[广东]隧道工程超前支护施工方案.docx

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1、XX隧道超前支护施工方案一、工程概况下部隧道为上下分离的三车道小净距大跨度隧道，隧道左幅起讫桩号为 XX39+135- XX39+500全长365m),右幅起讫桩号为 XX39+075-XX39+395全长420m),隧道最大埋深 约65m地质条件复杂，施工难度很大，设计上采取强有力的辅助施工措施。主要有：超 前长管棚、超前小导管、超前锚杆、加固注浆等。1.1 超前长管棚设于隧道 4 个洞口 V 级围岩地质条件较差的地段，通过注浆提高围岩自身承载能力，提高岩体对结构的弹性抗力，改善结构受力条件。管棚按入土长度为28m钢管均采用节长3m 6m 108X 6 mm热轧无缝钢管，环向间距中至中50

2、cm。钢管设置于衬砌拱部，管心与衬砌设计外轮廓线间距要求大于 30 cm,平行路面中线布置。2.2 超前注浆小导管适用于V级、W级围岩一般地段，小导管采用长为 4.5m 42 X 3.5 m热轧无缝钢 管，在钢管距尾端 1m范围外钻 8 m压浆孔。钢管环向间距约 40 cm，外插角控制在 1015左右，尾端支撑于钢架上，每排小导管纵向至少需搭接 1.0m。2.3 超前锚杆适用于 V 级围岩导坑内侧超前支护，以确保围岩稳定和施工安全。超前锚杆采用长为4.5m的20MnSi 22药卷锚杆，环向距间约 40 cm，纵向间距不小于1.0m搭接。外插 角可采 515不等。2.4 加固注浆分长管棚、小导管

3、和周边加固注浆，主要用在V级、W级围岩地段，通过注浆提高围岩自身承载能力，提高岩体对结构的弹性抗体力，改善结构受力条件。长管棚或小导 管注浆是利用洞口长管棚或洞身小导管先行敷设的钢花管进行；周边加固注浆是利用 D25 中空注浆系统锚杆进行。注浆宜采用单液注浆，注浆前均应进行单液注浆实验，单液注浆以水泥为主，添加5%的水玻璃(重量比) ，如单液注浆效果好，能达到固结围岩的目的，全隧道均可用单液 注浆方案。主要注浆参数如下：水泥浆水灰比： 1： 1：水玻璃浓度： 35 波美度；水玻璃模数： 2.4；注浆压力：0.4 I.OMPa 终压：2.0MPa如地下水量较丰富，单液注浆可灌性差，再进行水泥-水

4、玻璃双液注浆实验。双液注浆参数在设计的基础上通过现场实验按实验情况调整。一般按单管达到设计注浆量作为注浆结束的标准。当注浆压力达到设计终压10分钟后，进浆量仍达不到设计注浆量时，也可结束注浆。注浆作业中认真作好记录，随时分析和改进作业，并注意观察初期支护和工作面状 态，保证安全。二、施工组织安排2.1施工组织机构及劳动力安排2.1.1为保证工程的顺利实施，项目部成立了以项目部试验室，工程技术部，质检 部为首的组织机构。施工组织机构见图1,管理人员名单见表1。超前支护施工组织机构框图图1项目部材料室合约部隧道施工队超前支护施工管理人员表表1部门姓名职称项目监理、工程师 总工程师、高级工程师 质检

5、部长、工程师安全主任 工程部长、助理工程师 技术员、助理工程师 隧道工程师 隧道工程师 助理工程师 试验室主任、工程师 助理工程师物资部长 合约部长、工程师经理室总工室 质安部工程部测量试验材料室合约部2.1.2劳动力安排技术工人60人。2.2 施工计划安排左线超前支护：2007620-2008.5.1 ;右线超前支护：2007.6.6-2008.6.232.3 施工主要机械设备（见表2）主要施工机械表表2设备名称型号产地功率单位数量备注潜孔钻机90型台2锚杆钻机YSP45台8汽车吊台1湿喷机TK961台2注浆泵ZTG-60/120台2砼搅拌站套2砼运输车6m3台5砼输送泵台2发电机康明斯26

