隧道管棚注漿

管棚注漿作業(yè)指導(dǎo)書一、管棚注漿的意義在隧道施工中，襯砌和開挖是兩大主體工作，而開挖工作能否順利進(jìn)行，又直接取決于支護(hù)工作的好壞，在淺埋、嚴(yán)重偏壓、巖溶流泥地段，砂土段、砂卵（礫）石層，自穩(wěn)性差的軟弱破碎地層、斷層破碎帶以及大面積淋水和涌水地段進(jìn)行施工時(shí)，都必須采取措施對(duì)地層進(jìn)行預(yù)加固，超前支護(hù)或止水。結(jié)合我隊(duì)合同段隧道設(shè)計(jì)要求，要求對(duì)Ⅴ類圍巖及洞口進(jìn)洞地段進(jìn)行超前管棚預(yù)注漿支護(hù)，使洞口進(jìn)洞時(shí)安全得到保障，也使洞內(nèi)軟弱圍巖地段施工能順利進(jìn)行，確保人員、機(jī)械的安全，也使隧道開挖工作能順利進(jìn)行具有現(xiàn)實(shí)的意義。二、管棚設(shè)計(jì)參數(shù)施工時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格參照設(shè)計(jì)要求備料、施工，以保證注漿的質(zhì)量。設(shè)計(jì)參數(shù)為：1、大管棚采用Φ108mm，壁厚6mm的熱軋無縫鋼管，長(zhǎng)度為20m，堆積體范圍內(nèi)共3環(huán)大管棚，布置在拱頂180°范圍內(nèi)，管棚環(huán)向間距為30cm，距開挖輪廓線30cm，外插角3~5°。鋼管上鉆注漿孔，孔徑10mm，孔間距50cm，梅花形布置，尾部2m范圍內(nèi)不鉆孔作為止?jié){段。2、傾角：平行與路線縱坡，方向：平行與路線中線。3、鋼管施工誤差：徑向不大于20cm。4、隧道縱向同一橫斷面內(nèi)的接頭數(shù)不大于50%，相鄰鋼管的接頭至少錯(cuò)開1m。三、注漿參數(shù)設(shè)計(jì)1、注漿材料及配合比：注漿漿液采用水泥－水玻璃雙液漿，水泥采用425普通硅酸鹽水泥，水玻璃采用Ⅱ型水玻璃，體積質(zhì)量為1.25g／cm3，水玻璃濃度為35Be°，水泥漿液水灰比為0.6:1~1:1，水泥與水玻璃漿體積比為1:0.5；2、注漿壓力：0.5~1.2MPa；3、漿液擴(kuò)散半徑：R＝0.7×0.3=0.21m，取0.3m；4、單根鋼管注漿量Q＝π·r2·L＋π·R2·L·η·α·β式中：r—鋼管半徑，0.108／2＝0.054m；L—鋼管長(zhǎng)度，考慮與鉆機(jī)連接，取24m；R—漿液擴(kuò)散半徑，取0.3m；η—地層孔隙率，堆積體經(jīng)測(cè)試為11％；α—漿液有效充填率，取0.9；β—漿液損耗系數(shù)，取1.15。經(jīng)計(jì)算，單根鋼管注漿量：Q＝0.992m3。5、注漿前應(yīng)先進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)注漿試驗(yàn)，參數(shù)通過試驗(yàn)后可適當(dāng)調(diào)整。6、技術(shù)措施為加強(qiáng)管棚剛度，在鋼管內(nèi)放入鋼筋籠。四、施工方法1、坡面處理1）坡面如果能達(dá)到自穩(wěn)要求，并且對(duì)下部施工不造成重大安全隱患的盡量不刷坡，采用加固措施進(jìn)行防護(hù)。2）鉆孔前將坡面雜草、危石清除干凈。3）按設(shè)計(jì)要求錨-網(wǎng)-噴護(hù)坡，噴砼厚度15cm，錨桿長(zhǎng)度3.0m，間距1.0×1.0m成梅花型布置；φ8mm鋼筋網(wǎng)滿鋪坡面，網(wǎng)格間距20×20cm。