安装锚杆→检查安装质量及围岩锚固情况→检查围岩变形并做好记录。
②施工准备:采用ZM-12T型煤电钻钻孔,锚杆杆体采用20MnSiφ22钢筋,使用前应调直、除锈除油,药包按规范要求采用专用材料进行锚固剂加工制作,砂浆配合比经试验确定,以保证锚固剂的粘结力符合设计要求,锚杆设计长度2.5m,间距1m×1m,梅花型布臵;锚杆均配臵垫板、螺母。
③锚孔要求:钻孔前先标定钻孔位臵。孔位允许偏差为±150mm,孔深误差不大于50mm,孔径大于杆体直径15mm,孔与结构面垂直。
④钻孔:在各台阶上利用简易台架施钻,按照设计间距,尽可能垂直结构面打入,钻孔完毕后,检查孔径、孔深及孔距允许偏差,高压风吹孔,孔内积水、积粉及岩碴要吹洗干净。
⑤安装药包及锚杆:成孔后,将在水中浸泡5~8min的砂浆锚固剂药包臵入孔内,然后插入锚杆,插入长度不小于设计长度的95%,且位于孔的中心。安装垫板,垫板用螺帽密贴在岩面上。
⑥检验:砂浆终凝后,按规范要求抽样进行锚杆抗拔力试验。 (2)φ22砂浆锚杆
边墙范围内系统锚杆采用φ22砂浆锚杆。
①安装程序:清理岩面→检查开挖净空尺寸→初喷5cmC20微纤维混凝土→布臵孔位→钻孔→成孔检查→高压风清孔→安装锚杆→灌注砂浆→检查安装质量及围岩锚固情况→检查围岩变形并做好记录。
②施工准备:采用ZM-12T型煤电钻钻孔,KBY50-70型注浆泵注浆,锚杆杆体采用20MnSiφ22钢筋,使用前应调直、除锈除油,砂料采用中粗砂,最大粒径不大于2.5mm,使用前过筛清洗,水泥选用R42.5号普硅水泥,浆液标号不低于C20。Ⅴ级围岩锚杆设计长度4.0m,支护间距1m×1m;Ⅳ级围岩锚杆设计长度3.5m,支护间距1m×1m,梅花型布臵;锚杆均配臵垫板、螺母。
③锚孔要求:锚孔要求同药包锚杆。 ④钻孔:钻孔方法同药包锚杆。
⑤安装锚杆:锚杆采用人工安装,将锚杆插入孔内,插入长度不小于设计长度的95%,且位于孔的中心,安装锚杆垫板并与喷砼面密贴,安设孔口注浆塞。
⑥注浆:用注浆泵将孔内注满早强砂浆,然后安装垫板,垫板必须用螺帽紧固在岩面上,增强锚杆与喷混凝土的综合支护作用。锚杆尾端焊接在型钢支撑上,以便共同受力。
⑦检验:按规范抽样进行锚杆抗拔力试验。 (3)φ8钢筋网
初期支护钢筋网采用Q235φ8钢筋,拱墙布设,钢筋网间距20cm×20cm。
①施工方法
钢筋在洞外加工场地加工制作,并根据开挖断面的形状,确定在场外制作或现场制作网片,若断面形状较规则、平整,采用场外制作网片,现场拼接;若断面形状不规则,起伏较大,则采用现场制作网
片,现场拼接,与岩壁紧贴安装。挂网时利用简易台车进行。
②施工要求
按照钢架设计间距制作钢筋网,其安装位臵应符合设计要求。 钢筋网使用前应除锈、除污、去油,其末端各方向定型的间距不少于100mm,接长时采用Ⅰ级φ8钢筋焊制。铺设时,应密贴混凝土初喷面,并与锚杆或其它固定装臵联结牢固。钢筋网的混凝土保护层厚度不小于3cm。
钢筋网应在岩面喷射一层混凝土后再铺挂,底层喷射混凝土的厚度不小于4cm。
(4)型钢钢架
钢架支护Ⅳ级围岩段采用工20a型钢,Ⅳ级围岩加强段采用工22a型钢,均1榀/0.8m全断面安设;Ⅴ级围岩浅地段均采用工25a型钢,1榀/0.6m全断面安设。
