在地質(zhì)條件較差的巖層進行隧洞開挖時,施工過程中往往要進行臨時支護,采用常規(guī)的鋼拱架支 護成本較高,施工進度慢。針對隧洞開挖施工臨時支護問題,采用鋼格柵加噴錨支護,施工工藝簡單,且施工 成本相對較低。
鋼格柵是隧道開挖中重要的加強支護手段,施工過程中合理選用可以加快施工進度,根據(jù)不同的洞室斷面及地址條件,選用不同的支護形式,可以有效地降低工程造價,同時可以加快對洞室不良地段的支護,確保洞室結(jié)構(gòu)穩(wěn)定及施工安全。
鋼格柵均屬鋼架類加強支護系統(tǒng),主要作用是在噴射混凝土未達到設(shè)計強度之前或不能及時進行噴射混凝土支護位置預(yù)先承擔(dān)圍巖壓力和約束變形,提高初期支護系統(tǒng)的抗力,確保洞內(nèi)施工安全,同時在后期的支護中成為永久支護系統(tǒng)的一部分,有利于洞身結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。
鋼格柵與混凝土接觸面積大、粘結(jié)效果好,能夠共同變形,共同受力,不易出現(xiàn)收縮裂縫。鋼格柵采用柔性的鋼筋制作,安裝時盡量貼合巖壁,整體性較好,其后方不易出現(xiàn)空腔問題。而且其造價相對較低,經(jīng)濟性好,重量輕,運輸和安裝方便。但是鋼格柵又存在整體剛度較低,無法抵抗較大圍巖應(yīng)力產(chǎn)生的形變等不足。
一、鋼格柵支護技術(shù)工藝評價
1、施工速度快,降低基建投資,優(yōu)化格柵與鋼支撐構(gòu)件,與噴射砼并 用,達到了較好支護效果。
2、鋼格柵的制作加工工藝簡單,且不需大型的加工設(shè)備,質(zhì)量 輕、容易架設(shè)安裝,其抗彎和抗扭慣性力矩大于隧道施工的其它形式, 能夠較好地適應(yīng)圍巖變形的特點,與以往的隧道支護技術(shù)有著顯 著的優(yōu)點。
3、鋼格柵支護技術(shù)具有一定的柔性,在過采空區(qū)、溶洞、陷落 柱、黃泥段、破碎帶等地質(zhì)構(gòu)造帶時能適應(yīng)不同埋深圍巖。
二、工藝參數(shù)
1、鋼格柵由普通建筑鋼筋經(jīng)冷彎經(jīng)成型后焊接而成,其形狀可根據(jù)隧道輪廓而定,隧道采用的有半圓拱形或三心拱形。
2、鋼格柵支架的整架格柵采取分段加工,一般根據(jù)斷面大小, 分兩段或三段加工,段與段之間有鐵板連接,鐵板與段之間是焊接而 成。架設(shè)組裝時,拱部和腿部采取螺栓連接方式,支架組裝采用鐵板和螺栓進行連接。
3、相鄰支架之間用 縱向連接筋連接,上面鋪設(shè)金屬網(wǎng)。
4、格柵的斷面高度根據(jù)承載條件和噴射混凝土厚度確定,一般 160~200mm,噴射砼等級強度為C20,采用 425#普通硅酸鹽 水泥、中粗天然砂,石子采用堅硬碎石,粒徑 4~8mm,砼配比介于 0.4~0.5mm 之間,速凝劑摻量為水泥重量的 4%,混凝土標(biāo)號達到 200#。
三、效果
1、鋼格柵支護與鋼支撐、木支撐等支護方式相比,其剛 度適中,容許圍巖適度變形,又能限制圍巖過大的變形。而且格柵的 支護阻力是隨施工過程而一步步提高,這是其它支護方式所不能比擬 的,采用鋼格柵支護的隧道質(zhì)量好,能夠減少隧道維修量,節(jié)約隧道維檢費用。
2、格柵鋼架質(zhì)量輕,易于運輸及架設(shè)安裝,能有效提高施工進度,大斷面軟巖施工中月進尺平均達到150m。
3、節(jié)約工程造價:鋼格柵由普通鋼筋加工而成,加工工藝簡單, 使用格柵比鋼支撐要節(jié)約30%的支護費用。
四、有待優(yōu)化問題
1、鋼格柵只有與混凝土并用才能發(fā)揮其支護作用,本身單獨承 載能力低,在自穩(wěn)時間很短的圍巖中掘進要充分考慮初期支護的方式。
2、鋼格柵支護的接頭是施工的薄弱處,應(yīng)盡量優(yōu)化結(jié)構(gòu),減少接頭數(shù)量。
3、鋼格柵支護一般在較復(fù)雜的地質(zhì)條件下使用,圍巖不穩(wěn)定空 頂充填處,很難做到混凝土與圍巖密貼。 4、格柵與錨桿復(fù)合支護需要進一步探索和研究。
鋼格柵臨時支護在工程隧洞 開挖中起到了很大的作用,既保證了隧洞開挖的安全,又 保證了隧洞開挖進度,同時由于采用鋼格柵及噴錨支護, 設(shè)計相應(yīng)減小了混凝土襯砌厚度,降低了工程造價。