4）必要時(shí)在坡面設(shè)重型軌排防護(hù)，防止坡面局部危石失穩(wěn)。5）坡面有大孤石時(shí)，先在孤石周圍注漿固結(jié)周邊砂石，待注漿達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)再將孤石清除。2、人員準(zhǔn)備1）管棚施作必須具備以下人員（按三班計(jì)算）鉆孔15人/臺(tái)鉆鋼筋籠制安3人鋼管加工3人注漿工6人攪拌漿液人員8人修理工2人電工3人2）管棚施作需用機(jī)械設(shè)備（見表1）表1、機(jī)械設(shè)備配備機(jī)械名稱規(guī)格單位數(shù)量備注水平鉆機(jī)ZY-150臺(tái)3鉆眼長(zhǎng)度大于100米注漿機(jī)BW-250臺(tái)3電焊機(jī)臺(tái)2臺(tái)式鉆機(jī)臺(tái)1砂漿攪拌機(jī)臺(tái)23、管棚注漿施工工藝流程圖五、孔位測(cè)定鉆孔前按五寸臺(tái)畫出管棚位置輪廓線（按開挖輪廓線放大30cm），按孔間距定出孔位，并能滿足和設(shè)計(jì)要求，如開始位置在軟弱帶或夾泥砂帶時(shí)，可適當(dāng)變動(dòng)孔位，但范圍不能超過30cm；鉆孔面必須按要求先噴一層素砼作為止?jié){墻，并確保鉆孔面不出現(xiàn)坍塌。六、鉆孔1、鉆孔前先檢查鉆機(jī)各部位運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，對(duì)非正常部位進(jìn)行更換，檢查水壓能否達(dá)到施工要求；然后埋設(shè)鋼拱架，并固定套管，將套管與鋼拱架焊接在一起，套管固定前，先調(diào)整管位至正確位置。安設(shè)鉆機(jī)，順序由兩邊至中間，鉆機(jī)安設(shè)要牢固，防止擺動(dòng)位移，傾斜和下沉，鉆機(jī)距工作面的距離一般情況不小于2米。2、鉆孔時(shí)，為克服鉆深后因鉆具自重而產(chǎn)生的下垂現(xiàn)象，鉆孔應(yīng)與導(dǎo)向管一致，比線路中線上仰角1°，即外傾角1°，以確保鉆進(jìn)后管棚不侵入界限，鉆孔定位可壓羅盤、經(jīng)緯儀、掛線相結(jié)合的方法，確保鉆機(jī)鉆桿軸線與開孔角度一致。開鉆時(shí)，先低速低壓，待成孔幾米后，再加速加壓。鉆孔測(cè)斜用羅盤儀測(cè)方位角，控制水平偏差，成孔一半時(shí)，用Ф108mm套管測(cè)量控制上仰或下垂側(cè)斜，確定偏斜情況。3、鉆孔根據(jù)情況確定是否加泥漿或水泥漿鉆進(jìn)，當(dāng)鉆至砂層易坍孔時(shí)，應(yīng)加泥漿護(hù)壁方可繼續(xù)鉆進(jìn)；如坍孔較嚴(yán)重時(shí)，可加水泥漿或化學(xué)漿液護(hù)壁繼續(xù)進(jìn)行；如不能成孔時(shí)，可加套筒或?qū)@頭直接焊在鋼管前端鉆進(jìn)。4、鉆孔速度應(yīng)保持勻速，特別是鉆頭遇到夾泥夾沙層時(shí)，控制鉆進(jìn)速度，避免夾鉆現(xiàn)象。5、為避免鉆桿太長(zhǎng)鉆頭因自重下垂或遇到孤石鉆進(jìn)方向不易控制等現(xiàn)象，開鉆上挑角度就控制在3°~5°之間，并隨時(shí)檢查角度值和鉆進(jìn)方向。6、鉆孔完畢后，要及時(shí)清理孔內(nèi)的余渣即掃孔，用Ф108巖芯管掃孔，巖芯管長(zhǎng)度一般為2.5m左右。7、掃孔完畢后，即安裝打入管棚、鋼管。七、安設(shè)管棚、鋼筋籠1、鉆孔好后及時(shí)安設(shè)管棚鋼管，避免出現(xiàn)坍孔。