隧道初期支护施工作业指导书

1适用范围

适用于新建西安至宝鸡客运专线BLZQ-2标晁峪隧道进口DK661+600~DK6+283段的正洞及综合洞室的初期支护（包括喷射混凝土、锚杆、钢筋网、钢拱架）的施工。

2 设计概况及编制依据

2.1设计概况

2.1.1 工程概况

隧道主体结构采用仰拱复合式衬砌。隧道初期支护由钢拱架，刚格栅、钢筋网、锚杆和喷射混凝土组成。隧道进口洞门种类繁多，设置有明洞，洞口段基础采用挤密桩、换填加固措施。洞口边仰坡采用锚杆框架护坡，护坡上台阶处设排水沟。

2.1.2 工程地质

隧道工程范围涉及主要岩性为第四系上更新统黏质黄土、第四系全新统冲击黏质黄土、卵石土、洪积卵石土、坡积黏质黄土、细角砾土、燕山期花岗岩。

 2.1.3 水文地质

隧道区地下水主要为基岩裂隙水，地下水质较好，矿化度小于1.0g/l。

2.1.4方案设计

Ⅱ级围岩：

1按双块式无砟轨道设计，内轨顶面至无砟轨道底面高度为51.5cm。

2混凝土等级：喷射混凝土：C25（24h强度不低于10MPa）；拱部及边墙：C30防水混凝土；底板：C35防水钢筋混凝土；踏步机底板找平层：C20混凝土；水沟与电缆槽槽身：C30钢筋混凝土；水沟及电缆槽盖板：C35钢筋混凝土。

3拱墙初期支护喷射混凝土掺加合成纤维，掺量为0.9kg/m3。

4拱墙分界以拱部144°划分。拱部锚杆采用φ25*7中空锚杆，长2.5m，锚杆尾端均应配垫板、螺母。

5预留变形量为5cm，施工时应通过反馈的监控量测信息及时调整预留变形量和支护参数，以确保施工安全。

Ⅲ级围岩：

1按双块式无砟轨道设计，内轨顶面至无砟轨道底面高度为51.5cm。

2混凝土等级：喷射混凝土：C25（24h强度不低于10MPa）；拱部、边墙及仰拱：C30防水钢筋混凝土；仰拱填充与踏步C20混凝土；水沟与电缆槽槽身：C30混凝土；水沟及电缆槽盖板：C35钢筋混凝土。

3拱墙初期支护喷射混凝土掺加合成纤维，掺量为0.9kg/m3，拱墙初期支护设置φ6.5钢筋网，网格间距为25cm×25cm。

4拱墙分界以拱部144°划分。拱部锚杆采用φ25*7中空锚杆，边墙采用φ22砂浆锚杆，长3m。锚杆尾端均应配垫板、螺母。

5预留变形量为8cm，施工时应通过反馈的监控量测信息及时调整预留变形量和支护参数，以确保施工安全。

IV级围岩：

1按双块式无砟轨道设计，内轨顶面至无砟轨道底面高度为51.5cm。

2混凝土等级：喷射混凝土：C25（24h强度不低于10MPa）；拱墙及仰拱：C35防水钢筋混凝土；仰拱填充与踏步C20混凝土；水沟与电缆槽槽身：C30混凝土；水沟及电缆槽盖板：C35钢筋混凝土。

3拱墙初期支护喷射混凝土掺加合成纤维，掺量为0.9kg/m3，拱墙初期支护设置φ6.5钢筋网，网格间距为20cm×20cm。

4拱墙分界以拱部144°划分。拱部锚杆采用φ25*7中空锚杆，边墙采用φ22砂浆锚杆，长3.5m。锚杆尾端均应配垫板、螺母。

5预留变形量为10cm，施工时应通过反馈的监控量测信息及时调整预留变形量和支护参数，以确保施工安全。

V级围岩：

1按双块式无砟轨道设计，内轨顶面至无砟轨道底面高度为51.5cm。

2混凝土等级：喷射混凝土：C25（24h强度不低于10MPa；拱墙及仰拱：C35防水钢筋混凝土；仰拱填充与踏步C20混凝土；水沟与电缆槽槽身：C30混凝土；水沟及电缆槽盖板：C35钢筋混凝土。

3拱墙初期支护喷射混凝土掺加合成纤维，掺量为0.9kg/m3，拱墙初期支护设置ø8钢筋网，网格间距为20cm×20cm。

4拱墙分界以拱部144°划分。拱部锚杆采用φ25*7中空锚杆，边墙采用φ22砂浆锚杆，长4m。锚杆尾端均应配垫板、螺母。

5预留变形量为15cm，施工时应通过反馈的监控量测信息及时调整预留变形量和支护参数，以确保施工安全。

2.2 编制依据

2.2.1《高速铁路隧道工程施工技术指南》铁建设[2010]241号

2.2.2《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB 10753-2010）

2.2.3《宝兰客专铁路工程设计图》；

2.2.4《铁路隧道工程施工安全技术规程》(TB10304-2009 )

