摘要：隧道开挖后，为控制围岩变形，增加结构安全度和方便施工，立即施作刚度较小并作为永久承载结构一部分的结构层，成为初期支护。本文中详细介绍了初期支护的施工技术，包括超前小导管施工、钢拱架施工、系统锚杆施工、钢筋网片施工、和喷射混凝土施工五个部分。

超前小导管施工

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施工程序与工艺流程

（1）施工程序

施工程序为：施工准备→风钻钻孔→顶入钢管→连接管路→压水试验→有无渗漏→注浆→检查加固效果→停止注浆→下步工序施工。

（2）工艺流程

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施工要求

（1）注浆试验

注浆施工前应对不同水灰比、掺加不同掺和料和不同外加剂的浆液进行试验，选择适合的浆液和配比，按照配比准确计量，严格按顺序加料，搅拌后的浆液必须经筛网过滤后方可进入注浆机。

（2）超前小导管设计

超前小导管配合型钢或格栅钢架使用，应用于隧道Ⅳ、Ⅴ级围岩拱部超前注浆预支护，其纵向搭接长度Ⅰ型、Ⅱ型超前小导管不小于1m，Ⅲ型超前小导管不小于1.5m。

超前小导管设计参数：

A.超前导管规格：符合设计要求；

B.小导管环向间距：符合设计要求；

C.倾角：符合设计要求；

D.注浆材料：符合设计要求；

E.设置范围：拱部140°范围。

（3）小导管的制作

小导管前端做成尖锥形，尾部焊接Φ6mm钢筋加劲箍，管壁上每隔15cm梅花型钻眼，眼孔直径为10mm，尾部长度50cm不钻孔。小导管构造见下图。

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小导管安装

A.测量放样，在设计孔位上做好标记，用风动凿岩机钻孔，孔径较设计导管管径大3～5mm。

B.成孔后，将小导管按设计要求插入孔中，或用凿岩机直接将小导管从型钢钢架上部、中部打入，钢管顶入钻孔长度≥90%管长，顶管至设计孔深后，将孔口用水泥—水玻璃胶泥将钢花管与孔壁之间的缝隙封堵。外露20cm支撑于开挖面后方的钢架上，与钢架共同组成预支护体系。

超前小导管施工允许偏差　

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注浆

按照设计要求选择单液浆或双液浆。按试验阶段确定的浆液配合比进行拌合，注浆前先喷射混凝土5～10cm厚封闭掌子面，形成止浆盘。

注浆前先冲洗管内沉积物，浆液先稀后浓，由下至上顺序进行。单孔注浆压力达到设计要求值，持续注浆10min且进浆速度为开始进浆速度的1/4或进浆量达到设计进浆量的80%及以上时注浆方可结束，注浆结束后管内灌入M10水泥砂浆封口。

注浆施工中认真填写注浆记录，随时分析和改进作业，并注意观察施工支护工作面的状态。注浆参数应根据注浆试验结果及现场情况调整。

注浆参数可参照以下数据进行选择：

注浆压力：一般为0.5～1.0MPa

浆液初凝时间：80～120min

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注浆异常现象处理

A.串浆时及时堵塞串浆孔。

B.泵压突然升高时，可能发生堵管，应停机检查。

C.进浆量很大，压力长时间不升高，应重新调整砂浓度及配合比，缩短胶凝时间。

钢拱架施工

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技术要求

（1）钢架按设计尺寸在洞外下料分节焊接制作，制作时严格按设计图纸进行，保证每节的弧度与尺寸均符合设计要求，每节两端均焊连接板，节点间通过连接板用螺栓连接牢靠，加工后必须进行试拼检查，严禁不合格品进场。

（2）钢架应在初喷混凝土后及时架设。

（3）钢架用钢材的规格、型号、材质满足设计要求和国家有关现有技术标准的规定。钢架不宜在受力较大的拱顶及其它受力较大的部位分节。格栅钢架的主筋直径不宜小于18mm，且焊接应符合设计要求。

