廣東隧道工程超前支護(hù)施工方案

1、XX隧道超前支護(hù)施工方案一、工程概況下部隧道為上下分離的三車道小凈距大跨度隧道，隧道左幅起訖樁號(hào)為 XX39+135- XX39+500（全長 365m），右幅起訖樁號(hào)為 XX39+075-XX39+395全（ 長 420m），隧道最大埋深 約 65m。地質(zhì)條件復(fù)雜，施工難度很大，設(shè)計(jì)上采取強(qiáng)有力的輔助施工措施。主要有：超 前長管棚、超前小導(dǎo)管、超前錨桿、加固注漿等。1.1 超前長管棚設(shè)于隧道 4 個(gè)洞口 V 級(jí)圍巖地質(zhì)條件較差的地段，通過注漿提高圍巖自身承載能 力，提高巖體對(duì)結(jié)構(gòu)的彈性抗力，改善結(jié)構(gòu)受力條件。管棚按入土長度為28m，鋼管均采用節(jié)長 3m、 6m1086 熱軋無縫鋼管，環(huán)向間距

2、中至中 50 。鋼管設(shè)置于襯砌拱 部，管心與襯砌設(shè)計(jì)外輪廓線間距要求大于 30 ，平行路面中線布置。2.2 超前注漿小導(dǎo)管適用于 V 級(jí)、級(jí)圍巖一般地段，小導(dǎo)管采用長為4.5m42 3.5 熱軋無縫鋼管，在鋼管距尾端 1m 范圍外鉆 8 壓漿孔。鋼管環(huán)向間距約 40 ，外插角控制在 10O15O左右，尾端支撐于鋼架上，每排小導(dǎo)管縱向至少需搭接 1.0m。2.3 超前錨桿適用于 V 級(jí)圍巖導(dǎo)坑內(nèi)側(cè)超前支護(hù)，以確保圍巖穩(wěn)定和施工安全。超前錨桿采用長為 4.5m 的 20MnSi 22 藥卷錨桿，環(huán)向距間約 40 ，縱向間距不小于 1.0m 搭接。外插 角可采 5O 15O不等。2.4 加固注漿分長

3、管棚、小導(dǎo)管和周邊加固注漿，主要用在 V 級(jí)、級(jí)圍巖地段，通過注漿提高 圍巖自身承載能力，提高巖體對(duì)結(jié)構(gòu)的彈性抗體力，改善結(jié)構(gòu)受力條件。長管棚或小導(dǎo) 管注漿是利用洞口長管棚或洞身小導(dǎo)管先行敷設(shè)的鋼花管進(jìn)行；周邊加固注漿是利用 D25 中空注漿系統(tǒng)錨桿進(jìn)行。注漿宜采用單液注漿，注漿前均應(yīng)進(jìn)行單液注漿實(shí)驗(yàn)，單液注漿以水泥為主，添加 5%的水玻璃（重量比） ，如單液注漿效果好，能達(dá)到固結(jié)圍巖的目的，全隧道均可用單液 注漿方案。主要注漿參數(shù)如下：水泥漿水灰比： 1： 1：水玻璃濃度： 35 波美度；水玻璃模數(shù)： 2.4 ；注漿壓力：0.4 1.0MPa；終壓： 2.0MPa如地下水量較豐富，單液注漿可

4、灌性差，再進(jìn)行水泥- 水玻璃雙液注漿實(shí)驗(yàn)。雙液注漿參數(shù)在設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上通過現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)按實(shí)驗(yàn)情況調(diào)整。一般按單管達(dá)到設(shè)計(jì)注漿量作為注漿結(jié)束的標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)終壓 10 分 鐘后，進(jìn)漿量仍達(dá)不到設(shè)計(jì)注漿量時(shí)，也可結(jié)束注漿。注漿作業(yè)中認(rèn)真作好記錄，隨時(shí)分析和改進(jìn)作業(yè)，并注意觀察初期支護(hù)和工作面狀 態(tài)，保證安全。二、施工組織安排2.1 施工組織機(jī)構(gòu)及勞動(dòng)力安排2.1.1 為保證工程的順利實(shí)施，項(xiàng)目部成立了以項(xiàng)目部試驗(yàn)室，工程技術(shù)部，質(zhì)檢部為首的組織機(jī)構(gòu)。施工組織機(jī)構(gòu)見圖 1，管理人員名單見表 1。超前支護(hù)施工組織機(jī)構(gòu)框圖 圖 1項(xiàng)目部材料室合約部隧道施工隊(duì)超前支護(hù)施工管理人員表 表 1部門 姓名