2、管棚鋼管采用Ф108mm孔徑，節(jié)長(zhǎng)3m、6m，壁厚6mm，鋼管接頭采用絲扣連接，絲扣長(zhǎng)度不小于15cm，同一斷面上的接頭至少錯(cuò)開1m。3、管棚施工時(shí)先打有孔鋼花管，注漿后再打無孔鋼管，無孔鋼管可作為檢查管，以檢查注漿質(zhì)量。4、鋼管安裝困難時(shí)，可用卷揚(yáng)機(jī)反壓頂入或用其它方式將鋼管頂至設(shè)計(jì)位置。管棚鋼管安裝示意圖5、鋼管和鋼筋籠應(yīng)在場(chǎng)外先行預(yù)制加工，到施工場(chǎng)地后再接長(zhǎng)。6、鋼管逐節(jié)頂入，采用絲扣連接，保證鋼管間的連接強(qiáng)度；鋼管安裝到位后，再將鋼筋籠放入鋼管內(nèi)，鋼筋籠采用焊接連接，焊接長(zhǎng)度滿足規(guī)范要求。7、及時(shí)將鋼管與鉆孔壁間縫隙填塞密實(shí)，在鋼管外露端焊上法蘭盤，并檢查焊接強(qiáng)度和密實(shí)度。八、管棚注漿1、注漿前先檢查管路和機(jī)械狀況，確認(rèn)正常后做壓漿試驗(yàn)，確定合理的注漿參數(shù)，據(jù)以施工。1）單液注漿配合比參數(shù)：水泥：水：水玻璃1：1：0.5C30砂漿：水泥：水：沙1：0.4：0.42）雙液注漿配合比參數(shù)：水泥漿與水玻璃體積比1:0.5，水泥漿水灰比1:1，水玻璃濃度35波美度，模數(shù)2.4—3.4。2、注漿采用水泥-水玻璃利用三通管同時(shí)注入，水泥漿必須拌制均勻，并按比例與水玻璃漿液注入。三通管加工圖水泥漿水玻璃漿液3、注漿過程中隨時(shí)檢查孔口、鄰孔、河溝、覆蓋較薄部位有無串漿現(xiàn)象，如發(fā)現(xiàn)串漿現(xiàn)象，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，直至不再串漿時(shí)再繼續(xù)注漿。4、單液注水泥漿壓力突然升高，可能發(fā)生堵管，應(yīng)停機(jī)檢查；雙液注水泥與水玻璃漿如壓力突然升高，則關(guān)停水玻璃泵，進(jìn)行單液注漿或注清水，待泵壓正常時(shí)，再進(jìn)行雙液注漿；水泥漿單液和水泥水泥與水玻璃雙液注漿進(jìn)漿量很大，壓力長(zhǎng)時(shí)間不升高，則應(yīng)調(diào)整漿液濃度及配合比，縮短凝膠時(shí)間，進(jìn)行小量低壓力注漿或間歇式注漿，使?jié){液在裂隙中有相對(duì)停留時(shí)間，以便凝結(jié)，但停留時(shí)間不能超過混合漿的凝膠時(shí)間，才能避免產(chǎn)生注漿不飽滿；5、注漿壓力達(dá)到1.0Mpa，并持續(xù)穩(wěn)定5min以上，可停止注漿，并及時(shí)封堵注漿口。九、注漿效果檢查1、注漿終孔壓力達(dá)到1.0Mpa，持續(xù)穩(wěn)定5min以上，視為該注漿孔已滿足要求。2、注漿完畢用鐵錘敲擊鋼管，如響聲清脆，則說明漿液未填充滿鋼管，需采取補(bǔ)注或重注；如響聲低啞，則說明漿液已填充滿鋼管，如未達(dá)到要求，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)孔注漿。3、開挖后及時(shí)觀察巖壁面，鋼管周圍20cm范圍巖隙應(yīng)被基本填密實(shí)，并作好記錄。十、安全措施1、施工前需對(duì)全體作業(yè)人員進(jìn)行培訓(xùn)，增強(qiáng)施工人員安全意識(shí)；2、施工時(shí)必須選用經(jīng)檢驗(yàn)合格的料具，防止機(jī)械事故的發(fā)生；3、施工作