6、2KW台1变压器630KVA台1空压机20m3台5四、超前长管棚施工方案设于隧道洞口 V级围岩地质条件较差的地段，通过注浆提高围岩自身承载能力，提 高岩体对结构的弹性抗力，改善结构受力条件，以保障进洞施工安全。管棚按入土长度 为28m钢管均采用节长3m 6m 108X6 mm热轧无缝钢管，环向间距中至中 50 cm。钢管 设置于衬砌拱部，管心与衬砌设计外轮廓线间距要求大于30 cm,平行路面中线布置。4.1、工程数量表一个洞口长管棚工程数量表表3材料单位L=28m长管棚 108X 6mm有孔钢花管kg9054.4 108 X 6mm无孔钢管kg8601.3丝扣 108 X 6mm钢管kg396

7、.11钻孑Lm1092.00扫孑Lm2184.00M30水泥砂浆（长管棚充填）m9.31长管棚注浆32.5号水泥砂浆液（添加 5%水玻璃）3 m31.65套管20b工字钢kg1849.1325钢筋kg395.01 127 X 4mm孔口管kg921.88C25混凝土3 m48.64.2、长管棚施工4.2.1、施作套拱洞口前端采用2m长套拱（25#砼）作为大管棚导向墙。套拱在洞口衬砌外轮廓线以外 施作。套拱内埋设3榀20b型工字钢，型钢与 127X 3.5mm管棚孔口套管焊成整体（采 用 127孔口管可以满足套筒跟进）。孔口套管沿拱圈环向布设间距、位置及方向必须准 确。利用土拱做套拱内模，土拱根

8、据地形尽量采用原状土，如拱上部无法利用原状土 时，采用人工夯填土，拱顶部轮廓用喷射混凝土封闭，人工砂浆抹面修饰。夯填土分层 厚度不超过15cm压实度大于90%为保证混凝土美观，土拱上面铺上一层油毛毡。为 减少对原地面的扰动，避免洞口处大规模刷坡，外模采用竹胶板。套拱采用台阶法挖 坑，一次性浇筑，混凝土采用强制式搅拌机搅拌，采用汽车吊起吊浇筑。4.2.2、长管棚施工管棚施工先施钻、安设及注浆所有有孔钢管，再施作无孔钢管。无孔钢管可以作为检查管检查注浆质量。大管棚采用 108mm热轧无缝钢管，环向间距 50cm管棚仰角为10（不包括路线纵坡） ，方向与路线中线平行。为利于管棚整体受力，纵向同一断面

9、内的接头数量不大于50%相邻管的接头前后至少错开 1m选用节长3m 6m二种规格的钢 管。棚管四周梅花形钻 8mm出浆孔眼净距150mm管棚前端设长为100mrtt头，尾部焊A10mn加强箍，钢管接头采用丝扣连接，丝扣长 15cm。1、钻孔钻孔顺序为从拱腰往拱顶方向，左右对称施钻，即1#、 39#、 3#、 37#, 2#、 38#、4#、 36#,20#。根据套拱中预埋的钢套管作为导向管进行钻孔。掌子面必须按要求先喷一层素混凝土作为止浆墙，以确保掌子面在进行压力注浆时不出现漏浆、坍塌。（1 ）、钻孔前先检查钻机机械状况是否正常；钻孔时根据情况确定是否加泥浆或水 泥浆钻进，当钻至砂层易塌孔时，