5、職稱 項(xiàng)目監(jiān)理、工程師 總工程師、高級(jí)工程師 質(zhì)檢部長、工程師 安全主任 工程部長、助理工程師 技術(shù)員、助理工程師 隧道工程師 隧道工程師 助理工程師 試驗(yàn)室主任、工程師 助理工程師 物資部長 合約部長、工程師經(jīng)理室總工室質(zhì)安部工程部測量試驗(yàn)材料室合約部2.1.2 勞動(dòng)力安排技術(shù)工人 60 人。2.2 施工計(jì)劃安排左線超前支護(hù)： 2007.6.20-2008.5.1 ；右線超前支護(hù)： 2007.6.6-2008.6.232.3 施工主要機(jī)械設(shè)備（見表 2）主要施工機(jī)械表表 2設(shè)備名稱型號(hào)產(chǎn)地功率單位數(shù)量備注潛孔鉆機(jī)90 型臺(tái)2錨桿鉆機(jī)YSP45臺(tái)8汽車吊臺(tái)1濕噴機(jī)TK961臺(tái)2注漿泵ZTG-6

6、0/120臺(tái)2砼攪拌站套2砼運(yùn)輸車6m3臺(tái)5砼輸送泵臺(tái)2發(fā)電機(jī)康明斯262KW臺(tái)1變壓器630KVA臺(tái)1空壓機(jī)20m3臺(tái)5四、超前長管棚施工方案設(shè)于隧道洞口 V 級(jí)圍巖地質(zhì)條件較差的地段，通過注漿提高圍巖自身承載能力，提 高巖體對(duì)結(jié)構(gòu)的彈性抗力，改善結(jié)構(gòu)受力條件，以保障進(jìn)洞施工安全。管棚按入土長度 為 28m，鋼管均采用節(jié)長 3m、6m 108 6 熱軋無縫鋼管，環(huán)向間距中至中 50 。鋼管 設(shè)置于襯砌拱部，管心與襯砌設(shè)計(jì)外輪廓線間距要求大于30 ，平行路面中線布置。4.1 、工程數(shù)量表一個(gè)洞口長管棚工程數(shù)量表 表 3材料單位L=28m長管棚108 6mm 有孔鋼花管kg9054.4 108

7、6mm 無孔鋼管kg8601.3絲扣 108 6mm鋼管kg396.11鉆孔m1092.00掃孔m2184.00M30水泥砂漿（長管棚充填）m39.31長管棚注漿32.5 號(hào)水泥砂漿液（添加 5%水玻璃）3 m31.65套管20b 工字鋼kg1849.1325 鋼筋kg395.011274mm孔 口管kg921.88C25混凝土3 m48.64.2 、長管棚施工4.2.1 、施作套拱洞口前端采用 2m 長套拱 （25#砼） 作為大管棚導(dǎo)向墻。套拱在洞口襯砌外輪廓線以外 施作。套拱內(nèi)埋設(shè) 3 榀 20b 型工字鋼，型鋼與 1273.5mm 管棚孔口套管焊成整體（采 用127 孔口管可以滿足套筒跟

