監(jiān)理工程師考試輔導(dǎo)：隧道工程質(zhì)量的控制2

　　B、鋼架構(gòu)造和安裝要求

　?。╝）鋼架與錨噴支護(hù)聯(lián)合使用時(shí)，應(yīng)保證鋼架（或格柵鋼架主筋）與圍巖之間的混凝土厚度不小于40mm.

　?。╞）鋼架的縱向間距，一般在0.6~1.2m，且不宜大于1.2m，兩榀鋼架之間應(yīng)設(shè)置直徑為20~22mm的鋼拉桿，沿鋼架每1~2m設(shè)一根。

　?。╟）圍巖壓力一般通過楔子傳到鋼架上，故鋼架與圍巖間應(yīng)楔緊。從試驗(yàn)資料看，單線隧道加9個(gè)楔子時(shí)，鋼架強(qiáng)度可發(fā)揮100%，加5個(gè)楔子時(shí)，只能發(fā)揮強(qiáng)度的80%，故楔子間距宜為1.2m左右。

　　（d）接頭是鋼架的弱點(diǎn)，因此應(yīng)減少接頭數(shù)量。據(jù)雙線隧道上半斷面鋼架試驗(yàn)，兩節(jié)鋼架（在對(duì)稱和偏壓荷載作用下）較四節(jié)鋼架承載力提高近一倍?？紤]施工要求，拱部和邊墻部分宜采用四~六節(jié)鋼架。

　?。╡）鋼架接頭通常用連接板和螺栓連接，并要求易于安裝。

　　（f）為防止鋼架承載而下沉，鋼架下端應(yīng)設(shè)在穩(wěn)固地層上，或設(shè)在為擴(kuò)大承壓面的鋼板、混凝土墊塊止，鋼架立柱埋入底板深度不應(yīng)小于15mm，當(dāng)有水溝時(shí)不應(yīng)高于水溝底面。

　?。╣）開挖下臺(tái)階時(shí)，為防止鋼架拱腳下沉、變形，根據(jù)需要在拱腳下可設(shè)縱向托梁，把幾排鋼架連為一整體。

　　C、剛性鋼架和格柵鋼架、可縮性鋼架等類型以往我國(guó)多用工字鋼、舊鋼軌和鋼管制造，這種剛架的剛度和強(qiáng)度大，可作臨時(shí)支撐并單獨(dú)承受較大的圍巖壓力，也可設(shè)于混凝土內(nèi)作永久襯砌。在Ⅰ、Ⅱ類軟弱破碎圍巖中施工或處理坍方時(shí)使用較多，但這類鋼架與噴射混凝土粘結(jié)不好，與圍巖間的空隙難于用噴射混凝土緊密充填，導(dǎo)致鋼架附近噴射混凝土出現(xiàn)裂縫。

　　工字鋼的垂直和水平方向不是等強(qiáng)度和等剛度的，容易橫向失穩(wěn)、扭曲破壞。鋼管鋼架斷面的各向強(qiáng)度和剛度相同，抗壓、抗扭曲強(qiáng)度高，鋼管內(nèi)充填砂漿或混凝土?xí)r，其強(qiáng)度更高。

　　剛性鋼架常用10~20號(hào)工字鋼，11~24kg/m輕軌或38、43kg/m鋼軌，φ100~φ180mm鋼管。

　　D、格柵鋼架

　　1）格柵鋼架的特點(diǎn)

　?。╝）格柵鋼架是由鋼筋焊接而成的格柵構(gòu)架，其斷面形狀和尺寸，能根據(jù)需要而設(shè)計(jì)，對(duì)大跨度坑道特別適用。

　　（b）鋼架安裝后可立即承受部分松動(dòng)荷載，當(dāng)錨桿噴射混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，便能共同承受逐漸增長(zhǎng)的圍巖壓力，這就符合新奧法先柔后剛的支護(hù)原則。

　?。╟）與噴射混凝土粘結(jié)較好，能形成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，更好地發(fā)揮支護(hù)作用。

　?。╠）鋼架與圍巖間的空隙，能被噴射混凝土填實(shí)，有利于結(jié)構(gòu)受力。

　　2）鋼筋網(wǎng)噴砼：鋼筋網(wǎng)可提高噴砼的抗剪和與圍巖的粘結(jié)強(qiáng)度，有利于抵抗巖石塌落掉塊和承受沖擊荷載，能提高噴砼的整體性，使其應(yīng)力分布均勻，從而減少砼的收縮和裂縫，在變形較大而自穩(wěn)性較差的軟弱圍巖中，應(yīng)設(shè)1~2層鋼筋網(wǎng)。

