初期支护4讲解

第三章山岭隧道常规施工方法四、钢拱架1、构造组成钢拱架可以采用型钢、工字钢、钢管或钢筋制成。现场采用以钢筋制作的格栅钢架较多。隧道中线拱部A单元拱部B单元开挖轮廓线边墙C单元边墙D单元内轨顶面仰拱E单元第三章山岭隧道常规施工方法第三章山岭隧道常规施工方法第三章山岭隧道常规施工方法竖向网构架立筋水平网构架立筋主筋第三章山岭隧道常规施工方法格栅钢架的断面第三章山岭隧道常规施工方法接头示意图第三章山岭隧道常规施工方法第三章山岭隧道常规施工方法第三章山岭隧道常规施工方法第三章山岭隧道常规施工方法工字钢钢架钢管钢架第三章山岭隧道常规施工方法

2、性能特点(1)钢拱架的整体刚度较大，可以提供较大的早期支护刚度；型钢拱架较格栅钢架能更早承载。(2)钢拱架可以很好地与锚杆、钢筋网、喷射混凝土相结合，构成联合支护，增强支护的有效性，且受力条件较好。尤以格栅钢架结合最好。(3)格栅钢架采用钢筋现场加工制作，技术难度和要求并不高；对隧道断面变化适应性好。(4)钢拱架的安装架设方便。第三章山岭隧道常规施工方法(1)钢拱架的设计可按其单独承受早期松弛荷载来设计。

q′＝μq

式中：q′——钢拱承受的早期松弛荷载；

q——围岩松弛荷载，按松弛荷载统计公式计算；

μ——钢拱架的荷载系数，一般取0.1~0.4。3、设计要点第三章山岭隧道常规施工方法

(2)拟定钢拱架尺寸后，进行强度、刚度和稳定性检算。常用的钢拱架设计参数见表。第三章山岭隧道常规施工方法(1)钢拱架的截面高度应与喷射混凝土厚度相适应，一般为16~20cm，且要有一定保护层。钢拱架通常是在初喷封面混凝土后架设的，初喷混凝土厚度约4cm。(2)为架设方便，每榀钢拱架一般应分为2~6节，并保证接头刚度，节数应与断面大小及开挖方法相适应。每榀钢拱架之间应设置不小于φ22的纵向钢拉杆。3、设计要点第三章山岭隧道常规施工方法(3)当围岩变形量较小或只允许围岩有小量变形时，钢拱架可以设计为固定型。当围岩流动性强、变形量大，且允许围岩有较大变形时，宜将钢拱架设计为可缩性，其可缩节点位置宜设置在拱顶节点处。施工准备开挖面超欠挖处理初喷混凝土测定钢架位置清除拱(柱)脚底浮渣锚杆固定、打锁脚锚杆原材料检验安装质量检查合格不合格铺设钢筋网、架立钢架安装纵向连接钢筋运入洞内拼装喷混凝土结束校正处理钢构件加工钢架试拼、检验校正处理不合格合格4、施工要点(1)钢拱架垂直度允许误差为±2°。(2)钢拱架的拱脚应稳定，一般有垫板、纵向托梁、锁脚锚杆等。(3)钢拱架的安设应在开挖后的2h内完成。(4)钢拱架应尽可能多地与锚杆露头及钢筋网焊接，以增强其联合支护效应。第三章山岭隧道常规施工方法

(5)可缩性钢拱架的可缩性节点，待其收缩合拢后，再补喷射混凝土。(6)喷射混凝土时，应注意将钢拱架与岩面之间的间隙喷射密实。(7)喷射混凝土应分层分次喷射完成，初喷混凝土应尽早进行，复喷混凝土应在量测指导下进行。第三章山岭隧道常规施工方法五、联合支护(1)联合支护宜联不宜散，彼此要直接地牢固相连，以充分发挥联合支护效应。(2)钢筋网及钢拱架要尽可能多地与锚杆头焊连，锚杆要有适量的露头。第三章山岭隧道常规施工方法(3)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。(4)分次施作的联合支护，应尽快将其相联，如超前锚杆与系统锚杆及钢拱架的联结。(5)分次施作的联合支护，要在量测指导下进行，以做到及时、有效，并作适当调整。六、施工过程中(二次衬砌前)可能发生的问 题及对策现象措施A措施B开挖面及其附近正面变得不稳定1.缩短一次掘进长度；2.开挖时保留核心土3.向正面喷射混凝土；4.用插板或并排钢管打入地层进行预支护1.缩小开挖断面；2.在正面打锚杆；3.采取辅助施工措施对地层进行预加固开挖面顶部掉块增大1.缩短开挖时间及提前喷射混凝土；2.采用插板或并排钢管；3.缩一次开挖长度；4.开挖面暂时分部施工1.加钢支撑；2.预加固地层开挖面出现涌水或者涌水量增1.加速混凝土硬化(增加速凝剂等)；2.喷射混凝土前作好排水；3.加挂网格密的钢筋网；4.设排水片1.采取排水方法(如排水钻孔、井点降水……等)；2.预加固围岩地基承载力不足，下沉增大1.注意开挖，不要损害地基围岩；2.加厚底脚处喷混凝土，增加支承面积1.增加锚杆；2.缩短台阶长度，及早闭合支护环；3.用喷混凝土作临时底拱；4.预加固地层产生底鼓及早喷射底拱混凝土1.在底拱处打锚杆；2.缩短台阶长度，及早闭合支护环喷混凝土喷混凝土层脱离甚至塌落1.开挖后尽快喷射混凝土；2.加钢筋网；3.解除涌水压力；4.加厚喷层打锚杆或增加锚杆喷混凝土层中应力增大，产生裂缝和剪切破坏1.加钢筋网；2.在喷混凝土层中增设纵向伸缩缝1.增加锚杆(用比原来长的锚杆)；2.加入钢支撑锚杆锚杆轴力增大，垫板松弛或锚杆断裂1.增强锚杆(加长)；2.采用承载力大的锚杆；3.为增大锚杆的变形能力，在垫锚板间夹入弹簧垫圈等钢支撑钢支撑中应力增大，产生屈服松开接头处螺栓，凿开喷混凝土层，使之可自由伸缩1.增强锚杆；2.采用可伸缩的钢的支撑，在喷混凝土层中设纵向伸缩缝净空位移量增大，位移速度变快1