锚喷支护

5   特殊施工法防水工程
5.1  锚喷支护

5.1.1              本节适用于地下工程的支护结构以及复合式衬砌的初期支护。
说明：5.1.1       锚喷暗挖隧道施工，一般都是以循环节进行开挖，为防止围岩应力变化引起塌方和地面下沉，故要求挖、支、喷三个环节紧跟。同时，为了保证施工安全和提高支护效能，在初期喷射混凝土后应及时安装锚杆。
5.1.2              喷射混凝土所用原材料应符合下列规定：
1           水泥优先选用变通硅酸盐水泥，其强度等级不应低于32.5级；
2           细骨料：采用中砂或粗砂，细度模数应大于2.5，使用时的含水率宜为5％—7％；
3           粗骨料：卵石或碎石粒径不应大于15mm；使用碱性速凝剂时，不得使用活性二氧化硅石料；
4           水：采用不含有害物质的洁净水；
5           速凝剂：初凝时间不应超过5min，终凝时间不应超过10min。
说明：5.1.2       喷射混凝土质量与水泥品种和强度关系密切，而普通硅酸盐水泥与速凝剂有很好的相容性，所以优先选用。矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥抗渗性好，对硫酸盐类侵蚀抵抗能力较强，但初凝时间长、早期强度低、干缩性大，所以对早期强度要求较高的喷射混凝土不如变通硅酸盐水泥好。
为减少混合料搅拌中产生粉尘和干料拌合时水泥飞扬及损失，有利于喷射时水泥充分水化，故要求砂石宜有一定的含水率。一般砂为5％—7％，石子为1％—2％，但含水率不宜过大，以免凝结成团，发生堵管现象。
粗骨料粒径的大小不应大于15mm，一是避免堵管，二是减少石子喷射时的动能，降低回弹损失。
为避免喷射混凝土时由于自重而开裂、坠落，提高其在潮湿面施喷时的适应性，故需在水泥中加入适量的速凝剂。
5.1.3       混合料应搅拌均匀并符合下列规定：
1     配合比：水泥与砂石质量比宜为1：4—4.5，砂率宜为45％—55％，水灰比不得大于0.45，速凝剂掺量应通过试验确定；
2     原材料称量允许偏差：水泥和速凝剂+2％，砂石+3％；
3     运输和存放中严防受潮，混合料应随拌随用，存放时间不应超过20min。
 说明：5.1.3       喷射混凝土配合比，通常以经验方法试配，通过实测进行修正。掺速凝剂是必要的，但掺速凝剂后又会降低混凝土强度，所以要控制掺量并通过试配确定。
由于砂率低于45％时容易堵管且回弹量高，高于55％时则会降低混凝土强度和增加混凝土收缩量，故规定砂率宜为45％—55％。
喷射混凝土采用的是干混合料，若存放过久，砂石中水分分与水泥反应，影响到喷射后的质量。所以，混合料尽量随拌随用，不要超过规定的停放时间。
5.1.4       在有水的岩面上喷射混凝土时应采取下列措施：
1     潮湿岩面增加速凝剂掺量；
2     表面渗、滴水采用导水盲管或盲沟排水；
3     集中漏水采用注浆堵水。
说明：5.1.4      喷射表面有涌水时，不仅会使喷射混凝土的粘着性变坏，还会在混凝土的背后产生水压给混凝土带来不利影响。因此，表面有涌水时事先应尽可能作好排水处理或采取有效措施。
5.1.5       喷射混凝土终凝2h后应养护，养护时间不得少于14h；当气温低于5℃时不得喷水养护。
说明：5.1.5              由于喷射混凝土的含砂率高，水泥用量也相对较多并掺有速凝剂，其收缩变形必然要比灌注混凝土大。在喷射混凝土终凝2h后，应即进行喷水养护，并保持较长时间的养护，一般不得少于14d。当气温低于+5℃时，不得喷水养护。
5.1.6       喷射混凝土试件制作组数应符合下列规定：
1     抗压强度试件：区间或小于区间断面的结构，每20延米拱和墙各取一组；车站各取两组。
2     抗渗试件：区间结构每40延米取一组；车站每20延米取一组。
说明：5.1.6              抗压试件是反映喷射混凝土物理力学性能优劣、检验喷射混凝土强度的重要指标。所以通过常作抗压试件或采用回弹仪测试换算其抗压强度值，也可用钻芯法制取试件。喷射混凝土抗压强度的检查可参考国标《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GBJ50086—2001的有关规定。
由于地下铁道隧道还有抗渗要求，因此还要做抗渗试件。
5.1.7       锚杆应进行抗拔试验。同一批锚杆每100根取一组试件，每组3根，不足100根也取3根。
       同一批试件抗拔力的平均值不得小于设计锚固力，且同一批试件抗拔力的最低值不应小于设计锚固力的90％。
说明：5.1.7              锚杆的锚固力与安装施工工艺操作有关，锚杆安装后应进行抗拔试验，达到设计要求才为合格。本条参考《地下铁道工程施工及验收规范》GB50299—1999第7.5.18条规定，即同一批锚杆每100根应取一组（3根）试件，同一批试件抗拔力的平均值不得小于设计锚固力，抗拔力最低值不应小于设计锚固力的90％。
5.1.8       锚喷支护的施工质量检验数量，应按区间或小于区间断面的结构，每20延米检查1处，车站每10延米检查1处，每处10m2，且不得少于3处。
说明：5.1.8              锚喷支护施工质量的检验数量，是参考国标《地下铁道工程施工及验收规范》GB50299—1999第7.6.14条的有关规定。

