《隧道支护》PPT课件
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第六章隧道支护结构计算 ppt课件
第六章隧道支护结构计算
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第6章 隧道支护结构的计算
6.1 隧道结构体系的计算模型 6.2 结构力学方法 6.3 岩体力学方法
6.4 隧道抗震
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
6.2.3 衬砌截面强度验算
（2）概率极限状态法
极限状态法～采用数理统计方法，用概率来衡量结构 的安全度，或称“可靠度”。 ❖正常使用极限状态
从抗裂要求出发，混凝土矩形偏心受压构件的抗裂承载力
按下式检算： stNk6e0h1.75bh2fcR tkt
γst-抗裂验算时作用效应分项系数，p107，表6-4 γRt-抗裂验算时抗力分项系数，p107，表6-4
第6章 隧道支护结构的计算
6.2 结构力学方法
6.2.1概 述
1.基本原理
◆将支护和围岩分开考虑，支护结构是承载的主体，围岩 作为荷载的来源和支护结构的弹性支承
◆当作用在支护结构上的荷载确定后，可用结构力学的方 法求解超静定结构的内力和位移
荷载-结构模型的应用有如下三种：
§6.2 荷载结构法
6.2.1 基本原理
形变压力的大小和分布规律取决于围岩的特性以及支护 结构的刚度。
§6.3 岩体力学方法
岩体力学方法，该法认为支护结构与围岩相互 作用，组成一个共同承载体系，其中围岩为主要的 承载结构。它的计算模式为地层—结构模式，即处 于无限或半无限介质中的结构和镶嵌在围岩孔洞上 的支护结构（相当于加劲环）所组成的复合模式。 它的特点是能反映出隧道开挖后的围岩应力状态。
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
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第6章 隧道支护结构的计算
6.1 隧道结构体系的计算模型 6.2 结构力学方法 6.3 岩体力学方法
6.4 隧道抗震
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
6.2.3 衬砌截面强度验算
（2）概率极限状态法
极限状态法～采用数理统计方法，用概率来衡量结构 的安全度，或称“可靠度”。 ❖正常使用极限状态
从抗裂要求出发，混凝土矩形偏心受压构件的抗裂承载力
按下式检算： stNk6e0h1.75bh2fcR tkt
γst-抗裂验算时作用效应分项系数，p107，表6-4 γRt-抗裂验算时抗力分项系数，p107，表6-4
第6章 隧道支护结构的计算
6.2 结构力学方法
6.2.1概 述
1.基本原理
◆将支护和围岩分开考虑，支护结构是承载的主体，围岩 作为荷载的来源和支护结构的弹性支承
◆当作用在支护结构上的荷载确定后，可用结构力学的方 法求解超静定结构的内力和位移
荷载-结构模型的应用有如下三种：
§6.2 荷载结构法
6.2.1 基本原理
形变压力的大小和分布规律取决于围岩的特性以及支护 结构的刚度。
§6.3 岩体力学方法
岩体力学方法，该法认为支护结构与围岩相互 作用，组成一个共同承载体系，其中围岩为主要的 承载结构。它的计算模式为地层—结构模式，即处 于无限或半无限介质中的结构和镶嵌在围岩孔洞上 的支护结构（相当于加劲环）所组成的复合模式。 它的特点是能反映出隧道开挖后的围岩应力状态。
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
《隧道工程》课件第22讲 初期支护
泡沫聚乙烯
泡沫聚乙烯作为一种轻质隔音、吸音、防震的多功能 材料，在初期支护中应用广泛。
水泥砂浆
水泥砂浆在初期支护中应用广泛，具有硬度高，粘结 力强，抗渗透性好的特点。
膨润土
膨润土在初期支护中也是很重要的材料，其特点是可
灰土混凝土
灰土混凝土具有承载能力强、抗渗透性好、耐久性高
选择合适的初期支护方法和材料
初期支护方法
钢筋网片法
