平洞开挖支护施工方案

一 编制依据

编制依据

序号 名称 编号 DL/T5099-1999 备注 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

水工建筑物地下开挖工程施工技术规范 水工混凝土施工规范 水工混凝土试验规程 水工混凝土钢筋施工规范 水利水电工程锚喷支护施工规范 水利水电工程施工安全防护设施技术规范 爆破安全规程 水工建筑物地下开挖工程施工技术规范 水利水电工程喷锚支护技术规范 锚杆喷射砼支护技术规范 建筑工程施工质量评定标准 DL/T5144-2001 DL/T5150-2001 DL/T5169-2002 DL/T5181-2003 DL/T5162-2002 GB6722-2014 SL378-2007 SL377-2007 G50086-2001 GB/T50375-2006 二 洞身开挖方案 2.1 单侧壁导坑法开挖

单侧壁导坑法适应于隧道跨度大，扁平率低、围岩较差，一般Ⅳ～Ⅴ类围岩，地表下沉需控制的隧道。单侧壁导坑法适用于断面跨度大、地表沉陷难于控制的软弱松散围岩中。

（1）施工方案 1）先行导坑开挖：

采用微正台阶法，上半断面超前2.5～3m，使用5台气腿式凿岩机钻眼，光面爆破，每循环进尺2.0～2.5m，配备正铲卸式装载机装碴，自卸汽车运输。

2）先行导坑支护：根据围岩情况和设计要求，采用锚杆，喷射砼，架格栅支护，可利用汽车平台架钻锚杆眼，间距1.0×1.0，长度3.5m/根。初喷砼125px，再架设格栅，纵向间距1榀/m。为保证施工安全，中壁墙需作临时支护，锚杆间距1.5×1.5，喷砼10～375px，架设格栅，纵向间距1榀/m。

3）右侧开挖、支护

在左侧先行导坑超前50m后进行，以不影响先行导坑施工。开挖、支护方

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式与左侧相似，只是不再作中壁临时支护。

4）仰拱施工

在下部开挖至设计标高后，即可清基，施作单侧仰拱，另一侧仰拱应在中壁墙撤除后进行。

5）全断面衬砌

在仰拱和回填完成后，开始边墙施工，按设计要求施作防水层和其他排水设施，同时做好各种预埋管件及预留洞的安装和检查，防止错埋，漏埋。

（2）施工工艺

1）单侧壁导坑开挖循环流程图

装炮放药→通风排烟→上部钻锚杆、炮孔→下部测量→下部支护→出渣→上部支护→下部钻锚杆、炮孔

2）单侧壁导坑标准作业循环时间

工 序 1、上部测量 2、上部钻孔 3、上部锚杆、架格栅 4、上部喷砼 5、出碴 6、下部钻孔 标准时间（分钟） 40 180 180 150 150 40 工 序 7、下部钻孔 8、下部锚杆、架格栅 9、装药放炮 10、装药放炮 11、通风排烟 12、找顶 标准时间（分钟） 200 180 150 90 20 40 3）侧壁与中壁墙支护联结工艺

若在侧墙格栅与中壁墙格栅联结成副本，拱部压力和侧向压力太大仍可能发生坍塌。因此需在A处须知加强处理深孔锚杆格栅。每格格栅处设深孔锚杆4根，锚杆长度4～5米/根，锚杆外露与格栅焊接，然后喷砼封闭。

（2）施工要点

1）将断面分成侧壁导坑、上台阶、下台阶；

2）侧壁导坑宽度不宜超过0.5倍洞宽，高度以到起拱线为宜； 3）导坑与台阶的距离以导坑施工和台阶施工不发生干扰为原则； 4）上、下台阶的距离则视围岩情况参照短台阶法或超短台阶法拟定。 在高等级公路建设中，隧道、特别是长大隧道一般成为整个项目的控制工程，控制着整个工程的工期，隧道施工又有作业范围小施工干扰大等特点，因此开挖

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又成为控制工期的关键，在钻爆法施工中，根据围岩条件，有多种施工方法：如全断面法、台阶法导坑法等。在扁平大跨度，岩层产状平缓，地质条件差，地下水丰富的隧道施工中，单侧壁导坑法开挖不失为一种理想的开挖方法。

（3）施工质量及安全

单侧壁导坑施工应遵循隧道施工质量、验收规范。同时应注意以下几点： 1）双洞开挖时，后行洞靠先行洞侧的围岩实际上是处于悬空状态，这部分围岩经开挖已扰动过一次，如果后行洞的施工方法不当，可能对围岩造成严重二次扰动，并导致先行洞洞壁破坏。为此应弱爆破、强支护、勤量测。结合具体工程情况，认真分析，精心施工。

2）中壁墙的撤除，必须待围岩完全稳定后方可进行。

3）控制隧道超欠挖，由于拱顶分两次开挖，很易造成拱超欠挖严重，因此必须提高测量精度，钻眼精度。特别是周边眼的精度，为快速衬砌提供条件。

2.2 环形开挖留核心土法

环形开挖预留核心土法一般是将开挖面分成环形拱部、上部核心及下部台阶三部分。根据地质好坏将环形拱部断面分成一块或几块。先开挖上部导坑弧形断面留核心土平台，再开挖下部两侧边墙、中部核心土的隧道开挖方法。

适用条件：单线隧道Ⅳ～Ⅴ级围岩，也可用在双线隧道Ⅲ～Ⅳ级围岩地段。 （1）施工方案

1）将开挖断面分为上、中、下及底部四个部分逐级掘进施工，核心土面积应不小于整个断面面积的50%。上部宜超前中部3～5m，中部超前下部3～5m，下部超前底部10m左右。为方便机械作业，上部开挖高度控制在4.5m左右，中部台阶高度也控制在4.5m左右，下部台阶控制在3.5m左右。