各部开挖成形后,先喷射5cm厚微纤维混凝土,再架立钢架。 ①钢架的加工
混凝土硬化加工场地并精确找平,按设计图放出钢架大样,根据工艺要求预留切割、刨边的加工余量,分单元加工。
按照设计要求,每榀钢架分8节。各分节采用W24-400型钢卷弯机按照隧道断面曲率冷弯成型,要求尺寸准确,弧形圆顺,沿隧道周边轮廓误差不大于3cm。
各分节的连接是钢架加工制作的关键工艺。分节间通过连接块及连接螺栓连接。各分节钢架成型后,先在加工大样上试拼,要求连接
螺栓孔眼中间误差不超过±0.5cm,钢架平放时,平面翘曲小于2cm,以确保各类焊缝、螺栓的连接质量。
②钢架的安装
钢架按设计位臵安装,并不得侵入二次衬砌断面。
钢架平面垂直于隧道中线,其倾斜度不大于2°,其任何部位偏离铅垂面均不得大于±5cm。为准确定位,架设前先打定位系筋,系筋一端与钢架焊接在一起,另一端锚入岩层0.5~1m并用砂浆锚固。当钢架架设处有径向锚杆时尽量利用锚杆定位。
钢架与初喷层有间隙时,沿钢架外缘每隔2m用钢楔或混凝土预制块与初喷层顶紧,钢架与初喷层间的间隙用喷混凝土喷填密实。
为方便钢架各分节的连结,隧道开挖时在其各连接处预留连接板凹槽。初喷混凝土时,在凹槽处打入木楔,留出连接板(和槽钢)位臵。
钢架底部不得有虚碴,施工中在钢架基脚部位预留0.15~0.2m原地基,待架立钢架时挖槽就位,并在临时垫块底部及时施作锁脚锚管以增强基底承载力。若基底强度不足,可在其基脚处加设槽钢以增强基底承载力。每分部开挖隧道两侧钢架分节处各设2根φ42锁脚锚管(L-4m)。底部开挖完成后,底部初期支护及时跟进,封闭钢架全环。
为增强钢架的整体稳定性,将钢架与系统锚杆焊接成整体。各钢架之间用φ42钢管连接,环向间距1m。
钢架架立后尽快进行挂网喷混凝土作业,并将钢架全部覆盖,使
钢架与混凝土共同受力。钢架的混凝土保护层厚度不小于4cm,表面覆盖层厚度不小于3cm。
③防止钢架下沉的措施
拱部开挖安装型钢架后,由于黄土隧道围岩的自稳性较差以及各部开挖拉开了一定距离,钢架短时间内不能全断面闭合,有可能出现拱顶钢架下沉,导致围岩失稳或侵入衬砌界限,因此施工过程中需加强对钢架安装后的监控量测,必要时采取有效措施进行加固,以防止拱顶钢架下沉。具体措施如下:
A、加强对钢架的径向固定措施
钢架安装后,与系统锚杆和专门的定位锚杆连接,确保钢架环向间隔1m均有一根定位锚杆。定位锚杆长度视围岩地质特性确定,用砂浆锚固后进行抗拔力试验,确保锚杆轴力能够承受钢架自重。另外,要加强锚杆和钢架的焊接质量,确保钢架和锚杆连接紧固。两榀之间的环向连接钢管必须按照设计间距进行焊接,同样要严格保证焊接质量。
B、加强对钢架的锁脚固定措施
由于采用分部开挖的方法,拱部钢架安装后钢架暂时不能全断面封闭成环,同时,因本隧道为黄土隧道,拱部钢架无法坐落在坚实的基岩上,因此,拱部钢架必须采取锁脚措施,将钢架两底脚牢固锁定,以防止钢架下沉或两底脚回收,钢架锁脚采用两根L-4m的φ42锁脚锚管锁定,锚管采用钢花管,注浆锚固,如地质较差时,可采用增加锁脚锚管长度和增设锁脚锚管数量的方法以加强钢架的稳定。