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本节框架
P267～274 4.3.4 隧道支护衬砌 ★★★
【考点】
【记】1. 超前支护
【用】2. 初期支护
【用】3. 模筑混凝土衬砌
【用】4. 公路隧道施工安全步距要求
【用】5. 隧道逃生与救援
【近五年考情】
年份 2024 2023 2022 2021 2020
单选题+ 单选题+案
题型 单选题 案例题 案例题
案例题 例题
分值 1 10 5 3 3
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隧道施工流程：
预支护预加固→开挖→初期支护→防水层→二次衬砌
一、超前支护【管棚注浆三超前】
分类 适用范围
超前锚杆 地下水较少的软弱破碎围岩
超前小导管 一般软弱破碎围岩、地下水丰富的松软围岩
围岩压力来得快、来得大，用于对围岩变形及地表下沉有较严格限制
管棚
要求的软弱破碎围岩
围岩预注浆加固 有压地下水及地下水丰富的地层中
（1）超前锚杆施工技术要点
超前锚杆宜采用早强砂浆锚杆，锚杆可用不小于Φ22的热轧带肋钢筋。其超前量、环
向间距、外插角等参数应视具体的施工条件而定。
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（2）管棚和超前小导管注浆施工技术要点
超前小导管注浆是在开挖掘进前，先用喷混凝土将开挖面和5m范围内的坑道封闭，然
后沿坑道周边打人带孔的纵向小导管并通过小导管向围岩注浆，待浆液硬化后，在坑道周
围形成了一个加固圈，在此加固圈的防护下即可安全地进行开挖。小导管一般采用直径Φ
32～Φ50钢管，常用Φ42钢管，管长一般为3～5m。
【2021】下列隧道支护手段，属于超前支护的是（ ）。
A. 径向注浆
B. 管棚
C. 锁脚锚杆
D. 钢支撑
【答案】B
【2015】既适用于一般软弱破碎围岩，也适用于地下水丰富的松软围岩，且对围岩加
固的范围和强度相对较小的预支护措施是（ ）。
A. 超前锚杆预支护
B. 超前小导管注浆预支护
C. 管棚预支护
D. 小钢管预支护
【答案】B
二、初期支护（喷射混凝土、锚杆、钢支撑、锚喷支护）
1. 喷射混凝土（初喷厚度2～5cm）
（1）喷射混凝土工艺：干喷法（禁止使用）、潮喷法、湿喷法（使用的较多）。
（2）喷射混凝土作业应符合下列规定：
④ 应分段、分片、分层由下而上顺序进行，拱部喷射混凝土应
喷射混凝土原则
对称作业
初喷 ⑤ 混凝土厚度宜控制在20～50mm
复喷 ⑥ 拱顶每次复喷不宜大于100mm，边墙每次复喷厚度不宜大于
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150mm，复喷最小厚度不宜小于50mm
⑦ 后一层喷射混凝土应在前一层喷射混凝土终凝后进行
⑧ 未掺入速凝剂的混合料存放时间不宜大于2h
喷射混凝土要求 ⑨ 喷射混凝土作业时，喷枪头到受喷面的距离宜为0.6～1.5m
⑩ 喷射混凝土不得挂模喷射
⑪ 喷射混凝土回弹物不得重新作喷射混凝土材料
（3）喷射混凝土养护应符合的规定：
② 喷射混凝土终凝2h后，应进行养护，养护时间不应小于7d。
（4）冬期施工应符合的规定：
① 喷射混凝土作业区的气温不宜低于＋5℃。
② 在结冰的层面上不得进行喷射混凝土作业。
③ 喷射混凝土强度未达到6MPa前不得受冻。
2. 锚杆
按锚固形式分：全长粘结型、端头锚固型、摩擦型和预应力型。
（1）锚杆钻孔施工应符合的规定
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°。
⑤ 锚杆钻孔直径应大于锚杆杆体直径15mm。
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（2）砂浆锚杆安装施工应符合的规定
① 锚杆外露端应加工120～150mm的螺纹，锚杆前端应削尖。
④ 锚杆孔灌浆时，灌浆管应插至距孔底50～100mm处。
⑤ 灌浆后应及时插入锚杆杆体。
⑦ 砂浆终凝后应及时安装垫板、螺母，垫板与岩面不平整接触时，应用砂浆填实。
（3）药包锚杆安装施工应符合下列规定：
① 药包应进行泡水检验。
② 不应使用受潮结块的药包。
③ 药包砂浆的初凝时间应不小于3min，终凝时间应不大于30min。
④ 药包宜在清水中浸泡，随用随泡。
（药包锚杆全名叫早强药包内锚头锚杆，是以快硬水泥卷或早强砂浆卷或树脂作为锚
固剂的内锚头锚杆。）
（5）锁脚锚杆安装施工应符合下列规定：
① 应在钢架安装就位后立即施作。
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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⑥ 上部台阶锁脚锚杆砂浆强度达到设计强度70%，方可进行下一台阶开挖。
3. 钢支撑
① 钢拱架是工字钢或钢轨（冷弯法）制造而成的刚性拱架
② 钢拱架的最大特点是架设后能够立即承载。也可设于混凝土内作为