　　鋼筋網(wǎng)一般采用φ4~φ10的Ⅰ號(hào)鋼筋，其網(wǎng)眼間距一般15~30cm，當(dāng)小于15cm時(shí)，回彈增加；當(dāng)大于30cm將大減弱鋼筋網(wǎng)在噴砼中的作用。鋼筋網(wǎng)的保護(hù)層厚應(yīng)≥20cm.當(dāng)設(shè)雙層鋼筋網(wǎng)時(shí)，當(dāng)?shù)谝粚拥膰婍呕靖采w后再鋪設(shè)第二層。

　　3）鋼纖維噴砼：鋼纖維噴砼的力學(xué)性能優(yōu)于不摻鋼纖維的砼，從大量的國(guó)內(nèi)外試驗(yàn)證明，摻鋼纖維后噴砼的抗彎強(qiáng)度提高30%~90%；拉強(qiáng)度提高30%~60%；壓強(qiáng)度提高5%~10%；沖擊能力提高8倍以上，其韌性提高10倍以上，但鋼纖維噴砼的成本高、工藝復(fù)雜、噴射機(jī)械和管路磨損率大。

　?。?）錨桿與支護(hù)結(jié)構(gòu)的主要作用及和種類：

　　A、錨桿的主要作用

　　1）對(duì)圍巖的加固作用；軟弱圍巖開挖后，形成的洞窯的沿空面開始變形，當(dāng)沿坑道周邊布設(shè)系統(tǒng)錨桿并注漿后，其漿液很快填充順空面周邊的圍巖的裂隙增加圍巖的內(nèi)摩擦力，并向圍巖施加壓力而形成承載拱后，使與噴砼鋼架等支護(hù)共同承受圍巖變形壓力，以減少圍巖的變形，提高圍巖整體穩(wěn)定性。

　　2）組合作用：在水平式巖層傾角較小的層狀巖體中，錨桿能使巖層緊密結(jié)合起來，形成類似組合架的結(jié)構(gòu)，能增加層間摩擦力和抗剪強(qiáng)度，從而提高圍巖的穩(wěn)定。

　　3）懸吊作用：由于隧道圍巖被斷層、節(jié)理、裂隙切割，開挖爆破余力可能引起局部巖塊失穩(wěn)，此時(shí)用錨桿將不穩(wěn)定的巖塊懸吊在穩(wěn)定的巖塊上或者將側(cè)壁防止不穩(wěn)定的巖塊滑移。

　　B、錨桿的種類：

　　1）目前在國(guó)內(nèi)使用的錨桿類型較多。主要以全長(zhǎng)錨固錨桿和端頭錨固錨桿兩種。全長(zhǎng)錨固錨桿不論是錨桿的構(gòu)造如何，都是水泥砂漿或樹脂類粘結(jié)劑錨桿和孔壁緊密結(jié)合以增加錨桿的抗剪、抗拉和防腐蝕作用，其錨固性能可靠，具有較強(qiáng)的長(zhǎng)時(shí)期的錨固力，有利于約束圍巖的位移。目前在地下工程中使用最廣的類型。這種錨桿依不同的圍巖條件不同的用途及注漿方式，安裝方式方面又分出了實(shí)體錨桿、中空錨桿、自進(jìn)式組合錨桿等。

　　2）端頭錨固型錨桿。這種錨桿是通過錨桿端頭與圍巖用機(jī)械式或粘結(jié)式錨固，再通過孔口的托盤板及螺母使錨桿受拉，錨桿的受力狀態(tài)取決于錨桿端頭的錨固力。這種錨桿由于受地下水和潮濕空氣的作用使錨桿易銹蝕，圍巖蠕動(dòng)后降底錨固力，故這種錨桿只適于臨時(shí)支護(hù)中，這類錨桿的類型有楔縫式錨桿、脹殼式錨桿、倒楔式錨桿。

　　3）摩擦型錨桿。這是將桿體全長(zhǎng)開縫且管徑比錨桿孔稍大的鋼管強(qiáng)行壓入錨桿孔中，使巖體孔壁與錨桿固壁產(chǎn)生較大的摩擦力，從而改變或改善圍巖的受力狀態(tài)。這種錨桿在實(shí)踐中用的不多，所以不多講。

　?。ㄈ┒我r砌設(shè)計(jì)

　　目前山嶺隧道一般增色采用新奧法施工，復(fù)合式結(jié)構(gòu)及初期支護(hù)和二次砼模筑襯砌相互結(jié)合的結(jié)構(gòu)物，適用于各種圍巖條件。