（4）钢架安装应符合下列条件：

安装前应清除底脚的虚碴及杂物；

安装允许偏差：横向和高程为：±5cm，垂直度为±2°；

各节钢架间应以螺栓连接，连接板应密切，连接板局部缝隙不超过2mm；

沿钢架外缘每隔2m应用钢楔或混凝土预制块楔紧；

钢架之间宜用直径为Φ22mm的钢筋采用焊接方式连接，环向间距符合设计要求。

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工艺流程

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施工要求

（1）原材料要求

钢架所用钢筋（材）的规格、型号、材质满足设计要求和国家有关现有技术标准的规定。钢架不宜在受力较大的拱顶及其它受力较大的部位分节。格栅钢架的主筋直径不宜小于18mm，且焊接应符合设计要求。

（2）钢架制作加工

钢架按设计尺寸在洞外下料分节焊接制作，制作时严格按设计图纸进行，保证每节的弧度与尺寸均符合设计要求，每节两端均焊连接板，节点间通过连接板用螺栓连接牢靠，加工后必须进行试拼检查，严禁不合格品进场。

格栅按分部开挖情况分段、分单元制作加工，在钢筋加工场地按1：1放样，严格按照格栅图纸结构(预留变形量10cm)加工，格栅采用胎模焊接。钢格栅制作加工时严格按格栅图纸控制分段、分单元。格栅钢架钢筋的弯制和末端的弯钩严格按照设计图纸加工，格栅的焊接不得有假焊，焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷，焊接时采用E502焊条。

格栅钢架钢筋加工满足设计要求，加工尺寸控制在允许偏差范围内，具体如下表：

钢筋加工允许偏差

钢筋焊接：U型筋与主筋连接采用双面焊接连接方式，焊接长度为5d（d为钢筋直径），焊缝高度h不小于钢筋直径的0.3倍，焊缝宽度b不小于钢筋直径的0.7倍；焊接时引弧应在搭接焊的一端开始，收弧应在钢筋的端头上，弧坑填满，第一层焊缝应有足够的熔深，主焊缝与定位焊缝应密实。钢筋焊接后应对焊渣进行清除。首榀钢架加工完成后放在平整的水泥地面上进行试拼，检查各部尺寸均符合设计要求时才可进行批量生产。拼装后允许误差为：周边拼装允许误差为±3cm，平面翘曲应小于2cm。

格栅应在开挖或初喷混凝土后及时架设。架设前应由测量人员将待架格栅的位置（里程、中线和水平）测放在岩面或喷射混凝土面上。格栅制作完成在运输过程中应避免磕碰变形。

（3）钢架安装

开挖完成后测量复核开挖断面，满足设计要求后进行安装控制点放线，准确测量出中线、水平点、里程及型钢拱架接点位置。

放线完成后清理完成底部虚碴及杂物后，机械配合人工对拱架进行现场安装。

安装时从下至上顺序安装，边墙安装后复测到位后对脚底和节点处进行固定，采用锁脚锚管进行加固，保证拱加稳定牢固。

边墙安装完成后进行拱部钢架安装，采用机械配合人工安装，顶部就位后先用螺栓连接，再对拱部和边墙处节点进行调整，达设计要求后再对拱脚处节点进行加固。然后对拱部超前小导管施工，并与钢架进行焊接，保证钢架稳固。

钢架安装时，应严格控制其内轮廓尺寸，且预留沉降量，防止侵入衬砌净空。钢架与围岩间的间隙必须用喷混凝土充填密实；钢架应全部被喷射混凝土覆盖，保护层厚度不得小于40mm。

钢架应按设计要求安装当拱脚开挖超深时，加设钢板或混凝土垫块。安装后利用锁脚锚杆（或锚管）定位；超挖较大时,拱背喷填同级混凝土,以使支护与围岩密贴,控制围岩变形的进一步发展。两排钢架间用Φ22钢筋拉杆纵向连接牢固，环向间距1m，以便形成整体受力结构。

（4）钢架加固

整体安装完成后进行复测合格后，进行钢架间连接筋施工，使钢架、锚杆、钢筋网连接为整体。完成后进行下一工序施工。同时完成锁脚锚管施工，锚管数量及位置严格按设计要求进行。

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知识点：隧道初期支护施工技术