2.2.5《铁路混凝土工程施工技术指南》 铁建设[2010]241号

2.2.6《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB 10424-2010）

2.2.7《钢筋混凝土用钢》（GB1499）

3 验收标准

3.1 喷射混凝土采用普通硅酸盐水泥，必要时可采用特殊水泥。

3.2 喷射混凝土必须采用强制式搅拌机搅拌，其搅拌时间不得少于1.5min。纤维喷射混凝土搅拌时间要通过现场搅拌试验确定。

3.3 喷射混凝土必须采用湿喷工艺，特殊地质条件下工艺方法应符合设计要求。

3.4 喷射混凝土回弹料严禁重复使用。

3.5 喷射混凝土施工应分段作业。

3.6 开挖后必须及时初喷混凝土，混凝土终凝到下一循环爆破作业时间不得小于3h。

3.7 喷射混凝土原材料和外加剂必须满足相关设计及规范规定。

3.8 喷射混凝土配合比设计应根据原材料性能、混凝土的技术条件和设计要求通过试验选定，水胶比不大于0.5，水泥用量不小于400kg/m3。

3.9 混凝土的早期强度必须符合设计要求，C25喷射混凝土24h强度不得小于10MPa。

3.10喷射混凝土强度必须符合设计要求。喷射混凝土厚度的检查点数90%及以上应大于设计厚度，同时最小厚度不小于设计厚度2/3。

3.11喷射混凝土终凝2h后，应按施工技术方案及时采取有效措施进行养护，养护时间不少于14d。

3.12喷射混凝土冬期施工时，作业区的气温和混合料进入喷射机的温度均不应低于5°C。

3.13喷射混凝土表面应密实、平整，无裂缝、脱落、漏喷、露筋、空鼓和渗漏水，锚杆头钢筋无外露。

3.14钢筋进场时，必须对其质量指标进行全面检查并按批抽取试件做屈服强度、抗拉强度、伸长率和冷弯试验，《钢筋混凝土用钢》（GB1499）的规定和设计要求。

3.15半成品、成品锚杆的类型、规格、性能等应符合设计要求。

3.16锚杆安装的数量应符合设计要求。

3.17砂浆的强度等级、配合比应符合设计要求。

3.18系统锚杆应在喷射混凝土完成后施工，安装时必须设置垫板，垫板与基面密贴。

3.19钢筋网所使用的钢筋的品种、规格等应符合设计要求。

3.20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。钢筋网的混凝土保护层厚度不得小于2cm。

3.21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4cm，钢筋网搭接长度应为1～2个网孔，允许偏差为±50mm。

3.22制作钢架所用型钢进场检验必须按批抽取试件作力学性能（屈服强度、抗拉强度和伸长率）工艺性能（冷弯）试验，其质量必须符合验标和设计要求。

3.23型钢钢架的弯制应符合设计要求。钢架的结构尺寸应符合设计要求。

3.24钢架安装不得侵入二次衬砌断面，底部不得有虚碴，相邻钢架及各节钢架间的连接应符合设计要求。

3.25沿钢架外缘每隔2m应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应采用喷射混凝土喷填密实。

4 作业准备

4.1技术准备

4.1.1施工调查，对作业现场有无异常状况加以掌握，已开挖断地表有无集中灌溉或开挖现象进行登记用于指导施工。

4.1.2岗前培训  组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准。对参加施工人员进行上岗前技术培训，考核合格后持证上岗。对施工及操作人员进行岗前培训。

