隧道钢支撑初期支护压模喷射混凝土施工技术及初支压模的制作方法

本发明涉及一种隧道钢支撑支护压模喷射混凝土施工技术及支护模，特别是一种隧道钢支撑初期支护压模喷射混凝土施工技术及初支压模。

背景技术：

常规隧道钢支撑初期支护喷射混凝土回弹率高达25%以上，如何减少隧道施工回弹率，是当今公路隧道施工广大技术人员不断探索的迫切问题。隧道不良地质地段使用钢支撑进行初期支护的工程数量越来越多，使用隧道钢支撑初期支护简易模喷混凝土施工技术，有效减少了喷射回弹率，可适当减少速凝剂的参量，如此就可以降低施工成本；隧道钢支撑支护压模喷射混凝土施工过程中适当增大混凝土水灰比，可提高混凝土的流动性，使得喷射混凝土均匀、密实，提高其强度；因喷射距离短，可适当降低风压以减少能耗。

由于隧道初期支护必须紧跟开挖面及时施作，以减少围岩暴露时间及抑制围岩变形，隧道新型喷射混凝土设备购置费用高昂，若项目隧道喷射混凝土数量不多，基于节约成本的角度考虑，不宜采用新型喷射混凝土设备进行规模化的喷射混凝土作业，因此，隧道钢支撑支护压模喷射混凝土施工隧技术，是有效节约施工成本的绿色环保隧道初期支护技术，开展相关试验和工艺研究，并推广应用，对解决目前喷射混凝土的背后空洞、强度及平整度问题，具有重大意义。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种隧道钢支撑初期支护压模喷射混凝土施工技术及支护模。本发明具有工艺简单，施工快速，回弹率低，节约施工成本，安全性高的特点。

本发明的技术方案：一种隧道钢支撑初期支护压模喷射混凝土施工技术，包括如下步骤：

（1）锚杆施工：在隧道壁上按照设计间距进行锚杆孔施工，在孔深、孔内清洗检查验收合格后进行锚杆灌注施工；

（2）外层铺设钢筋网施工：在锚杆达到使用强度要求后进行铺设外层钢筋网施工，钢筋网紧贴岩面，钢筋网在遇锚杆时固定在锚杆上；

（3）钢拱架安装：将按照隧道断面尺寸加工成型的钢拱架安装在隧道内；

（4）里层钢筋网安装：将里层钢筋网安装在钢拱架之间，两侧固定在钢拱架上；

（5）压模板到钢拱架上并安装固定、喷射混凝土：从钢拱架两侧底部开始，把可拆卸模板压到拱架上并安装固定好，形成混凝土仓，将混凝土以垂直于岩面的方式喷入混凝土仓，待混凝土凝固后拆除模板并循环压入和安装固定于未喷混凝土部分的钢拱架上，进行连续喷射作业。

前述的隧道钢支撑初期支护模喷混凝土施工技术，所述可拆卸模板安装间距15-25公分，每次安装8-12块，喷射高度1.2-3米。

前述的隧道钢支撑初期支护压模喷射混凝土施工技术，所述可拆卸模板安装间距20公分，每次安装10块，喷射高度2米。

前述的隧道钢支撑初期支护压模喷射混凝土施工技术，所述可拆卸模板通过插销套锁方式固定在钢拱架上。

前述的隧道钢支撑初期支护压模喷射混凝土施工技术，所述步骤（5）中的混凝土按重量份计，由水泥378-430份、碎石843-869份、砂842-868份、速凝剂22.6-25.8份和水185份组成。

前述的隧道钢支撑初期支护压模喷射混凝土施工技术，所述混凝土按重量份计，由水泥402份、碎石857份、砂856份、速凝剂24.12份和水185份组成。

前述的隧道钢支撑初期支护压模喷射混凝土施工技术，所述步骤（5）中，喷射时，喷嘴垂直于岩面，距受喷面0.8～1.2m，呈螺旋移动，风压0.5～0.7MPa。

前述的隧道钢支撑初期支护压模喷射混凝土施工技术，所述步骤（5）中，喷射时，速凝剂在喷嘴处掺入。

一种实现前述的隧道钢支撑初期支护压模喷射混凝土施工技术的初支压模，包括有分布在隧道壁内的锚杆，锚杆的一端伸出隧道壁并连接有紧贴隧道壁的外层钢筋网，外层钢筋网外沿隧道延伸方向均布有钢拱架，相邻钢拱架之间设有里层钢筋网，相邻钢拱架外设有可拆卸模板。