　　1、二次襯砌的主要作用

　?。?）Ⅱ~Ⅳ類圍巖：因初期支護(hù)的變形很小，很快超手穩(wěn)定，故二次襯砌不受地層壓力，故其主要作用是防水，利于通風(fēng)和修飾面層。

　?。?）Ⅳ類圍巖：雖然初期支護(hù)的變形較小，二次初砌承受不大的圍巖壓力，但考慮到運(yùn)營(yíng)后外露鋼件銹蝕，初期支護(hù)質(zhì)量不佳有缺陷等原因故應(yīng)施做二次襯砌，以提高初期支護(hù)的安全度，當(dāng)然也有防水，利于通風(fēng)裝飾方面的作用。

　?。?）對(duì)于Ⅰ~Ⅲ類圍巖，由于圍巖變形較大有膨脹壓力，運(yùn)營(yíng)中重載車的震動(dòng)或由于山體淺埋偏壓及施工缺陷等原因使圍巖變形未趨于穩(wěn)定。需提前施做二襯時(shí)，則二襯是主要的承載結(jié)構(gòu)，需要承受后期圍巖變形壓力。

　　2、次襯砌的施做要求：

　　（1）初期支護(hù)與二襯之間的密貼程度，對(duì)復(fù)合式陳砌受力狀態(tài)產(chǎn)生較大的影響。當(dāng)初支與二襯之間有空隙尤其拱頂灌注砼不密實(shí)，或由于砼的收縮產(chǎn)生空隙時(shí)，其拱部形成馬鞍形圍巖壓力，拱部小（或無）而拱腰大，此時(shí)二襯的拱頂外緣受拉、內(nèi)緣受擠壓，嚴(yán)重者拱頂內(nèi)緣分層掉皮，而破壞二襯應(yīng)有的支護(hù)作用。所以施做二襯后。一般應(yīng)向二襯拱頂壓注水泥砂漿填充，使二襯與初襯之間盡量不留空隙，這種措施在Ⅰ~Ⅲ類圍巖中的襯砌尤為重要。

　?。?）二襯的截面厚度必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求。二襯的截面厚度及結(jié)構(gòu)形式取決于圍巖壓力的大小，當(dāng)斷面形狀確定以后，保證二襯的厚度是保證復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)安全的重要因素，這是通過力學(xué)計(jì)算或大量的實(shí)踐類比出來的重要參數(shù)。其厚度的誤差，特別是欠厚的誤差，一定要控制在驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)。

　?。?）二襯砼的強(qiáng)度必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求。保證砼的設(shè)計(jì)強(qiáng)度是保證二襯厚度的前提，故在一次襯砌砼的配制中一定要采用能達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的合理的配合比，嚴(yán)格控制水泥和標(biāo)號(hào)、用量及粗細(xì)骨料的質(zhì)量。

　?。?）二襯的密實(shí)度是保證砼質(zhì)量及防水標(biāo)準(zhǔn)的重要措施之一，故從應(yīng)從工作出發(fā)砼的配制，運(yùn)送、灌注、振搗等方面嚴(yán)格把關(guān)，使已灌注的砼各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

　?。?）二次襯砌內(nèi)部結(jié)構(gòu)一定要符合設(shè)計(jì)要求。在本項(xiàng)目各隧道工程中，對(duì)于Ⅰ~Ⅲ類圍巖及Ⅲ類圍巖的洞口淺埋段，偏壓段及圍巖較差的地段及特殊要求的結(jié)構(gòu)物段（如緊急行車帶等）均設(shè)計(jì)了鋼筋砼的二襯結(jié)構(gòu)，這是加強(qiáng)二襯承載能力的重要措施，所以二襯中所用的鋼筋型號(hào)、規(guī)格、布置及鋼筋和綁扎、焊接等工藝一定要符合設(shè)計(jì)及規(guī)范規(guī)定的要求。

　　（6）在應(yīng)施做仰拱的地段必須先施工仰拱的初襯及二襯，拱墻的二襯緊跟使二襯能及時(shí)的成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，以在很短的時(shí)間內(nèi)，二襯約束圍巖變形。

　?。?）在施做二襯前必須對(duì)初襯的質(zhì)量進(jìn)行檢查驗(yàn)收。

　?。?）在施做二襯前必須對(duì)二襯所有的排水設(shè)施進(jìn)行檢查，以確保防排水各設(shè)備的質(zhì)量，固二襯后，此部分已成隱蔽工程，一但出差錯(cuò)將適成嚴(yán)重的后果。

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