4.1.3技术交底 施工前必须进行技术交底，实行三级交底制度。

4.1.4制定安全保证措施，编制针对突发状况及紧急情况下的应急预案。

4.1.5监控量测结果分析  对将要进行二衬的段落进行监控量测数据结果分析，消除可能产生的不利因素。利用分析结果指导施工。

4.1.6对各工序进行检查和复核（中线、高程、断面尺寸、净空等）。

4.2原材料试验和喷射混凝土配合比的选定。

4.3钢筋加工厂的建设，成品、半成品的检查、验收。

4.4机具设备、风、水、电管线就位准备好验收。

4.5 喷射混凝土拌合站设备、混凝土运输设备的检查验收。

5技术要求

5.1初期支护应在开挖后及时施作，以控制围岩变形，防止坍塌。

5.2锚喷支护施工中，应做好锚喷支护施工记录，并检查喷射混凝土强度、厚度、平整度及锚杆抗拔力

5.3喷混凝土应与岩面、钢架、钢筋网密贴，不得留有空洞和间隙，初期支护与围岩应成为整体的支护体系。

5.4 喷混凝土必须满足设计的初期强度、长期强度、厚度及其与围岩面粘结力要求。

5.5喷混凝土配合比应满足设计强度好喷射工艺的要求，并通过试喷确定。湿喷混凝土水胶比不大于0.5，水泥（胶凝材料）用量不小于400kg/m3 。

5.6 后一层混凝土应在前一层混凝土终凝后进行。若终凝1h后再喷射，应先用风水清洗基面。

5.7 在喷边墙下部及仰拱前，需将上部断面喷射时的回弹物清理干净，防止将回弹物卷入下部喷层中降低支护能力。

5.8 钢纤维在拌合物中应分散均匀，不产生结团。宜采用将钢纤维、水泥、粗细骨料先干拌后加水湿拌的方法，干拌时间不得少于1.5min。

5.9 锚杆应安装垫板，在砂浆体的强度达到10Mpa后，垫板应用螺帽上紧并与喷层面紧贴，未接触部位必须楔紧。

5.10 锚杆安设后不得随意敲打，填充砂浆终凝前其端部不得悬挂重物。

5.11 钢筋网应在初喷混凝土后铺挂，使其与喷射混凝土形成一体。

5.12 钢筋网搭接长度应为1-2个网格，应与锚杆或其他固定装置连接牢固。

5.13 钢筋网保护层不得小于2cm。

5.14 初期支护钢架应工厂化制造，出厂前必须进行检验，钢架加工应符合下列要求：

5.14.1 型钢钢架宜采用冷弯成型。

5.14.2 钢架应按设计分节，并进行试拼和编号。钢架应尽量减少接头个数。

5.14.3 钢架加工的焊接不得有假焊，焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷。

5.15 钢架安装应符合下列要求：

5.15.1 钢架应在初喷混凝土后及时架设。

5.15.2 钢架安装前应清除虚渣及杂物。

5.15.3 安装时各节钢架连接板间应以螺栓连接牢固、密贴，沿钢架外缘每隔2m应用钢楔或混凝土预制块与初喷混凝土楔紧。

5.15.4钢架应与缩脚锚杆焊接牢固；

钢架背后空隙应用喷射混凝土充填密实。

5.16隧道初期支护喷射混凝土设计参数

（1）Ⅱ级围岩拱部初期支护喷射混凝土厚度为5cm；

（2）Ⅲ级围岩：Ⅲa型初期支护拱墙喷射混凝土厚度为12cm；Ⅲb型初期支护边墙喷射混凝土厚度为12cm，拱部为23cm；

（3）Ⅳ级围岩：Ⅳa型初期支护拱墙及仰拱喷射混凝土厚度分别为25cm和10cm；Ⅳb型初期支护拱墙及仰拱喷射混凝土厚度分别为25cm和10cm；Ⅳc型初期支护拱墙及仰拱喷射混凝土厚度分别为25cm和15cm；Ⅳf型初期支护拱墙及仰拱喷射混凝土厚度分别为25cm；

（4）Ⅴ级围岩：Ⅴa型初期支护拱墙及仰拱喷射混凝土厚度分别为28cm；Ⅴb型初期支护拱墙及仰拱喷射混凝土厚度分别为28cm；Ⅴc型初期支护拱墙及仰拱喷射混凝土厚度分别为30cm；Ⅴe型初期支护拱墙及仰拱喷射混凝土厚度分别为35cm。

5.17本线隧道边墙采用φ22砂浆锚杆、拱部采用φ25中空注浆锚杆，锚杆均设置垫板。锚杆呈梅花型布置，Ⅲ级围岩锚杆间距（环*纵）为：1.2*1.5m，长度为3米，IV级围岩锚杆间距（环*纵）为：1.2*1.2m，长度为3.5米，V级围岩锚杆间距（环*纵）为：1.2*1.0m，长度为4米。

5.18钢筋网片设计参数

（1）Ⅱ级围岩不设钢筋网；

（2）Ⅲa型初期支护拱部设置φ6.5mm钢筋网，间距25cm×25cm；Ⅲb型初期支护拱部180°范围设置φ6.5mm钢筋网，间距25cm×25cm；

（3）Ⅳa、Ⅳb、Ⅳc型初期支护拱部及边墙设置φ6.5mm钢筋网，间距20cm×20cm；

（4）Ⅳf、Ⅴa、Ⅴb、Ⅴc、Ⅴe型初期支护拱部及边墙设置φ8mm钢筋网，间距20cm×20cm。

5.19 钢架设计参数

     （1）Ⅲb级围岩拱部180°设置14cm高格栅钢架，间距1榀/1.5m。

     （2）Ⅳ级围岩拱部设置I18型钢钢架，间距1榀/1m。

（3）Ⅴa级围岩拱部设I20a型钢钢架，间距1榀/0.8m；Ⅴb级围岩拱部设I20b型钢钢架，间距1榀/0.6m；Ⅴc级围岩拱部设I22a型钢钢架，间距1榀/0.6m；

6施工程序及工艺流程

6.1初期支护工艺流程

6.1.1 初期支护工艺流程图如下：

图6.1.3  中空锚杆施工工艺流程图

图6.1.4  砂浆锚杆施工工艺流程图

施工准备

钢筋调直、切割

钢筋除锈

下一循环

网片焊接

合

格

不合格

成品存放

网片挂设

喷射混凝土

 图6.1.5 挂网工艺流程图

图6.1.6  型钢钢架施工工艺流程图

6.2喷射混凝土施工要求

6.2.1 施工准备

（1）喷射前应对受喷岩面进行处理，检查开挖断面净空尺寸，危石、浮渣和岩粉是否清除干净。一般岩面可用高压水冲洗受喷岩面的浮尘、岩屑，当岩面遇水容易潮解、泥化时，宜采用高压风吹净岩面。若为泥、砂质岩面时应挂设细钢筋网（网格宜不大于20×20mm、线径宜小于3mm），用环向钢筋和锚钉或钢架固定，使其密贴受喷面，以提高喷射混凝土的附着力。喷射混凝土前，宜先喷一层水泥砂浆，待终凝后再喷射混凝土。

（2）设置控制喷射混凝土厚度的标志，一般采用埋设钢筋头做标志，亦可在喷射时插入长度比设计厚度大5cm的铁丝，每1～2m设一根，作为施工控制用。

（3）检查机具设备和风、水、电等管线路，机械湿喷浆手或湿喷机就位，并试运转。

（4）保证作业区具有良好通风及照明条件，喷射作业的环境温度不得低于5℃。

（5）若喷面的小股水或裂隙渗漏水宜采用岩面注浆或导管引排后再喷射混凝土。大面积潮湿的岩面宜采用粘结性强的混凝土，可通过添加外加剂、掺合料改善混凝土性能。大股涌水宜采用注浆堵水后再喷射混凝土。

6.2.2 喷射混凝土设计

隧道初期支护喷射砼标号为C25喷混凝土，喷射混凝土配合比的设计应满足：强度符合设计要求、不发生管路堵塞、能向上喷至设计厚度的要求。

6.2.3 施工工艺

6.2.3.1混凝土搅拌和运输

（1）湿喷混凝土搅拌采取全自动计量强制式搅拌机，施工配料应严格按配合比进行操作，速凝剂在喷射机喂料时加入。

（2）钢纤维混凝土的搅拌工艺应确保钢纤维在拌合物中分散均匀，不产生结团，宜优先采用将钢纤维、水泥、粗细骨料先干拌后加水湿拌的方法，且干拌时间不得少于1.5min，或采用先投放水泥、粗细骨料和水，在拌合过程中分散加入钢纤维的方法。搅拌时间应通过现场搅拌试验确定，并应较普通混凝土规定的搅拌时间延长1～2min，采用先干拌后加水的搅拌方式时，干拌时间不宜小于1.5min，搅拌时间不宜小于3min。