钢筋网片是比较常见的一种初期支护方法，适用于 一般岩石或土层较好的情况下，具备经济、快速、 自密实、厚度可控等优点。
爆炸法初期支护
爆炸法初期支护是在隧道开挖时使用竖向爆炸声波 炸出洞室，然后用泡沫聚苯乙烯等材料进行填充和 支撑，其优点是速度快、价格便宜，适用于较硬、 坚固地层的隧道。
选择
初期支护的方法和材料的正确选择需要结合隧道所在地的地质特征、工程参数和经济因素， 不同情况下需要选择不同的支护方案。
实际应用
案例分析可以帮助我们更好地了解初期支护的实际应用情况，并为我们今后隧道工程施工提 供借鉴和学习的经验。
井壁式初期支护法
井壁式初期支护法在开挖中对地面、地下构筑物和 人员的影响小，因此在城市地区广泛应用。其支护 效果优秀，可根据需要适当加厚提高支护能力。
精细管片法初期支护
精细管片法初期支护又称管式支护法，利用承重框 架和管片进行初期支护。此法具有环保、省时、可 减少污染等优点，适用于不同类型的隧道。
初期支护材料
隧道工程：初期支护
初期支护是隧道施工中至关重要的一步。选择合适的支护方法和材料可以保 证隧道工程安全顺利地进行。
初期支护的概述
初期支护是指在隧道开挖阶段进行的预防性支护。初期支护的主要作用是保 证隧道工程的施工质量和工作安全，并为后期施工、负载和使用提供必要的 支撑。
地下工程施工(隧道支护技术)PPT课件
综合来说，使两者协调工作。
目前的支护结构，其刚度相对地降低很多，即以 采用柔性支护结构为主。与过去的刚性支护结 构——现灌混凝土衬砌相比，厚度有了大幅度减 小。柔性结构能产生一定的变形，使支护—围岩 中的应力重新调整。
地下工程施工(隧道支护技术)
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第一节 概述
4、必须保证支护结构架设及时
前已指出，支护过晚会使围岩暴露，产生过度 的位移而濒临破坏（极限平衡），因此，应在坑 道围岩达到极限平衡之前开始发挥作用。
喷浆：是一种喷射3cm厚的水泥砂浆的方法，在50 年代初代替了顶部防护木支撑，现在用来防止暴 露岩面的风化，它的进一步发展是喷混凝土，即 把掺有速凝剂和骨料的混凝土喷射在暴露岩面上 （厚度5---15cm），使岩体在松弛之前得到加强 和支护。
喷混凝土：支护方法最好，尤其在围岩紧密结合和
迅速施喷方面。在岩体条件和坑道形状的适应性
地下工程施工(隧道支护技术)
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第一节 概述
一个理想的支护结构应满足如下基本要求：
1、必须能与周围岩体大面积地牢固接触， 即保证支护—围岩体系作为一个统一的整体工作。 接触状态的好坏，不仅改变了荷载的分布图形， 也改变了两者之间相互作用的性质。
由于施工方法、支护类型的不同，两者的 接触状态也是不同的。
第二节 隧道支护结构分类及基本参数
三、各类支护结构的技术特征及其存在的问题
木支撑：多数采用立柱或支架形式，直到不久之前 （至少在欧洲、美国和亚洲）它还是广泛采用的， 在长时间内是开挖支护的唯一手段。
钢支撑：可迅速架设并有足够的阻力，能变换支撑 刚度，与围岩接触条件比木支撑好。在美国、欧 洲等地，这种钢支撑大多数是不拆除的，作为永 久衬砌的一部分。
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第二节 隧道支护结构分类及基本参数
地下工程施工(隧道支护技术)PPT课件
综合来说，使两者协调工作。
目前的支护结构，其刚度相对地降低很多，即以 采用柔性支护结构为主。与过去的刚性支护结 构——现灌混凝土衬砌相比，厚度有了大幅度减 小。柔性结构能产生一定的变形，使支护—围岩 中的应力重新调整。
地下工程施工(隧道支护技术)
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第一节 概述
4、必须保证支护结构架设及时
前已指出，支护过晚会使围岩暴露，产生过度 的位移而濒临破坏（极限平衡），因此，应在坑 道围岩达到极限平衡之前开始发挥作用。
构造型支护
