隧道初期支護(hù)背后脫空預(yù)控及處理方案

隧道初期支護(hù)背后脫空預(yù)控及處理初支背后脫空控制性措施超欠挖控制(1)測(cè)量放樣時(shí)要精確標(biāo)出開(kāi)挖輪廓線，控制好開(kāi)挖斷面，做到測(cè)量精確；(2)巖石隧道爆破開(kāi)挖時(shí)要嚴(yán)格按照爆破施工技術(shù)交底提前準(zhǔn)備，精確控制炮眼間距，并嚴(yán)格按照技術(shù)參數(shù)裝入藥量。根據(jù)開(kāi)挖斷面實(shí)際情況，準(zhǔn)確計(jì)算鉆爆參數(shù)，并對(duì)作業(yè)方案實(shí)施動(dòng)態(tài)優(yōu)化，以提高施工質(zhì)量，最大限度地減少開(kāi)挖斷面超挖，縮小網(wǎng)格和鋼架背后的空間，減少噴射混凝土數(shù)量和人工工作量。(3)在開(kāi)挖過(guò)程中還需根據(jù)實(shí)際情況確定預(yù)留變形量，應(yīng)將施工中可能發(fā)生的圍巖變化情況（掉塊或坍落）進(jìn)行考慮；(4)在施作超前小導(dǎo)管時(shí)要控制好外插角，防止因外插角過(guò)大造成超挖；(5)預(yù)留開(kāi)挖輪廓邊緣線，在開(kāi)挖過(guò)程中采用人機(jī)配合，避免機(jī)械開(kāi)挖造成超、欠挖現(xiàn)象；(6)地質(zhì)情況較差、局部出現(xiàn)坍塌時(shí)根據(jù)實(shí)際情況盡快施作初期支護(hù)進(jìn)行封閉處理；(7)開(kāi)挖到設(shè)計(jì)輪廓線位置后立即進(jìn)行初噴封閉開(kāi)挖面，再架設(shè)型鋼拱架；調(diào)整初期支護(hù)施工順序?yàn)榱吮苊獬踔П澈竺摽?，?yōu)化施工工序，即：爆破初噴打錨桿掛鋼筋網(wǎng)格支立鋼架復(fù)噴，重點(diǎn)把握“初噴”和“復(fù)噴”工序。具體而言：“初噴”是指在掌子面爆破完成后，不是緊跟架設(shè)鋼架，而應(yīng)該對(duì)暴露的巖面排險(xiǎn)后對(duì)鋼架和第一層噴射混凝土表面必須進(jìn)行徹底清理；先噴一層混凝土封閉尤其是先噴射填塞鋼架背后,然后以每層3～5cm厚度分層噴射，并對(duì)開(kāi)挖不規(guī)則的巖面找平?！俺鯂姟被炷撩娴钠秸仁菧p少背后脫空的關(guān)鍵，因?yàn)榛炷帘砻嫫秸?，鋼筋網(wǎng)格和鋼架就能緊貼“初噴”的混凝土面，其背后就不會(huì)留有間隙。在開(kāi)挖斷面存在超挖的情況下，為了保證“初噴”混凝土表面平整。“復(fù)噴”是指二次噴射混凝土?！皬?fù)噴”混凝土在打設(shè)錨桿與鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)后緊貼巖面，安裝格柵架或型鋼鋼架，復(fù)噴作業(yè)時(shí)砼不需要穿過(guò)鋼筋網(wǎng)格去填充網(wǎng)格和鋼架背后的空間，直接覆蓋網(wǎng)格和鋼架不易在巖面與鋼筋網(wǎng)中間形成較大空隙或造成空洞。噴射砼作業(yè)在隧道開(kāi)挖完成后，先噴射4cm厚混凝土封閉巖面，然后打設(shè)錨桿、架立鋼架、掛鋼筋網(wǎng)，對(duì)初噴巖面進(jìn)行清理后復(fù)噴至設(shè)計(jì)厚度。初噴混凝土噴射時(shí)應(yīng)先填平巖面較大凹洼處，初噴混凝土面應(yīng)大致圓順。設(shè)置控制噴射混凝土厚度的標(biāo)志，一般采用埋設(shè)鋼筋頭做標(biāo)志，亦可在噴射時(shí)插入長(zhǎng)度比設(shè)計(jì)厚度大5cm的鐵絲，每1～2m設(shè)一根，作為施工控制用。噴射砼作業(yè)過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格按照以下要求進(jìn)行：⑴噴射操作程序?yàn)椋捍蜷_(kāi)速凝劑輔助風(fēng)緩慢打開(kāi)主風(fēng)閥啟動(dòng)速凝劑計(jì)量泵、主電機(jī)、振動(dòng)器向料斗加混凝土。(2)噴射混凝土作業(yè)應(yīng)采用分段、分片、分層依次進(jìn)行，噴射順序應(yīng)自下而上，分段長(zhǎng)度不宜大于6m。噴射時(shí)先將低洼處大致噴平，再自下而上順序分層、往復(fù)噴射。(3)噴射混凝土分段施工時(shí)，上次噴混凝土應(yīng)預(yù)留斜面，斜面寬度為200～300㎝，斜面上需用壓力水沖洗潤(rùn)濕后再行噴射混凝土。(4)分片噴射要自下而上進(jìn)行并先噴鋼架與壁面間混凝土，再噴兩鋼架之間混凝土。邊墻噴混凝土應(yīng)從墻腳開(kāi)始向上噴射，使回彈不致裹入最后噴層。在噴射邊墻下部及仰拱前，需將上部斷面噴射時(shí)的回彈物清理干凈，防止將回彈物卷入下部噴層中降低支護(hù)能力。