永久衬砌的一部分
（1）钢拱
③ 适用条件：需要立即控制围岩变形的场合，在V、Ⅵ级软弱破碎围岩
架
中或处理塌方
④ 钢拱架与围岩间的空隙难以用喷射混凝土紧密充填，与喷射混凝土
粘结也不好
（2）格栅
② 格栅钢架能够很好地与喷射混凝土一起与围岩密贴，支护效果好
钢架
4. 锚喷支护
目前在隧道工程中使用最多的组合形式是：
（1）锚杆加喷射混凝土；
（2）锚杆加钢筋网再加喷射混凝土；
初喷混凝土-挂网-锚杆/初喷混凝土-挂网-复喷-锚杆
（3）钢架加锚杆加钢筋网再加喷射混凝土；
初喷混凝土-挂网-立钢架-复喷-锚杆
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三、模筑混凝土衬砌
衬砌施工顺序：下到上、先墙后拱的顺序连续浇筑。
隧道纵向分段进行，分段长度：8～12m。
1. 衬砌施工的准备工作
3）主洞模板施工
（1）衬砌施工宜采用全断面衬砌模板台车。
（4）全断面衬砌模板台车模板应留振捣窗，不宜小于0.45m×0.45m。
（6）顶模设置通气孔、注浆管。
2. 混凝土施工
工艺流程：混凝土的配合比确定，混凝土搅拌、运输、浇筑、振捣和养护等内容。
（1）混凝土配合比
① 混凝土拌制前，应测定砂、石含水率，根据测试 结果调整施工配合比材料用量。
② 衬砌采用防水混凝土时，防水混凝土配合比和集料级配应经试验确定，可采用防水
水泥或掺加增强密实性的外加剂。
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③ 冬期施工的混凝土可掺加引气剂。
（2）混凝土搅拌：应采用强制式混凝土搅拌机搅拌。
（3）混凝土运输
① 混凝土拌合物在运输过程中如出现分层、离析现象，应对混凝土拌合物进行二次快
速搅拌。
③ 混凝土拌合物运送到浇筑地点后，应按规定检测其坍落度。
（4）混凝土浇筑
① 混凝土浇筑应采用混凝土输送泵送料人模、均匀布料。
② 混凝土应从两侧边墙向拱顶、由下向上依次分层对称连续浇筑。
③ 拱、墙混凝土应一次连续浇筑，不得采用先拱后墙浇筑，不得先浇矮边墙。
3. 仰拱衬砌、仰拱回填和垫层施工
（1）仰拱混凝土衬砌应先于拱墙混凝土衬砌施工，超前距离应根据围岩级别、施工机
械作业环境要求确定，一般不宜大于拱墙衬砌浇筑循环长度的2倍。
（2）仰拱初期支护喷射混凝土及仰拱填充混凝土不得与仰拱衬砌混凝土一次浇筑。
（3）仰拱衬砌混凝土应整幅一次浇筑成形，不得左右半幅分次浇筑，一次浇筑长度不
宜大于5.0m。
（4）仰拱和仰拱填充混凝土应在其强度达到2.5MPa后方可拆模。
（5）仰拱、仰拱填充和垫层混凝土浇筑宜采用插入式振捣器振捣密实。
（6）仰拱填充和垫层混凝土强度达到设计强度100%后方可允许运渣车辆通行。
四、公路隧道施工安全步距要求【90=50+40】
Ⅲ Ⅳ Ⅴ级及以上
仰拱与掌子面距离 不超过90 不超过50 不超过40
二次衬砌距掌子面距离 不超过90 不超过70
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五、隧道逃生与救援
（6）逃生通道
① 软弱围岩隧道开挖掌子面至二次衬砌之间；
② 逃生通道距离开挖掌子面不得大于20m；
③ 逃生通道内径不宜小于0.8m。
【2011】下列支护方式中，不属于隧道初期支护的是（ ）。
A. 喷射混凝土
B. 锚喷支护
C. 管棚
D. 钢支撑
【答案】C
【2013】关于采用工字钢钢拱架进行隧道支护的说法，错误的是（ ）。
A. 混凝土能充满钢拱架和围岩间空隙，钢拱架与喷射混凝土粘结好
B. 可用于混凝土内作为永久衬砌的一部分
C. 架设后能立即承载
D. 在V、VI级较软弱破碎围岩中使用较多
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【答案】A
【2020案例节选】某施工单位承建一分离式双向六车道高速公路山岭隧道工程，其起
讫桩号为K19+720～K21+450，全长1730m。隧道两端洞口100m范围内为偏压浅埋段，其围
岩级别为V级。隧道洞口开挖断面宽度为13.5m，左右洞口中心线间距为50m。隧道左右洞
地质情況相同。隧道最大埋深为80m，该隧道设计支护结构为复合式衬砌（即初期支护+混
凝土二次衬砌）。
在隧道施工过程中进行了安全质量检查，发现施工单位存在如下错误做法：
① 初期支护施工过程中，喷射混凝土采用干喷工艺；
② 对于隧道底部超挖部分采用洞渣回填；
③ 仰拱和底板混凝土强度达到设计强度75%，允许车辆通行；
④ 二次衬砌距Ⅳ级围岩掌子面的距离为100。
【问题】逐条修改安全质量检査过程中发现的错误做法。
【答案】
① 初期支护施工过程中，喷射混凝土采用湿喷工艺；
② 对于隧道底部超挖部分，超挖在允许范围内应采用与衬砌相同强度等级混凝土浇
筑；
③ 仰拱和底板混凝土强度达到设计强度100%，允许车辆通行；
④ 二次衬砌距Ⅳ级围岩掌子面的距离不大于90m。
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