隧道辅助性施工措施施工方案

1隧道辅助施工措施施工方案第一章 编制说明1.1 编制依据国家相关法律、法规和地方政府的有关政策、法规和条例、规定；国家和交通部有关现行设计规范、施工技术规范、施工指南、验收标准；广东省仁化（湘粤界）至博罗公路仁化至新丰段 TJ13 标施工招标文件与投标文件；广东省仁化（湘粤界）至博罗公路仁化至新丰段 TJ13 合同段两阶段施工图设计；仁新高速公路桥梁标准化管理手册（试行稿）；公路隧道施工技术规范（JTG F60-2009）；公路工程质量检验评定标准（JTG F80-2004）；本公司积累的施工经验，拥有的技术装备力量、机械设备状况、管理水平、工法及科技成果；1.2 编制原则认真贯彻执行国家方针、政策、标准和设计文件，严格执行基本建设程序，实现工程项目的全部功能；全面履行工程合同，满足建设单位要求，有效地集中施工力量，按期交付使用；根据工程特点部署施工组织机构和优选先进可行的施工方案，从组织机构、施工方案、机械设备配备、工程材料供应等方面确保工程质量和施工安全；确保施工按期完成的原则。优化资源配置，满足施工工期的要求，科学组织施工，合理安排施工进度，搞好工序衔接，实行平行作业、流水作业相配合，交叉组织施工，确保工期，均衡生产。积极采用新技术、新工艺、新材料、新设备，提倡施工机械化、工厂化、整体化、标准化。保证工程质量，确保施工安全，重视环境保护，做到文明施工。1.3 编制范围2第二章 工程概况2.1 工程简介设计为分离式隧道，洞室净空 14.755.0m，起讫桩号左线ZK340+815ZK341+032，长 217m；右线 YK340+763YK341+994，长 231m，呈90方向展开；进洞口设计标高左线 242.34m、右线 242.964m，出洞口设计标高左线 247.586m、右线 249.384m；隧道最大埋深约 42.6m，属短隧道。隧道进出口均采用端墙式洞门，洞门长度为 22 米，隧道进口偏压明洞 12m，出口明洞 10m（一般明洞 5m，偏压明洞 5m)，隧道内 V 级围岩长度为 102 米，级围长度为 120 米，级围岩长度为 226 米。2.2 主要技术标准隧道路面按双向六车道设置，设计行车速度为 100km/h，设计荷载公路 1 级，隧道抗震设防烈度度；防水等级二级，隧道建筑限界 14.75m，隧道净高5.0m。32.3 工程地质情况2.3.1 地形地貌隧道位于中低山地貌区，区内最高标高在 K340+800，高 304m，最低标高在隧道进口，高 163m，相对高差 141m。隧道走向与山脊走向大致相交。隧道出口端山坡坡度较陡，自然坡度一般 2550；进口端山坡坡度较陡，自然坡度一般 3060；隧道洞身局部地段坡度较陡，一般 3055，植被发育、水土保持较好。2.3.2 地质构造隧道区大地构造部位处于赣闽隆起去和粤桂湘赣褶皱带的接界处，地质构造复杂，翁源向斜为隧道区主体褶皱，总体构造形迹展布方向为北北东向。区域内褶皱主要为翁源向斜，轴向北北东向，隧道穿越翁源向斜南东翼。翁源向斜构造形迹与区域构造一致，出露地层为石灰炭系中统壶天群（C2)灰岩。隧道穿越地层处于单向斜构造一翼，地层产状较单一，为 29281。隧道进口段地层与山坡为逆向坡，出口段地层与山坡为顺向坡。2.3.3 主要岩性组成根据野外调查及钻探、物探资料，隧道区出露地层为第四系残坡积粉质黏土，石灰系中统壶天群（C2）灰岩，溶洞。第层，强风化角砾岩：较为破碎，位于洞顶段落，岩体破碎，岩体工程地质性质一般。第层，弱风化灰岩：该层为主要的隧道围岩，岩体较完整，岩体4工程地质性质较好。