8、進(jìn)） ?？卓谔坠苎毓叭Νh(huán)向布設(shè)間距、位置及方向必須準(zhǔn) 確。利用土拱做套拱內(nèi)模，土拱根據(jù)地形盡量采用原狀土，如拱上部無法利用原狀土 時(shí)，采用人工夯填土，拱頂部輪廓用噴射混凝土封閉，人工砂漿抹面修飾。夯填土分層 厚度不超過 15cm，壓實(shí)度大于 90%。為保證混凝土美觀，土拱上面鋪上一層油毛氈。為 減少對(duì)原地面的擾動(dòng)，避免洞口處大規(guī)模刷坡，外模采用竹膠板。套拱采用臺(tái)階法挖 坑，一次性澆筑，混凝土采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)攪拌，采用汽車吊起吊澆筑。4.2.2 、長管棚施工管棚施工先施鉆、安設(shè)及注漿所有有孔鋼管，再施作無孔鋼管。無孔鋼管可以作為 檢查管檢查注漿質(zhì)量。大管棚采用 108mm熱軋無縫鋼管，環(huán)向間距

9、50cm。管棚仰角為 10（不包括路線縱坡） ，方向與路線中線平行。為利于管棚整體受力，縱向同一斷面內(nèi)的 接頭數(shù)量不大于 50%，相鄰管的接頭前后至少錯(cuò)開 1m，選用節(jié)長 3m、6m 二種規(guī)格的鋼 管。棚管四周梅花形鉆 8mm出漿孔眼凈距 150mm，管棚前端設(shè)長為 100mm錐頭，尾部焊 A10mm加強(qiáng)箍，鋼管接頭采用絲扣連接，絲扣長 15cm。1、鉆孔鉆孔順序?yàn)閺墓把绊敺较?，左右?duì)稱施鉆，即1#、39#、3#、37#, 2#、38#、4#、 36#, 20#。根據(jù)套拱中預(yù)埋的鋼套管作為導(dǎo)向管進(jìn)行鉆孔。掌子面必須按要求先 噴一層素混凝土作為止?jié){墻，以確保掌子面在進(jìn)行壓力注漿時(shí)不出現(xiàn)漏漿、

10、坍塌。（1）、鉆孔前先檢查鉆機(jī)機(jī)械狀況是否正常；鉆孔時(shí)根據(jù)情況確定是否加泥漿或水 泥漿鉆進(jìn)，當(dāng)鉆至砂層易塌孔時(shí)，應(yīng)加泥漿護(hù)壁方可繼續(xù)鉆進(jìn)；如不能成孔時(shí)，可加套 筒或?qū)@頭直接焊接在鋼管前端鉆；（2）、鉆機(jī)就位后，準(zhǔn)確地畫出需鉆孔位置；施鉆時(shí)，頂緊掌子面，提高施鉆精 度；鉆機(jī)開孔時(shí)鉆速宜低，鉆深至 20cm以后轉(zhuǎn)入正常鉆速；（3）、第一節(jié)鉆桿鉆入巖層尾部剩 2030cm 時(shí)鉆進(jìn)停止，用兩把管鉗人工卡緊鉆 桿，鉆機(jī)低速反轉(zhuǎn)，脫開鉆桿。鉆機(jī)沿導(dǎo)軌退回原位，人工裝入第二節(jié)鉆桿，并在鉆桿前 端安裝好聯(lián)接套，鉆機(jī)低速送至第一根鉆孔尾部，方向?qū)?zhǔn)后聯(lián)接成一體。每次接長，按 上述方法進(jìn)行。（4）、換鉆桿時(shí)，要

11、注意檢查鉆桿是否彎曲，有無損傷，中心水孔是否暢通等，不 符合要求的應(yīng)更換，以確保正常作業(yè)。（5）、為防止鉆桿在推力和振動(dòng)力雙重作用下鉆桿上下顫動(dòng)，導(dǎo)致鉆孔不直，鉆孔 時(shí)應(yīng)把扶直器套在鉆桿上，隨鉆桿鉆進(jìn)向前平移。2、頂管（1）、先鉆大于棚管直徑的引導(dǎo)孔，然后利用鉆機(jī)的沖擊和推力，將安有工作管頭 的管棚沿引導(dǎo)孔鉆進(jìn)，接長棚管，直至孔底。（2）、管棚接長時(shí)先將第一根鋼管頂入鉆好的孔內(nèi)，再逐根聯(lián)接。事先需加工好連 接絲扣。（3）、接長管件應(yīng)滿足管棚受力要求，相鄰管的接頭應(yīng)前后錯(cuò)開，避免接頭在同一 截面受力（4）、頂管時(shí)，當(dāng)?shù)谝还?jié)鋼管推進(jìn)孔外剩余 3040cm時(shí)，人工裝上第二節(jié)鋼管，鉆機(jī) 低速前進(jìn)對(duì)準(zhǔn)第