10、应加泥浆护壁方可继续钻进；如不能成孔时，可加套 筒或将钻头直接焊接在钢管前端钻；（ 2）、钻机就位后，准确地画出需钻孔位置；施钻时，顶紧掌子面，提高施钻精度；钻机开孔时钻速宜低，钻深至 20c m以后转入正常钻速；（3） 、第一节钻杆钻入岩层尾部剩2030cm 时钻进停止，用两把管钳人工卡紧钻杆，钻机低速反转，脱开钻杆。钻机沿导轨退回原位，人工装入第二节钻杆，并在钻杆前 端安装好联接套，钻机低速送至第一根钻孔尾部，方向对准后联接成一体。每次接长，按 上述方法进行。（4）、换钻杆时，要注意检查钻杆是否弯曲，有无损伤，中心水孔是否畅通等，不 符合要求的应更换，以确保正常作业。（5）、为防止钻杆在推

11、力和振动力双重作用下钻杆上下颤动，导致钻孔不直，钻孔 时应把扶直器套在钻杆上，随钻杆钻进向前平移。2、顶管（1）、先钻大于棚管直径的引导孔，然后利用钻机的冲击和推力，将安有工作管头 的管棚沿引导孔钻进，接长棚管，直至孔底。（2）、管棚接长时先将第一根钢管顶入钻好的孔内，再逐根联接。事先需加工好连 接丝扣。（3）、接长管件应满足管棚受力要求，相邻管的接头应前后错开，避免接头在同一 截面受力(4) 、顶管时，当第一节钢管推进孔外剩余 3040cm时，人工装上第二节钢管，钻机 低速前进对准第一节钢管端部，严格控制角度，人工持钳进行钢管联接，使两节钢管在联 接套处联成一体。钻机再以冲击压力和推进压力低

12、速顶进钢管。3、注浆( 1)、施工程序及方法a、注浆前先检查管路和机械状况，确认正常后做压浆实验，确定合理的注浆参数， 才可以施工。设计注浆参数 : 水泥浆水灰比 1： 1，水玻璃浓度 35 波美度，水玻璃模数 2.4，注浆初压力0.5I.OMPab、注浆按钻孔顺序进行。注浆过程中随时检查孔口、邻孔、覆盖层较薄部位有无串 浆现象，如发生串浆，在有多台注浆机的条件下，应同时注浆；无条件时，应立即停止注 浆或采用间歇式注浆封堵串浆口，也可采用麻纱、木楔、快硬水泥砂浆或锚固剂封堵， 直至不再串浆时再继续注浆。注浆过程中压力如突然升高，可能发生堵管，应停机检查。、待有孔钢管已全部注浆完毕后，再进行无孔

13、钢管的钻孔、安设。(3)、注浆效果评定：a、单根钢管理论注浆量：Q=n x r2 x L+nX R2X LX n X a X式中：r为钢管半径，L为钢管总长度，考虑与钻机连接，取 29m R为浆液扩 散半径，取 0.5m； n为地层孔隙率，堆积体经测试 n为6% a为浆液有效充填 率，取0.9 ； B为浆液损耗系数，取1.15。经计算，单根钢管注浆量理论注浆量为：0=1.58帛。如实际注浆量与理论注浆量偏差太大，则应调整注浆参数。b、对注浆加固区进行钻孔取芯，观察注浆充填情况。c、在进行无孔钢管钻孔时观察孔内涌水颜色及涌水量，水颜色如较澄清或夹带水泥渣块，涌水量小于0.4L/min，则注浆效果

14、较好，如涌水为泥浆颜色或涌水量较大时，应补注或重注4、防止管棚施工的偏位措施在钻孔施工中，影响管棚偏位的因素有：(1) 、开口时方向没控制好。管棚施工中，为了使管棚前端不致侵限，在打管时 需设1外插角，施打时准确掌握外插角，严格掌握开口方向，不然以后很难控制其方向。(2) 、岩层不均质。在钻孔打管过程中，由于围岩软硬不均，使钻头(管前端) 偏向软的一侧，此倾斜方向很难估计与控制。(3) 、钻头自重产生下挠，方向控制措施：(4) 、严格按外插角钻孔；(5) 、控制钻头的下挠；(6) 、扶直器套在钻杆上，施钻可调直，效果比较明显。五、超前小导管施工超前小导管用于 V级、W级围岩一般地段，钢花管采用

