近些年来,我国在隧道工程软岩支护中积累了较多的成功经验和失败教训,有利地推动了软岩支护技术的发展。下面小编为大家介绍隧道开挖初期支护应知的一般规定?隧道施工的主要支护手段与施工顺序?
隧道开挖初期支护应知的一般规定
1、初期支护应配合开挖作业及时进行,确保围岩稳定及施工安全;施工作业台架应牢固可靠,并应设置安全围栏。
2、当掌子面自稳能力差时,应采取增加辅助工程措施或改变开挖方法等措施。
3、软弱围岩地段施工应坚持“先支护(强支护)、后开挖(短进尺、弱爆破)、快封闭、勤量测”的施工原则,初期支护紧跟掌子面。Ⅳ~Ⅵ级围岩初期支护应保证尽早封闭成环。
4、隧道支护宜根据现场监控量测结果,分析施工中的各种信息,及时调整支护措施和支护参数。
5、施工中应做好地质描述、超前地质预报,根据围岩条件的变化,因地制宜,提前采取相应措施,做到安全可靠、经济合理。
6、在浅埋、严重偏压、自稳性差的地段以及大面积淋水或涌水地段施工时,应按设计采用稳定地层和处理涌水的辅助工程措施。稳定地层措施主要包括:超前锚杆支护、超前小导管预注浆支护、超前管棚支护、超前预注浆、地面砂浆锚杆、地表注浆等。其中前四项为稳定洞内围岩和开挖面的措施,后两项为稳定地面地层、防止地面下沉、滑塌和在浅埋地段与洞内措施一起作用稳定洞内围岩及开挖面的措施。涌水处理措施主要包括:超前围岩预注浆堵水、开挖后补注浆堵水、超前钻孔排水、坑道排水、井点降水等。
7、辅助工程措施施工应符合下列规定:
1)应做好相应的工序设计;
2)应坚持“先支护(强支护)、后开挖(短进尺、弱爆破)、快封闭、勤量测”的施工原则;
3)应准备所需的材料及机具,制订有关的安全施工措施;
4)施工中应注意观察地形和降水、地质条件和地下水的变化以及量测数据的突变等情况,预防突发事故的发生;
5)做好详细的施工记录。
8、隧道施工作业人员应配备应的安全防护用具(如安全帽、安全带、防尘口罩、绝缘防滑鞋等)和安全防护服装,安全防护用具和安全防护服装的使用、采购和管理应符合《公路水运工程安全生产监督管理办法》的规定;作业人员的皮肤应避免与速凝剂、树脂胶泥等化学制剂直接接触;严禁树脂接触明火;
隧道施工的主要支护手段与施工顺序
施工顺序可以概括为:开挖→一次支护→二次支护。
1、开挖
开挖作业的内容依次包括:钻孔、装药、爆破、通风、出渣等。开挖作业与一次支护作业同时交叉进行,为保护围岩的自身支撑能力,第一次支护工作应尽快进行。为了冲分利用围岩的自身支撑能力开挖应采用灌面爆破(控制爆破)或机械开挖,并尽量采用全断面开挖,地质条件较差时可以采用分块多次开挖。一次开挖长度应根据岩质条件和开挖方式确定。岩质条件好时,长度可大一些,岩质条件差时长度可小一些,在同等岩质条件下,分块多次开挖长度可大一些,全断面开挖长度就要小一些。一般在中硬岩中长度约为2-2.5米,在膨胀性地层中大约为0.8-1.0米。
2、第一次支护作业包括:一次喷射混凝土、打锚杆、联网、立钢拱架、复喷混凝土
在巷道开挖后,应尽快地喷一层薄层混凝土(3-5mm),为争取时间在较松散的围岩掘进中第一次支护作业是在开挖的渣堆上进行的,待把未被渣堆覆盖的开挖面的一次喷射混凝土完成后再出渣。
按一定系统布置锚杆,加固深度围岩,在围岩内形成承载拱,由喷层、锚杆及岩面承载拱构成外拱,起临时支护作用,同时又是永久支护的一部分。复喷后应达到设计厚度(一般为10-15mm),并要求将锚杆、金属网、钢拱架等覆裹在喷射混凝土内。
完成第一次支护的时间非常重要,一般情况应在开挖后围岩自稳时间的二分之一时间内完成。目前的施工经验是松散围岩应在爆破后三小时内完成,主要由施工条件决定。
在地质条件非常差的破碎带或膨胀性地层(如风华花岗岩)中开挖巷道,为了延长围岩的自稳时间,为了给一次支护争取时间,安全的作业,需要在开挖工作面的前方围岩进行超前支护(预支护),然后再开挖。
在安装锚杆的同时,在围岩和支护中埋设仪器或测点,进行围岩位移和应力的现场测量:依据测量得到的信息来了解围岩的动态,以及支护抗力与围岩的相适应程度。
一次支护后,在围岩变形趋于稳定时,进行第二次支护和封底,即永久性的支护(或是补喷射混凝土,或是浇注混凝土内拱),起到提高安全度和整个支护承载能力增强的作用,而此支护时机可以由监测结果得到。
对于底板不稳,底鼓变形严重,必然牵动侧墙及顶部支护不稳,所以应尽快封底,形成封闭式的支护,以谋求围岩的稳定。