(5)分層噴射時(shí)，后一層噴射應(yīng)在前一層混凝土終凝后進(jìn)行，若終凝1h后再進(jìn)行噴射時(shí)，應(yīng)先用風(fēng)水清洗噴層表面。一次噴混凝土的厚度以噴混凝土不滑移不墜落為度，既不能因厚度太大而影響噴混凝土的粘結(jié)力和凝聚力，也不能太薄而增加回彈量。邊墻一次噴射混凝土厚度控制在7～10cm，拱部控制在5～6cm，并保持噴層厚度均勻。頂部噴射混凝土?xí)r，為避免產(chǎn)生墮落現(xiàn)象，兩次間隔時(shí)間宜為2～4h。(6)噴射速度要適當(dāng)，以利于混凝土的壓實(shí)。風(fēng)壓過(guò)大，噴射速度增大，回彈增加；風(fēng)壓過(guò)小，噴射速度過(guò)小，壓實(shí)力小，影響噴混凝土強(qiáng)度。因此在開(kāi)機(jī)后要注意觀察風(fēng)壓，起始風(fēng)壓達(dá)到0.5MPa后，才能開(kāi)始操作，并據(jù)噴嘴出料情況調(diào)整風(fēng)壓。一般工作風(fēng)壓：邊墻0.3～0.5MPa，拱部0.4～0.65MPa。(7)噴射時(shí)使噴嘴與受噴面間保持適當(dāng)距離，噴射角度應(yīng)與受噴面垂直，以使獲得最大壓實(shí)和最小回彈。噴嘴與受噴面間距宜為0.6～1.8m；噴嘴應(yīng)連續(xù)、緩慢作橫向環(huán)行移動(dòng)，一圈壓半圈，噴射手所畫(huà)的環(huán)形圈，橫向40～60cm，高15～20cm；若受噴面被鋼架、鋼筋網(wǎng)覆蓋時(shí)，可將噴嘴稍加偏斜，將鋼架、鋼筋網(wǎng)背后噴填密實(shí)，但不宜小于70°，必要時(shí)應(yīng)在鋼架和初期支護(hù)后注漿填充。如果噴嘴與受噴面的角度大小，會(huì)形成混凝土物料在受噴面上的滾動(dòng)，產(chǎn)生出凹凸不平的波形噴面，增加回彈量，影響噴混凝土的質(zhì)量。初支背后脫空處理較大脫空處理首先根據(jù)抽芯破檢情況，利用風(fēng)槍加大探測(cè)空洞范圍并標(biāo)識(shí)清楚。采用取芯機(jī)鉆孔埋設(shè)不少于2根Φ100泵送管，作為排氣檢查及泵送口。砼由各片區(qū)攪拌站集中供應(yīng)至現(xiàn)場(chǎng)后，接駁泵送管，分階段分批次進(jìn)行對(duì)空洞進(jìn)行回填處理。為避免初支承載力過(guò)大，砼采用流動(dòng)性較大砼，泵送過(guò)程中應(yīng)安排專人指揮及觀察，泵送速度不宜過(guò)快，分段分批次間隔時(shí)間泵送并及時(shí)調(diào)整坍落度，使得砼向四周撒開(kāi)填充空洞，同時(shí)對(duì)護(hù)拱上方吹沙回填作為緩沖層?；靥钐幚硗瓿珊螅M(jìn)行雷達(dá)掃描檢測(cè)，如發(fā)現(xiàn)局部不密實(shí)或存在孔隙范圍可采用回填1:1水泥砂漿處理直至密實(shí)。脫空注漿處理(1)施工操作要點(diǎn)及要求①縱向施做注漿孔，注漿孔為鉆孔埋設(shè),根據(jù)脫空面積大小區(qū)別布設(shè)。連續(xù)脫空部位，環(huán)向間距3m，縱向間距5m；獨(dú)立脫空較小部位,一次注漿完成。當(dāng)獨(dú)立脫空范圍相對(duì)較大時(shí)，為避免局部承載過(guò)大，注漿分兩次或三次完成，先注漿1～1.5個(gè)小時(shí)，后移至第二個(gè)注漿孔注漿，以此類推。等第一個(gè)注漿孔初凝后有一定強(qiáng)度時(shí)，在進(jìn)行二次注漿，最后一次進(jìn)行補(bǔ)注至空腔密實(shí)，用棉紗封堵注漿管，以防止?jié){液從管內(nèi)溢出。②埋設(shè)注漿管利用破檢孔洞預(yù)埋注漿管。注漿導(dǎo)管采用Ф42×3.5mm熱軋鋼管，長(zhǎng)度為40cm，當(dāng)有超挖時(shí)適當(dāng)加長(zhǎng)，注漿管迎水面位置應(yīng)與圍巖密貼，注漿管埋設(shè)不少于2根，一根作為注漿孔，一根作為排氣孔或檢查孔。③注漿注漿采用1:1的M20水泥砂漿。注漿管與注漿機(jī)連接好后,排除管內(nèi)空氣,調(diào)整好注漿壓力，啟動(dòng)注漿機(jī)開(kāi)始注漿,注漿應(yīng)在距封閉成交底內(nèi)容：注漿離掌子面5m外進(jìn)行,注漿時(shí)先注兩側(cè)孔，后注拱頂孔。注漿壓力一般為0.3～0.5Mpa，注漿終壓力0.5MPa。注漿時(shí)，隨時(shí)觀測(cè)壓力和流量變化。當(dāng)壓力逐漸上升，流量逐漸減少，注漿壓力達(dá)到終壓時(shí)，穩(wěn)定3min，可結(jié)束本次注漿。注漿順序應(yīng)由下往上，由水少處到多水處