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2025环球网校监理工程师《交通运输工程目标控制》精讲
第四节 支护与衬砌
本节内容:
一、一般规定
二、初期支护质量监理
三、二次衬砌质量监理
二、初期支护质量监理
隧道衬砌结构包括锚喷衬砌和模筑混凝土衬砌。
在复合式衬砌结构中,锚喷衬砌也称锚喷支护,通常称为初期支护;模筑混凝土衬砌通常称为二
次衬砌。
多数情况下使用复合式衬砌,复合式衬砌是把衬砌分成两层或两层以上施作。
目前,通常采用内外两层衬砌,即内层的锚喷支护和外层的混凝土衬砌。
典型的衬砌结构有砂浆锚杆+格栅钢架+网喷混凝土(厚20cm)+防水层+预留变形量(10cm)+防
水混凝土衬砌层(厚40cm)。
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题
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准
(一)锚杆支护的精方式
2.喷锚支护方式及其使用范围
喷锚支护是喷射混凝土支护、喷射混凝土+锚杆支护、喷射混凝土+锚杆支护+钢筋网支护、喷射
混凝土+锚杆支护+钢筋网支护+钢架支护等支护方式的统称。
其支护方式及使用范围见表5-28。
隧道支护方式及使用范围 表5-28
支护方式 适用范围 备注
不支护 I级围岩
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7
局部喷混凝土或局部锚杆 Ⅱ级围岩 为防止岩爆9 1和局部落石可局部加挂
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信 3 钢筋网
微
系
锚杆、锚杆挂网、喷混凝土或锚喷联合支护 IV~Ⅲ级围岩 联IV级围岩必要时可加设钢架
一
唯
锚喷挂网联合支护,并可结合辅助施工方法 V~VI级围岩 地质条件差、围岩不稳定时,可用
进行施工支护 构件支撑
(二)喷射混凝土施工
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2.喷射方式
根据混凝土搅拌方式及压送方式不同,喷射方式可分为干喷、潮喷、湿喷和混合喷等四种方式。
主要区别是投料程序不同,尤其是加水和速凝剂的时机不同。
(1)干喷是将喷射混凝土的混合料、速凝剂在无水(含水率<5%)的情况下搅拌均匀,用压缩空
气使干集料在软管内呈悬浮状态压送至喷枪,再在喷嘴处与高压水混合,以较高的速度喷射到岩面上。
干喷的密实度较差,回弹多、粉尘大。
干喷方式,在《公路隧道施工技术规范》(JTG/T 3660—2020)第9.2.4条的条文说明中明 确隧
道内不允许使用。
(2)潮喷是将集料预加少量水(含水率5%~7%),浸润成潮湿状,再加水泥、速凝剂拌和均匀,
但大量的水仍是在喷头处加入和喷出的,其喷射工艺流程和使用的机械与干喷相同。潮喷方式粉尘有
所减少,喷射混凝土的质量相对较好。
潮喷方式在《公路水运工程淘汰危及生产安全施工工艺、设备和材料目录》中自2021年7月1
日开始被限制使用,并明确在非富水围岩条件下不得使用。
(3)湿喷是将喷射混凝土按集料、水泥和水按比例拌和均匀,用湿式喷射机压送到喷头处,再
在喷头上添加速凝剂后喷出,以较高的速度喷射到岩面上。湿喷作业能显著减少粉尘和回弹量,能提
高喷射混凝土的密实度。喷射混凝土施工应采用湿喷工艺。
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(4)混合喷是水泥裹砂造壳喷射7法,是将一部分砂第一次加水拌湿,再投入全部水泥强制搅拌
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造壳;再加第二次水和减水剂拌和8成SEC砂浆;然后将另一部分砂、石、速凝剂强制搅拌均匀;
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信
