長(zhǎng)管棚預(yù)注漿超前支護(hù)施工工法在隧道施工過(guò)程中的應(yīng)

1、蘭州至?？趪?guó)家高速公路武都至罐子溝段WG10合同段（K56+603K61+180)長(zhǎng)管棚預(yù)注漿超前支護(hù)施工工法在隧道進(jìn)洞施工中的應(yīng)用總結(jié)中交一公局第一工程有限公司武罐10標(biāo)項(xiàng)目經(jīng)理部2011年11月19日目 錄一、 前 言1二、 工法應(yīng)用12.1施工方案設(shè)計(jì)參數(shù)12.2具體施工工藝12.3質(zhì)量保證措施72.4安全保證措施8三、 總 結(jié)8長(zhǎng)管棚預(yù)注漿超前支護(hù)施工工法在隧道進(jìn)洞施工中的應(yīng)用總結(jié)一、前言一公司武罐十標(biāo)麻崖子特長(zhǎng)隧道位于西秦嶺中山區(qū)，隧道共有主洞左洞、右洞及斜井3個(gè)洞口，洞口區(qū)段圍巖均為強(qiáng)風(fēng)化片巖，節(jié)理發(fā)育，穩(wěn)定性差，設(shè)計(jì)級(jí)別為V級(jí)淺埋，其中左洞處于偏壓地段，斜井在開(kāi)挖洞頂邊仰坡時(shí)，發(fā)

2、生山體滑坡現(xiàn)象。在隧道進(jìn)洞時(shí)，三個(gè)洞口均采取了長(zhǎng)管棚預(yù)注漿超前支護(hù)施工工法，確保了洞口段圍巖的穩(wěn)定，順利完成了洞口段施工。二、工法應(yīng)用2.1、施工方案設(shè)計(jì)參數(shù)（1）管棚鋼管采用89熱軋無(wú)縫鋼管，壁厚5mm，管節(jié)長(zhǎng)度46m，采用絲扣相接，接頭錯(cuò)開(kāi)，單根管長(zhǎng)20m。管口段2.5m鋼管不開(kāi)孔，其余部分按照15cm間距交錯(cuò)設(shè)置注漿孔，孔徑12mm。（2）管棚鋼管共設(shè)置31根，環(huán)向間距40cm，傾角13°。（3）超前注漿材料采用水泥漿，水灰比1:1，注漿孔壓力初壓0.51.0Mpa，終壓1.52.5Mpa。2.2具體施工工藝2.2.1總體施工工藝流程圖如圖1。圖1 長(zhǎng)管棚預(yù)注漿超前支護(hù)工藝流程

3、圖施工準(zhǔn)備鉆孔及清孔頂 管注 漿隧道開(kāi)挖漿液制作鋼管加工2.2.2施工準(zhǔn)備（1）在參照設(shè)計(jì)圖紙的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步調(diào)查地質(zhì)情況，熟悉施工條件；（2）準(zhǔn)備原材料，準(zhǔn)備施工機(jī)具和器材；序號(hào)名稱(chēng)規(guī)格單位數(shù)量備注1注漿水泥漿m ³41.42注漿管棚89m620壁厚5mm表1 每個(gè)洞口超前管棚工程數(shù)量表序號(hào)名稱(chēng)型號(hào)單位數(shù)量備注1空壓機(jī)20.0 m ³臺(tái)32潛孔鉆KQ150臺(tái)13制漿機(jī)2TGZ-60/210臺(tái)14電焊機(jī)500交流臺(tái)3表2 主要施工機(jī)具覽表（3）測(cè)量放樣完成定向、布孔和套拱施工。在開(kāi)挖輪廓線以外拱部120°范圍內(nèi)施作套拱，縱向設(shè)置2m，套拱厚60cm，采用C25混凝

4、土澆筑，內(nèi)設(shè)3榀間距75cm的I18型鋼拱架，在套拱頂部沿隧道開(kāi)挖輪廓周邊準(zhǔn)確定位預(yù)埋31個(gè)108×4的導(dǎo)向鋼管。圖2 套拱施工方案立面圖圖3 導(dǎo)向管與鋼拱架連接示意圖圖圖4 套拱施工方案?jìng)?cè)面圖套拱施工過(guò)程中注意做到以下幾點(diǎn)：布設(shè)導(dǎo)向管時(shí)，確保相鄰孔位誤差不超過(guò)5cm；并固定在鋼拱架上（如圖3所示）。采取掛線定向，距離10m，通過(guò)前后兩點(diǎn)掛線確定管棚方向，在定向時(shí)要考慮路線縱坡對(duì)插角的影響。2.2.3鉆孔施工（1）鉆孔施工工藝流程如圖5圖5 鉆孔施工工藝流程圖鉆機(jī)就位測(cè)量布孔鉆孔及接長(zhǎng)鉆桿鉆孔及清孔退出鉆桿鉆機(jī)大臂矯正鉆機(jī)固定（2）鉆孔施工工藝操作要點(diǎn)鉆孔前洞口開(kāi)挖形成工作平臺(tái)。完成