2）核心土与下台阶开挖应在上台阶支护完成后、喷射混凝土强度达到设计强度的70%后进行。为防止上台阶初期支护下沉、变形，其底部宜加设槽钢托梁，托梁与钢架连为一体，钢架底部应按设计要求设置锁脚锚杆，并与纵向槽钢焊接，锚杆布设俯角宜为45°。

3）每一台阶开挖完成后，及时喷射4cm厚混凝土对围岩进行封闭，设立型钢钢架及锁脚锚杆，分层复喷混凝土到设计厚度，必要时各台阶设临时仰拱加强支护，完成一个开挖循环。

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4）对土质的隧道应以核心土为基础设立3根临时钢架竖撑以支撑拱顶和拱腰，核心土应根据围岩量测结果适当滞后开挖。

（2）施工要点

1）环形开挖进尺宜为0.5-1.0m，核心土面积应不小于整个断面面积的50%。 2）开挖后应及时施工喷锚支护、安装钢架支撑，相邻钢架必须用钢筋连接，并应按施工要求设计施工锁角锚杆。

3）围岩地质条件差，自稳时间短时，开挖前应按设计要求进行超前支护。 4）核心土与下台阶开挖应再上台阶支护完成后、喷射混凝土达到设计强度的70%。

5）开挖前应在拱部进行超前支护、环形开挖每循环长度0.5～1m不宜过长，开挖后及时施作喷锚支护、安装钢架支撑。

6）每两个钢架之间采用钢筋连接，并设置锁脚锚杆、全断面初期支护封闭距拱部开挖面不超过15m。

7）预留核心土面积大小根据围岩地质情况，便于施工和满足开挖面的稳定。 8）上部弧形、左、右侧墙部，中部核心土开挖各错开3～5m进行平行作业。 9）仰拱及填充超前二次衬砌且分别全副浇筑，距离掌子面≤70m。全断面衬砌时间根据监控量测稳定情况及时施作。

2.3 台阶法开挖

台阶法开挖是将设计断面分成上，下断面或上，中，下断面分次开挖的成形的开挖方法。

该方法适用于三到五级较软和节理发育的围岩。台阶法按上台阶超前长度分为长台阶，短台阶，超短台阶三种。短台阶，超短台阶两种方法遇软弱围岩时应慎重考虑，必要时采用辅助开挖超前小导管，锚杆，长管棚，双层小导管等措施稳定开挖面。

台阶法是隧道及地下工程的施工方法之一。又有正台阶法和反台阶法之分，反台阶法又称中隔壁台阶法。按台阶长短有长台阶，短台阶和超短台阶三种。近年由于大断面隧道的设计，又有三台阶临时仰拱法，预留核心土台阶法，甚至多台阶法。台阶法的适用范围是稳定岩体，土层及不稳定岩体。

采用台阶法施工时应注意以下事项：

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（1）台阶长度不宜超过隧道开挖宽度的1.5倍。台阶不宜多分层。一般以一个垂直台阶开挖到底，保持平台长2.5～3m为好，易于掌握炮眼深度和减少翻渣t作量，装渣机应紧跟开挖面，减少扒渣距离以提高装渣运输效率。应根据两个条件来确定台阶长度：一是初期支护形成闭合断面的时间要求，围岩稳定性越差，闭合时间要求越短；二是上半部断面施工时开挖、支护、出渣等机械设备所需的空间大小的要求。

（2）上部开挖时，因临空面较大，易使爆破面渣块过大，不利于装渣，应适当密布中小炮眼。但采用先拱后墙法施工时，对于下部开挖时，应注意上部的稳定，必须控制下部开挖厚度和用药量，并采取防护措施，避免损伤拱圈及确保施工安全。若围岩稳定性较好，则可以采取分段顺序开挖。若围岩稳定性较差，则应缩短下部掘进循环进尺；若稳定性更差，则可以左右错开，或先拉中槽后挖边帮。

（3）上台阶钢架施工时，应采取有效措施控制其下沉和变形，下台阶应在台阶喷射混凝土强度达到设计强度的70%后开挖。

2.4 爆破施工

爆破施工是利用炸药爆炸的能量将土石炸碎以利于开挖运输或借助于爆炸能量将土石移到预定位置。用这种方法开挖路堑具有工效高、速度快、劳动力消耗少、施工成本低等特点。对于岩质坚硬，不可能用人工或施工机械开挖的石质路堑，通常要用爆破开挖法。爆破后用机械清方，是非常有效的路堑开挖方法。

根据炸药用量的多少，爆炸法分为中小型爆破和大爆破，其中使用频率最高的是中小型爆破，大爆破的应用通常受到诸多因素的影响。例如在开挖山岭地带的石方路堑时，如果岩层不太破碎、路堑较深且路线通过突出的山嘴时，采用大爆破开挖可有效提高施工效率。如果路堑位于页岩、片岩、砂岩、砾岩等非整体性岩石时，则不宜用大爆破开挖法。尤其是路堑位于岩石倾斜朝向路线且有夹砂岩、粘土层的软弱地段及易坍塌的堆积层时，禁止采用大爆破开挖，以免对路基的稳定性造成危害。

2.4.1 测量放样

为便于钻机上钻，也为了能有效根据实测高程开挖出建筑物设计体型，在准备进行钻孔作业的区域，要对大面进行平整和清理，使该部位平整且露出岩石面。

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清面利用推土机、反铲配合人工进行。清理时距预裂孔边线2m范围内，大面平整度控制在20cm；表面虚渣清理干净，其他部位大面平整度控制在50cm。由现场技术人员对上钻平台验收。

钻孔前测量放样，准确绘出开挖轮廓线及周边眼、掏槽眼和辅助眼的位置，用激光铅直仪控制边线。距开挖面50m处埋设中线桩，每100m设置临时水准点。每次测量放线的同时，要对上次爆破断面进行检查，利用开挖断面量测系统对测量数据进行处理，及时调整爆破参数，以达到最佳开挖断面效果。

