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4.6辅助施工措施◆辅助施工措施：对地层进行预支护或预加固的工程措施。◆预支护措施有：预留核心土、喷射混凝土封闭开挖工作面、超前锚杆、管棚。◆预加固措施有：预注浆加固地层、地表锚喷预加固。◆预支护＋预加固：超前小导管注浆。在设计阶段应对辅助施工措施有初步考虑，并在设计图中表示出来。在施工阶段往往还要根据开挖的具体情况予以修改，或是加强，或是减弱甚至取消。4.6.1超前锚杆◆特点：形成超前于工作面的围岩加固棚。◆适用于：土砂质地层、膨怅性地层、裂隙发育的岩体以及断层破碎带等。4.6.2管棚◆特点：管径粗，应与钢拱架(格栅钢拱架或型钢拱架)一起使用。见图◆步骤：(1)多用于进洞，在洞口修筑2m宽的导向钢筋混凝土套拱。⑵沿隧道拱部，呈扇形地向地层中钻一排孔眼，其直径比钢管管径大20～30cm，外插角约为1°～2°，孔眼间距约30cm～50cm。钻眼需要用到大型水平钻；(3)采用外径为70～180mm的热轧无缝钢管，单根长为4～6m，将钢管插入钻孔内形成管。(4)如需设置前后两排管棚，则应有不小于3.0m的搭接长度(但实际操作难度较大，需在洞内扩大断面)；(5)钢管注浆：往钢管内注入水泥砂浆，并通过管壁上的注浆孔向地层渗透，既增加了钢管刚度又凝固了地层；(6)一环管棚长度一般不小于10m，视围岩条件的需要，可以将管子接长；(7)钢管的尾部需架设在钢拱架上，并焊死；(8)相邻两榀钢拱架间以拉筋相连，增加空间稳定性；(9)沿钢架外缘环向，每隔2m应用楔子楔紧，使其能立即承受围岩压力。钢管构造见图，管壁上须留注浆孔，孔径为10～16mm，孔眼间距为100～200mm，呈梅花形布置。◆优点：在所有的预支护措施中，它是支护能力最强大的。◆缺点：施工技术较复杂，造价较高。4.6.3超前小导管注浆◆特点：与钢拱架一起设置，其支护刚度和预支护效果均大于超前锚杆，注浆加固地层效果好。◆步骤：①用喷射混凝土将开挖面和5m范围内的隧道围岩壁面封闭，以封堵注浆；②沿拱部周边一定范围打入小导管，导管的外插角约为10～15°。小导管插入钻孔后应外露一定长度(约20cm)，以便连接注浆管；◆适用于：较干燥的砂土层、砂卵(砾)石层、断层破碎带、软弱围岩浅埋段。◆小导管构造：见图6-15。一般采用φ38～42mm的无缝钢管，单根长3～4m，管壁钻有梅花形布置的注浆孔，其孔径为φ6～8mm,间距为15～20cm。4.6.4预注浆加固地层1.注浆方法⑴渗入性注浆～浆液渗入并充填地层中的空隙，胶凝成固结体。⑵劈裂性注浆～土体在注浆压力的作用下被劈裂，形成裂缝，浆液渗入形成脉状加固。⑶压密性注浆～将浓稠浆液注入土层中，使土体形成浆泡，向周围土层加压而加固。⑷高压喷灌注浆～高压旋喷加固。4.6.5地表锚喷预加固◆目的：稳定边仰坡。◆适用于：●覆盖层薄的浅埋洞口地段；●可能形成高大边仰坡的洞口段。1.地表锚喷预加固类型与加固方法1)洞口边仰坡表层预加固～喷锚、网喷锚2)洞门上方陡坎加固和仰坡加固⑴洞门上方陡坎：水平锚杆、喷砼、挂网⑵仰坡：锚杆尽量垂直于岩层面打入。3)洞口浅埋段预加固◆锚喷：宜将锚杆伸至衬砌拱圈外缘。◆确定锚杆加固范围：(1)经验方法●横向加固宽度B≥(1～2)b，b为隧道开挖宽度；●纵向加固长度为浅埋段长度。(2)破裂面估算法用一院法计算破裂角β。2.