15、42、长4.5m,厚3.5mm的热扎无缝钢管，环向间距40cm,外插角1015,水平搭接长度不小于1m。钢管前端做成尖角锥状，尾部焊上箍筋。小导管管尾1.0m范围内不钻孔外， 其余钻8注浆孔，间距为15cm梅花型布置。5.1超前小导管施工方法小导管施工采用钻孔顶进法，钻孔直径比钢管直径大35mm用钻机顶入，并用咼压风将钢管内的砂石吹出。5.2超前小导管施工技术措施521、小导管用钻机钻孔及顶进安装好后，用塑胶泥封堵孔口及周围裂隙， 必要时在小导管附近及工作面喷射砼。5.2.2、隧道的开挖长度应小于小导管的注浆长度，预留部分作为下一循环的 止浆墙。5.2.3、注浆前后应进行压水试验，检查机械设备

16、是否正常，管路连接是否正 确，为加快注浆速度和发挥设备效率，可采用群管注浆（每次 35根）。5.2.4、注浆施工前应进行注浆试验，以确定合适的注浆参数值。注浆液采用水泥浆（添加5%水玻璃），浆液参数如下：水泥浆液水灰比1 : 1 （重量比），注浆压力：0.5 1.0MP&5.2.5、注浆量达到设计注浆量和注浆压力达到设计终压时可结束注浆。5.2.6、注浆过程中要随时观察注浆压力及注浆泵排浆量的变化，分析注浆情 况，防止堵管、跑浆、漏浆。做好注浆记录，以便分析注浆效果图4超前小导管施工工艺流程图:断閒dmLA：咚幕巨瀬土灿曲-1I斷面C1鹦水抵LM张I 15峯松电契诫浆小导管就样图地備I吐料*沱

17、蘇旷巧4Tvd til-l in.旳 3 0：m.电耳 1 ?mgg一丈辛取2201 TffiuAqg-即1ML Hit f If IB.餌比出Jr| fitt 片畅J- :*冲屯專卿-与剋：島lid bn# WlfflrJf.1s|4纭t. tri -juttrti;.六、超前锚杆施工超前锚杆配合V级围岩地段复合衬砌双侧壁导坑使用。超前锚杆采用长为4.5m的20MnSi 22药卷锚杆，施工时锚杆与衬砌中线平行以1015仰角打入拱部围岩。环向距间约40 cm,纵向间距不小于1.0m搭接。采用YT28凿岩机钻孔，ZW早强锚固剂锚固。锚杆尾部设丝扣，安装钢垫 板。ZW锚固剂使用方法为：1、将药卷浸

18、入清水1min后取出（以软而不散为度）；2、将锚固卷逐个用炮棍装入孔内捣实；3、利用凿岩机的冲击力打入锚杆旋转直至浆液流出。装药长度不得少于孔长的1/3。超前锚杆布置见图6,药卷锚杆细部见图7。iff*4 * RtirMi-t(LjrlM.1W图6超前锚杆布置图I IHlI I .II I I IW.pL,| V2七、实测项目1： 2Flitt设置月矽垫辰图7药卷锚杆细部图mmau 噩.M#Atl!i5l,r. #：!./吋.jaiiffirtT A抽ft#緒咆忙厲松討喷射混凝土支护实测项目表5项次检查项目规疋值或允许偏差检查方法和频率权值喷射混凝土强度（MPa）在合格标准内按附录E检查32A

