任务三：稳定掌子面及超前支护措施施工

任务三：稳定掌子面及超前支护措施施工《隧道施工与检测技术》任务三：稳定掌子面及超前支护措施施工内容概要本节课主要介绍隧道围岩加固的措施。教学目标

认知围岩加固的常用措施；重点学习任务围岩加固的常用措施。主要学习活动设计

在隧道掌子面自稳性差、掌子面开挖可能坍塌、拱顶掉块时，可采用封闭开挖面、超前锚杆支护、超前小导管支护、超前管棚支护、超前水平旋喷加固等措施。根据现场围岩条件、施工条件等，这些辅助工程措施还包括：超前锚杆、超前自进式锚杆、钢轨超前顶进、双层超前小导管等。一.封闭开挖面在软弱围岩、破碎围岩地段、掌子面容易出现掉块时，可采用喷射混凝土封闭围岩，喷射混凝土厚度不宜小于80mm，且封闭期间喷射混凝土不应起层、剥落，必要时可设钢筋网。在掌子面出现较大涌水、涌泥时，可采用混凝土封堵墙封堵，封堵墙厚度应根据封堵范围大小、涌出压力、涌泥规模、需封堵时间确定，封堵墙厚度应不小于500mm并应采用早强混凝土，必要时可设钢筋网。当掌子面出现流沙、涌泥、湿陷性黄土及掌子面溜坍时，可采用洞渣加沙袋反压封堵。

封闭开挖掌子面是一种临时应急措施，主要是为了防止险情进一步扩大二、超前锚杆二.超前锚杆1.超前锚杆支护在隧道开挖之前，在开挖面拱部的一定范围内沿隧道断面的周边向地层内打入一排纵向锚杆（或小钢管），通过锚杆对围岩的加固作用，形成超前于工作面的围岩加固棚，在该棚的保护下进行开挖。开挖一个进尺后，再打入一排纵向锚杆，再掘进，如此往复推进。适用于砂土地层、堆积地层、断层破碎带、水平薄层状地层、浅埋和塌方地段等。二.超前锚杆

2.超前锚杆又分为悬吊式超前锚杆及格栅拱支撑超前锚杆。悬吊式超前锚杆，末端支承在拱部围岩内专为超前锚杆提供支点的径向悬吊锚杆，或支承在作为支护的结构锚杆上，使其起到支护掘进进尺范围内拱部上方，有效地约束围岩在爆破后的一定时间内不发生松弛坍塌，为大断面开挖与喷锚支护创造了条件。施工中，因超前锚杆与悬吊锚杆的外露端往往不易直接相交，故以φ22的横向短钢筋焊在邻近的悬吊锚杆上，再焊在超前锚杆的末端上。二.超前锚杆格栅拱支撑超前锚杆：超前锚杆的末端支撑在格栅拱架上。二.超前锚杆

3．超前锚杆的设计原则（1）超前锚杆设置范围，对于拱部宜为隧道拱部外弧全长的1/6～1/2。（2）锚杆长度宜为3～5m，拱部超前锚杆纵向两排之间应有1m以上的水平搭接段；锚杆间距，Ⅳ级围岩宜为40～60cm，Ⅴ级围岩适宜为30～50cm。（3）充填砂浆宜采用早强砂浆，其强度等级不应低于M20。二.超前锚杆4.超前锚杆的施工工艺流程二.超前锚杆三.超前小导管

超前小导管注浆也是一种被广泛使用的辅助施工措施，它往往与钢拱架一起设置，尾端支撑在钢架上，并应焊接牢固。小导管宜采用直径为42～50mm的无缝钢管，长度宜为3～5m；小导管前部注浆孔的孔径宜为6～8mm，间距宜为10～20cm，按梅花形布置,尾部预留一定长度的止浆段，长度不小于30cm，管口应设置止浆阀；小导管环向设置间距宜为20～50cm，外插角为10°～30°，两小导管间纵向水平的搭接长度不小于100cm。顶入钢管连接管路压水试验注浆停止注浆注下一孔有无渗漏风钻钻孔检查加固效果是否达到要求补钻注浆孔制浆管路泄漏检修封闭岩面工作面泄漏否无是超前小导管施工工艺流程图三.超前小导管四.超前管棚