测量放点由技术员和测量人员严格按照爆破设计共同进行。孔位点与方向点的误差必须在所要求的误差范围内。预裂孔和方向点应每孔放出，方向点应放在距预裂孔≥2.0m的钻机前方位置，以保证钻机方位控制的精度。

2.4.2 开挖方法

爆破施工主要流程为：设计布孔→钻孔→验收炮孔→装药堵塞联网→警戒→起爆→爆后检查并总结。

施工时，根据现场地形条件，前期开挖采用手风钻钻孔爆破，开辟重型机械施工道路及潜孔钻施工工作面。手风钻开挖爆破梯段高度一般为2～4m；工作面形成并具备条件后，则采用潜孔钻钻孔爆破，爆破梯段高度一般为6～8m；当工作面具备流水作业条件后，按照每30～50m一段进行流水作业。

对开挖高度小于5m的边坡采用浅孔梯段爆破进行开挖；对于开挖高度大于5m的边坡则采用深孔梯段松动爆破方式；边坡部位主要预留一定厚度保护层采用光面爆破施工或采用预裂爆破一次开挖到位，以保证边坡的完整性；沟槽等狭小部位及小方量石方主要采用手风钻浅孔爆破法施工；各部位的梯段开挖后，上一层的边坡都要及时进行边坡检查修整和危石的清撬处理；需要进行边坡支护和防护的必须完成上一层支护才能进行下一层开挖。

爆破作业主要工序质量控制采取的措施主要是“一个爆破设计、一个测量放样表、一个主要工序质量控制过程检查表、一个申请单、一个爆破质量分析评定表”。

2.5 危石及欠挖处理和石渣外运 2.5.1 危石及欠挖处理

（1）人工风镐处理

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利用钢筋台车行至欠挖部位，人工站在台车上采用风镐对该区域进行欠挖处理，处理前先要对局部区域的防护网进行拆除。

（2）爆破处理

利用钢筋台车行至欠挖部位，人工钻孔爆破方式进行处理。欠挖区域利用手风钻进行钻孔，布孔间距按小于30cm控制，造孔与岩面角度小于45°角，并且沿作业面孔深以欠挖剥离深度为准。造孔完成后由施工、质检员按孔位间距、深度、角度的要求进行检查验收，对不符合要求的重新造孔。验收合格后对爆破欠挖部位的防护网进行拆除，拆除防护网后，在炮孔内安装导爆索，再将台车远行至安全区域，然后引爆导爆索，将欠挖区域的喷护混凝土块或岩块见习剥离，爆破完成后派专人利用聚光灯及望远镜对其进行观察，确认安全后，再将台车行走至欠挖部位，然后派人上台车对其进行近距离检查，对松动块石进行倾撬，如发现处理后的岩面依然存在较大裂隙，需重新恢复安装主动防护网。

2.5.2 石渣外运

在底板已浇筑完成部位进行相关边墙欠挖处理，需提前在底板砼面铺设竹跳板进行防护，防止岩块掉落破坏底板砼表面。

待确认欠挖部位安全后，方可对顶拱及边墙掉落后的石渣进行人工清理，利用3.0m3装载机装20t自卸车转运至指定渣场。

三 支护方案 3.1 锚杆施工 3.1.1 概述

锚杆支护是指在边坡、岩土深基坑等地表工程及隧道、采场等地下硐室施工中采用的一种加固支护方式。用金属件、木件、聚合物件或其他材料制成杆柱，打入地表岩体或硐室周围岩体预先钻好的孔中，利用其头部、杆体的特殊构造和尾部托板（亦可不用），或依赖于黏结作用将围岩与稳定岩体结合在一起而产生悬吊效果、组合梁效果、补强效果，以达到支护的目的。具有成本低、支护效果好、操作简便、使用灵活、占用施工净空少等优点。

3.1.2 锚杆、锚桩类型

（1）锚杆分类

按应用对象划分有岩石锚杆、土层锚杆依据锚固段所在的岩土层是岩石层还

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是土层将锚杆划分为岩石锚杆和上层锚杆，岩石锚杆和土层锚杆的锚固机理有较大的区别，一般的岩石锚杆的抗拔力大于土层锚杆，锚固段长度低于上层锚杆，工程钻机钻孔后安装锚杆。

按是否预先施加应力划分有预应力锚杆、非预应力锚杆对无初始变形的锚杆，要使其发挥全部承载能力则要求锚杆头有较大的位移。为了减少这种位移直至达到结构物所能容许的程度，一般是通过将早期张拉的锚杆固定在结构物和其他构件上，以对锚杆施加预应力，同时也在结构物和地层中产生应力，这就是预应力锚杆。预应力与非预应力锚杆的结构构造与基本原理存在差异，两者在地层中的力系是截然不同的。预应力锚杆除能控制结构物的位移外，还具有多方面的优点。锚杆的预应力水平视工程要求而异，通常是等于或略小于锚杆拉力设计值。

按锚固体传力方式划分有压力式锚杆、拉力式锚杆显而易见，锚杆受荷后，锚杆总是处于受拉状态。拉力型与压力型锚杆的主要区别在于锚杆受荷后其固定段的灌浆体分别处于受拉或者受压状态。拉力型锚杆的荷载是依赖其固定段杆体与灌浆体(或者灌浆体与岩土体)接触的界面上的剪应力(粘结力)由顶端(固定段与自由段交界处)向底端传递。锚杆工作时，固定段的灌浆体易出现张拉裂缝，防腐性能差。压力型锚杆则借助无粘结钢绞线或者带套管的钢筋使之与灌浆体隔开和特制的承载体，将荷载直接传至底部的承载体，由底端向固定段的顶端传递。这种锚杆的成本略高于拉力型锚杆，但由于其受荷时固定段的灌浆体受压，不易开裂，用于永久性锚固工程是有发展前途的。