地表锚喷预加固经验参数◆喷射混凝土：厚度为5～10cm；◆锚杆：螺纹钢筋，直径16～22cm，长度3～6m，锚杆间距1～1.5m，梅花形布置。◆钢筋网：钢筋直径6～8mm，40cm×40cm的网格。4.7隧道衬砌防水施工隧道防水层是由防水板及其垫层组成，它能将地层中的渗水阻隔于二次衬砌之外，避免水与二次衬砌混凝土接触，防止地下水通过二次衬砌的薄弱环节渗入隧道。垫层的作用是保护防水板，使防水板免遭尖锐物的刺伤，同时充当渗水通道。防水板多为合成高分子卷材，种类繁多，隧道工程上常用的防水板有PVC、EVA、HDPE、LDPE等，一般采用双焊缝，无钉铺设的方式。从围岩中渗流的水，在受到防水层阻隔后，不再沿径向渗向隧道，而只能在重力的作用下沿着喷射混凝土与防水层的间隙下渗。当渗水量较小时，很容易下排；当渗水量较大时，则通过铺设的排水盲管排出。在基面处理、排水盲管设置、水平施工缝止水条安装完成后，进行防水板施工作业，一般包括铺设准备、缓冲层铺设、防水板固定、防水板焊接、质量检查等环节。1.铺设准备洞外检查、检验缓冲层材料及防水板质量，防水板宜选用高分子材料，幅宽一般为2～4m，其中客货共线隧道防水板厚度不得小于1.2mm，客运专线防水板厚度不得小于1.5mm，耐刺穿性、柔性、耐久性好且应符合设计要求。对检查合格的防水板，用特种铅笔划焊接线及拱顶分中线，并按每循环设计长度截取，对称卷起备用；洞内在铺设基面标出拱顶中线，画出隧道中线第一环及垂直隧道中线的横断面线。防水板主要物理性能2.缓冲层铺设对于设计为分离式的防水板，先进行缓冲层铺设，缓冲层材料根据设计选用，一般采用射钉固定。土工布，又称土工织物，它是由合成纤维通过针刺或编织而成的透水性土工合成材料。成品为布状，一般宽度为4-6米，长度为50-100米。土工布分为有纺土工布和无纺土工布。土工布具有优秀的过滤、排水、隔离、加筋、防渗、防护作用，具有重量轻、抗拉强度高、渗透性好、耐高温、抗冷冻、耐老化、耐腐蚀等特点。（1）缓冲层铺设的步骤为：①先在隧道拱部位标出纵向中线。②使缓冲层垫衬基本与洞室轴线直交，留足基面凹凸部位的富有量，由两边墙向拱部铺设。③用带热塑性圆垫圈的射钉将缓冲层平整顺直地固定在基层上，固定点间距：一般拱部0.5~0.8m，边墙0.8~1.0m，底部1~1.5m，呈梅花形排列，并左右上下成行固定。④缓冲层接缝搭接宽度不得小于50mm，一般仅设环向接缝，当长度不够时，设轴向接缝应确保上部（靠近拱部的一张）应由下部（靠近底部的一张）缓冲层压紧，并使缓冲层与喷混凝土表面密贴。（2）缓冲层铺设质量检查指标：①缓冲层材料的各项技术参数满足设计要求。②铺设范围及铺挂方式及搭接宽度符合设计要求。③固定点设置的数量合理，间距满足规定。④铺设面平顺，无隆起，无皱折。3.防水板铺设（1）技术要求①防水板铺设应超前二次衬砌施工1～2衬砌施工段长度，并设临时挡板防止机械损伤和电火花灼伤防水板，同时与开挖掌子面应保持一定的安全距离。②对于初期支护为钢纤维混凝土的，防水板铺设前应补喷一层水泥沙浆保护层，以保护防水板。③铺设前进行精确放样，弹出标准线进行试铺后确定防水板一环的尺寸，尽量减少接头。④防水板采用环向铺设，从拱部向两侧边墙展铺，下部防水板应压住上部防水板，松紧应适度并留有余量（一般实铺长度与弧长的比值为10：8），保证防水板全部面积均能抵到围岩。4.防水板固定①对于设计为分离式的防水板，可用热风焊枪或热合器，使其防水板融化与塑料垫圈粘结牢固。