超前管棚支护是沿隧道开挖轮廓线向外以0.5°~2°的外倾角度并排打入一系列钢管，管棚直径为89~110mm，与初期支护钢架结合形成棚架。四.超前管棚超前管棚主要包括套拱施工和管棚施工两个内容。四.超前管棚是否达到设计孔深测量放线安装导向墙模板绑扎钢筋安装导向管浇注导向墙混凝土钻孔、下管测量放线注浆否结束是否达到终孔标准

管棚加工否是是大管棚施工工艺流程图四.超前管棚一.套拱施工

管棚开孔前宜先施作导向墙，导向墙纵向长度应不小于2m、厚度应不小于0.8m，并应有足够的强度和刚度，导向墙基础应置于稳定地基上。P6.管棚支护动画_哔哩哔哩_bilibili3分3秒后工艺流程根据联测的控制点进行洞口位置测量，按设计要求进行洞边刷坡和支护，洞口开挖时，应结合套拱近棚的底脚位置预留高度，避免重新搭设施工脚手架。测量放样钢拱架安装导向管施工套拱模板

套拱混凝土

拆模养护

工艺流程核对钢拱架的平面位置和高程无误后，钢拱架底脚安装在坚实地基上。测量放样钢拱架安装导向管施工套拱模板

套拱混凝土

拆模养护

钢架由内向外逐榀进行安装，钢拱架的直径应逐步变小，以保证管棚的外倾角。工艺流程

导向管所用管径应比管棚所用管径大2-3cm。导向管与钢拱架应采用焊接。测量放样钢拱架安装导向管施工套拱模板

套拱混凝土

拆模养护

工艺流程套拱模板宜采用木模，内模采用钢拱架支撑，外模采用箍筋固定加固。测量放样钢拱架安装导向管施工套拱模板

套拱混凝土

拆模养护

套拱底模安装套拱外模安装及砼浇筑工艺流程浇筑时应左右两边对称浇筑，并振捣密实。测量放样钢拱架安装导向管施工套拱模板

套拱混凝土

拆模养护

工艺流程砼强度达到8MPa后，拆除顶模的边模，淋水或盖膜进行养护。测量放样钢拱架安装导向管施工套拱模板

套拱混凝土

拆模养护

工艺流程选2个孔作为试验孔，进行注浆试验。准备并调试机械设备；加工管棚钢管。施工准备钻机就位管棚钻孔管棚安装

管棚注浆

检测及验收

二.管棚施工套拱管棚加工工艺流程宜采用潜孔钻机或螺旋钻机，施工前应搭设牢固可靠的施工脚手架。孔径比管棚钢管外径2-3cm。施工准备钻机就位管棚钻孔管棚安装

管棚注浆

检测及验收

二.管棚施工工艺流程套拱管棚钻孔钻孔顺序由高孔位向低孔位进行钻进成孔;钻机开孔时，钻速宜低，钻深20cm后转入正常钻速；根据钻进深度，结合设计地勘情况对石粉取样，作好记录施工准备钻机就位管棚钻孔管棚安装

管棚注浆

检测及验收

二.管棚施工工艺流程套拱管棚连接

节段长度不宜小于2m；

同一截面接头数量不超过接头总数的50%。相邻钢管的接头错开距离应大于1m；

采用丝扣连接或套管焊接连接，连接长度不应小于50mm。施工准备套拱施工管棚钻孔管棚安装

管棚注浆

检测及验收

工艺流程套拱管棚安装施工准备套拱施工管棚钻孔管棚安装

管棚注浆

检测及验收

节段长度不宜小于2m；

同一截面接头数量不超过接头总数的50%。相邻钢管的接头错开距离应大于1m；

采用丝扣连接或套管焊接连接，连接长度不应小于50mm。施工准备套拱施工管棚钻孔管棚安装

工艺流程管棚注浆

检测及验收

套拱管棚注浆注浆应由下往上，由两端开始施工，向隧道拱顶方向推进；砂浆强度等级不应低于M20。初压0.5~1.0Mpa，终压为2.0Mpa；每根钢管应一次连续注满砂浆。施工准备套拱施工管棚钻孔管棚安装

工艺流程管棚注浆