主  控  项  目
5.1.9       喷射混凝土所用原材料及钢筋网、锚杆必须符合设计要求。
检验方法：检查出厂合格证、质量检验报告和现场抽样试验报告。
说明：5.1.9              根据行标《公路隧道设计规范》JTJ026—90的规定，锚喷支护有关设计参数可按表5.1.9-1和表5.1.9-2采用。
表5.1.9-1                    锚喷衬砌的设计参数

注：1.Ⅲ类及以下围岩采用锚喷衬砌时，设计参数应通过试验确定；
1.       边墙喷射混凝土的厚度可取表列参数的下限值，如边墙围岩稳定，可不设置锚相和钢筋网；
2.       配置钢筋网的网格间距一般为150——300mm，钢筋网保护层不小于20mm。
  
表5.1.9-2                  复合式衬砌初期支护的设计参数

注：采用钢架时，宜选用轻型钢材制作，钢架污秽混凝土保护层不小于40 mm。

5.1.10     喷射混凝土抗压强度、抗渗压力及锚杆抗拔力必须符合设计要求。
检验方法：检查混凝土抗压、抗渗试验报告和锚杆抗拔力试验报告。
 说明：5.1.10              参见本规范第5.1.6条和第5.1.7条的条文说明。
一  般  项  目
 5.1.11     喷层与围岩及喷层之间应粘结紧密，不得有空鼓现象。
检验方法：用锤击法检查。
说明：5.1.11          喷层与围岩以及喷层之间粘结应用锤击法检查。
5.1.12     喷层厚度有60％不小于设计厚度，平均厚度不得小于设计厚度，最小厚度不得小于设计厚度的50％。
检验方法：用针探或钻孔检查。
说明：5.1.12          对喷层厚度检查宜通过在受喷面上埋设标桩或其他标志控制，也可在喷射混凝土凝结前用针探法检查，必要时可用钻孔或钻芯法检查。
  地下工程支护检查喷层厚度的断面数量可按表5.1.12确定。每个独立工程的检查数量不得少于1个断面，每个断面的检查点应从拱部中线起，每2—3 m设1个，但1个断面上拱部不应少于3个点，总计不应少于5个点。
表5.1.12           喷射混凝土厚度检查断面间距（m）

        合格条件：每个断面上全部检查孔处的喷层厚度，60％以上不应小于设计厚度，最小值不应小于设计厚度的50％；同时，检查孔径处厚度的平均值不应小于设计厚度值。对重要工程，拱、墙喷层厚度的检查结果应分别进行统计。
5.1.13     喷射混凝土应密实、平整，无裂缝、脱落、漏喷、露筋、空鼓和渗漏水。
检验方法：观察检查。
说明：5.1.13          本条文是对喷射混凝土质量的外观检查。当发现喷射混凝土表面有裂缝、脱落、露筋、渗漏水等情况时，应予凿除喷层重喷或进行整治。
5.1.14     喷射混凝土表面平整度的允许偏差为30mm，且矢弦比不得大于1/6。
检验方法：尺量检查。
 说明：5.1.14          本条文规定是针对地下工程复合式衬砌的初期支护提出的。根据本规范第4.5.6条规定，要求塑料板防水层的基面应平整、圆顺，故规定喷射混凝土表面平整度的允许偏差应为30 mm。且矢弦比不得大于1/6。