前述的隧道钢支撑初支护模，所述钢拱架为工字钢，所述可拆卸模板上设有钢套管，钢套管经U型铁板固定，钢管套内设置圆钢插销，圆钢插销的顶端设有环形套。

本发明的有益效果：

1、本发明的技术施工工艺简单，操作方便，仅需2-3个熟练工人即可。

2、本施工工艺是一种施工技术创新，施工简单，可减少回弹率（可降低至4%以内），是环保而且节约成本的施工工艺。本工艺综合计算比传统工艺至少节约成本约10%，是现如今高速公路大力提倡的绿色环保施工技术。

3、本发明安全性高，特别适合于不良地质条件下的钢拱架初期支护施工。

4、本发明通过使用可拆卸模板，当浇筑完一段后，可将该段的模板拆卸至下一段继续使用，减少了模板的用量，进一步节约了成本。

5、本发明施工简便，同普通喷射混凝土相比，由于压模喷射混凝土初凝和终凝时间较短，模板承受的浇筑荷载相对较小，浇筑过程中的大部分施工荷载已经由“锚杆+钢筋网+钢拱架+钢筋网”形成的联合支护体系承担，所以，不需要像普通混凝土那样复杂的模板支撑承载结构。

6、发明人通过对可拆卸模板的压入和安装固定间距和每次安装的块数进行了大量实验后发现，经本发明技术方案所述的方式进行施工，其施工过程更加方便。

附图说明

附图1为本发明隧道钢支撑初期支护喷射混凝土压模的结构示意图；

附图2为喷射混凝土时可拆卸模板的安装示意图；

附图3为可拆卸模板的结构示意图；

附图4为可拆卸模板的剖视图。

附图标记说明：1-锚杆，2-外层钢筋网，3-钢拱架，4-里层钢筋网，5-可拆卸模板，6-钢管套，7-U型铁板，8-圆钢插销。

具体实施方式

本发明的实施例

实施例1：一种隧道钢支撑初期支护压模喷射混凝土施工技术，包括如下步骤：

（1）对松动岩块以及对设计断面超欠挖的地方进行清理，同时需要对岩面进行高压水清洗；

（2）锚杆施工：在清洗后的隧道壁上按照设计间距进行锚杆孔施工，在孔深、孔内清洗检查验收合格后进行锚杆灌注施工；

（3）外层铺设钢筋网施工：在锚杆达到使用强度要求后进行铺设外层钢筋网施工，钢筋网紧贴岩面，钢筋网在遇锚杆时固定在锚杆上；

（4）钢拱架安装：将按照隧道断面尺寸加工成型的钢拱架安装在隧道内；

（5）里层钢筋网安装：将里层钢筋网安装在钢拱架之间，两侧固定在钢拱架上；

（6）压模板到钢拱架上并安装固定、喷射混凝土：从钢拱架两侧底部开始，把可拆卸模板压到拱架上并安装固定好（可拆卸模板通过插销套锁方式固定在钢拱架上），形成混凝土仓，将混凝土以垂直于岩面的方式喷入混凝土仓，待混凝土凝固后拆除模板并循环压入和安装固定于未喷混凝土部分的钢拱架上，进行连续喷射作业；