（2）锚桩分类

锚桩可以按用途分为：固定船只的桩和建筑工程锚桩。固定船只的锚桩是一种水上作业的辅助器件，主要用于固定船只。建筑工程中，锚桩是一种试桩的辅助桩，受拉力作用。一般一根试桩配四根锚桩，锚桩与试桩的间距在《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106—2003）第4．2 设备仪器及其安装一节中有规定。在试桩进行单桩的竖向抗压承载力检测时，一般都是用的千斤顶来加载，当千斤顶工作时，反作用于试桩桩顶，使试桩受压的同时，其反力的平衡有二种方法：A、锚桩横梁反力装置，此时平衡压力的是锚桩，锚桩一般要求全长钢筋笼。试桩完成后，锚桩一般能用于工程，替代工程桩使用。B、压重平台反力装置，平衡力由上部的混凝土堆载来解决，是不用锚桩的。

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3.1.3 材料

（1）在施工前要认真检查水泥、钢筋、砂、防水材料（止水环、封堵材料）等原材料是否合格，并对原材料抽样检验，检验合格后方可允许使用。

（2）各种机械设备、测量仪器均必须有质量检定合格证书，并确保工作状态良好。

（3）按照材料计划，联系好生产厂家或供应商，签订合同，分批分期组织材料进场。所有的材料必须具有质保书、出厂合格证或原材料试验单，并经有关检验单位检验合格且经建设单位、设计单位及监理单位审批后方能进场使用。

（4）防腐材料在锚杆服务年限内应保持其耐久性；在规定的工作温度内或张拉过程中不开裂、变脆或成为流体；不得于相邻材料发生不良反应，应保持其化学稳定性和防水性；不得对锚杆自由段的变形产生任何限制。

3.1.4 材料检验及生产试验

3.1.4.1 材质检验

锚杆质量检验的主要内容包括：锚杆的材质，锚杆安装的方向、深度、排距、螺帽的拧紧程度及锚固力。

锚杆的材质检验在实验室进行，用螺帽拧紧锚杆时，其锁紧力达到锚固力的40%-80%。

锚杆预紧力检验采用力矩扳手进行抽样，预紧力最低值要大于设计值的90%。锚杆锚固力用ML-20型锚杆拉力计进行拉拔试验测定，ML-20型锚杆拉力计的主要部件是一个空心千斤顶和一台SYB-1型高压手摇泵，其最大拉力为200kN，总重12kg。试验时将空心千斤顶套入锚杆尾部，随后将高压胶管与手摇泵连在一起，远距离操作，既方便，又安全。拉拔试验时，采用拉拔计在井下进行，安排专人按不小于10%的比例和不小于2d的时间间隔对锚杆锚固力的抽检，抽检时只做非破坏性拉拔，达到设计值时可停止拉拔。如山西沁和能源集团某矿检测为顶锚杆达到100kN停止拉拔，帮锚杆达到50kN停止拉拔即为合格。除检查锚固力外，在规定的锚固力范围内，要检查锚杆拉出的滑移量要小于10mm。同时，要检查锚杆支护的托板或托梁是否与顶板紧贴;螺帽与托板之间是否留有空隙。 3.1.4.2 锚杆注浆的砂浆配合比试验

在实践锚杆锚索的砂浆配合比试验中，应结合CECS22—2005内容检测配比

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流程。为了提高该试验的设计精度，需要使用多次测量的方法，通过数据的对比与综合，有效提高配合比的检测精度。

首先，需要在可视化的软件中确定系统的砂浆配合比，将这些砂浆导入容量为1L的量筒之中，并对量筒进行甩动操作，分析量筒两端是否发生砂浆溢出现象。同时，需要分析砂浆的粘聚性，确保试验的操作流程的合理性，检测量筒注浆情况，观察在注浆操作中量筒的密闭性，确认不会泄漏后进行锚杆的安装操作，特别需要注意及时监测漏浆与强度之间的关系，维系锚杆的强度系数。另外，需要分析砂浆材料配合比对工程成本支出和成本规划的影响，并以此确定水泥化合物的检测模型和操作规范。其次，需要对当地的湿度、气温等地理情况因素进行分析，保证试验的环境参数在18℃～22℃之间，且区域内环境湿度因素在86%以上。另外，需要对材料进行养护操作，且养护操作在配比完工后的1.5天内开始，保证养护时间在35天左右。最后，需要对砂浆进行强度检测，分析两者的兼容性。

强度检测技术是对于锚杆索砂浆抗压强度的参数值计算，以4个模型为单位，进行组值计算，通过采用公式计算对承载压力强度进行有效计算，分析出材料与强度的关系，依据相应质量标准进行参数值的对比。同时，需要针对不同的参数点进行质量测算，保证组值参数的强度均满足强度的基本需求。 3.1.4.3 注浆密度试验

锚杆试验的内容包括：锚杆浆液试验；锚杆原材料试验；锚杆拉拔试验、浆液外加剂试验；注浆密实度试验等。

锚杆的浆液试验在施工前进行。主要确定以下参数： （1）浆液配制程序及拌制时间； （2）浆液流动性或流变参数； （3）浆液的沉淀稳定性；

（4）浆液的凝结时间，包括初凝和终凝时间； （5）浆液结石的容重、强度；

（6）监理工程师指示的其它试验内容。

用于现场施工的浆液水灰比以及掺合料、外加剂等的品种及其掺量应通过浆液试验选择，并将试验成果报送监理工程师。

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注浆密实度工艺试验：选取与现场锚杆的锚杆直径和长度、锚杆孔径和倾斜度相同的锚杆和塑料管（或钢管），采用与现场注浆相同的材料和配合比拌制的砂浆，并按现场施工相同的注浆工艺进行注浆，养护7天后剖管检查其密实度。不同类型和不同长度的锚杆均需进行试验，试验计划报监理工程师审批，并将审批结果作为质量检验的依据。