（3）掺有合成纤维混凝土的搅拌时间宜为4～5min。搅拌完成后随机取样，如纤维已均匀分散成单丝，则混凝土可投入使用，若仍有成束纤维，则至少延长搅拌时间30s才可使用。

（4）运输采用混凝土运输罐车，随运随拌。喷射混凝土时，多台运输车应交替运料，以满足湿喷混凝土的供应。在运输过程中，要防止混凝土离析、水泥浆流失、坍落度变化以及产生初凝等现象。

6.2.3.2 喷射作业 

（1）喷射操作程序应为：打开速凝剂辅助风→缓慢打开主风阀→启动速凝剂计量泵、主电机、振动器→向料斗加混凝土。

（2）喷射混凝土作业应采用分段、分片、分层依次进行，喷射顺序应自下而上，分段长度不宜大于6m。喷射时先将低洼处大致喷平，再自下而上顺序分层、往复喷射。

喷射混凝土分段施工时，上次喷混凝土应预留斜面，斜面宽度为200～300mm，斜面上需用压力水冲洗润湿后再行喷射混凝土。 

分片喷射要自下而上进行并先喷钢架与壁面间混凝土，再喷两钢架之间混凝土。边墙喷混凝土应从墙脚开始向上喷射，使回弹不致裹入最后喷层。

分层喷射时，一次喷射混凝土厚度不小于40mm，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行，若终凝1h后再进行喷射时，应先用风水清洗喷层表面。复喷是边墙一次喷射混凝土厚度控制在70～150mm，拱部控制在50～100mm，并保持喷层厚度均匀。顶部喷射混凝土时，为避免产生坠落现象，两次间隔时间宜为2～4h。

（3）喷射速度要适当，以利于混凝土的压实。风压过大，喷射速度增大，回弹增加；风压过小，喷射速度过小，压实力小，影响喷混凝土强度。因此在开机后要注意观察风压，起始风压达到0.5MPa后，才能开始操作，并据喷嘴出料情况调整风压。一般工作风压：边墙0.3～0.5MPa，拱部0.4～0.65MPa。

（4）喷射时使喷嘴与受喷面间保持适当距离，喷射角度尽可能接近90°，以使获得最大压实和最小回弹。喷嘴与受喷面间距宜为0.6～1.8m；喷嘴应连续、缓慢作横向环行移动，一圈压半圈，喷射手所画的环形圈，横向40～60cm，高15～20cm；若受喷面被钢架、钢筋网覆盖时，可将喷嘴稍加偏斜，但不宜小于70°。如果喷嘴与受喷面的角度太小，会形成混凝土物料在受喷面上的滚动，产生出凹凸不平的波形喷面，增加回弹量，影响喷混凝土的质量。

（5）回弹率应予以控制，拱部不超过25%，边强不超过15%，应尽量采用经过验证的新技术，减少回弹率，回弹物不得重新用作喷射混凝土材料。

6.2.3.3养护 

喷射混凝土终凝2小时后，应进行养护。采用喷雾养护，养护时间不小于14d。当气温低于+5℃时，不得洒水养护。

6.3 锚杆施工

6.3.1 锚杆施工前的准备

1检查锚杆类型，规格，质量及其性能是否与设计相符。

2根据锚杆类型，规格及围岩情况准备钻孔机具。

6.3.2 锚杆钻孔

隧道采用煤电钻成孔。煤电钻施工既可解决土质隧道遇水软化围岩的问题，又可解决在土质隧道施工中采用常规的冲击钻不易排碴、成孔困难的难题，可以提高在黄土隧道的成孔速度和安全性。

锚杆钻孔前按照设计间距布孔；钻孔方向尽可能垂直结构面或初喷砼表面；锚杆孔比杆径大15㎜，深度误差不得大于±50mm；成孔后采用高压风清孔。

6.3.3 砂浆锚杆注浆及安装

锚杆注浆安装前须先做好材料、机具、脚手平台和场地准备工作，原材料检验合格。

砂浆锚杆作业程序是：先注浆，后放锚杆。具体操作是：先将水注入牛角泵内，并倒入少量砂浆，初压水和稀浆湿润管路，然后再将已调好的砂浆倒入泵内。将注浆管插至锚杆眼底，将泵盖压紧密封，一切就绪后，慢慢打开阀门开始注浆。在气压推动下，将砂浆不断压入眼底，注浆管跟着缓缓退出眼孔，并始终保持注浆管口埋在砂浆内，以免浆中出现空洞，将注浆管全部抽出后，立即把锚杆插入眼孔，然后用木楔堵塞眼口，防止砂浆流失。