最后分别用砂浆泵、干式喷微射机压送到混合管混合后喷出。
系
混合喷射工艺偏向于干联喷工艺,使用机械设备较多,工艺复杂,只用于大断面隧道或喷射量大的
题
隧道中。 押
准
根据《喷射混凝土精应用技术规程》(JGJ/T372—2016)的规定,喷射混凝土施工过程中,部分混
凝土由隧道岩壁跌落到底板的现象称为喷射混凝土的回弹。
回弹下来的混凝土数量 与混凝土总数量之比,就是喷射混凝土的回弹率。
施工过程中应采取措施,减 少喷射混凝土粉尘、回弹率,其中侧壁小于15%,顶部小于25%。
3.喷射混凝土的材料质量要求
喷射混凝土材料质量要求见表5-29。
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联
一
唯
喷射混凝土1d龄期的抗压强度不应低于8MPa。
4.喷射混凝土的拌和应符合下列规定
喷射混凝土的混合料应采用机械搅拌,并拌和均匀,搅拌时间不得少于2min。
喷射混凝土可以在洞内拌和,应将喷射混凝土的原材料提前运进洞内。
5.喷射混凝土作业应符合下列规定
(1)清理喷射基面,应直接喷在围岩面上,与围岩密贴,受喷面不得填塞杂物。
(2)应按初喷、复喷两个阶段进行,复喷混凝土可分层多次施作。喷射机一次喷射作业的长度
不宜大于6m。
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(3)喷射作业应分段、分片、分层按照由下而上的顺序进行喷射,拱部的混凝土喷射应对称进
行。
(4)初喷混凝土厚度宜控制在20~50mm,岩面有较大凹洼时,可用初喷混凝土找平。
(5)复喷应根据喷射混凝土的设计厚度,喷射部位和钢架、钢筋网设置等情况确定采用一次作
业或分多次作业。
复喷的最小厚度不宜小于50mm。
拱顶部位每次复喷厚度不宜大于100mm。
边墙部位每次复喷厚度不宜大于150mm。
(6)后一层喷射混凝土应在前一层混凝土终凝后进行。若终凝后初喷混凝土表面已蒙上粉尘,
后一层喷射作业前应将受喷面吹洗干净。
(7)未掺入速凝剂的混合料的存放时间不宜大于2h。
(8)喷射混凝土作业时,喷嘴应与受喷面保持垂直,喷枪头到受喷面的距离宜为0.6~1.5m。喷
射机工作压力宜根据混凝土坍落度、喷射距离、喷射机械、喷射部位确定,可先在0.2~0.7MPa之间
选择,并根据试喷效果调整。
(9)喷射混凝土不得挂模喷射。
(10)喷射混凝土的回弹物不得重新利用,所有的回弹混凝土应从工作面清除。
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(11)喷射混凝土作业需紧跟开挖1面时,下次爆破距喷射混凝土作业完成时间的间隔不得小于4h。
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(12)喷射机、水箱、风包信、3注浆机应经密封性和耐压试验,合格后方可使用。
微
(13)已经喷射的混凝土系表面上,不允许混凝土开裂、漏水,也不允许钢筋、锚杆外露,不允许
联
混凝土侵占隧道净空。 题
押
6.喷射混凝土的养护准应符合下列规定
精
(1)喷射混凝土终凝2h后应进行养护,终凝3h后方可进行下一循环的爆破作业。
(2)养护时间不应少 于7d。
(3)隧道内环境日均温度低于5℃时,不得洒水养护。
(4)对已经喷射的混凝土 ,应按规定取样做抗压强度试验。在隧道全长内每隔10~20m至少应
取一处试件,从拱中心向两侧边墙 每2m取样以确定强度是否符合要求。
7.其他规定
(1)喷射钢纤维混凝土应符合下列 规定:
①水泥强度等级不宜低于42.5。粗集料 的粒径不宜大于10mm。
③混合料的拌和,应先将水泥、集料、钢纤 维进行干拌,干拌时间1.5min
8
以上;加水后湿拌时
间3min以上。 9 1
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4
(3)有钢架的地段,喷射混凝土作业还应符合下 列规定: 信 3
微