锚杆拉拔试验：对边坡和地下洞室支护采用的锚杆，按作业分区以1%的比例对锚杆进行拉拔力检验。在锚固体达到设计强度后，安装张拉设备逐级加载张拉至设计规定值时立即停止加载，结束试验。拉力方向与锚杆轴线方向必须一致。 3.1.4.4 质量检验

（1）保证项目

1）锚杆的杆体及配件的材质、品种、规格、强度、结构必须符合设计要求。 检验方法：检查产品合格证或材料试验报告，并现场实查。

2）水泥卷、树脂卷和沙浆锚固材料、规格、配比、性能必须符合设计要求。 检验方法：检查产品合格证或材料试验报告。 （2）基本项目

1）锚杆安装质量应符合以下规定：

合格：检查产品合格证或材料试验报告，不松动。

优良：检查产品合格证或材料试验报告，未接触部必须楔紧。 检查数量：班组逐排检验，抽查时，按规定选取检查点。 检验方法：扳动、观察检查或抽查施工检查记录。 2）锚杆的拉力应符合以下要求： 合格：最低值不小于设计的90%。 优良：最低不小于设计值。

检查数量及检验方法按公司《锚杆抗拨力检测操作规程及评定办法》执行。 （3）允许偏差值

1）锚杆的间距、排距，允许偏差值为±100mm。 2）锚杆孔深度允许偏差值为0-＋50mm。

3）锚杆方向与井巷轮廓线（或岩层层理）角度（限值）允许偏差≤15°，以上三项检验方法按规定选检查点，抽查施工检查记录。

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4）杆外露长度：有托板露出托板允许偏差≤50mm；爆破材料硐室、锚喷巷道允许偏差为0。按规定选检查点，尺量前检查点前一排锚杆外露长度最大值。

3.1.5 砂浆锚杆施工

3.1.5.1 施工程序

砂浆锚杆采用风动凿岩机成孔，先注后插工艺安装锚杆，测斜仪控制锚杆孔道倾角，注浆采用专用注浆泵施工。施工中严格按照如下顺序进行:清理开挖面、设置锚杆孔、清孔、注浆、放入锚杆、安装端头垫板。

砂浆锚杆施工工艺流程图

3.1.5.2 施工方法

（1）施工准备

根据设计要求，锚杆杆体、锚垫板在现场加工，并进行相关试验，确保锚杆质量。

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砂浆锚杆采用双管排气法注浆作业，浆液采用水泥砂浆，施工准备阶段主要完成有关水泥、砂料的相关试验和水质化验，进行浆液配合比试验。

（2）钻孔

测量放样，按设计要求准确放出锚杆孔位，采用风动钻岩机钻孔。系统锚杆实际放样时允许偏差±5cm。

（3）清孔

利用高压风清孔，严禁采用高压水洗孔，避免人为塌孔.清孔完成后进行孔道检查，检查开孔孔径、孔深、孔道倾斜度。

（4）注浆

采用单管注浆工艺，直接将注浆管插入锚杆孔底，开始注浆后反复将注浆管向孔底送，使砂浆将孔内多余的水挤压出孔外，随后边注浆边拔出注浆管，准备插杆。

砂浆配合比设计：注浆采用水泥砂浆，灰砂比为1：1～1:2，水灰比为0.38～0。45。水泥砂浆的强度等级不低于M20，砂浆配合比通过现场原位试验确定，坚持随拌随用的原则，对超过初凝时间的砂浆做报废处理。砂浆的干缩率必须在允许的范围内。

（5）插杆

注浆后应及时放置锚杆，锚杆放入后视实际需要补注浆。锚杆孔注满浆后，将锚杆钢筋插入锚杆孔内，同时用水泥袋纸或塑料布封住孔口，当感到锚杆撞击孔底时，孔口要求填满砂浆，插好锚杆后用孔口用块石或木楔临时居中固定，杆体外露部分避免敲击碰撞。锚杆安装后，不得随意敲击，3d（天）内不得悬挂重物。

（6）安装垫板

锚杆孔内砂浆达到设计强度80％以上时，方可进行垫板安装外部操作。安装垫板时，确保垫板与锚杆轴线垂直，各种不正确的安装方法都会对锚杆的锚固性能产生不利影响。当锚杆孔的轴线与孔口平面不垂直时，为保证垫板能均匀地压紧岩面，采用两种方法进行调整：一是在螺帽下安装楔形垫块；二是在垫板后用砂浆或混凝土找平。

（7）锚杆质量检查和验收

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锚杆孔主要检查锚杆的孔位、孔向、孔径、孔深、洗孔质量等项目，锚杆体主要检查锚杆材质、长度、直径、浆液性能等，最后是按规范要求抽样进行锚固力检查，其平均值不能低于设计值，以确保锚杆施工质量。

3.1.6 钻式锚杆

自钻式中空锚杆作为一种较新的施工技术近年来在水电工程中逐渐得到推广应用，解决了松散岩土体锚固施工中的一些技术难题。碗米坡水电工程右岸高边坡支护施工中，自钻式中空锚杆，克服了在极为松散破碎的岩土体中锚杆施工易塌孔、难于成孔的问题，结合挂网喷浆、排水孔等多种支护手段的综合成功应用，实现了碗米坡右岸边坡的初步稳定。为自钻式中空锚杆的进一步应用积累了一定经验。

自钻式中空锚杆是一种空心锚杆，锚杆通体螺纹，采用联接套接长，前端安装一次性钻头。

由于自钻式中空锚杆的特殊构造，用于锚固施工具有以下优点：

（1）施工效率高：自钻式中空预应力锚杆技术集钻进、注浆、锚固为一体，施工的各个工序在一个过程中完成，可以节省施工时间。

（2）适用于难于成孔的地层：如遇比较松软、破碎的围岩，一般成孔较困难，即便成孔，也容易塌孔，在孔内难以穿入其他锚杆或锚索，而自钻式中空锚杆技术正好避免了常规方法的不足。钻孔完成后，杆体留在孔内不用退出来，所以不怕塌孔，节省了穿进其他杆体的时间和降低了施工难度