表 2.3.3-1 隧道主要岩体组成一览表里程桩号 围岩级别长度（m）设计主要岩性组成、性质 备注左线ZK340+815ZK340+835 20隧道进口，上覆可塑状粉质黏土，洞身穿越地层为强风化、中风化灰岩，岩体破碎，节理裂隙发育，呈镶嵌碎裂状结构，围岩自稳能力较差，易坍塌、掉块及冒顶，侧壁易滑落，围岩宜加强衬砌、支护；地下水为基岩裂隙水及岩溶水，受大气降水补给，水量较小，季节性变幅较大。隧道开挖以点滴状渗水，雨季可能突水突泥。ZK340+835ZK340+865 IV 30隧道深埋，洞身穿越地层为中风化灰岩，岩体较破碎，节理裂隙较发育，围岩自稳能力一般，易坍塌、掉块及冒顶，侧壁易滑落，围岩宜加强衬砌、支护；地下水为基岩裂隙水及岩溶水，受大气降水补给，水量较小，季节性变幅较大。隧道开挖以点滴状渗水，雨季可能突水突泥。ZK340+865ZK340+972 107隧道深埋，围岩为中微风化灰岩，岩体完整，节理裂隙较不发育，呈块状或厚层状结构，围岩自稳能力较好，局部可能掉块，隧道开挖需及时衬砌、支护。ZK340+972ZK341+002 IV 30隧道深埋，洞身穿越地层为中风化灰岩，岩体较破碎，节理裂隙较发育，围岩自稳能力一般，易坍塌、掉块及冒顶，侧壁易滑落，围岩宜加强衬砌、支护；地下水为基岩裂隙水及岩溶水，受大气降水补给，水量较小，季节性变幅较大。隧道开挖以点滴状渗水，雨季可能突水突泥。ZK341+002ZK341+032 V 30隧道出口，上覆可塑状粉质黏土 ，洞身穿越地层为强风化、中风化灰岩，岩体破碎，节理裂隙发育，呈镶嵌碎裂状结构，围岩自稳能力较差，易坍塌、掉块及冒顶，侧壁易滑落，围岩宜加强衬砌、支护。右线YK340+763YK340+788 V 25隧道进口，上覆可塑状粉质黏土，洞身穿越地层为强风化、中风化灰岩，岩体破碎，节理裂隙发育，呈镶嵌碎裂状结构，围岩自稳能力较差，易坍塌、掉块及冒顶，侧壁易滑落，围岩宜加强衬砌、支护；地下水为基岩裂隙水及岩溶水，受大气降水补给，水量较小，季节性变幅较大。隧道开挖以点滴状渗水，雨季可能突水突泥。YK340+788YK340+823 IV 35隧道深埋，洞身穿越地层为中风化灰岩，岩体较破碎，节理裂隙较发育，围岩自稳能力一般，易坍塌、掉块及冒顶，侧壁易滑落，围岩宜加强衬砌、支护；地下水为基岩裂隙水及岩溶水，受大气降水补给，水量较小，季节性变幅较大。隧道开挖以点滴状渗水，雨季可能突水突泥。YK340+823YK340+942 119隧道深埋，围岩为中微风化灰岩，岩体较完整，节理裂隙较不发育，呈块状或厚层状结构，围岩自稳能力较好，局部可能掉块，隧道开挖需及时衬砌、支护。YK340+942YK340+967 IV 25隧道深埋，洞身穿越地层为中风化灰岩，岩体较破碎，节理裂隙较发育，围岩自稳能力一般，易坍塌、掉块及冒顶，侧壁易滑落，围岩宜加强衬砌、支护；地下水为基岩裂隙水及岩溶水，受大气降水补给，水量较小，季节性变幅较大。隧道开挖以点滴状渗水，雨季可能突水突泥。YK340+967YK340+994 V 27隧道出口，上覆可塑状粉质黏土 ，洞身穿越地层为强风化、中风化灰岩，岩体破碎，节理裂隙发育，呈镶嵌碎裂状结构，围岩自稳能力较差，易坍塌、掉块及冒顶，侧壁易滑落。2.4 水文地质52.4.1 地表水隧道区地表水系较不发育，隧道进口端和出口端沟谷均发育山间小溪沟，溪沟均与线路近于垂直，常年有流水，由分水岭向进出口两侧坡脚汇入山间小溪流，根据调查统计，隧道区地表水对隧道涌水可能造成影响不大。地表水主要以气候降水形成为主，且径流条件较好，对隧道施工影响较小，现场需做好洞口截水沟、排水沟，确保暴雨暴雨季节的洞口周围的截流、疏排顺畅。