锚杆孔中必须注满砂浆，发现不满须拨出锚杆重新注浆。注浆管不准对人放置，以防止高压喷出物射击伤人。

砂浆应随用随拌，在初凝前全部用完，使用掺速凝剂砂浆时，一次拌制砂浆数量不应多于3个孔，以免时间过长，使砂浆在泵、管中凝结。

锚杆注浆完成后，应及时清洗，整理注浆用具，除掉砂浆凝聚物，为下次使用创造好条件。

6.3.4中空注浆锚杆安装

（1）安装前，应检查锚杆体钻头的水孔是否畅通，若有异物堵塞，应及时清理。

（2）锚杆体装入设计深度后，应用水和空气洗孔，直至孔口反水或返气。

（3）注浆材料宜采用纯水泥浆或1:1水泥砂浆，水灰比宜为0.4～0.5。采用水泥砂浆时砂子粒径不应大于1.0mm。

（4）注浆料应由杆体中孔灌入，上仰孔应设置止浆塞和排气孔。

6.4 钢筋网制作 

（1）钢筋调直、切割

将检验合格符合设计要求的钢筋运至加工场集中加工，先用钢筋调直机把钢筋调直，再按照设计要求的钢筋网片尺寸切割成段。

（2）钢筋除锈

钢筋焊接前要先将钢筋表面的油渍、漆污、水泥浆和用锤敲击能剥落的浮皮、铁锈等均清除干净；加工完毕后的钢筋网片应平整，钢筋表面无削弱钢筋截面的伤痕。

（3）钢筋网片加工

钢筋网片在钢筋加工场内集中加工。用钢筋调直机把钢筋调直，截成钢筋条，钢筋网片尺寸根据拱架间距和网片之间搭接长度综合考虑确定。

隧道初期支护钢筋网采用Φ8、Φ6.5钢筋，网格尺寸为20cm×20cm～25cm×25cm。

（4）成品的存放

制作成型的钢筋网片必须轻抬轻放，避免摔地产生变形。钢筋网片成品应远离加工场地，堆放在指定的成品堆放场地上。存放和运输过程中要避免潮湿的环境，防止锈蚀、污染和变形。

（5）挂网

按图纸标定的位置挂设加工好的钢筋网片，钢筋网片随初喷面的起伏铺设，绑扎固定于先期施工的系统锚杆之上，再把钢筋网片焊接在一起，网片搭接长度为1～2个网格。

6.5钢架施工

6.5.1 钢架加工

（1）型钢钢架加工：

加工场地用砼硬化，精确抹平，按设计放出加工大样。钢架弯制结合隧道开挖方法采用型钢弯制机按照隧道断面曲率分节进行弯制，弯制完成后，先在加工场地上进行试拼。各节钢架拼装，要求尺寸准确，弧形圆顺，要求沿隧道周边轮廓误差为±3cm；型钢钢架平放时，平面翘曲偏差应为2cm。

（2）格栅钢架加工

格栅钢架在现场设计的工作台上加工。工作台为δ=20mm的钢板制成，其上根据不同断面的钢架主筋轮廓放样成钢筋弯曲模型。钢架的焊接在胎模内焊接，控制变形。

按设计加工好各单元格栅钢架后，组织试拼，检查钢架尺寸及轮廓是否合格。

加工允许误差：沿隧道周边轮廓误差为±3cm，平面翘曲允许偏差为2cm，接头连接要求同类之间可以互换。

格栅钢架各单元必须明确标准类型和单元号，并分单元堆放于地面干燥的防雨蓬内。

6.5.2 钢架安装

钢架安装在掌子面开挖初喷完成后立即进行。

根据测设的位置，各节钢架在掌子面以螺栓连接，连接板应密贴。为保证各节钢架在全环封闭之前置于稳固的地基上，安装前应清除各节钢架底脚下的虚碴及杂物。同时每侧安设2根锁脚锚管将其锁定，底部开挖完成后，底部初期支护及时跟进，将钢架全环封闭。Ⅴ级围岩需在拱部钢架基脚处设槽钢以增加基底承载力。

为保证钢架位置安设准确，隧道开挖时在钢架的各连接处预留连接板凹槽。初喷砼时，在凹槽处打入木楔，为架设钢架留出连接板（和槽钢）位置。钢架按设计位置安设，在安设过程中当钢架和初喷层之间有较大间隙应每隔2m用砼预制块楔紧，钢架背后用喷砼填充密实。钢架纵向连接采用Φ22钢筋，环向间距1m。

钢架落底接长在单边交错进行，每次单边接长钢架1～2排。在软弱地层可同时落底接长和仰拱相连并及时喷射砼。接长钢架和上部钢架通过垫板用螺栓牢固准确连接。

架立钢架后应尽快进行喷砼作业，以使钢架与喷砼共同受力。喷射砼分层进行，先从拱脚或墙角处由下向上喷射，防止上层喷射料虚掩拱脚（墙角）不密实，造成强度不够，拱脚（墙角）失稳。

7  施工要求

7.1 喷射混凝土

7.1.1喷射混凝土原材料先检验合格后才能使用，速凝剂应妥善保管，防止变质。严格控制拌合物的水灰比，经常检查速凝剂注入环的工作状况。喷射混凝土的坍落度宜控制在8～13cm，过大混凝土会流淌，过小容易出现堵管现象。喷射过程中应及时检查混凝土的回弹率和实际配合比。喷射混凝土的回弹率：侧壁不应大于15%，拱部不应大于25%。

7.1.2必须在隧道开挖后及时进行施作。喷射混凝土严禁选用具有潜在碱活性骨料。喷混凝土厚度应预埋厚度控制标志，严格控制喷射砼的厚度。

7.1.3喷射前应仔细检查喷射面，如有松动土块应及时处理。喷射机应布置在安全地带，并尽量靠近喷射部位，便于掌机人员与喷射手联系，随时调整工作风压。

7.1.4喷射完成后应检查喷射混凝土与岩面粘结情况，可用锤敲击检查。同时测量其平整度和断面，并将此断面与开挖断面对比，确认喷射砼厚度是否满足设计和规范要求。当有空鼓、脱壳时，应及时凿除，高压风吹干净进行重喷，或采用压浆法充填。

7.1.5在喷射侧壁下部时，需将上半断面喷射时的回弹物清理干净，防止将回弹物卷入下部喷层中形成“蜂窝”而降低支护强度。

7.1.6经常检查喷射机出料弯头、输料管和管路接头，发现问题及时处理。管路堵塞时，必须先关闭主机，然后才能进行处理。

7.1.7喷射完成后应先关主机，再依次关闭计量泵、震动棒和风阀，然后用清水将机内、输送管路内残留物清除干净。

7.1.8喷射混凝土冬期施工时，洞口喷射混凝土的作业场合应有防冻保暖措施；作业区的气温和混合料进入喷射机的温度均不应低于5°C；在结冰的层面上不得进行喷射混凝土作业；混凝土强度未达到6MPa前，不得受冻。