基本稳定的岩体，长时间坑道不会失稳或破坏。此 时力学行为是弹性的，支护构造参数只满足施工要 求，如混凝土最小厚度、锚杆的最小直径及长度等。 在这种情况下支护结构的构造参数，不由计算决定， 是由施工构造决定。常用喷混凝土、锚杆和金属网、 模筑混凝土等支护构件。
承载型支护
地下工程施工(隧道支护技术)
地下工程施工(隧道支护技术)
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第三节 支护与围岩相互作用特点及设计模式
前两种模式是目前通常采用的，例如在没有抗 力的土体中常采用第一种模式，而在大多数情况 下都采取了第二种模式，第二种模式考虑了结构 和岩体之间的相互作用，即局部地体现了隧道作 为地下结构的受力特点，因此它是第一种模式的 进一步发展。为了保证抗力的存在，就必须保证 结构与围岩之间的紧密接触。
地下工程施工(隧道支护技术)
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第三节 支护与围岩相互作用特点及设计模式
一、支护结构设ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ与计算的特点
拱涵静力学模式（结构－荷载）：长期以来，地下结构 的计算一直采取拱涵静力学的力学模式。即支护结构 为拱形推力结构，承受岩体的主动和被动荷载，这种 简化与地下结构的实际工作状态相差很大。但对有支 护的坑道，如明挖隧道（浅埋地铁、明洞），采用拱 涵力学模式，承受回填材料重量的结构与拱涵的工作 状态是一致的。
掘进机法隧道支护结构设计PPT课件
（6）对企业自身力，
经济能力，施工队伍的技术、管理水平以及传 统的施工习惯等。
7.3 掘进机的结构类型及构造
7.3.1 全断面隧道掘进机的类型 掘进机一般可分为开敞式TBM和护盾式TBM
两大类型 护盾式TBM又有双护盾TBM和单护盾TBM之
片。
①护盾；②液压推进油缸；③管片；④刀盘； ⑤装渣斗；⑥皮带输送机
3）双护盾式掘进机 双护盾式掘进机配置有前后护盾，在前后护盾之
间有伸缩护盾，后护盾配置有一套支撑靴，。
在地质条件良好时，双护盾式掘进机掘进和安装 管片可同时进行，有较快的进度。
在地质条件较差时，双护盾式掘进机采用单护盾 模式推进。
开敞式掘进机掘进隧道的最终支护方式是模筑混 凝土，或钢纤维喷射混凝土。
2）单护盾式掘进机 单护盾式掘进机配置有完整的圆形护盾，推进则依靠推
进缸支撑在安装好的管片获得支反力。 单护盾式掘进机由于掘进和安装管片不能同时进行，进
度较慢。单护盾式掘进机适用于中等长度隧道。 与开敞式掘进机相比，单护盾掘进机最终衬砌方式为管
盾构主要用于软土层的挖掘，一般用在城市地铁，及 小型管道工程。盾构由稳定开挖面、掘进及排土、管 片衬砌及壁后注浆三大要素组成，其中开挖面的稳定 方法是其工作原理的主要方面，也是盾构区别于TBM 及比TBM复杂的主要方面。
盾构在刀盘上除切刀外还布置一定数量的滚刀，以适 应遇到的短距离岩石段。盾构采用螺旋输送机或泥浆 管路出渣。
掘进机问世于1952年，由美国Robbins公司生 产，发展至今，技术上已经很成熟。根据工程 对象的变化，其类型也呈现出系列化和多样化 的特点。
当隧道长度与直径之比大于600时，采用掘进机进行 隧道施工比较经济。
国外3m以上的隧道，使用掘进机开挖已相当普遍。
隧道开挖支护技术培训.pptx
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4.4钢拱架架设
1、钢拱架架设 钢拱架采用120b钢拱架，纵向间距0.7m，钢拱架间采用 Φ22钢筋进行连接，环向间距1.0m。 A.钢拱架在初喷后安装，与围岩应尽量靠近。 B.钢拱架安装应确保两侧拱脚必须放在牢固的基础上。 安装前应将底脚处浮土彻底清除干净；拱脚标高不足时， 不得用土、石回填，而应设置钢板进行调整，必要时可用
石和破碎层；检查凿岩机、支架的完整性和转动情况；检
查风、水路是否畅通，各连接接头是否牢固。炮眼位置应
先捣平防止打滑或炮眼移位，开眼时先低速运转，待钻进
一定深度后再全速钻进。周边孔一定要由有丰富经验的老
钻工司钻；不能在残眼处、裂缝处钻孔，开孔时如确实有
困难，可以适当调整，调整范围一般不超过5倍的炮孔直