5、測(cè)量布孔，在設(shè)計(jì)孔位點(diǎn)上標(biāo)記。鉆機(jī)就位將鉆機(jī)就位處的土層夯實(shí)，確保在鉆進(jìn)過(guò)程中，鉆機(jī)不發(fā)生傾斜或滑動(dòng)。鉆機(jī)的底座應(yīng)用水平尺或水準(zhǔn)儀將其調(diào)平。鉆臂的仰角保證與設(shè)計(jì)仰角相同。為了讓管棚順利頂進(jìn)，鉆孔直徑比管直徑稍大，采用100mm鉆頭。 鉆進(jìn)施鉆時(shí)，鉆機(jī)大臂必須頂緊在套拱外緣上，以防止過(guò)大顫動(dòng)，提高施鉆精度。鉆機(jī)開(kāi)孔時(shí)鉆速宜低，鉆深20cm后轉(zhuǎn)入正常鉆速。第一節(jié)鉆桿鉆入巖層尾部剩余2030cm時(shí)停止鉆進(jìn)，用兩把管鉗人工卡緊鉆桿（并注意不得卡絲扣），鉆機(jī)低速反轉(zhuǎn)，脫開(kāi)鉆桿。鉆機(jī)沿導(dǎo)軌退回原位，人工裝入第二根鉆桿，并在鉆桿前段安裝好聯(lián)接套，鉆機(jī)低速送至第一根鉆桿尾部，方向?qū)?zhǔn)后聯(lián)接成一體。每次接長(zhǎng)鉆桿

6、，均按照上述方法進(jìn)行聯(lián)接。換鉆桿時(shí)，要注意檢查鉆桿是否彎曲，有無(wú)損傷，中心水孔是否暢通等，不符合要求的要更換以確保正常作業(yè)。鉆進(jìn)過(guò)程中采用測(cè)斜儀量測(cè)鉆孔放向，發(fā)現(xiàn)偏斜超過(guò)設(shè)計(jì)要求，及時(shí)糾正。在鉆進(jìn)過(guò)程中對(duì)石粉進(jìn)行收集分析，根據(jù)鉆進(jìn)深度對(duì)石粉取樣并做好記錄，對(duì)地質(zhì)情況進(jìn)行判斷、描述，指導(dǎo)開(kāi)挖。清孔驗(yàn)孔用鉆機(jī)進(jìn)行反復(fù)掃孔，清除浮渣，確?？讖健⒖咨罘弦?，防止堵孔。用高壓風(fēng)、水從孔底向孔口清理鉆渣。2.2.4頂管鋼管施工（1）頂管施工工藝流程如圖6圖6 頂管施工工藝流程圖頂入第一節(jié)鋼管第二節(jié)就位連接頂入鋼管下料下一根鋼管（2）頂管前，根據(jù)施工方案設(shè)計(jì)指標(biāo)，對(duì)鋼管進(jìn)行下料，鉆注漿孔，孔徑12mm，間

7、距15cm，呈梅花狀布置，尾部止?jié){段2.5m（如圖7）。按照編號(hào)，奇數(shù)的第一節(jié)為3m，其他為每節(jié)6m。圖7 89鋼管加工圖 （3）鉆孔完成后，及時(shí)安裝鋼管，避免出現(xiàn)塌孔。頂入采用人工，借助挖掘機(jī)、手動(dòng)液壓千斤頂、鑿巖機(jī)、液壓鉆的沖擊力等機(jī)具輔助進(jìn)行頂入施工。（4）連接采用焊接連接，先將兩根鋼管端頭精確切割出對(duì)接槽，對(duì)接槽長(zhǎng)度1015cm，完全咬合并保證兩根管中心在同一直線上，然后進(jìn)行焊接，焊縫不小于5mm（如圖8）。鋼管1鋼管2圖8 鋼管咬合焊接示意圖（5）接長(zhǎng)鋼管要滿(mǎn)足受力要求，相鄰鋼管的接頭前后錯(cuò)開(kāi)。按照編號(hào)，奇數(shù)的第一節(jié)采用3m鋼管，偶數(shù)第一節(jié)采用6m鋼管，以后每節(jié)均采用6m長(zhǎng)鋼管，保證

8、隧道縱向同一截面內(nèi)接頭數(shù)不大于50%，相鄰鋼管接頭至少錯(cuò)開(kāi)1.5m（如圖9）。圖9 鋼管接頭布置示意圖（6）接管完畢后，外露鋼管口采用鋼板焊接封堵。鋼板中間焊接注漿用的八分管，并安裝止水閥門(mén)（如圖10）。圖10 封管示意圖2.2.5注漿施工（1）注漿施工工藝流程圖（如圖11）圖11 注漿施工工藝流程圖注漿準(zhǔn)備注漿持壓卸管封堵拌制漿液安裝注漿管（2）注漿施工工藝注意要點(diǎn)注漿材料：素水泥漿（42.5（R）普通硅酸鹽水泥），水灰比1:1。注漿前，導(dǎo)向管與鋼管端部應(yīng)用較粘的素水泥漿封堵嚴(yán)密，待其凝結(jié)硬化后方可開(kāi)始注漿。注漿時(shí)要徐徐加壓，初壓控制在0.51.0Mpa之間，終壓控制在1.52.5Mpa之間