7.2 锚杆

7.2.1开孔前做好量测工作，严格按设计要求布孔。

7.2.2钻孔采用煤电钻孔，直径比锚杆直径大15mm左右，锚杆孔的孔轴方向应尽量与岩面垂直。锚杆钻孔深度应大于锚杆设计长度10cm。

7.2.3用高压风或掏勺冲洗、清扫锚杆孔，确保孔内不留石粉或松散土块，不得用水冲洗钻孔。

7.2.4采用先装药后插锚杆的方法安装锚杆。锚杆用风钻顶入，顶入长度必须达到设计规定，实际粘结长度不小于设计长度的96%，孔深偏差值不大于±50mm。 

                        表7.2.1锚杆钻孔安装允许偏差

7.3.1钢筋网格尺寸应符合设计要求。

7.3.2铺设钢筋网按照以下要求执行：

1钢筋网在初喷混凝土4cm以后铺挂。

2砂层地段应先加铺钢筋网，沿环向压紧后再喷射混凝土。

3钢筋网应随初喷面的起伏铺设，与受喷面的间隙一般不大于3cm，与锚杆（锚杆安装3d后）或其它固定装置连接牢固。

4开始喷射时，应减小喷头至受喷面的距离，并调整喷射角度，钢筋网保护层厚度不得小于2cm。

5喷射中如有脱落的石块或混凝土块被钢筋网卡住时，应及时清除后再喷射混凝土。

7.4 钢架

7.4.1钢架加工的焊接不得有假焊，焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷

7.4.2钢架应按设计位置安设,钢架之间必须用钢筋纵向连接，并要保证焊接质量。拱加安设过程中当钢架与围岩之间有较大的空隙时，沿钢架外缘每隔2m应用混凝土预制块楔紧。

7.4.3钢架应尽可能多地与锚杆露头及钢筋网焊接，以增强其联合支护的效应。

7.4.4防止钢架下沉的措施

拱部开挖安装型钢拱架后，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，有可能会出现拱顶钢架下沉，导致围岩失稳或侵入衬砌界限，因此在施工过程中需加强对钢架安装以后的监控量测，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：

1 加强对钢架的锁脚固定措施

由于采用分部开挖方法，拱部钢架安装后，钢架暂时不能全断面封闭成环，同时土质隧道拱部钢架无法座落在坚实的基岩上，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=4.0m的Φ42锁脚锚管锁定，锚管采用钢花管，压注水泥浆液进行锚固，如地质较差时，采用加长锁脚锚管长度和再增设一根锁脚锚管以加强钢架的稳定。锁脚锚管施工时尽量与钢架紧贴，并将锚管预留长度略超出于钢架，超出的部分采用Φ22钢筋进行对拉焊接，卡住钢架，锚管、钢筋与钢架接触的部位均应焊接牢固。

2 在拱架下垫设混凝土垫块，以增大地基承载力，减小初期支护闭合前的整体下沉量。垫设垫块时，应备有相应楔子。

3 及时喷射混凝土进行覆盖

钢架安装完成后，及时进行喷射混凝土，喷射时分层、分段进行，钢架应全部被喷射混凝土覆盖，保护层厚度不得小于40mm。

4 防止施工过程中的碰撞和损坏

机械开挖时，为防止挖掘机等大型机械对已支护好钢架进行碰撞和冲击，造成钢架损坏，因此，开挖时，要委派专人对开挖作业进行指挥，严格机械作业界限，以防止碰撞钢架。

8 劳动组织

运输车司机2名；每台湿喷机应配置1名喷射工，3名普工。

锚杆施工每工班劳力安排：空压机操作员1人，钻孔6人，注浆操作4人，电工1人。

钢筋网制作：钢筋工3人，焊工2人。

网片挂设：钢筋工4人，焊工2人

钢架制作：弯制3人，焊接2人。

钢架安装：焊工3人，安装人员8人，施工人员要保持相对稳定，可根据现场情况及时调整。

9材料要求

9.1 水泥

喷射混凝土应优先采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，强度等级采用42.5MPa。

9.2粗、细骨料

粗骨料应采用坚硬耐久的碎石，严禁选用具有潜在碱活性骨料。当使用碱性速凝剂时，不得使用含有活性二氧化硅的石料。喷射混凝土的石子粒径为5～10mm，骨料级配宜采用连续级配。按重量计含泥量不应大于1%，泥块含量不应大于0.25%。

细骨料应采用坚硬、耐久的中砂或粗砂，细度模数应大于2.5，含水率宜控制在5%7%。砂中小于0.075mm的颗粒不应大于20%。含泥量不应大于3%，泥块含量不应大于1%。

9.3外加剂

应对混凝土的强度及围岩的粘结力基本无影响；对混凝土和钢材无腐蚀作用；对混凝土的凝结时间影响不大（除速凝剂和缓凝剂外）；吸湿性差，易于保存；不污染环境，对人体无害。