本标段起讫里程为：KX+XXX~KX+XXX，总长度为XXXkm。 其 中 KX+XXX~KX+XXX 为 路 基 工 程 ， 长 度 为 XXXm ； ZKX+XXX （YKX+XXX）~ZKX+XXX（YKX+XXX）里程为隧道工程，左线 长XXXXm、右线长XXXXm；另有竖井2座，斜井1座，左洞
主要内容
一、工程概况 二、支护参数 三、施工工序 四、施工工艺
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一、工程概况
xxxxxxxxxxxxxxxx起讫里程KX+XXX~KXX+XXX，线路长度 为 XXXX 公 里 ， 共 分 为 三 个 标 段 。 本 工 程 为 xxxxxxxxxxxxxxx标段，全线均位于XXXXX内。
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混凝土加固基底；拱脚高度应低于上半断面底线15~20cm， 当拱脚处围岩承载力不够时，应向围岩方向加大拱脚接触面 积。
隧道初期支护讲义79页PPT
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
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隧道初期支护讲义
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
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φ22砂浆超前锚杆锚杆钻孔前根据设计要求和围岩情况，定出 孔位，作出标记。钻孔做到圆而直，其孔径和孔深符合设计要 求，孔内积水和岩粉应吹洗干净；锚杆孔口岩面应整平，并使 岩面与钻孔方向垂直，如不垂直，安装锚杆时可用特制垫板调 整，使托板密贴岩面。锚杆施工预张拉力时，预张拉力值宜为 锚固力的50%～80%，安装后要定时检查，发现松动及时紧固 。
注浆压力0.5～2Mpa，注浆时采取低压力、中流量注入，注浆过程中压力逐步上升，流量逐 步减小，当压力升至终压时，继续压注5min 再结束注浆。注浆孔在注浆结束后及时清除管 内浆液，注浆结束后用M10水泥砂浆充填钢管，以增强管棚强度。
➢超前小导管
超前小导管，是隧道工程掘进施工过程中的一种工艺方法，主要用于自稳时间段的软弱破碎带、浅埋段、洞口偏压段、砂层 段、砂卵石段、断层破碎带等地段的预支护。
下而上地进行喷射（防止因重力作用的滑落）。
➢喷射混凝土
喷射混凝土厚度、平整度 喷射混凝土的厚度和表面平整度应符合下列要求： ①平均厚度大于设计厚度。 ②检查点数的80%及以上大于设计厚度。 ③最小厚度不小于设计厚度2/3。 ④表面平整度的允许偏差为100mm。 设计要求喷射混凝土厚度：
缩性钢架的可缩节点部位外，钢架应全部被喷射混凝土覆盖。 采用分部开挖施工时，钢架拱脚应施作锁脚锚杆，下半开挖后钢架应及时落底。 仰拱底设有钢架时，应一次全幅安装并喷射混凝土覆盖，及早闭合成环。
➢锁脚锚杆
• 锁脚锚杆以前主要用于铁路隧道先拱后墙法施工衬砌时，在开挖下断面前，于拱脚垂 直于岩壁打入1～2排锚杆，以防止拱脚收缩和掉拱； 边墙超前锚杆是台阶法开挖时， 在上台阶开挖支护完成，开挖下断面前，于拱脚斜向下打入锚杆，即可稳定拱脚，又 可对下部开挖起到超前支护作用。 近来，由于先拱后墙法衬砌已经不再采用，已经将 边墙超前锚杆称之为锁脚锚杆。
• 超前锚杆采用直径25mm的钢筋制作，环向间距40cm，向上倾角15 °打入围岩，长度32 0cm，搭接长度109cm，每环数量33跟。
➢初期支护
初期支护应紧跟开挖及时施作，并应及早封闭成环。软弱围岩隧道Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级围岩初期支护封 闭位置距离掌子面不得大于35m。
隧道开挖过程中应严格管理施工用水，避免浸泡初期支护拱（墙）脚土体。 初期支护仰拱施工应快挖、快支、快速封闭。非爆破开挖和爆破开挖仰拱初期支护应分别于8h和1