2.4.2 地下水该隧道地下水为表层残坡积、崩坡积碎石土中的孔隙水及基岩风化带内的裂隙水、岩溶水，水量大小、受孔隙率、裂隙发育程度及季节变化影响，补给来源主要为大气降水下渗补给，由于洞身较短，穿越地层时代较简单，岩性差异风化不明显，因此隧道区裂隙水渗入较小。隧道区基岩为灰岩含水层，水量较丰富，地下水对隧道施工影响一般；但由于受浅埋地段节理裂隙发育的影响，局部形成透水带，在隧道施工时可能产生涌水；地下水对隧道施工具不利影响，隧道水纹地质条件较简单。隧道区地表水主要为大气降水补给，水质 PH 值 7.0，侵蚀性 CO23.84mg/L,总硬度 277.87mg/L,矿化度 159.1mg/L,水化学类型为 Ca-Mg-HCO3 型，属微硬弱碱性淡水，地表水、地下水对砼结构具有微腐蚀性，对钢结构具微腐蚀性。2.5 不良地质条件隧道进口处地势陡峭，坡顶为自然陡崖，且岩层倾向与坡向形成顺向坡，区域地质资料显示进口段坡上陡崖发育推测平移断层，目前处于基本稳定状态，但隧道施工时将降低其稳定性，影响洞口的稳定，施工时应注意采取防护措施。2.6 气象、气候及地震情况2.6.1 气象、气候本区属于亚热带季风性湿润气候，气候温暖、湿润、多雨、水系发育，年均气温 19.621.8，年均降雨量 14002000mm，丰水期 48 月。2.6.2 地震情况隧址区地震动峰值加速度为 0.05g，地震动反应谱特征周期为 0.35s，对应的地震基本烈度为 6 度，隧址区未发现新断裂构造和活动断裂；近代无中强震记6录，属相对稳定地块。2.7 施工条件2.7.1 沿线交通情况隧道位于翁源县龙仙镇坪山村附近，交通较为发达，与省道 S341 交叉，物资、设备可通过县道运往施工场地。2.7.2 自然条件、社会经济隧道洞口离村庄较远，隧道洞身开挖爆破对村里房屋无震动影响。种植果树、菜地为主，经济条件相对较好，居民比较富庶。当地居民以汉族为主，民风淳朴，治安状况较好。2.8 建设相关单位本工程项目参建单位见表 2.8-1。表 2.8-1 各参建单位表序号 参建方 责任主体单位 备注1 建设单位2 设计单位3 勘察单位4 监理单位5 检测单位6 施工单位7第三章 施工进度计划3.1 施工进度计划根据总工期要求，隧道计划从出口单向进洞后进行掘进。坪山隧道辅助施工措施施工计划于 2016 年 3 月 1 日开始，2016 年 9 月 1 日完成。3.2 施工人员计划根据施工进度及工程量合理安排主要管理人员及各种劳动力。要求进场作业人员必须进行安全教育，特种作业人员必须培训合格，持证上岗。表 3.2-1 主要管理人员一览表表 3.2-1 施工人员安排表工班名称 工种 人数 工班名称 工种 人数队长 1 喷枪手 4技术人员 2 安钢架、锚杆工 6试验员 1初支班配合工 1管理人员工班长 3 挂防水布工 6开挖班 风镐手 4衬砌班立（拆）模工 12序号 姓名 职 务 技术职称 工作职责 备注项目经理 高级 项目总体负责总 工 高级 技术总体负责副总工 高级 现场技术指导副总工 中级 现场技术指导现场负责人 高级 现场生产安排隧道工程师 高级 施工质量控制质检工程师 中级 施工质量控制安全负责人 中级 现场施工安全计划工程师 中级 现场计划安排测量工程师 中级 现场测量控制试验工程师 中级 现场检测控制机械工程师 中级 机械设备组织8风枪手 2 混凝土地泵司机 2挖掘机司机 1 配属工班 机电工 1装载机司机 1 其他 杂工 5自卸车司机 3 合计 553.3 主要机械设备、质量检测设备配置计划表 3.3-1 