（3）适应性强：自钻式中空锚杆全杆体有螺纹，可在任何位置截断接长，适应不同的施工条件。

（4）锚固力高：自钻式中空锚杆杆体为梯型螺纹，与联接套联接牢靠，和注浆体的结合良好。

（5）锚固效果好：注浆时，由于浆液是从孔底向上注浆，注浆饱满，密实度好，注浆质量好。

（6）施工简便：较常规锚杆施工相比，减少了起钻、安装锚杆和安插注浆管等工序，施工快捷简便。

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3.2 小导管管棚支护 3.2.1 导管施工流程

小导管施工工艺流程图 超前小导管注浆适用于自稳时间短的软弱破碎带、浅埋软弱围岩、偏压洞口段、砂层、砂卵石层、断层破碎带以及大面积淋水或涌水的隧道。对结构顶部处于亚粘土、粉细砂、中粗砂等地质松软、空隙较大的地层更为适用。

超前小导管注浆的作用是：

（1）工作面前方的地层，在开挖面以外形成厚度为0.5～的加固圈。 （2）小导管注浆与钢拱架、地层共同作用形成超前支护结构，从而保证开挖掌子面的稳定，防止掌子面松弛、坍塌、沉降，洞口段控制地表沉降。

3.2.2 施工方法

3.2.2.1 小导管的加工制作

先把钢管截成需要的长度，在钢管的一端做成20～30cm长的圆锥状，在距另一端10cm处焊接Φ8～12mm钢筋箍。距钢筋箍一端100cm不开孔，剩余部分每隔15cm梅花型布设Φ6～Φ10mm的溢浆孔。

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3.2.2.2 施工方法

在软弱地层中施工，采用小导管超前支护预加固地层技术，通过注浆，使小导管周围土体固结成承载壳，在小导管及承载壳的棚架作用下开挖下部土体既安全又稳妥，此时小导管起到悬臂支撑的作用可有效地控制上方土体坍塌。喷射混凝土完毕后对打设的小导管进行注浆。

（1）小导管拱部采用φ42mm，壁厚3.5mm、长度为设计长度的钢管，边墙采用φ42mm，壁厚3.5mm的钢管。一端封闭并制成尖状，以便顺利插入土体，对于一般粉质粘土地层，小导管可以直接采用风镐顶进。对于比较硬的土质，采用麻花钻机成孔后进行安装小导管。小导管尾端采用φ8钢筋焊一圈加强箍，防止施工时导管尾端变形。

（2)注浆材料

超前注浆在一般地质情况下采用水泥浆，在有水的情况下采用水泥浆+水玻璃双液浆。施工配合比根据地质情况和试验确定。

（3）注浆工艺

1）小导管安设主要采用风镐顶进法:直接将小导管就位，在小导管端部套入顶铁与风镐相连，开启风镐，利用风镐的振动将导管顶进。如果风镐不能顶进可以利用风枪顶进小导管。

2）注浆浆液配制、搅拌:

①先将水泥和水进行1:1配制，在搅拌机内搅拌均匀。 ②水玻璃和水按照1：2。33配制，进行搅拌，并单独放置。

③将双液注浆泵的两根滤管分别放到水泥浆筒和水玻璃浆筒中，通过双液注浆泵向小导管同时注水泥浆及水玻璃.两种浆液的注浆比例控制在1:1。

3.3 钢格栅管棚支护

管棚又称大导管，管棚支护是为了在特殊条件下安全开挖，预先提供增强地层承载力的临时支护方法，一般是沿地下工程断面的一部分或全部，以一定的间距环向布设，形成钢管棚护。管棚超前支护技术作为隧道开挖的一种辅助工法，在防止隧道塌方、抑制地层位移、控制地表沉降方面发挥着重要的作用。

管棚超前支护适用于： （1）穿越铁路修建地下工程；

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（2）穿越地下和地面结构物修建地下工程； （3）修建大断面地下工程； （4）隧道洞口段施工；

（5）通过断层破碎带等特殊地层：

（6）特殊地段，如大跨度地铁车站、重要文物保护区、河底、海底的地下工程施工；

（7）管棚超前支护还可以适用于软弱砂土质地层、砂卵砾石地层，膨胀性软流塑、硬可塑状粉质粘土地层，裂隙发育岩体、突泥突水段、断层破碎带、塌方段、破碎土岩堆地段、浅埋大偏压等地质和地下水丰富条件的地下构筑物施工的支护，隧道进出口段开挖的支护。

3.3.1 工艺流程

钢格栅管棚支护施工工艺流程图

3.3.2 施工方法

3.3.2.1 施工准备

（1）在竖井施工过程中，于竖井侧壁大管棚位置预留PVC管孔，孔径150mm.

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孔口位置与设计位置的允许偏差为±5cm；孔底位置偏差小于孔深的10‰。

（2）待竖井初喷结束后采用洛阳铲人工掏孔.掌握其外插角，以不侵入隧道开挖轮廓线越小越好。

（3）按照布好的孔位及掏孔的方向和倾斜度开始掏孔。

（4）掏孔结束后，进行检查，在确认孔深、孔径无误后，才可安设钢管。 3.3.2.2 格栅加工、运输

受到竖井尺寸的局限性影响，钢管分节进行安装，每节长4m。中间每节两端套丝扣，各节之间采用外套管丝扣连接，套管采用φ125×4mm钢管，长20cm。 3.3.2.3 格栅安装