外插角;5°～10°打入围岩。每根长度4.5米，Ⅳ级围岩、Ⅳ级加强围岩、Ⅴ级围岩，每环数量各45根。 水泥浆液水灰比：1:1（重量比），注浆压力：0.5～1.0Mpa。 Ⅳ、Ⅴ级围岩地段，超前小导管应扣钢架配合使用，从钢架断面腹部穿过。
➢超前小导管
➢超前锚杆
• 超前锚杆是沿开挖轮廓线，以较大的外插角，向开挖面前方安装锚杆，形成对前方围 岩的预锚固(预支护)，在提前形成的围岩锚固圈的保护下进行开挖、装渣、出渣和衬砌 等作业。
隧道施工的重点知识 ➢支护
目录
➢ 超前支护 隧道管棚超前支护 超前小导管 超前锚杆 ➢ 初期支护 锚杆 钢筋网 钢拱架（格栅拱架、型钢拱架） 锁脚锚杆 喷射混凝土 ➢ 隧道支护施工安全知识
➢超前支护
隧道管棚超前支护 管棚超前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。 洞口段打设长管棚，洞口段管棚长度一般10～40m，长管棚需设置导向墙，导向墙采用C20混凝土，截面尺寸为1m
岩。 管棚和小导管施工前应检验作业台架安全性能，施工过程中应保持稳定。 管棚作业换钻杆及超前小导管作业顶进钢管时，应防止钻杆、钢管掉路伤人。 喷射混凝土作业前应清除工作面松动的岩石，确保作业区无塌方、落石等危险源存在。 钢架节段及钢架之间应及时连接牢固，防止倾倒，钢架背后的空隙必须用喷射混凝土充填密实，严禁背后填充片
石等其他材料；钢架安装完成后及时施作锁脚锚杆，并与之连接牢固，钢架底脚严禁悬空或置于虚渣土。
➢洞口段长管棚
掘进距离取决于管棚深度
DDL-300型钻机
➢洞身段中管棚加超前小导管
洞身段中管棚，采用热扎无缝钢管及钢花管，外径89mm，壁厚5mm，制作，环向间距40c m，外插角10°打入围岩，洞身中管棚每环单根长10m，Ⅴ级围岩加强为11榀型钢设置一环 ，搭接长度不小于3m，超前小导管长4.5m，5榀型钢设置一环，搭接长度不小于1m，每环 数量43跟。
Ⅲ级加强 Φ24
M22×65
Ⅳ级 Φ24 M22×65
Ⅳ级加强 Φ24
M22×65
Ⅴ级 Φ29 M27×80
➢钢架安装应符合下列要求
钢架安装不得侵入二次衬砌断面，相邻钢架及各节钢架间的连接应符合设计要求。 钢架应在初喷混凝土后及时架设。 钢架安装前应清除虚渣及杂物。 安装时各节钢架连接板间应螺栓连接牢固、密贴，沿钢架外缘2m应用钢锲或混凝土预制块与初喷混凝土楔紧。 钢架应与锁脚锚杆焊接牢固，钢架之间应设纵向连接。 钢架背后的间隙应用喷射混凝土充填密实，应先喷射钢架与壁面之间的混凝土，后喷射钢架之间的混凝土。除可
钢管采用外径42mm，厚3.5mm，在小导管的前端做成约20cm长的圆锥状，在尾端焊接直径6mm钢筋箍。距后端100cm内不 开孔，剩余部分按20~30cm梅花形布设直径10mm的注浆孔的热扎无缝钢管制作。为便于超前小导管插入围岩内，钢管前端宜 做成尖锥状，尾部焊上箍筋,导管环向间距为40cm∕根，纵向相邻两排的水平投影搭接长度不小于100cm，Ⅳ级衬砌每3m设置 一环，Ⅳ级加强衬砌段每3m设置一环，Ⅴ级衬砌每2.4m设置一环。
φ25中空注浆锚杆各类围岩锚杆采用φ25中空注浆系统锚杆， 锚杆长度为3.0～4m，梅花型布置。采用风钻钻孔，钻至规定 深度后，用高压风吹孔，打入锚杆，然后用注浆泵由锚杆中孔 向孔底灌满砂浆，安装垫板螺栓。
➢砂浆锚杆
➢中空锚杆
➢锚杆施工
➢锚杆安装允许偏差应符合下列规 定
锚杆孔的孔径应符合设计要求。 锚杆孔的深度应大于锚杆长度的10cm。 锚杆孔距允许偏差为+15cm。 锚杆插入长度不得小于设计长度的95％，且应位于孔的中心。 砂浆锚杆的灌注砂浆饱满度应大于80％。 锚杆与喷锚支护： 设置锚杆(还可以张挂金属网)再加喷混凝土。
×1m，为保证长管棚施工精度，导向墙内设3榀i18工字钢架，钢架外缘设Φ140壁厚5mm导向钢管，钢管与钢架焊 接。 长管棚采用热扎无缝钢管及钢花管，外径108mm，壁厚6mm，每节长4～6m的钢管制作，环向间距40cm，外插角1 ～3度打入围岩，管棚设计长度可以根据实际情况调整，但不宜大于40m，并与下一类型超前支护措施的搭接长度 不小于3m，注浆压力为0.5～2Mpa，环向数量为45跟。
衬砌类型 Ⅲ级
Ⅲ级加强 Ⅳ级 Ⅳ级加强 Ⅴ级 Ⅴ级加强