主要机械设备配置表序号 设备名称 设备型号 单位 数量 用途 备注1 风钻 YT-28 台 12 钻眼2 多功能台架 自制 台 1 防水板铺设3 装载机 ZL50C 台 1 装出石碴4 自卸式汽车 双桥 台 3 出碴5 挖掘机 220 台 1 开挖装石碴6 湿喷机械手 台 1 喷射砼7 拌合站 HZS180 台 2 砼拌合8 空压机 20m3 台 6 开挖、喷砼9 输送泵 50 台 2 二衬砼浇筑10 台钻 台 1 钢板钻孔11 潜水泵 台 2 抽水12 热合机 台 1 防水板焊接13 水带封口机 KPS-60 台 1 制作水袋14 衬砌台车 定制 台 1 二衬施工15 压浆机 BM-250 型 台 2 压浆16 管棚钻机 XY-28-3000 台 2 管棚钻孔表3.3-2测量仪器配置表序号 设备名称 规格型号 单位 数量 备注1 电子水准仪 苏光 DSZ2 台 2 正常92 全站仪 莱卡 Ts06-2 台 1 正常3 断面仪 台 1 正常4 收敛仪 台 2 正常10第四章 施工准备工作4.1 工区驻地本隧道为短隧道，仅在出口洞口设置一处驻地，驻地设置于距 ZK341+032 左侧，场地较平坦，距洞口约 30m，规划有搭建双层活动板房 20 间，房屋规格采用3.646m，设置生活区和办公区，同时配置厨房、淋浴间、洗衣间、卫生间等生活设施。对生活垃圾和污水进行合理处理，保证周围环境整洁卫生。4.2 施工便道及便桥设置坪山隧道出口利用省道 S341 为主要进场道路，经坪山村利用 TJ14 标砼便道，在坪山大桥右线 10 号墩位置通过新建纵向便道绕行至坪山隧道出口，洞门距搅拌站 6.4Km，距离项目经理部驻地约 9Km。4.3 拌合站设置全线拌合站按照“三集中”要求布置，拌合站设位于 K337+750 右侧 600m 处，位于省道 S341 旁，配置 2 台 HZS180 型搅拌机，负责隧道二衬、仰拱砼供应。另在出口设置一个喷射砼拌合站，采用 1 台 HZS75 搅拌机。4.4 钢筋加工场隧道内钢筋统一由 2#钢筋棚进行集中加工配送，并在坪山隧道出口设置一处小型钢结构加工场，用于隧道出口的钢架加工及其他材料加工等(如钻头、钻杆加工)。4.5 材料库房洞口均设置材料库房，包含防水材料库房、周转材料库房、其他材料库房等。防水材料库房用于防水板、土工布、排水管、打孔波纹管、止水带、止水条等存放；周转材料库房用于污水管、高压风水管、通风带、模板、脚手架、扣件等存放；其他材料库房用于各种五金材料、锚杆药卷、机械零部件等存放。各库房设置灭火器，特别是防水材料库房进行重点防火。4.6 炸药库为确保炸药使用安全，采用民爆公司统一配送管理，现场不设火工品仓库，炸药使用经韶关市公安局批准，火工品运输，采用火工运输专用厢式卡车进行运11输，运输交通便利，全过程由民爆公司负责管理。依照国家及地方关于火工品存储、运输、使用的相关法律法规。4.7 施工供风、供水及供电4.7.1 施工供风坪山隧道采用单向掘进，洞口配置 3 台 20m3 电动空压机，配 80mm 供风钢管。管道安装高度为施工道路顶面上 400mm。4.7.2 施工供水隧道洞口左侧有山间河流，常年流水，经检验水质良好，符合生产用水要求。为避免枯水期河流断水影响施工生产，计划在洞口右侧设置 1 口水井，通过高扬程水泵抽水至高山水池。同时，高山水池与设计的消防水池进行永临结合，以达到节能环保的目的。生活用水采用就近打井取水，饮用前需抽样委外检测，检测合格方可使用，必要时设置净化处理设施。4.7.3 施工供电隧道施工施工电力干线“T”接 35KV 贯通线（TJ14 标坪山隧道高压线），同时出口配置 1 台 300KW 发电机作为备用电源。