钢架安装就位后,应及时复喷混凝土,由下至上进行 。钢架背后与围系岩之间的空隙不得填塞杂物,
联
应喷射密实。喷射混凝土应将钢架包裹、覆盖。 一
唯
9.质量控制标准和实测项目
喷射混凝土的实测项目:
喷射混凝土强度(△)、喷层厚度、喷层与围岩接触状况(△)。
(三)锚杆的种类与施作
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1.锚杆的种类
根据提供锚固力的方式可将锚杆分为机械型锚杆和胶结锚杆两种。
按分布方式可将其分为局部锚杆和系统锚杆。
按特征又可以将其分为全长黏结式锚杆、端头锚固式锚杆、摩擦式锚杆、预应力锚杆和自钻式锚
杆。
2.系统锚杆在初期支护中的施工顺序
在设有系统锚杆的地段,系统锚杆宜在下一循环开挖前完成。
系统锚杆在初期支护中的施工顺序,应符合下列规定:
(1)无钢架的地段,在初喷混凝土、挂钢筋网后施作锚杆,或在初喷混凝土、挂网钢筋网、复
喷混凝土后施作锚杆。
(2)设有钢架的地段,在初喷混凝土、挂网钢筋网、立钢拱架、复喷混凝土后施作锚杆。
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3.锚杆钻孔施工应符合下列 规定
(1)宜采用锚杆钻孔机或(多 臂)钻孔台车进行钻孔。
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(3)系统锚杆钻孔方向,应为设计开挖轮廓法线方向,垂直偏差不宜大于20°。
(4)局部锚杆应与岩层层面或主要结构面成大角度相交。
(5)锚杆钻孔直径,应大于锚杆杆体直径15mm。
4.砂浆锚杆安装施工应符合下列规定
(3)锚杆砂浆应拌和均匀、随拌随用,已经初凝的砂浆不得使用。
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(4)锚杆孔灌浆时,灌浆管应插至距孔底50~100mm处,并随砂浆的灌入缓慢匀速拔出。
(5)灌浆后,应及时插入锚杆杆体。锚杆杆体插到设计深度时,孔口会有砂浆流出。否则,应
将杆体拔出,清孔,重新安装。
(6)应及时安装止浆塞。
(7)砂浆终凝后,应及时安装垫板、拧紧螺母。垫板应紧贴岩面。
9.锁脚锚杆安装施工应符合下列规定
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(1)应在钢架安装就位后 立即施作锁脚锚杆。
(2)安装位置应在钢架连接钢 板以上100~300mm。采用型钢钢架时设于钢架两侧;采用格栅钢
架时设在钢架主筋之间。
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(4)锁脚锚杆的杆体可采用螺纹钢或钢管,采用钢管时管内应注满砂浆。
(5)锁脚锚杆外露头与型钢钢架焊接时,可采用U形钢筋辅助焊接。
(6)上部台阶锁脚锚杆砂浆的强度达到设计强度的70%时,方可开挖下一台阶。
10.质量控制标准和实测项目
锚杆的实测项目: 7 8
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数量(△)、锚杆抗拔力(△8)4、孔位、孔深、孔径
3
信
(四)钢筋网的铺挂施工 微
系
钢筋的规格应满足设计联要求,使用前应调直、除锈、去油渍。
题
1.钢筋网的铺挂应符押合下列规定
准
精
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微
(1)应在初喷混凝土后进行挂网铺设,与初喷混凝 土面的最大间系隙不宜大于50mm。
联
一
(2)采用双层钢筋网时,两层钢筋网之间的间距应满足 设计
唯
要求,第二层钢筋网应在第一层钢
筋网被喷射混凝土全部覆盖后方可铺挂。
(3)钢筋网钢筋每节长度不宜小于2.0m,钢筋搭接长度不应小于30倍钢筋直径。
(4)钢筋网的每个交点、搭接段均应绑扎或焊接。
(5)钢筋网应与锚杆牢固联结,在喷射混凝土时不得晃动,可采用钢架固定,或用铆钉、短锚