环距×纵 1.2×1.5 1.2×1.5 1.2×1.2 1.2×1.2 1.2×1.0 1.2×1.0
距（m）
长度（m） 3
3
3.5
3.5
4.0
4.0
➢钢筋网
钢筋网的安装位置应符合设计要求，并与锚杆或其他固定装置联结牢固。 工艺要求：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得小于4c
衬砌类 Ⅲ Ⅲ级加强
型级
Ⅳ级
Ⅳ级加强
Ⅴ级
Ⅴ级加强
部位
180 拱
°拱 边墙 拱墙 仰拱 拱墙 仰拱 拱墙 仰拱 拱墙 仰拱 墙
部
厚度 12 23 12 25 10 25 15 28 28 28 28
（cm）
湿喷机
➢喷射混凝土中湿喷的工艺流程
工人正在作业
➢隧道支护施工安全知识
隧道支护每项工序施工前均应对作业面进行检查，清除松动的岩石和喷射混凝土块。 隧道支护必须按初喷→架设钢架（钢筋网)、复喷→锚杆的程序施工。在爆破、找顶后，应立即初喷混凝土封闭围
➢锁脚锚杆
➢锁脚锚杆立面布置图
➢锁脚锚杆
• 设计要求：锁脚锚杆必须注浆饱满。
衬砌类型 Ⅲ级加强
直径（mm） Φ42
壁厚（mm每榀设置数 4
量
Ⅳ级 Φ42 3.5 4.0
8
Ⅳ级加强 Φ42 3.5 4.0
24
Ⅴ级 Φ42 3.5 4.0
24
Ⅴ级加强 Φ42 3.5 4.0
2h内完成开挖、架设拱架、喷射混凝土封闭作业。 双线Ⅳ、Ⅴ级围岩隧道台阶法施工时，应设置锁脚锚杆（管）、横向临时支撑或临时仰拱等控制
拱（墙）脚位移的措施。双线Ⅴ级围岩隧道采用台阶法施工时应设置横向临时支撑或临时仰拱， 临时支撑采用型钢，纵向每2榀设1处。
➢锚杆
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩拱部都采用Φ25中空锚杆，边墙采用Φ22砂浆锚杆，各种锚杆必须设置垫板，垫板尺寸宜为150×150 ×6mm。
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➢喷射混凝土
喷射混混凝土能及时有效地防止开挖面岩层的松散，离层和掉落，是有效的保护围岩防止塌方的重要手段。 喷射混凝土施工应分段分层作业。分层喷射混凝土时，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行，一次喷射的最
大厚度：拱部不得超过10cm，边墙不得超过15cm。 喷射混凝土的早期强度应符合设计要求，C25喷射混凝土24h强度应不小于10Mpa。 喷射混凝土应与围岩、钢架、钢筋网结合紧密，背后无空洞、无杂物。 喷射混凝土表面应密实、平整，无裂缝、脱落、漏喷、漏筋、空鼓，锚杆头无外露。 严格控制水灰比，使喷层光滑平整，无干斑，不流淌；喷射应分段（不大于6米）、分部、分块，按先墙后拱，自
高130
高150
高150
钢架类型
I20a型钢 I20a型钢
Φ22格栅 Φ22格栅 Φ25格栅
纵距（m） 1.5
1.0
1.0
0.8
0.6
➢钢拱架连接板
• 设计要求：①工字钢拱架连接板间需设置橡胶垫板。 • ② 钢拱架连接板螺栓孔应当为钻孔。 • ③ 连接螺栓尺寸 • 设计要求如下表：
衬砌类型
螺栓孔直径 （mm） 螺栓规格
注浆压力0.5～2Mpa，注浆时采取低压力、中流量注入，注浆过程中压力逐步上升，流量逐 步减小，当压力升至终压时，继续压注5min 再结束注浆。注浆孔在注浆结束后及时清除管 内浆液，注浆结束后用M10水泥砂浆充填钢管，以增强管棚强度。
➢超前小导管
超前小导管，是隧道工程掘进施工过程中的一种工艺方法，主要用于自稳时间段的软弱破碎带、浅埋段、洞口偏压段、砂层 段、砂卵石段、断层破碎带等地段的预支护。
下而上地进行喷射（防止因重力作用的滑落）。
➢喷射混凝土
喷射混凝土厚度、平整度 喷射混凝土的厚度和表面平整度应符合下列要求： ①平均厚度大于设计厚度。 ②检查点数的80%及以上大于设计厚度。 ③最小厚度不小于设计厚度2/3。 ④表面平整度的允许偏差为100mm。 设计要求喷射混凝土厚度：
缩性钢架的可缩节点部位外，钢架应全部被喷射混凝土覆盖。 采用分部开挖施工时，钢架拱脚应施作锁脚锚杆，下半开挖后钢架应及时落底。 仰拱底设有钢架时，应一次全幅安装并喷射混凝土覆盖，及早闭合成环。