（7）喷射作业结束，混凝土凝固后还需进行拆后补喷，在拆除模板后将混凝土表面补喷平整。

所述可拆卸模板安装间距20公分，每次安装10块，喷射高度2米。

所述步骤（6）中的混凝土按重量份计，由水泥402份、碎石857份、砂856份、速凝剂24.12份和水185份组成。

所述步骤（6）中，喷射时，喷嘴垂直于岩面，距受喷面1m，呈螺旋移动，风压0.6MPa。

所述步骤（6）中，喷射时，液态速凝剂在喷嘴处掺入。

实施例2：一种隧道钢支撑初期支护压模喷射混凝土施工技术，包括如下步骤：

（1）锚杆施工：在清洗后的隧道壁上按照设计间距进行锚杆孔施工，在孔深、孔内清洗检查验收合格后进行锚杆灌注施工；

（2）外层挂钢筋网施工：在锚杆达到使用强度要求后进行挂外层钢筋网施工，钢筋网紧贴岩面，钢筋网在遇锚杆时固定在锚杆上；

（3）钢拱架安装：将按照隧道断面尺寸加工成型的钢拱架安装在隧道内；

（4）里层钢筋网安装：将里层钢筋网安装在钢拱架之间，两侧固定在钢拱架上；

（5）压模板到钢拱架上并安装固定、喷射混凝土：从钢拱架两侧底部开始，把可拆卸模板压到拱架上并安装固定好（可拆卸模板通过插销套锁方式固定在钢拱架上），形成混凝土仓，将混凝土以垂直于岩面的方式喷入混凝土仓，待混凝土凝固后拆除模板并循环压入和安装固定于未喷混凝土部分的钢拱架上，进行连续喷射作业；

（6）喷射作业结束，混凝土凝固后还需进行拆后补喷，在拆除模板后将混凝土表面补喷平整。

所述可拆卸模板安装间距15公分，每次安装8块，喷射高度1.2米。

所述步骤（5）中的混凝土按重量份计，由水泥378份、碎石869份、砂868剂22.6份和水185份组成。

所述步骤（5）中，喷射时，喷嘴垂直于岩面，距受喷面0.8m，呈螺旋移动，风压0.5MPa。

所述步骤（5）中，喷射时，液态速凝剂在喷嘴处掺入。

实施例3：一种隧道钢支撑初期支护压模喷射混凝土施工技术，包括如下步骤：

（1）对松动岩块以及对设计断面超欠挖的地方进行清理，同时需要对岩面进行高压水清洗；

（2）锚杆施工：在清洗后的隧道壁上按照设计间距进行锚杆孔施工，在孔深、孔内清洗检查验收合格后进行锚杆灌注施工；

（3）外层挂钢筋网施工：在锚杆达到使用强度要求后进行挂外层钢筋网施工，钢筋网紧贴岩面，钢筋网在遇锚杆时固定在锚杆上；

（4）钢拱架安装：将按照隧道断面尺寸加工成型的钢拱架安装在隧道内；

（5）里层钢筋网安装：将里层钢筋网安装在钢拱架之间，两侧固定在钢拱架上；

（6）压模板到钢拱架上并安装固定、喷射混凝土：从钢拱架两侧底部开始，把可拆卸模板压到拱架上并安装固定好（可拆卸模板通过插销套锁方式固定在钢拱架上），形成混凝土仓，将混凝土以垂直于岩面的方式喷入混凝土仓，待混凝土凝固后拆除模板并循环压入和安装固定于未喷混凝土部分的钢拱架上，进行连续喷射作业。

所述可拆卸模板安装间距25公分，每次安装12块，喷射高度3米。

所述步骤（6）中的混凝土按重量份计，由水泥430份、碎石843份、砂842份、速凝剂25.8份和水185份组成。

所述步骤（6）中，喷射时，喷嘴垂直于岩面，距受喷面1.2m，呈螺旋移动，风压0.7MPa。

所述步骤（6）中，喷射时，液态速凝剂在喷嘴处掺入。

实施例4：一种实现上述的隧道钢支撑初期支护压模喷射混凝土施工技术的初支压模，如附图1-4所示，包括有分布在隧道壁内的锚杆1，锚杆1的一端伸出隧道壁并连接有紧贴隧道壁的外层钢筋网2，外层钢筋网2外沿隧道延伸方向均布有钢拱架3，相邻钢拱架3之间设有里层钢筋网4，相邻钢拱架3外设有可拆卸模板5。

所述钢拱架3为工字钢，所述可拆卸模板5上设有钢套管6，钢套管6经U型铁板7固定，钢管套6内设置圆钢插销8，圆钢插销8的顶端设有环形套9。