杆固定。
(五)钢架的施工
1.钢拱架材料的截面尺寸与单位重
常用的隧道支护钢拱架有格栅拱架和型钢拱架。
格栅拱架,通常用直径25~32mm的螺纹钢筋加工制作。
型钢拱架,通常用热轧工字钢、U形型钢或H形型钢加工制作。
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2.钢架制作应符合下列规定
制作所用材料、规格应符合设计文件要求,材质应具有良好的焊接性和弯曲冷加工性。
检查钢架制作是否符合下列规定:
(2)钢架支护断面的内轮廓尺寸,可根据隧道实际开挖轮廓进行加工,曲线半径不应小于设计
钢架的内轮廓曲线半径。
(3)钢架可分段制作,每节段的长度不应大于4m,每节段应编号,注明安装位置。
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(4)钢架节段两端应焊接连接钢板,连接钢板平面应与钢架轴线垂直。
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(5)连接钢板的规格尺寸应满足设计要求, 连接钢板上的螺栓孔应不少9 1于
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4个,应采用冲压或
8
4
铣切成孔并清除毛刺,不得采用氧焊烧孔。 信 3
微
(6)不同规格的首榀钢架加工完成后应在平整地面 上进行试拼,系满足设计要求后,方可批量生
产。 一
联
唯
3.钢架安装与复喷应符合下列规定
(1)钢架应在初喷混凝土后安装,安装后复喷混凝土。
(2)安装前应清除钢架上的油污、铁锈和泥土等。应清除钢架拱脚处的虚渣,使支承在稳固的
地基上。锁脚锚杆应在钢架安装就位后立即施作。
(3)钢架的节段之间应通过连接钢板用螺栓连接。相邻两榀钢架之间应采用钢筋或型钢连接。
(4)钢架应垂直于隧道中线在竖直方向安装,竖向不得倾斜,平面不得错位和扭曲;上下左右
之间允许偏差为±50mm,钢筋倾斜度允许偏差为±2°。
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(5)钢架应贴近初喷混凝土面安装,其间隙可用钢板楔块、木楔块或强度等级不小于C20的混
凝土垫块,楔紧后用喷射混凝土充填密实。多个楔块之间的距离不宜大于2.0m。不得使用石块、碎石
砌垫。
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三、二次衬砌 信 3
微
1.二次衬砌的开工条件 系
隧道初期支护的复喷混凝土完成后,方可进入模筑混 凝土衬砌一施
联
工阶段。因此,模筑混凝土衬砌
唯
常称为二次衬砌施工。
2.确定衬砌模板支架
隧道主洞拱墙衬砌混凝土应采用全断面衬砌模板台车;
车行横洞、人行横洞、紧急停车带、地下风机房等其他洞室拱墙衬砌混凝土可采用拼装式模板,
均应满足混凝土浇筑过程中的强度、刚度和稳定性要求。
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使用拼装式模板做浇筑支架时,一次浇筑长度宜为3.0~8.0m。
洞身的拱、墙混凝土应一次连续浇筑,不得采用“先拱后墙”的浇筑方式,不得先浇筑矮边墙。
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3.全断面衬砌模板台车施工应符合下列规定
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(8)模板上应预留振捣窗口,振捣窗纵向间 距不应大于2.5m,与端头模9 1
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板距离不应大于1.8m,
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横向间距不应大于2.0m。振捣窗的大小不宜小于450 mm×450mm。窗门应信平3整、严密、不漏浆。
