石层、断层破碎带、软弱围岩浅埋段。

　　(三)预注浆加固围岩施工技术要点

　　预注浆一般可超前开挖面30～50m，可以形成有相当厚度的和较长区段的筒状加固区，从而使得堵水的效果更好，也使得注浆作业的次数减少，它更适用于有压地下水及地下水丰富的地层中，也更适用于采用大中型机械化施工。

　　预注浆加固围岩有洞内超前注浆、地表超前注浆和平导超前注浆三种方式。对于浅埋隧道，可以从地表向隧道所在区域打辐射状或平行状钻孔注浆;对于深埋长大隧道，可设置平行导坑。

　　二、初期支护

　　(一)喷射混凝土

　　喷射混凝土的工艺流程有干喷、潮喷和湿喷。

　　喷射作业的机械(具)设备主要包括：混凝土喷射机、上料机、搅拌机、机械手、混凝土运送搅拌车、混凝土喷射三联机等。

　　1.干喷法是将水泥、砂、石在干燥状态下拌合均匀，用压缩空气送至喷嘴并与压力水混合后进行喷射的方法。因喷射速度大，粉尘污染及回弹情况较严重，隧道内喷射混凝土施工不得采用干喷工艺。

　　2.潮喷法是将骨料预加少量水，使之呈潮湿状，再加水泥拌合，送至喷嘴处并与压力水混合后进行喷射的方法。与干喷相比，上料、拌合及喷射时的粉尘少。

　　3.湿喷法是将水泥、砂、石和水在按比例拌合均匀，用湿喷机压送至喷嘴进行喷射的方法。湿喷法的粉尘和回弹量少，喷射混凝土的质量容易控制，但对喷射机械要求较高，机械清洗和故障处理较麻烦。

　　目前施工现场湿喷法使用的较多。

　　(二)锚杆

　　按照锚固形式可划分为全长粘结形、端头锚固形、摩擦形和预应力形四种。

　　(三)钢支撑

　　1.钢拱架

　　2.格栅

　　◆对于自稳时间很短的Ⅴ、Ⅵ级围岩隧道;

　　◆浅埋、偏压隧道;

　　◆隧道处于粉细砂、大面积淋水等地段;

　　◆为了抑制围岩过大的变形。

　　钢拱架与围岩间的空隙难以用喷射混凝土紧密充填，与喷射混凝土粘结也不好，导致钢拱架附近喷射混凝土易出现裂缝。

　　格栅钢架能够很好地与喷射混凝土一起与围岩密贴，喷射混凝土能够充满格栅钢架及其围岩的空隙，且能和锚杆、超前支护结构连成一体，支护效果好

　　(四)锚喷支护

　　包括锚杆支护、喷射混凝土支护、喷射混凝土锚杆联合支护、喷射混凝土钢筋网联合支护、喷射混凝土与锚杆及钢筋网联合支护、喷钢纤维混凝土支护、喷钢纤维混凝土锚杆联合支护，以及上述几种类型加设型钢(或钢拱架)而成的联合支护。

　　作为初期支护， 目前在隧道工程中使用最多的组合形式是锚杆加喷射混凝土、锚杆加钢筋网再加喷射混凝土、钢架加锚杆加钢筋网再加喷射混凝土。。

　　钢筋网及钢拱架要被喷射混凝土所包裹、覆盖，即喷射混凝土要将钢筋网和钢拱架包裹密实。