19、喷层厚度（mm）平均厚度欤计厚度；检查 点的60沧设计厚度；最小 厚度0.5设计厚度，且 50凿孔法或雷达检测仪：每10m检查一个断面，每个断面从拱顶中线起每3m检查1点33A空洞检测无空洞，无杂物凿孔或雷达检测仪：每10m检杳一个断面，每3个断面从拱顶中线起每3m检杳1点锚杆支护实测项目表6项次检杳项目规疋值或允许偏差r检杳方法和频率权值锚杆数量（根）不少于设计按分项工程统计32锚杆拔力（kN）28d拔力平均值二设计 值，最小拔力 0.9设计 值按锚杆数1%做拔力试验，且不小于 3根做拔 力试验23孔位（mm） 50尺量：检查锚杆数的10%24钻孔深度（mm） 50尺量：检查锚杆数的10%2

20、5孔径（mm）砂浆锚杆：杆体直径+15 ;其他锚杆：符合 设计要求尺量：检查锚杆数的10%26锚杆垫板与岩面紧帖检杳锚杆数的10%1钢筋网支护实测项目表7项次检杳项目规定值或允许偏差检杳方法和频率权值1 网格尺寸（mm） 10尺量：每50m 2检杳2个网眼32钢筋保护层厚（mm） 10凿孔检杳：检杳5占八、23与受喷岩面的间（mm） 30尺量：检查10点24网的长、宽（mm） 10尺量1超前锚杆实测项目表8项次检杳项目规疋值或允许偏差检杳方法和频率权值1长度（m）不小于设计尺量：检查锚杆数的10%22孔位（mm） 50尺量：检查锚杆数的10%23钻孔深度（mm） 50尺量：检查锚杆数的10%2

21、4孔径（mm）大于杆体直径+15尺量：检查锚杆数的10%2超前钢管实测项目表9项次检杳项目规疋值或允许偏差检查方法和频率权值1长度（mm）不小于设计尺量：检杳10%22孔位（mm） 50尺量：检杳10%23钻孔深度（mm） 50尺量：检查10%24孔径（mm）大于钢管直径+20尺量：检杳10%2八、质量保证措施8.1为了确保工程质量，我项目建立了质量保证体系，用质量管理标准规 范员工质量行为，建立健全质量组织机构，落实质量责任制。项目经理部设质 量组织机构，见“项目经理部质量管理组织机构图 8”。项目经理部质量管理组织机构图图8隧道施工队8.2、为保证质量保证体系能正常运行，我们采取如下措施：

22、821、思想保证：严格执行公司IS09002标准工作程序，确保质量目标实 现。实行岗位责任制，明确分工，责任落实到个人。8.2.2、组织保证：本着机构从简，人员优良的原则，隧道质量管理小 组，小组成员都有着多年的从事高速公路建设隧道施工的丰富经验，精通业 务，并有一定的管理才能。8.2.3、施工技术人员的技术装备保证1、施工技术人员已开始全面复核图纸，领会设计部门的意图，不明白处， 有疑问的上报业主由设计部门作出解释。2、对工人进行技术交底，每道工序实施前将有关施工技术规范、设计要 求、质量标准等发到各施工班组进行书面交底，同时利用各种会议行式进行口 头交底。3、严格执行技术管理制度，对关键工

23、序制定出详细的施工工艺以确保施工 质量。8.2.4、施工保证1、精确的测量放样，我项目部用于放样测量的拓谱康全站仪，已经检验部 门标定。2、管棚、锚杆、小导管长度严格按设计施工，长管棚、小导管注浆前必须 先做压浆试验。4、施工过程的质量保证：（1）、每一工序施工前均按规范要求，向监理工程师提出报告，说明本工序 自检情况及下工序施工方案和方法，批准后方可施工。（2）、施工中每一工序项目部均指派专职施工员现场监督，将非优良产品消 灭在萌芽状态。（3）、质检控制：每一工序完成后项目部均指派专职质检员进行规范要求的质检。九、施工安全保证措施9.1、项目部建立安全保证体系，设立专职安全员并建立旁站制度，及时纠正和消除施工中出现的不安全苗头。9.2、对施工人员定期进行安全教育和安全知识的考核。9.3、工地设立明显的安全警示牌和安全注意事项宣传栏。