➢锁脚锚杆
• 锁脚锚杆以前主要用于铁路隧道先拱后墙法施工衬砌时，在开挖下断面前，于拱脚垂 直于岩壁打入1～2排锚杆，以防止拱脚收缩和掉拱； 边墙超前锚杆是台阶法开挖时， 在上台阶开挖支护完成，开挖下断面前，于拱脚斜向下打入锚杆，即可稳定拱脚，又 可对下部开挖起到超前支护作用。 近来，由于先拱后墙法衬砌已经不再采用，已经将 边墙超前锚杆称之为锁脚锚杆。
• 超前锚杆采用直径25mm的钢筋制作，环向间距40cm，向上倾角15 °打入围岩，长度32 0cm，搭接长度109cm，每环数量33跟。
➢初期支护
初期支护应紧跟开挖及时施作，并应及早封闭成环。软弱围岩隧道Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级围岩初期支护封 闭位置距离掌子面不得大于35m。
隧道开挖过程中应严格管理施工用水，避免浸泡初期支护拱（墙）脚土体。 初期支护仰拱施工应快挖、快支、快速封闭。非爆破开挖和爆破开挖仰拱初期支护应分别于8h和1
外插角;5°～10°打入围岩。每根长度4.5米，Ⅳ级围岩、Ⅳ级加强围岩、Ⅴ级围岩，每环数量各45根。 水泥浆液水灰比：1:1（重量比），注浆压力：0.5～1.0Mpa。 Ⅳ、Ⅴ级围岩地段，超前小导管应扣钢架配合使用，从钢架断面腹部穿过。
➢超前小导管
➢超前锚杆
• 超前锚杆是沿开挖轮廓线，以较大的外插角，向开挖面前方安装锚杆，形成对前方围 岩的预锚固(预支护)，在提前形成的围岩锚固圈的保护下进行开挖、装渣、出渣和衬砌 等作业。
隧道施工的重点知识 ➢支护
目录
➢ 超前支护 隧道管棚超前支护 超前小导管 超前锚杆 ➢ 初期支护 锚杆 钢筋网 钢拱架（格栅拱架、型钢拱架） 锁脚锚杆 喷射混凝土 ➢ 隧道支护施工安全知识
➢超前支护
隧道管棚超前支护 管棚超前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。 洞口段打设长管棚，洞口段管棚长度一般10～40m，长管棚需设置导向墙，导向墙采用C20混凝土，截面尺寸为1m
岩。 管棚和小导管施工前应检验作业台架安全性能，施工过程中应保持稳定。 管棚作业换钻杆及超前小导管作业顶进钢管时，应防止钻杆、钢管掉路伤人。 喷射混凝土作业前应清除工作面松动的岩石，确保作业区无塌方、落石等危险源存在。 钢架节段及钢架之间应及时连接牢固，防止倾倒，钢架背后的空隙必须用喷射混凝土充填密实，严禁背后填充片
石等其他材料；钢架安装完成后及时施作锁脚锚杆，并与之连接牢固，钢架底脚严禁悬空或置于虚渣土。
➢洞口段长管棚
掘进距离取决于管棚深度
DDL-300型钻机
➢洞身段中管棚加超前小导管
洞身段中管棚，采用热扎无缝钢管及钢花管，外径89mm，壁厚5mm，制作，环向间距40c m，外插角10°打入围岩，洞身中管棚每环单根长10m，Ⅴ级围岩加强为11榀型钢设置一环 ，搭接长度不小于3m，超前小导管长4.5m，5榀型钢设置一环，搭接长度不小于1m，每环 数量43跟。
Ⅲ级加强 Φ24
M22×65
Ⅳ级 Φ24 M22×65
Ⅳ级加强 Φ24
M22×65
Ⅴ级 Φ29 M27×80
➢钢架安装应符合下列要求
钢架安装不得侵入二次衬砌断面，相邻钢架及各节钢架间的连接应符合设计要求。 钢架应在初喷混凝土后及时架设。 钢架安装前应清除虚渣及杂物。 安装时各节钢架连接板间应螺栓连接牢固、密贴，沿钢架外缘2m应用钢锲或混凝土预制块与初喷混凝土楔紧。 钢架应与锁脚锚杆焊接牢固，钢架之间应设纵向连接。 钢架背后的间隙应用喷射混凝土充填密实，应先喷射钢架与壁面之间的混凝土，后喷射钢架之间的混凝土。除可
钢管采用外径42mm，厚3.5mm，在小导管的前端做成约20cm长的圆锥状，在尾端焊接直径6mm钢筋箍。距后端100cm内不 开孔，剩余部分按20~30cm梅花形布设直径10mm的注浆孔的热扎无缝钢管制作。为便于超前小导管插入围岩内，钢管前端宜 做成尖锥状，尾部焊上箍筋,导管环向间距为40cm∕根，纵向相邻两排的水平投影搭接长度不小于100cm，Ⅳ级衬砌每3m设置 一环，Ⅳ级加强衬砌段每3m设置一环，Ⅴ级衬砌每2.4m设置一环。
