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一级建造师考试铁路工程知识点:支护

日期: 2020-07-29 14:08:35 作者: 贾德善

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  一级建造师考试教材。支护支护包括超前支护、初期支护和二次支护。

2.1超前支护超前支护在两种情况下必须用到,一种情况是隧道在开始成洞时须用超前支护,另一种情况是遇到较宽软弱带,断层或褶皱等地质构造带,因为遇到这两种情况时就不是只采用短进尺就能避免坍方,还须提前采取支护措施,打超前小导管或大管棚。

2.1.1 小导管一般有3m、4.5m.、6m等不同长度,具体长度根据滑裂面的深度和围岩破碎情况而定,导管孔直径42mm,孔壁打梅花形小孔,以便进入围岩后注浆用,这种支护相对施工条件简单,循环快,但支护深度浅,如果滑裂面较深时会遭遇整个小导管垮塌的现象。

2.1.2 大管棚一般长度20m,管径φ105,φ135,φ150,管孔选择可以根据现有的施工条件而定,一般都能满足要求。大管棚一般用在大型断层带内施工,拱顶以50~75cm间距顺洞轴线方向打入,然后注浆,如遇到涌水严重可加速凝剂(又名水玻璃),可以起到堵水和固结顶部围岩的作用,使得前方待开挖的围岩20m内形成一个3m左右厚的固结圈,再进行下一步开挖。在隧道开洞时,因为洞口埋深较浅,加之地表岩石风化破碎,如不进行大管棚超前支护,一般都会在顶部产生边挖边塌的现象,甚至引起边坡的大面积失稳,对施工造成很大的威胁。如果超前支护过程中,前方围岩完全松软呈塑性状,整个掌子面不能保证稳定的情况极有可能引发突泥涌水。前面举例某隧道下行线K254+871处,由于进行了地质超前准确预报,开挖之前及时采用大管棚超前注浆。但当突泥发生后只用大管棚作超前支护也不能保证施工的正常进行,就须采用最强的一种超前支护形式:掌子面浇筑封堵墙,实行全断面注浆,注浆管的分布形式可以参照全断面开挖过程中放炮孔的布孔形式,注浆完毕后,再根据围岩效果采用分台式开挖,留核心土开挖或眼睛法开挖。

2.2 初期支护初期支护包括喷钢纤维混凝土,工字钢架和锚杆支护几种形式。适用不同种类的围岩。

2.2.1 Ⅲ类以上围岩的支护形式在围岩好的情况下,可以在开挖后直接喷混凝土,喷射厚度10cm~14cm,为了保证喷射混凝土的标号达标,回弹率在控制的范围以内,必须使用湿喷机喷射,钢纤维采用佳密克丝RC6535BN型,掺量为30Kg/m3.喷射的平均厚度要大于设计值,最小厚度大于6cm.径向用WTD25锚杆锁固,长3~3.5m,因为Ⅲ类以上围岩在光爆开挖后的松动圈厚度为1m左右,所以完全可以满足初期支护的要求。

2.2.2 Ⅱ~Ⅲ类围岩的支护在喷钢纤维混凝土后架设格栅钢架,间距100cm左右。

这两种支护形式的围岩在开挖过程中的预留变形量为0~8cm,根据围岩的变形情况而定,以免开挖后的拱顶在二次稳定变形后收缩侵入净空。

2.2.3 Ⅱ类以下围岩的支护形式中,喷射混凝土厚度增至18~22cm,钢纤维掺量根据情况可增至35Kg/m3,格栅变成工字钢,可用16~22cm钢架,钢架间距在50~80cm之间,预留变形量8~18cm,锚杆长度可采用3.5~6m的规格,必要时也可用张拉锚杆,以减少稳定变形。如遇到大型断层带,在初期支护完成后,还须加强边墙的稳定强度,可打4.5~6m长的径向小导管,间距80~150cm,梅花形布孔,进行固结灌浆,以代替径向锚杆。

在整个初期支护的过程中,如有富水段,须打排水管进行引水,然后喷射混凝土。一般来说,初期支护完成后,不允许喷射混凝土有开裂,拱架不许有较大变形,不能有成线状的漏水现象。

2.3 二次支护二次支护是一次支护的加强,彻底防止水渗漏的重要保证。

2.3.1 二次支护的条件初期支护完成后,进行二次支护、衬砌和仰拱浇筑,撑控支护的时间,直接关系到衬砌结构的安全,过早施作会使二次支护和初衬承受较大的围岩压力;过晚支护又不利于初期支护的稳定,施工时应满足以下几点:

(1)监控量测的位移速率明显减慢,围岩基本稳定。

(2)产生的位移已达预计总位移的80%~90%.

(3)边墙的位移速率小于0.1~0.2mm/d,拱顶的下沉速率小于0.07~0.15mm/d.

(4)稳定性很差的围岩,在较长时间不能达到以上要求,喷混凝土后出现大量明裂缝,应用较强的二衬支护形式及早施作二次衬砌,以改善围岩的变形条件。

2.3.2 仰拱浇筑仰拱的圆心在隧道公路的垂直平分线上,半径是隧道拱顶半径的2~3倍,增大半径主要考虑减少开挖和回填浇筑量,仰拱厚度一般为40cm ,布双层钢筋,上下保护层各5~6cm.上面填充路基混凝土。这样可以同二衬混凝土形成一个圆形环,我们知道在承受周边挤压时,环形是最理想的形状,仰拱施作主要就是基于这一点考虑。所以大风垭口隧道在Ⅲ类以下围岩都设有仰拱。但在Ⅲ类以上的围岩支护中,由于围岩自身稳定性好,出于节约成本考虑,可以不设仰拱。

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