9.4速凝剂

喷射混凝土宜采用液体速凝剂。在使用速凝剂前，应做水泥的相容性试验及水泥净浆凝结效果试验，严格控制掺量，并要求初凝时间不应大于5min，终凝不应大于10min。

9.5水

水质应符合工程用水的有关标准，水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质。

9.6合成纤维

喷射混凝土中的合成纤维采用聚丙烯纤维，材质应满足设计要求。

9.7钢筋

锚杆杆体选用20MnSi钢筋，直径22mm，钢筋进场后应按批次进行检测试验，质量必须达到国家现行规定标准。锚杆的杆身必须调直无缺损，楔缝垂直、平整。

砂浆锚杆采用中细砂，最大粒径不得大于2.5mm，使用前过筛清洗，水泥选用42.5号普硅水泥，浆液标号不低于C20。药包锚杆采用合格的专用锚固剂。

9.8钢架

 制作钢架所用的型钢进厂检验必须按批抽取试件作力学性能（屈服强度、抗拉强度和伸长率）和工艺性能（冷弯）试验。

9.9材料储存管理要求

9.9.1钢筋、钢管、型钢等金属材料

1存料场区硬化处理，四周做好排水明沟，以利于存料区内雨水顺畅排出。

2材料进场后根据梁场划分的存放区域按品种、型号、长度分别堆放，堆放时做到上盖下垫，并保证下部通风。

3有色金属、薄钢板、小口径薄壁管应存在仓库或料棚内，不得露天存放。

4堆放好的材料按规定做好标示。

9.9.2砂、石料

1存料区硬化处理，四周做排水沟，并搭建材料大棚。

2砂、石料进梁场后，存放在待检区，经洗砂机及洗石机清洗合格后，方能进料棚堆放。

3经验收合格的砂、石料进棚堆放，堆放时料堆坡脚不能超过分隔墙，以免不同规格的材料混杂。

4料场区四周保持洁净、无扬尘。

5运料车轮胎若沾有泥土，须在梁场通道旁的洗车位刷洗干净方可进场。

9.9.3水泥

散装水泥检验合格后直接打入拌和站储存筒仓，筒仓入口上锁，由收料员保管，每次来料时都由收料员带领运输车司机到指定的筒仓打料，打料完成后及时上锁。

9.9.4材料储备

1随拆、随整、随保养、码放整齐。

2钢支撑、钢跳板分层颠倒码放成方，高度不超过1.8米；各种扣件、配件应集中堆放，并设有围栏。

3对钢、铁制的材料均采用下垫上盖的方法，防止材料受雨潮而锈蚀、损坏。

4按照现场材料管理要求，结合现场实际情况实行分工负责制和日常检查、定期检查制度，发现问题及时整改，保证现场材料管理达标。减少人为和自然消耗，降低生产成本。真正做好增产节约，增效节支。

10机械设备配置

10.1 为实现隧道安全、快速施工的目的，应结合隧道开挖进度，进行施工机具及劳动力的合理配置。配套的生产能力应为均衡施工能力的1.2～1.5倍。

10.2 一个工班配置3台湿喷机，2台混凝土运输车，搅拌机1台。型材切割机1台、注浆泵1台、风6台（备用 2台），空压机1台。电焊机4台、钢筋调直机1台、钢筋切割钳1台。型钢弯制机1台，台式钻床1台，气焊1把，BX1-500电焊机2台

10.3 设备保修要求

10.3.1为满足生产需要减少设备运行磨损，延长设备使用寿命，确保设备施工安全，设备管理必须贯彻“养修并举，以养为主”的方针，强化设备的日常保养、定期维护和预防性维修制度，在制订施工生产计划时必须考虑安排设备的日常保养、定期维护和预防维修计划，并按计划组织实施，未经设备部门同意不得随意改变或取消。

10.3.2对重点设备的关键部位应按说明书规定要求由操作人员进行定期检查，并作好详细记录（相关设备保养可参照使用说明书要求进行）。定期维护和预防性维修，分为施工生产中维护修理和停产维护修理，均由设备操作人员为主进行，维修人员配合进行。

10.3.3设备人员要认真组织定期检查，指导并督促操作及维修人员做好设备定期维护和预防维修工作。对维护保养差、保管不良、严重失修造成设备不能正常运行的，要追究有关人员的责任，并作出严肃处理。