9、，達(dá)到壓力后，表示已注滿(mǎn)，注滿(mǎn)后，漿液有時(shí)會(huì)從封口處均勻溢出，有時(shí)也會(huì)從周?chē)膸r隙裂縫處溢出。注漿量完畢后，把注漿量與理論數(shù)值相比較，當(dāng)注漿量小于理論數(shù)值時(shí)，說(shuō)明管內(nèi)未注滿(mǎn)，此時(shí)應(yīng)停止注漿查明原因后再進(jìn)行壓注（按照注漿量為鉆孔圓柱體1.5倍來(lái)控制）。壓注過(guò)程中，有時(shí)剛剛壓注，就有漿液不斷溢出，這時(shí)可用錨固劑或干水泥漿出漿口堵住，然后再進(jìn)行注漿。有時(shí)注漿量超限，未達(dá)到壓力要求，應(yīng)調(diào)整漿液濃度繼續(xù)注漿。注漿時(shí)先灌注“單”號(hào)漿孔，再灌注“雙”號(hào)漿孔，做好記錄，防止漏注。（3）檢查驗(yàn)收及封孔在注漿過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)要有專(zhuān)人留守檢查，看注漿量、注漿壓力是否達(dá)到要求。注漿完成后，采用砂漿及時(shí)封閉注漿孔，避免出現(xiàn)

10、空漏現(xiàn)象。2.3質(zhì)量保證措施（1）挑選熟練工人進(jìn)行作業(yè)，嚴(yán)格執(zhí)行技術(shù)交底。（2）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要，施工中可適當(dāng)增加套拱中錨固鋼筋，確保套拱施工質(zhì)量。預(yù)埋導(dǎo)向管要與套拱鋼拱架焊接牢固，確保澆筑混凝土?xí)r位置不發(fā)生變化。套拱澆筑時(shí)要加強(qiáng)振搗，確?；炷镣夤鈨?nèi)實(shí)。套拱拱架安裝垂直度誤差應(yīng)在±2°。（3）鉆孔施工時(shí)，嚴(yán)格控制鉆進(jìn)方向，以保證外插角滿(mǎn)足要求。鉆孔中經(jīng)常采用測(cè)斜儀量測(cè)鋼管鉆進(jìn)的偏斜度，鉆桿晃動(dòng)時(shí)，降低鉆速，防止因擴(kuò)孔導(dǎo)致改變仰角，鉆孔結(jié)束后應(yīng)對(duì)孔深進(jìn)行量測(cè)?？孜黄畈坏贸^(guò)±50mm，孔深偏差不超過(guò)±50mm。鉆頭直徑大于鋼管直徑并小于孔口管直徑。鉆孔方向

11、由高孔位向低孔位進(jìn)行（由上而下）。要打一眼，裝一管。（4）第一節(jié)鋼管前端要加工成尖錐狀，以利導(dǎo)向插入。接管時(shí)，兩鋼管斷面應(yīng)相吻合，并保證中心線在同一軸線上。鋼管接頭焊接，要保證質(zhì)量，焊縫飽滿(mǎn)，無(wú)漏洞。鋼管插入長(zhǎng)度不得短于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度的95%。鋼管插入后，應(yīng)外露孔口管0.1m。（5）出現(xiàn)卡鉆、塌孔時(shí)，可注漿后再鉆。水泥漿攪拌在拌和機(jī)內(nèi)進(jìn)行，配置水泥漿要在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成，要拌制均勻，具有良好的流動(dòng)性和粘稠度。嚴(yán)格保證持壓時(shí)間。注漿應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，中途不得間斷，如被迫中止時(shí)，應(yīng)用清水將孔內(nèi)漿液沖凈。卸管后應(yīng)立即進(jìn)行封堵，并在注漿過(guò)程中隨時(shí)觀察巖隙或其他外露部位有無(wú)溢漿現(xiàn)象，待漿液均勻流出時(shí)，再進(jìn)行封堵。（6）施工前對(duì)各孔進(jìn)行編號(hào)，認(rèn)真做好注漿記錄。制作漿液試件，為開(kāi)挖時(shí)間提供依據(jù)。2.4安全保證措施（1）加強(qiáng)對(duì)作業(yè)人員安全教育，并經(jīng)培訓(xùn)后才能上崗。進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)施工必須正確佩帶安全帽，高空作業(yè)必須系好安全帶，并保證附著物的牢固、安全。（2）套拱施工時(shí)支架應(yīng)堅(jiān)固、穩(wěn)定。（3）拆卸鉆桿時(shí)，要統(tǒng)一指揮，扳鉗卡鉆方向正確，防止管鉗及扳手打傷人。（4）注漿過(guò)程中，需觀察注漿施工對(duì)周?chē)鷰r層的擾動(dòng)，發(fā)生險(xiǎn)情時(shí)，立即暫停施工，組織人