微
(10)台车应在洞室中线垂直方向架设,位置准确,高 程满足要求。系
联
(12)采用模板台车浇筑混凝土时,一次浇筑的长度宜为6.0一~12.0m。
唯
5.衬砌混凝土的混合料搅拌与运输
衬砌混凝土应采用强制式混凝土搅拌机搅拌。
全部材料装入搅拌筒至开始出料的搅拌时间不应小于60s;
含有粉煤灰等掺合料时,搅拌时间不应小于120s。
混凝土运送过程中,不应产生离析、洒落,不得混入杂物。
6.衬砌混凝土的浇筑与振捣
衬砌混凝土应采用混凝土输送泵送料入模、均匀布料。
混凝土入模温度应控制在5~32℃之间。
冬期施工的混凝土,可掺加引气剂,并按冬期施工技术要求进行施工。
检查衬砌混凝土浇筑施工是否符合下列规定:
(1)混凝土出料口距浇筑面的垂直距离不应大于2.2m。
(2)混凝土应从两侧边墙向拱顶、由下往上分层对称浇筑,两侧混凝土浇筑面的高差不应大于
1.0m,同一侧混凝土的浇筑面高差不应大于0.5m。
(3)浇筑至振捣窗下0.2m时,应关闭振捣窗。
(4)混凝土衬砌应连续浇筑,间歇浇筑时间不应超过《公路隧道施工技术规范》(JTC/T3660—
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2020)表9.6.16的规定,避免出现“冷缝”现象,避免隧道拱顶混凝土不密实现象,避免拱顶混凝
土混合料不足现象。
7.衬砌模板拆除与混凝土养护
(1)拱架、支架、模板的拆除应符合下列规定:
不承受外荷载的拱、墙混凝土的强度应达到5.0MPa;承受围岩压力的拱、墙及封顶、封口的混
凝土强度应达到设计要求。
围岩和初期支护变形未稳定,或在塌方地段浇筑的衬砌混凝土应达到设计强度的100%。
(2)衬砌混凝土拆模后的养护应及时,养护时间不得少于7d;掺加引气剂或引气型减水剂时,
不得少于14d。
隧道内空气湿度不小于90%时,可不洒水养护。
8.仰拱衬砌、仰拱填充施工
(1)仰拱初期支护,应随仰拱开挖及时施作。初期支护混凝土不得与仰拱混凝土衬砌一次浇筑。
(2)仰拱混凝土衬砌应先于拱墙混凝土衬砌施工,超前距离不宜大于拱墙衬砌浇筑循环长度的
2倍。
仰拱衬砌混凝土应整幅一次浇筑成形,一次浇筑的长度不宜大于5.0m。
仰拱混凝土应使用模板浇筑,模板应预留振捣窗。
8
仰拱衬砌混凝土为素混凝土时,仰1 7拱与拱墙连接面应按照技术规范的规定或设计要求插入连接钢
9
4
筋。 3 8
信
(3)仰拱填充混凝土层是微隧道路面基层的构造要求,不得与仰拱衬砌混凝土一次浇筑。
系
(5)小净距隧道应尽早联封闭初期支护、尽早浇筑仰拱。
题
9.质量控制标准和实押测项目
准
混凝土衬砌的实测精项目应符合表5-37的规定,用“△”标识的项目为关键项目。
混凝土强度(△)、衬砌厚度、墙面平整度、衬砌背部密实状况(△)。
10.隧道衬砌施工的安全 管理
根据《公路工程施工安全技 术规范》(JTGF90—2015)的规定,隧道衬砌施工过程中安全管理应
符合下列规定:
(1)软弱围岩及不良地质隧道的二次衬砌,应及时施作,二次衬砌距掌子面的距离IV级围岩不
得大于90m,V级及以上围岩不得大于7 0m。
(2)隧道内不得加工钢筋。
(3)衬砌钢筋应设临时支撑,临时支撑应牢固并有醒目的安全警示标志。
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(4)钢筋焊接作业在防水板一侧应设阻燃挡 板。 9 1
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(5)衬砌台车应经专项设计,衬砌台车、台架组 装调试完成后应组信织3验收并应试行走。
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(7)仰拱应分段一次整幅浇筑,并应根据围岩情况 严格限制分段系长度。
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