10.3.4机械设备修理应本着先内后外的原则，提倡自修。

10.3.5根据国家和上级的有关规定，定期进行特种设备的监测和预防性试验等工作。

10.3.6维修保养过程中的主要数据要有记录，所有原始资料要整理成册归档。

10.3.7对于新购设备质保期内的维修和新修设备保修期内的维修要做好索赔工作。

10.4 新购置设备进场交接时，按设备的购置合同，对新购置的设备要进行各个方面的验收，并填写《设备采购验收记录》。具体如下：

10.4.1设备规格型号、配置的验收；

10.4.2设备的数量、外观、工具、各种备用零部件数量的验收；

10.4.3设备技术性能参数的验收；

10.4.4新车空车试运行的验收；

10.4.5各相关技术资料的验收。

11质量控制及检验

11.1 质量控制要点

11.1.1按照施工工艺施工，严格执行操作规程。

11.1.2请湿喷机厂家进行现场培训、指导，按照湿喷机操作方法进行严格执行。

11.1.3对于原材料进货，由试验部门进行进场前试验，不合格材料一律不得进场。

11.1.4制定质量保证体系，抓好每一环节、每一步骤的监控，并责任到人，狠抓落实。

11.1.5每次喷射作业前，做好人员、机具、物资、技术、测量、试验、运输等准备工作。

11.1.6施工技术人员对喷射作业环节进行认真检查（内容包括：喷层厚度、喷层与受喷面粘结情况、喷射作业中各种参数），严格把关。

11.2 质量检验

11.2.1 喷射混凝土采用普通硅酸盐水泥，必要时可采用特殊水泥。

11.2.2 喷射混凝土必须采用强制式搅拌机搅拌，其搅拌时间不得少于1.5min。纤维喷射混凝土搅拌时间要通过现场搅拌试验确定。

11.2.3 喷射混凝土必须采用湿喷工艺，特殊地质条件下工艺方法应符合设计要求。

11.2.4 喷射混凝土回弹料严禁重复使用。

11.2.5 喷射混凝土施工应分段作业。

11.2.6 开挖后必须及时初喷混凝土，混凝土终凝到下一循环爆破作业时间不得小于3h。

11.2.7 喷射混凝土原材料和外加剂必须满足相关设计及规范规定。

11.2.8 喷射混凝土配合比设计应根据原材料性能、混凝土的技术条件和设计要求通过试验选定，水胶比不大于0.5，水泥用量不小于400kg/m3。

表11.2.1  原材料每盘称量的允许偏差

11.2.10喷射混凝土强度必须符合设计要求。喷射混凝土厚度的检查点数90%及以上应大于设计厚度，同时最小厚度不小于设计厚度2/3。

11.2.11喷射混凝土终凝2h后，应按施工技术方案及时采取有效措施进行养护，养护时间不少于14d。

11.2.12喷射混凝土冬期施工时，作业区的气温和混合料进入喷射机的温度均不应低于5°C。

11.2.13喷射混凝土表面应密实、平整，无裂缝、脱落、漏喷、露筋、空鼓和渗漏水，锚杆头钢筋无外露。

11.2.14钢筋进场时，必须对其质量指标进行全面检查并按批抽取试件做屈服强度、抗拉强度、伸长率和冷弯试验，《钢筋混凝土用钢》（GB1499）的规定和设计要求。

11.2.15半成品、成品锚杆的类型、规格、性能等应符合设计要求。

11.2.16砂浆的强度等级、配合比应符合设计要求。

11.2.17锚杆孔内灌注砂浆应饱满密实。锚杆注浆管的直径不得小于16mm，注浆形式应符合设计要求。

    锚杆安装允许偏差应符合下列规定：

    1 锚杆孔的孔径应符合设计要求。

    2 锚杆孔的深度应大于锚杆长度的10cm。

3 锚杆孔距允许偏差为±15cm。

    4 锚杆插入长度不得小于设计长度的95%。

5 锚杆孔的方向应符合设计要求，锚杆垫板应与基面密贴。

6 锚杆应平直、无损伤，表面无裂纹、油污、颗粒状或片状锈蚀。

11.2.18系统锚杆应在喷射混凝土完成后施工，安装时必须设置垫板，垫板与基面密贴。

11.2.19钢筋网所使用的钢筋的品种、规格等应符合设计要求。

11.2.20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。钢筋网的混凝土保护层厚度不得小于2cm。

11.2.21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4cm，钢筋网搭接长度应为1～2个网孔，允许偏差为±50mm，钢筋网的网格间距应符合设计要求，网格尺寸允许偏差为±10mm。

11.2.22制作钢架所用型钢进场检验必须按批抽取试件作力学性能（屈服强度、抗拉强度和伸长率）工艺性能（冷弯）试验，其质量必须符合验标和设计要求。

11.2.23型钢钢架的弯制应符合设计要求。钢架的结构尺寸应符合设计要求。

钢架制作应符合下列规定：

1采用型钢弯制钢架时，分节长度应根据设计尺寸及所采用的开挖方法确定，各节长度不应大于4m，腹板上钻孔的位置应符合设计要求。

    2钢架节点焊接长度应大于4cm，且对称焊接。

3钢架周边拼装允许偏差为±3cm，平面翘曲应小于2cm。

11.2.24钢架安装不得侵入二次衬砌断面，底部不得有虚碴，相邻钢架及各节钢架间的连接应符合设计要求。钢架安装允许偏差的检验应符合表11.2.2的规定：

表11.2.2 钢架安装允许偏差

12安全及环水保要求

12.1 安全要求

12.1.1喷射混凝土时，所有操作工人必须带安全帽，防尘口罩，防尘工作服，雨靴，橡胶手套。

12.1.2喷射手，控制好风压、喷射距离，避免回弹骨料伤人。

12.1.3电线包皮应完好，开关应装在固定闸刀盒内。

12.1.4安全员应随时观察地质变化，发现有松动滑块现象，应立即撤离工作面。

12.1.5喷浆结束后，应清洗喷射机及管路，避免堵管炸裂伤人。

12.1.6锚杆简易台架应安置应稳妥。

12.1.7作业中如发生风、水、输料管路堵塞或爆裂时，必须依次停止风、水、料的输送。

12.1.8施工人员应经培训合格后上岗。焊工应持有特种工人作业证。

12.1.9焊工必须穿戴防护衣具。施工时焊工应站在木垫或其它绝缘垫上。

12.1.10焊机必须接地，以保证操作人员安全，对于焊接导线及焊钳接导线处，都应有可靠的绝缘接地。

12.1.11大量焊接时，焊接变压器不得超负荷，变压器升温不得超过60℃，为此，要特别注意遵守焊机暂载率规定，以免过分发热而损坏。

12.1.12钢筋的调直、切断所使用的机械设备必须指定专人操作。

12.1.13钢筋网，钢架的安装，作业人员之间应协调动作。

12.2  环水保要求

12.2.1根据初期支护混凝土喷射方式、混凝土配合比等，采取合适的降尘措施，控制现场空气中粉尘含量，对从事喷射混凝土作业的人员，定期进行健康检查。

12.2.2喷射作业时，必须佩带防护用品（防尘口罩、防尘面具、眼睛、胶皮手套、劳保雨鞋等）

12.2.3施工现场搅拌站废水，泥浆和施工机械油污必须经处理符合国家规定标准后方可排放。充分利用沉淀水用于工地洒水降尘

12.2.4化学用品、外加剂等库内存放，妥善保管，防止污染环境。

12.2.5加强施工机械管理，注重日常保养，按照要求进行操作。防止油品存放和机械在使用、维修、停放时油料泄漏、渗漏，污染水体。