φ25中空注浆锚杆各类围岩锚杆采用φ25中空注浆系统锚杆， 锚杆长度为3.0～4m，梅花型布置。采用风钻钻孔，钻至规定 深度后，用高压风吹孔，打入锚杆，然后用注浆泵由锚杆中孔 向孔底灌满砂浆，安装垫板螺栓。
➢砂浆锚杆
➢中空锚杆
➢锚杆施工
➢锚杆安装允许偏差应符合下列规 定
锚杆孔的孔径应符合设计要求。 锚杆孔的深度应大于锚杆长度的10cm。 锚杆孔距允许偏差为+15cm。 锚杆插入长度不得小于设计长度的95％，且应位于孔的中心。 砂浆锚杆的灌注砂浆饱满度应大于80％。 锚杆与喷锚支护： 设置锚杆(还可以张挂金属网)再加喷混凝土。
×1m，为保证长管棚施工精度，导向墙内设3榀i18工字钢架，钢架外缘设Φ140壁厚5mm导向钢管，钢管与钢架焊 接。 长管棚采用热扎无缝钢管及钢花管，外径108mm，壁厚6mm，每节长4～6m的钢管制作，环向间距40cm，外插角1 ～3度打入围岩，管棚设计长度可以根据实际情况调整，但不宜大于40m，并与下一类型超前支护措施的搭接长度 不小于3m，注浆压力为0.5～2Mpa，环向数量为45跟。
衬砌类型 Ⅲ级
Ⅲ级加强 Ⅳ级 Ⅳ级加强 Ⅴ级 Ⅴ级加强
环距×纵 1.2×1.5 1.2×1.5 1.2×1.2 1.2×1.2 1.2×1.0 1.2×1.0
距（m）
长度（m） 3
3
3.5
3.5
4.0
4.0
➢钢筋网
钢筋网的安装位置应符合设计要求，并与锚杆或其他固定装置联结牢固。 工艺要求：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得小于4c
衬砌类 Ⅲ Ⅲ级加强
型级
Ⅳ级
Ⅳ级加强
Ⅴ级
Ⅴ级加强
部位
180 拱
°拱 边墙 拱墙 仰拱 拱墙 仰拱 拱墙 仰拱 拱墙 仰拱 墙
部
厚度 12 23 12 25 10 25 15 28 28 28 28
（cm）
湿喷机
➢喷射混凝土中湿喷的工艺流程
工人正在作业
➢隧道支护施工安全知识
隧道支护每项工序施工前均应对作业面进行检查，清除松动的岩石和喷射混凝土块。 隧道支护必须按初喷→架设钢架（钢筋网)、复喷→锚杆的程序施工。在爆破、找顶后，应立即初喷混凝土封闭围
➢锁脚锚杆
➢锁脚锚杆立面布置图
➢锁脚锚杆
• 设计要求：锁脚锚杆必须注浆饱满。
衬砌类型 Ⅲ级加强
直径（mm） Φ42
壁厚（mm每榀设置数 4
量
Ⅳ级 Φ42 3.5 4.0
8
Ⅳ级加强 Φ42 3.5 4.0
24
Ⅴ级 Φ42 3.5 4.0
24
Ⅴ级加强 Φ42 3.5 4.0
2h内完成开挖、架设拱架、喷射混凝土封闭作业。 双线Ⅳ、Ⅴ级围岩隧道台阶法施工时，应设置锁脚锚杆（管）、横向临时支撑或临时仰拱等控制
拱（墙）脚位移的措施。双线Ⅴ级围岩隧道采用台阶法施工时应设置横向临时支撑或临时仰拱， 临时支撑采用型钢，纵向每2榀设1处。
➢锚杆
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩拱部都采用Φ25中空锚杆，边墙采用Φ22砂浆锚杆，各种锚杆必须设置垫板，垫板尺寸宜为150×150 ×6mm。
24
➢喷射混凝土
喷射混混凝土能及时有效地防止开挖面岩层的松散，离层和掉落，是有效的保护围岩防止塌方的重要手段。 喷射混凝土施工应分段分层作业。分层喷射混凝土时，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行，一次喷射的最
大厚度：拱部不得超过10cm，边墙不得超过15cm。 喷射混凝土的早期强度应符合设计要求，C25喷射混凝土24h强度应不小于10Mpa。 喷射混凝土应与围岩、钢架、钢筋网结合紧密，背后无空洞、无杂物。 喷射混凝土表面应密实、平整，无裂缝、脱落、漏喷、漏筋、空鼓，锚杆头无外露。 严格控制水灰比，使喷层光滑平整，无干斑，不流淌；喷射应分段（不大于6米）、分部、分块，按先墙后拱，自
高130
高150
高150
钢架类型
I20a型钢 I20a型钢
Φ22格栅 Φ22格栅 Φ25格栅
纵距（m） 1.5
1.0
1.0
0.8
0.6
➢钢拱架连接板
• 设计要求：①工字钢拱架连接板间需设置橡胶垫板。 • ② 钢拱架连接板螺栓孔应当为钻孔。 • ③ 连接螺栓尺寸 • 设计要求如下表：
衬砌类型
螺栓孔直径 （mm） 螺栓规格