12、一節(jié)鋼管端部，嚴(yán)格控制角度，人工持鉗進(jìn)行鋼管聯(lián)接，使兩節(jié)鋼管在聯(lián) 接套處聯(lián)成一體。鉆機(jī)再以沖擊壓力和推進(jìn)壓力低速頂進(jìn)鋼管。3、注漿（1）、施工程序及方法a、注漿前先檢查管路和機(jī)械狀況，確認(rèn)正常后做壓漿實(shí)驗(yàn)，確定合理的注漿參數(shù)，才可以施工。設(shè)計(jì)注漿參數(shù) : 水泥漿水灰比 1： 1，水玻璃濃度 35 波美度，水玻璃模數(shù)2.4 ，注漿初壓力 0.5 1.0MPa。b、注漿按鉆孔順序進(jìn)行。注漿過程中隨時(shí)檢查孔口、鄰孔、覆蓋層較薄部位有無串 漿現(xiàn)象，如發(fā)生串漿，在有多臺(tái)注漿機(jī)的條件下，應(yīng)同時(shí)注漿；無條件時(shí)，應(yīng)立即停止注 漿或采用間歇式注漿封堵串漿口，也可采用麻紗、木楔、快硬水泥砂漿或錨固劑封堵， 直至不

13、再串漿時(shí)再繼續(xù)注漿。注漿過程中壓力如突然升高，可能發(fā)生堵管，應(yīng)停機(jī)檢 查。(2) 、待有孔鋼管已全部注漿完畢后，再進(jìn)行無孔鋼管的鉆孔、安設(shè)。(3) 、注漿效果評(píng)定：a、單根鋼管理論注漿量：Q=r 2L+R2L式中： r 為鋼管半徑， L 為鋼管總長度，考慮與鉆機(jī)連接，取 29m；R 為漿液擴(kuò) 散半徑，取 0.5m； 為地層孔隙率，堆積體經(jīng)測試 為 6%；為漿液有效充填 率，取 0.9 ；為漿液損耗系數(shù)，取 1.15 。經(jīng)計(jì)算，單根鋼管注漿量理論注漿量為： Q=1.58m3。如實(shí)際注漿量與理論注漿 量偏差太大，則應(yīng)調(diào)整注漿參數(shù)。b、對(duì)注漿加固區(qū)進(jìn)行鉆孔取芯，觀察注漿充填情況。c、在進(jìn)行無孔鋼管鉆

14、孔時(shí)觀察孔內(nèi)涌水顏色及涌水量，水顏色如較澄清或夾 帶水泥渣塊，涌水量小于 0.4L/min ，則注漿效果較好，如涌水為泥漿顏色或涌水 量較大時(shí)，應(yīng)補(bǔ)注或重注4 、防止管棚施工的偏位措施 在鉆孔施工中，影響管棚偏位的因素有：(1) 、開口時(shí)方向沒控制好。管棚施工中，為了使管棚前端不致侵限，在打管時(shí) 需設(shè) 1外插角，施打時(shí)準(zhǔn)確掌握外插角，嚴(yán)格掌握開口方向，不然以后很難控制其方 向。(2) 、巖層不均質(zhì)。在鉆孔打管過程中，由于圍巖軟硬不均，使鉆頭(管前端) 偏向軟的一側(cè)，此傾斜方向很難估計(jì)與控制。(3) 、鉆頭自重產(chǎn)生下?lián)?，方向控制措施?4) 、嚴(yán)格按外插角鉆孔；(5) 、控制鉆頭的下?lián)希?6)