在ø108×8mm钢管上钻ø10mm的出浆孔，孔距50cm，呈梅花型布置。钢管尾部焊钢板进行密封。钢管的前端1000m范围内不钻孔，以防止浆液挤压竖井侧壁。

成孔后由人工逐节进行安装，套管拧紧，端头外漏100mm以便注浆，同时将孔口用早强砂浆密封。

3.4 喷射混凝土（挂网）施工 3.4.1 材料

（1）喷浆护坡采用M10水泥砂浆，喷射面层混凝土为细石砼，强度等级为C20，注浆材料选用水泥净浆，水灰比0.45—0.5。

（2）砂应采用纯净的中粗砂，系度模数大于2.5，含土量不超过5%，含水率以4%-6为宜。

（3）粗骨料应采用纯净的坚硬耐风华碎石或卵石，且级配良好，粒径不宜大于15mm。如采用碱性速凝剂时，不得采用含有活性二氧化硅的石料。

（4）一般情况下，凡适合饮用的水均可作为拌合水。对于硫酸盐含量超过0.1、含氯量超过0.5，并且含有糖分或有机悬浮的水不能作为拌合水。

（5）喷射混凝土如需用早强剂和速凝剂作为外加剂，则外加剂应根据工程需要合理选用，外加剂添加量应根据现场试验确定。

（6）为防止混凝土产生离析、回弹率过高等情况发生，混凝土的配比宜采用连续级配的集料。

（7）钢筋采用20螺纹钢（HRB400），框条采用Ф8圆钢筋（HRB300），钢

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丝采用Ф6普通镀锌钢丝，绑扎钢丝采用Ф1普通钢丝。

3.4.2 喷混凝土（挂网）施工工艺流程

喷混凝土（挂网）施工工艺流程图 3.4.3 喷混凝土（挂网）施工方法

3.4.3.1 施工准备

施工前应进行设计技术交底，认真检查原材料品种、型号、规格及各部件的质量，并应具有原材料主要技术性能的检验报告。

对所用的机械设备运到现场后，要认真进行检修，并试运转，一切正常才能使用。

3.4.3.2 施工原则

挂网喷射混凝土施工应与土方开挖、土钉墙施工密切配合，按设计要求，基坑土方应分层开挖，然后进行土钉、挂网、喷射砼施工。分层开挖施作喷锚网，以确保基坑稳定。 3.4.3.3 施工方法及要求

（1）砼喷射机应密封性能良好，输料连续均匀，允许输送骨料最大粒径为25mm，输送水平距离小于100m，垂直距离小于30m。

（2）喷射作业前，应对机械设备、风、水管线和电线进行全面的检查及试运转，清理受喷面，埋设好控制喷射砼厚度的标志。

（3）喷射作业应分段分片依次进行，同一分段内喷射顺序应自下而上，一次喷射的厚度宜为40～70mm。

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（4）喷射时喷头与受喷面应垂直，宜保持0.6～1.0m的距离，喷射手应控制好水灰比，保持砼表面平整、呈湿润光泽、无干斑或滑移流淌现象。

（5）喷射砼终凝2小时后，应喷水养护，养护时间根据气温环境等条件，一般为3～7天。

（6）钢筋连接： 1）钢筋加工的技术要求：

①钢筋除锈：钢筋在使用之前必须保证其表面的洁净，清除钢筋表面油渍、漆污、铁锈等，以便保证钢筋与混凝土之间的握裹力。

②钢筋调直：调直后的钢筋应保证平直，无局部弯折。无明显擦伤且抗拉强度不得低于设计要求再作处理。

③钢筋的弯曲成形质量的要求：

a.钢筋弯曲要保证形状准确，平面上没有翘曲不平现象； b.钢筋末端的净空直径不小于钢筋直径到2 .5倍；

c.钢筋弯曲点处不得有裂缝，对于二级、三级钢筋不得弯过后再弯回来； d.钢筋成形后允许偏差应符合现行规范验收要求。 2）钢筋绑扎的施工工艺：

核对成品钢筋的钢号、直径、形状、尺寸和数量等是否与料单、料牌相符。如有错漏，应纠正增补。

准备绑扎用的铁丝、绑扎工具(如钢筋钩、带扳口的小撬棍)、绑扎架等。 准备控制混凝土保护层的水泥砂浆垫块和塑料垫块。

划出钢筋位置线。钢筋接头的位置，应根据来料规格，结合规范对有关接头的位置、数量的规定，使其错开，在模板上划线。

绑扎接头的搭接长度应满足设计与规范有关要求。

（7）喷射混凝土的配合比为水泥：砂：碎石=1：2：2.5，水灰比应符合设计要求。

（8）混合料应搅拌均匀，搅拌时间不少于2min，存放时间不宜超过2h。 3.4.3.4 注意要点

（1）面层混凝土分两次喷射，钢筋网应在喷射一层厚度30mm混凝土后铺设，第二次喷射混凝土前，应检查面层内钢筋网片是否牢固地固定在基坑上，加

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强筋主筋连接采用焊接法。加强筋与锚杆之间焊接，加节点加强筋焊接，网筋绑扎率不少于50％。

（2）喷射砼标号C20，喷射砼中添加速凝剂、早强剂等，配比经试验确定。控制胶凝时间，要求喷射面不产生滴流。所用的中粗砂和砾石的粒径不大于15mm。

（3）坡面不平整度不大于15mm／m，达到要求，方可施喷。喷射砼面厚度80mm、100mm，分二次喷筑。各部位应均匀，高出部分要及时人工修整，及时清理回弹物。

（4）喷射作业应分段进行，同一分段内喷射顺序应自下而上进行，喷射混凝土时喷头与受喷面应保持垂直距离宜为0.6-1.0m，喷射混凝土终凝后应喷水养护养护时间根据气温确定，宜为3-7小时。

（5）水泥砂浆应拌合均匀随拌随用，一次拌合的水泥砂浆应在初凝前用完。

3.4.4 质量安全控制

（1）喷砼施工的位置、厚度等均符合施工图纸的规定，喷砼采用符合有关标准和技术规程规范要求的砂、石、水泥，认真做好喷砼的配合比设计。配制的喷射砼满足设计强度及喷射工艺要求。