②对于设计为复合式的防水板，则按设计要求（一般拱部0.5~0.8m，边墙0.8~1.0m，底部1~1.5m）在铺设基面打设膨胀锚栓，采用悬吊法牢固固定，膨胀锚栓帽宜采用圆弧形，锚栓顶面离喷射混凝土面距离不大于3mm。③在凹凸较大的基面上，在断面变化处增加固定点，保证其与混凝土表面密贴。（3）防水板铺设、固定质量检查①铺设范围及铺挂方式应符合设计要求；②搭接形式和宽度满足规定要求；③悬吊固定点设置的数量合理，间距满足规定；④分段铺设的预留接头长度满足规定要求；⑤防水板的与基层固定牢固，用手将已固定好的塑料板上托或挤压，检查其与喷射砼面的密贴程度及预留量，防水板没有绷紧和破损现象。5.防水板焊接①焊接时，接缝处必须擦洗干净，且焊缝接头应平整，不得有气泡折皱及空隙。②防水板之间的搭接缝应采用双焊缝、调温、调速热楔式功能的自动爬行式热合机热熔焊接，细部处理或修补采用手持焊枪。③开始焊接前，应用小块塑料片上试焊，以掌握焊接温度和焊接速度。④单条焊缝的有效焊接宽度不应小于15mm。国内常用焊接机防水板焊接试验⑤在焊缝搭接的部位焊缝必须错开，不允许有三层以上的接缝重叠。焊缝搭接处必须用刀刮成缓角后拼接，使其不出现错台。⑥防水板纵向搭接与环向搭接处，除按正常施工外，应再覆盖一层同类材料的防水板材，用热焊焊接。⑦焊缝应无漏焊、假焊烤焦、焊穿、外露的固定点等现象，若有应予补焊，且用塑料片覆盖焊接。7.防水板焊缝施工质量检查①目测及尺量检查：检查防水板有无烤焦、焊穿、假焊和漏焊，焊缝宽度是否符合设计，焊缝是否均匀连续，表面平整光滑，有无波形断面。②充气检查：检查采取随机抽样的原则，环向焊缝每衬砌循环抽试1条，纵向焊缝每衬砌循环抽试2条。具体检查要求为：将5号注射针与压力表相接，用打气筒进行充气，当压力表达到0.25MPa时停止充气，保持15min，压力下降在10%以内，说明焊缝合格；如压力下降过快，说明焊缝不严。用肥皂水涂在焊缝上，有气泡的地方重新补焊，直到不漏气为止。8.防水板施工作业控制要点①防水板应存放在室内，库房应整洁、干燥、无火源、自然通风要好，并应远离高温热源及油脂等污物，防水板搬运时严禁在地面拖拉。②防水板铺设前，应全部检查防水板是否有变色、波纹(厚薄不均)、斑点、刀痕、撕裂、小孔等缺陷，如果存在质量疑虑，要进行张拉试验、防水试验和焊缝抗拉强度试验，如发现防水板有裂纹、针孔等应立即修补好。③膨胀螺栓安装孔位要严格控制方向和排列距离，避免安装时搭接困难，并且要尽量垂直岩壁。④防水板接缝应与衬砌施工缝错开0.5～1m。⑤对于避车洞处防水板的铺设，如成形不好，须用浆砌片石或模筑混凝土使其外观平顺后，方可铺设防水板，对于热合器不易焊接的部位用热风枪手工焊接。⑥工作台面板及人员上下的梯子要稳固可靠，不得有裸露的尖钉及锋利器角物。⑦操作时工作人员严禁吸烟，热焊机操作手必须经过培训，并且人员相对固定。9.防水层的保护防水层施工完成后，必须严加保护，否则极易损坏，导致防水质量下降乃至完全失效，故必须予以重视。①任何材料、工具、在铺设时应尽量远离已铺好的地段堆放，不得穿带钉子的鞋在防水层上走动，对现场施工人员加强防水层保护意识教育，严禁损坏。②在没设保护层处（如拱顶、侧墙）进行其他作业时不得破坏防水层，钢筋焊接作业时，防水板要用阻燃材料进行覆盖，避免焊火花损伤防水板。③挡头板的支撑物在接触到塑料防水板处必须加设橡皮垫层。④采用钢筋混凝土衬砌时，要对钢筋头部进行防护，避免损伤防水板。