原则上采用高压至洞口，低压进洞。洞外变电站设置防雷击和防风装置，且设在靠近负荷集中地点和设在电源来线一侧；当变电站电源线需跨越施工地区时，其最低点距人行道和运输线路的最小高度应满足：电压 400V 时 6m。照明和动力线路安装在同一侧，严格按照要求分层架设。电线悬挂高度应满足：110V 以下电线离地面距离不应小于 2m，400V 时应大于 2.5m，610kV 时不应小于 3.5m。供电线路架设一般要求高压在上、低压在下，干线在上、支线在下，动力线在上、照明线在下。施工期间“三管两线”应架设、安装顺直、整齐。施工期间“三管两线”在洞内布置示意见图 4.7.3-1。12图 4.7.3-1“三管两线”布置示意图4.8 污水排放设施洞口设置一处三级沉淀池，施工污水经三级沉淀池澄清后排放；洞内临时排水采用沟槽结合集水坑抽水排水。4.9 洞口应急物资洞口配备工字钢、小导管、水泵、消防用的水池、消防砂、灭火器、铁锹、木方等抢险物资。13第五章 施工工艺、方案5.1 辅助施工措施设计参数施工过程中严格遵循“管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、强支护、早成环、勤量测”的原则，安全第一，质量为主，稳扎稳打，步步为营。表 5.1-1 坪山隧道辅助施工措施统计表里程桩号 部位 衬砌 类型 长度 辅助施工 开挖方法左线ZK340815 武汉端起点ZK340+815ZK340+819 一般明洞 端墙式 4ZK340+819ZK340+824 半明半暗 XS-b 5三台阶预留核心土法ZK340+824ZK340+845 洞身 XS-b 21 18m 长管棚+超前小导管ZK340+845ZK340+860 洞身 XS-b 15 超前小导管三台阶预留核心土法ZK340+860ZK340+875 洞身 S-c 15 超前砂浆锚杆 三台阶法ZK340+875ZK340+962 洞身 S-a 87 上下台阶法ZK340+962ZK340+992 洞身 S-c 30 超前砂浆锚杆 三台阶预留核心土 法ZK340+992ZK341+022 洞身 S-a 30ZK341+022ZK341+027 洞身 S-a 5 18m 长管棚+超前小导管ZK341+027ZK341+032 偏压明洞 端墙式 5三台阶预留核心土法ZK341+032 深圳端终点右线YK340+763 武汉端起点YK340+763YK340+771 一般明洞 端墙式 8YK340+771YK340+798 洞身 S-b 27 18m 长管棚+超前小导管三台阶预留核心土法YK340+798YK340+833 洞身 XS-c 35 超前砂浆锚杆 三台阶法YK340+833YK340+932 洞身 S-a 99 上下台阶法YK340+932YK340+957 洞身 S-c 25 超前砂浆锚杆 三台阶法YK340+957YK340+989 洞身 S-a 32 30m 长管棚+超前小导管YK340+989YK340+994 一般明洞 端墙式 5三台阶预留核心土法YK340+994 深圳端终点5.2 辅助施工措施具体施工参数5.2.1 大管棚设计参数坪山隧道从隧道出口开始施工，然后施工进口，进、出口洞口辅助施工措施均采用超前大管棚。设置于隧道洞口，管棚入土深度结合地形、地质情况确定。管棚钢管均采用 108*6mm 热轧无缝钢管， 环向间距 40cm，接头用长 15cm 的丝扣直接对口连接。当长管棚钢管已深入微风化岩层时可以适当缩短长管棚长度。