15、、扶直器套在鉆桿上，施鉆可調(diào)直，效果比較明顯。五、超前小導(dǎo)管施工超前小導(dǎo)管用于 V 級(jí)、級(jí)圍巖一般地段，鋼花管采用 42、長 4.5m，厚3.5mm 的熱扎無縫鋼管，環(huán)向間距40cm，外插角 10 15，水平搭接長度不小于1m。鋼管前端做成尖角錐狀，尾部焊上箍筋。小導(dǎo)管管尾1.0m 范圍內(nèi)不鉆孔外， 其余鉆 8 注漿孔，間距為 15cm，梅花型布置。5.1 超前小導(dǎo)管施工方法小導(dǎo)管施工采用鉆孔頂進(jìn)法，鉆孔直徑比鋼管直徑大35mm，用鉆機(jī)頂入，并用高壓風(fēng)將鋼管內(nèi)的砂石吹出。5.2 超前小導(dǎo)管施工技術(shù)措施5.2.1 、小導(dǎo)管用鉆機(jī)鉆孔及頂進(jìn)安裝好后，用塑膠泥封堵孔口及周圍裂隙， 必要時(shí)在小導(dǎo)管附近

16、及工作面噴射砼。5.2.2 、隧道的開挖長度應(yīng)小于小導(dǎo)管的注漿長度，預(yù)留部分作為下一循環(huán)的 止?jié){墻。5.2.3 、注漿前后應(yīng)進(jìn)行壓水試驗(yàn)，檢查機(jī)械設(shè)備是否正常，管路連接是否正 確，為加快注漿速度和發(fā)揮設(shè)備效率，可采用群管注漿（每次35 根）。5.2.4 、注漿施工前應(yīng)進(jìn)行注漿試驗(yàn)，以確定合適的注漿參數(shù)值。注漿液采用 水泥漿（添加 5%水玻璃），漿液參數(shù)如下：水泥漿液水灰比 1 1（重量比），注漿 壓力： 0.5 1.0MPa。5.2.5 、注漿量達(dá)到設(shè)計(jì)注漿量和注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)終壓時(shí)可結(jié)束注漿。5.2.6 、注漿過程中要隨時(shí)觀察注漿壓力及注漿泵排漿量的變化，分析注漿情 況，防止堵管、跑漿、漏漿

17、。做好注漿記錄，以便分析注漿效果圖 4 超前小導(dǎo)管施工工藝流程圖六、超前錨桿施工超前錨桿配合 V 級(jí)圍巖地段復(fù)合襯砌雙側(cè)壁導(dǎo)坑使用。超前錨桿采用長為 4.5m 的 20MnSi22 藥卷錨桿，施工時(shí)錨桿與襯砌中線平行以 10O15O 仰角打 入拱部圍巖。環(huán)向距間約 40 ，縱向間距不小于 1.0m 搭接。采用 YT28 鑿巖機(jī)鉆孔， ZW早強(qiáng)錨固劑錨固。錨桿尾部設(shè)絲扣，安裝鋼墊 板。ZW錨固劑使用方法為 :1、將藥卷浸入清水 1min 后取出（以軟而不散為度）；2、將錨固卷逐個(gè)用炮棍裝入孔內(nèi)搗實(shí)；3、利用鑿巖機(jī)的沖擊力打入錨桿旋轉(zhuǎn)直至漿液流出。裝藥長度不得少于孔 長的 1/3 。超前錨桿布置見