（2）喷砼施工前，对所喷部位进行冲洗，在坡面上每隔5m预埋长度50mm(或100mm)的钢筋钉做检验标志以量测喷砼的厚度；喷射砼采用砼干喷方式进行，喷嘴按螺旋形轨迹一圈压半圈的方式沿横向移动，层层喷射，使砼均匀密实，表面平整，喷嘴与喷射面尽量保持垂直，喷浆头距坡面距离一般为1.5-2.0m，以减少回弹，确保喷砼的质量。

（3）施工中由于土方开挖原因或自然原因形成大面积凹陷部位，应在甲方和监理单位认可的情况下进行喷射砼填补，填补厚度超过200mm时要补加钢筋网片，钢筋网片与设计图中的网片一致。

（4）施工中所有工序认真填写详细的施工记录和验收签证记录单，对施工中发后的任何质量异常情况都要快速及时地向有关部门通报，提出修整方案。

（5）喷砼结束后，将排水管管口清理干净，确保排水通畅：喷射砼初凝后，立即洒水养护，持续养护时间不小于7d。

（6）风管连接要可靠并加强检查，避免施工中风管接头脱落伤人。做好喷

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砼操作手的防护，施工中要戴口罩、防尘眼镜、手套及安全带。

（7）持喷枪人员任何时候都不准对着人，以防突然射石伤人。

（8）持喷手应佩戴防护面罩、穿防护服，其余工作人员应佩戴防尘口罩。 （9）结冰季节及大雨天气，严禁进行喷射作业。

四 施工过程质量控制

（1）施工过程坚持施工班组初检、工程部质检员复检、项目部终检制度，在三检合格的情况下由质量管理部质检工程师将检验合格证呈交监理工程师，并在监理工程师指定的时间里，质检工程师、质检员与监理工程师一起，对申请验收的部位进行联检，在联检合格后，监理工程师在验收合格证上签字后方可进行下道工序的施工作业。

（2）对关键和特殊工序制定详细的并落实到人的施工过程控制程序和操作细则，并对技术人员实行专业分工负责责任制，专业技术人员既是该工序技术质量负责人，又是工序施工负责人，有效防止因技术人员和施工人员责任不清而导致的质量缺陷。

（3）对于隐蔽工程，在覆盖前必须遵循严格的质量检查程序，施工中组织各专业的质检工程师对隐蔽工程进行联合检查验收，地质工程师对开挖出露面进行详细的地质素描，然后会同其它各工种的结构工程师对隐蔽工程的实际揭露情况与设计情况进行对照比较，并把检查验收表交与相对应的各工种的监理工程师进行会签。

（4）按科学化、标准化、程序化作业，实行定人、定点、定岗施工，各自负责其相应的责任。施工现场挂牌，写明施工区域，技术负责人及行政负责人，接受全方位、全过程的监督。

（5）砼拆模后必须洒水养护，砼路面必须覆盖洒水养护，在养护期内防止车辆经过或重物撞击，养护时间不少于14天。

（6）在开挖爆破过程中，应根据实际开挖情况，不断地调整爆破参数，尽理减小超挖量，并获得满意的光爆效果。

（7）如遇不良地质段，先由锚喷支护小组确定支护参数及支护方案再行施工，洞身不良地质段喷锚支护应紧跟开挖进行，以确保围岩的稳定。

（8）喷射施工时，喷嘴应按螺旋形轨迹一圈压半圈的方式沿横向移动，层

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层喷射，确保厚度，使砼均匀密实，表面平整，喷嘴与喷射面尽量保持垂直，以减少回弹，确保喷砼的质量。喷射砼初凝后，立即洒水养护，持续养护时间不小于7d，或按监理工程师指示的方法进行养护。

（9）原材料必须三证齐全，并对原材料经抽样检查合格后，方能入库和使用。严禁使用不合格材料，严格按照试验室提供的经工程监理批准的砼配合比进行砼拌制，并严格计量。

（10）混凝土模板要待混凝土温度下降至与隧道内气温相差很小，接近20℃且达70%强度后才能拆除。拆除模板后，洒水养护至少14d以上，或按监理工程师指示的方法进行养护。

五 安全防护

（1）在施工前建立严格的安全管理办法、制度和经济责任制，运用现代安全系统工程管理的思想，坚持以人为本、教育为先、管理从严、奖罚分明，做好安全事故的超前防范工作。

（2）实行项目经理为安全生产第一责任人，各厂队长为本单位安全生产第一责任人，对安全生产负全面领导责任，建立以项目经理为第一责任人，负责贯彻安全管理法律、法规及规章制度的执行。

（3）在开工前由项目部领导带领安全监察部对本标工程安全风险进行预测评估，制定出本工程的安全生产规划，然后分解到每年每月。

（4）在施工过程中安全管理部负责进行全面安全生产管理，作业面要有高空作业的安全防护措施，作业人员要佩戴高空作业防护用品。

（5）严格遵守和执行惠蓄安委会安全管理办法。

六 环保措施

（1）本工程安全文明施工由生产部和安全监察部负责组织和监督。对现场文明施工、环保的直接管理由生产部负责，具体执行文明施工和环保问题的整改和落实。安全监察部配备文明施工、环保监察员负责监督检查。各作业队及生产班组设兼职文明施工、环保监督员，负责本队、本班的文明施工、环保监督和整改。

（2）所有施工场地及道路要求平整、干净、排水通畅；通风、照明、排水、防火设施完善；指示、安全标识清晰、规范；各类管线、设备、材料排列整齐、

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规范。

（3）根据本标工程施工对文明施工及环保方面的要求，项目部其目标的实现，特制定文明施工及环保管理办法和制度，并根据管理办法对各施工厂队进行逐月考核。

（4）工作面及施工场地清洁、整齐，各种材料堆放有序。废旧材及时清理，做好洞内交通安全工作，为避免各项施工的相互干忧，必须有专人指挥交通，保证道路畅通，及时清除工作面淤泥、积水，保持工作面清爽、干净。

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