14钢管设置于衬砌拱部，平行路面中线布置。要求钢管偏离设计位置的施工误差不大于 20cm，沿隧道纵向同一横断面内接头数不大于 50%，相邻钢管接头数至少须错开 1.0m。为增强钢管的刚度，注浆完成后管内应以 M30 水泥沙浆填充，当洞口段为软质岩或土质时，可在管棚中增加钢筋笼。为了保证钻孔方向，在明洞衬砌外设 70cm 厚 C30 钢架砼套拱，套拱纵向长 2.0m。考虑钻进中的下垂，钻孔方向应较钢管设计方向上偏 13。钻孔位置、方向均应采用测量仪器测定，在钻进过程中也必须用测斜仪测定钢管偏斜度，发现偏斜有可能超限，应及时纠正，以免影响开挖和支护；注浆采用水泥浆液(添加水泥浆液体积 5%的水玻璃，或水泥砂浆；注浆参数：水泥浆水灰比 1：1；注浆压力初压 1.0MPa、终压2.02.5MPa）。图 5.2.1-1 隧道一般洞口套拱设计图15图 5.2.1-2 隧道偏压洞口套拱设计图图 5.2.1-3 隧道洞口套拱设计图16图 5.2.1-4 钢管及钢筋笼大样图5.2.2 超前小导管5.2.2.1 超前小导管设置在隧道进、出口的级围岩地段，采用外径 50mm，壁厚 5mm，长 400cm的热扎无缝钢管，在钢管距尾端 0.5 米范围外钻 10mm 压浆孔。第一层与第二层纵向错开一榀钢拱架，钢管环向间距为 40cm，外插角 12。钢管尾端支撑于钢架上，每排小导管纵向至少需搭接 1.0m。超前小导管注浆采用水泥浆液，注浆参数可通过现场试验适当调整，注浆压力 0.51MPa。图 5.2.2.1-1 超前小导管设计图图 5.2.2.1-2 超前小导管 50 钢管大样图5.2.2.2 超前锚杆设置在隧道的级围岩地段,采用长 450cm 的 22 砂浆锚杆。钢管环向间距约 40cm（或 45cm）,外插角控制在 12,尾端支撑于钢架上,每排锚杆纵向需搭接1.0m 以上。17图 5.2.2.1-3 超前锚杆设计图5.3 辅助施工措施施工方案5.3.1 长管棚5.3.1.1 总体施工方案进洞采取导向墙（套拱）配合大管棚的形式边仰坡开挖到位后，先施作套拱的施工，作为长管棚的导向墙，采用 C30 混凝土套拱作为管棚的导向墙，套拱在明洞的外轮廓线以外，紧贴洞口仰坡面，护拱内设 4 榀用 I20b 号工字钢制作的钢拱架为横向支撑，管棚的导向管固定在钢拱架上并焊成整体，导向管采用133mm 无缝钢管，壁厚 4mm。在洞口施工放样后进行搭设支撑体系和内、外模安装，按设计布置工字钢、孔口管的位置和角度准确，然后进行护拱混凝土的浇筑，待护拱混凝土强度达到 85%时开始长管棚的施工。导向墙两侧基础根据地质条件分别进行加固处理。护拱模型采用钢拱架支撑、组合模板。导向管与护拱拱架固定，通过全站仪测定导向管位置，导向管与钢拱架焊接成整体。拱墙 C30 砼一次整体浇筑成型。护拱砼采用 2#拌合站集中拌合，砼罐车运输，砼拌制前根据天气、气温适当的调整施工配合比，水泥、砂、碎石等原材料要符合要求，对于到场混凝土进行坍落度和外观检查，不合格的退场。浇注时，每层浇筑高度 3040cm，砼捣固采用50 插入式振捣棒，振捣时，振捣器垂直插入，快入慢出，插入下层混凝土中的深度 5-10cm，其移动间距不大于振捣器作用半径的 1.5 倍，即 30cm。振捣时插点均匀，成行或交错式前进，严格控制时间，以免过振或漏振，振捣时间约2030s，每一点振捣完毕后，边振动边徐徐拔出振捣器。振捣时注意不碰松模18板或使工字钢移位。在砼浇筑过程中，实行“三定”，即定人、定位、定机具，并设专人对模板垂直度、平面位置、模板接缝等进行观察，发现问题及时进行处理。技术员必须做好混凝土浇筑记录，浇注过程中注意防雨措施。