18、圖 6，藥卷錨桿細(xì)部見圖 7。圖 6 超前錨桿布置圖七、實(shí)測項(xiàng)目圖 7 藥卷錨桿細(xì)部圖噴射混凝土支護(hù)實(shí)測項(xiàng)目 表 5項(xiàng)次檢查項(xiàng)目規(guī)定值或允許偏差檢查方法和頻率權(quán)值1噴射混凝土 強(qiáng)度（MPa）在合格標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)按附錄 E 檢查32噴層厚度（mm）平均厚度 設(shè)計(jì)厚度；檢查 點(diǎn)的 60%設(shè)計(jì)厚度；最小 厚度 0.5設(shè)計(jì)厚度，且 50鑿孔法或雷達(dá)檢測儀： 每 10m 檢 查 一 個(gè) 斷 面，每個(gè)斷面從拱頂中 線起每 3m 檢查 1 點(diǎn)33空洞檢測 無空洞，無雜物鑿孔或雷達(dá)檢測儀：每10m 檢查一個(gè)斷面，每3個(gè)斷面從拱頂中線起每3m 檢查 1 點(diǎn)錨桿支護(hù)實(shí)測項(xiàng)目 表 6項(xiàng)次檢查項(xiàng)目規(guī)定值或允許偏差檢查方法和頻

19、率權(quán)值1錨桿數(shù)量（根）不少于設(shè)計(jì)按分項(xiàng)工程統(tǒng)計(jì)32錨桿拔力（kN）28d 拔力平均值 設(shè)計(jì) 值，最小拔力 0.9 設(shè)計(jì) 值按錨桿數(shù) 1%做拔力 試 驗(yàn)，且不小于 3 根做拔 力試驗(yàn)23孔位（ mm ） 50尺量：檢查錨桿數(shù)的10%24鉆孔深度 （ mm ） 50尺量：檢查錨桿數(shù)的10%25孔徑（ mm ）砂漿錨桿：桿體直徑+15 ；其他錨桿：符合 設(shè)計(jì)要求尺量：檢查錨桿數(shù)的10%26錨桿墊板與巖面緊帖檢查錨桿數(shù)的 10%1鋼筋網(wǎng)支護(hù)實(shí)測項(xiàng)目 表 7項(xiàng)次檢查項(xiàng)目規(guī)定值或允許偏差檢查方法和頻率權(quán)值1網(wǎng)格尺寸 （mm） 10尺量：每 50m 2 檢查2 個(gè)網(wǎng)眼32鋼筋保護(hù)層厚 （mm） 10鑿 孔檢

20、 查： 檢查 5點(diǎn)23與受噴巖面的間（ mm ） 30尺量：檢查 10 點(diǎn)24網(wǎng)的長、寬 （mm） 10尺量1超前錨桿實(shí)測項(xiàng)目 表 8項(xiàng)次檢查項(xiàng)目規(guī)定值或允許偏差檢查方法和頻率權(quán)值1長度（ m ）不小于設(shè)計(jì)尺量：檢查錨桿數(shù)的10%22孔位（ mm ） 50尺量：檢查錨桿數(shù)的10%23鉆孔深度 （ mm ） 50尺量：檢查錨桿數(shù)的10%24孔徑（ mm ）大于桿體直徑 +15尺量：檢查錨桿數(shù)的10%2超前鋼管實(shí)測項(xiàng)目 表 9項(xiàng)次檢查項(xiàng)目規(guī)定值或允許偏差檢查方法和頻率權(quán)值1長度（ mm ）不小于設(shè)計(jì)尺量：檢查 10%22孔位（ mm ） 50尺量：檢查 10%23鉆孔深度 （ mm ） 50尺量：檢查 10%24孔徑（ mm ）大于鋼管直徑 +20尺量：檢查 10%2八、質(zhì)量保證措施8.1 為了確保工程質(zhì)量，我項(xiàng)目建立了質(zhì)量保證體系，用質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)規(guī) 范員工質(zhì)量行為，建立健全質(zhì)量組織機(jī)構(gòu)，落實(shí)質(zhì)量責(zé)任制。項(xiàng)目經(jīng)理部設(shè)質(zhì) 量組織機(jī)構(gòu)，見“項(xiàng)目經(jīng)理部質(zhì)量管理組織機(jī)構(gòu)圖 8”。項(xiàng)目經(jīng)理部質(zhì)量管理組織機(jī)構(gòu)圖 圖 8隧道施工隊(duì)8.2 、為保證質(zhì)量保證體系能正常運(yùn)行，我們采取如下措施