设置于隧道洞口，管棚钢管均采用 108x6mm 热轧无缝钢管，环向间距40cm，接头采用长 15cm 的丝扣直接对口连接。当管棚已深入微风化岩层时可适当缩短长管棚长度，钢管设置于衬砌拱部，平行路面中线布置，要求钢管偏离设计位置的施工误差不大于 20cm，沿隧道纵向同一横断面接头数不大于 50%，相邻钢管接头数至少须错开 1m，为增强钢管的刚度，注浆完成后管内应以 M30 水泥砂浆填充，当洞口段为软质岩时，可在管棚中增加钢筋笼，为保证钻孔方向，在明洞衬砌外设 70cm 厚 C30 钢架混凝土套拱，套拱纵向长 2m，考虑钻进的下垂，钻孔方向应较钢管设计方向上偏 13。钻孔位置、方向均采用测量仪器测定，在钻孔过程中必须用测斜仪测定钢管偏斜度，发现偏斜有可能超限及时纠正，以免影响开挖和支护，注浆采用水泥浆液（添加水泥浆液体积 5%的水玻璃，或水泥砂浆，注浆参数为水泥浆水灰比 1:1，注浆压力初压 1MPa、终压 22.5MPa）。5.3.1.2 施工工艺19测 斜 仪 控 制 钢 管 不 合 格施 工 准 备测 量 定 位安 装 钢 架固 定 套 管立 模 浇 筑 套 拱钢 花 管 制 作 管 孔 复 测 注 浆 材 料 进 场 实 验焊 接 套 管 管 棚 钻 机 就 位 液 配 合 比 设 计安 装 钻 杆 、 套 管 等 设 置 搅 拌 站钻 孔 成 功 浆 液 拌 制浆 液 输 送退 出 钻 杆 、 安 装 管 棚安 装 止 浆 塞 、 注 浆注 浆 效 果 检 查进 入 下 一 道 工 序无 孔 管 施 工 注 浆 检 查钢 管 充 填 注 浆管 棚 验 收图 5.3.1.2-1 管棚施工工序流程图5.3.1.3 管棚作业施工（1）施作护拱 孔口管作为管棚的导向管，孔口管采用 133x4mm，它安设的平面位置、倾角、外插角的准确度直接影响管棚的质量。用全站仪在工字钢架上定出其平面位置；用水准尺配合坡度板设定孔口管的倾角；用前后差距法设定孔口管的外插角。孔口管应牢固焊接在工字钢上，防止浇筑混凝土时产生位移。 、混凝土护拱作为长管棚的导向墙，在开挖廓线以外拱部 135范围内施20作，断面尺寸为 2.00.7m，护拱内埋设钢筋支撑，钢筋与管棚孔口管连接成整体。导向墙环向长度可根据具体工点实际情况确定，要保证其基础稳定性。（2）搭钻孔平台安装钻机钻机平台用钢管脚手架搭设，搭设平台应一次性搭好，钻孔由 12 台钻机由高孔位向低孔位进行。平台要支撑于稳固的地基上，脚手架连接要牢固、稳定，防止在施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移而影响钻孔质量。钻机定位：钻机要求与已设定好的孔口管方向平行，必须精确核定钻机位置。用经纬仪、挂线、钻杆导向相结合的方法，反复调整，确保钻机钻杆轴线与孔口管轴线相吻合。（3）钻孔为了便于安装钢管，钻头直径采用 120mm。岩质较好的可以一次成孔。钻进时产生坍孔、卡钻时，需补注浆后再钻进。钻机开钻时，应低速低压，待成孔 10m 后可根据地质情况逐渐调整钻速及风压。钻进过程中经常用测斜仪测定其位置，并根据钻机钻进的状态判断成孔质量，及时处理钻进过程中出现的事故。钻进过程中确保动力器、扶正器、合金钻头按同心圆钻进。认真作好钻进过程的原始记录，及时对孔口岩屑进行地质判断、描述，作为洞身开挖时的地质预测预报参考资料，从而指导洞身开挖。（4）清孔验孔用地质岩芯钻杆配合钻头进行反复扫孔，清除浮渣，确保孔径、孔深符合要求，防止堵孔。用高压风从孔底向孔口清理钻渣。用全站仪、测斜仪等检测孔深、倾角、外插角。（5） 安装管棚钢管钢管在专用的管床上加工好丝扣，导管四周钻设孔径 10mm 注浆孔(靠孔口212.5m 处的棚管不钻孔)，孔间距 15cm，呈梅花型布置。管头焊成圆锥形，便于入孔。具体见下图图 5.3.1.3-1 超前管棚钢管大样图棚管顶进采用装载机和管棚机钻进相结合的工艺，即先钻大于棚管直径的引导孔，然后用装载机在人工配合下顶进钢管。接长钢管应满足受力要求，相邻钢管的接头应前后错开。同一横断面内的接头数不大于 50%，相邻钢管接头至少错开 1m。套管按 3m 和 6m 一节下料，以满足套管接头错开。（6）注浆注浆前进行现场注浆试验，根据实际情况调整注浆参数，取得管棚注浆施工经验。安装好有孔钢花管、放入钢筋笼后即对孔内注浆，浆液由 ZJ-400 高速制浆机拌制。注浆材料：注浆材料为 M30 水泥浆或水泥砂浆。采用注浆机将砂浆注入管棚钢管内，初压 1.0MPa，终压 2.0MPa，持压15min 后停止注浆。注浆量应满足设计要求，一般为钻孔圆柱体的 1.5 倍；若注浆量超限，未达到压力要求，应调整浆液浓度继续注浆，确保钻孔周围岩体与钢管周围孔隙充填饱满。注浆时先灌注“单”号孔，再灌注“双”号孔。注浆完成后采用 M30 水泥砂浆填充。5.3.1.4 作业标准表 5.3.1.4 超前管棚检测项目项次 检测项目 允许偏差值 检测方法和频率1 长度（mm） 不小于设计值 尺量：检查 10%222 孔位（mm） 50 尺量：检查 10%3 钻孔深度（mm） 50 尺量：检查 10%4 孔径（mm） 不小于设计值 尺量：检查 10%5.3.2 小导管施工5.3.2.1 小导管施工工艺流程图图 5.3.2.1-1 超前小导管施工工艺流程图5.3.2.2 小导管制作小导管采用热轧无缝钢管加工制成，直径 50mm，壁厚 5mm。前端 10cm 做成尖锥形，中间有孔段管身设注浆孔，孔径 10mm，孔间距 15cm，呈梅花形布置。尾部长度 50cm，作为不钻孔的止浆段。5.3.2.3 钻孔及安装超前小导管配合型钢钢架使用，在钢拱架上打孔使钢管从钢架腹部穿过，钢23管尾部与钢架焊接。采用手持风钻钻孔。钻孔前利用测量仪器准确测出拱部开挖轮廓线，按照设计要求标出小导管孔位。孔位测量做到位置准确，钻孔要按放样进行，并设方向架控制钻孔方位，使孔位外插角度符合设计要求。钻孔完成后用高压风清孔，检查钻孔深度、方向和倾角。合格后，采用锚杆钻机将加工好的小导管顶入钻孔内。如地层松软也可用铁锤或手持风钻将导管直接打入。钻孔中如出现堵孔，用 20mm 钢管制作吹风管，将吹风管缓缓插入孔中，用高压风吹孔，成孔后将小导管插入，并用胶泥将管口密封。为了避免串浆，采用跳打方式，即间隔钻孔注浆。钻孔过程中，如个别坍孔较严重，不能成孔，该处可以先不钻孔和安管，待其它位置孔位安装并注浆完毕后，在浆液初凝后，再补钻剩余的孔。钻孔结束后，及时清孔，塞紧孔口，防止杂物堵孔,致使钢管无法正常安装。5.3.2.4 配制浆液注浆以劈裂浆为主，渗透注浆为辅。渗透注浆主要通过浆液与山体水形成具有一定强度的聚合反应物，加强岩体颗料间胶结，阻塞渗水通过，防止颗料流失造成岩体结构破坏并止水，劈裂注浆则通过高压劈裂挤密软弱岩体，利用强度较好的浆液凝固体在软弱层面形成骨架，约束岩体变形，提高岩体的整体稳定性，同时用浆液置换岩体中的饱水空间，整体上提高岩体抗水软化能力。从现场情况来看，地表岩层属于软弱松散体，注浆效果要求主要对隧道拱顶以上进行填充，来作为永久性的加固体，应以满注和高强度为前提，依据上述原因，设计注浆参数如下：注浆浆液采用水泥单液浆，水灰比为 1:1。5.3.2.5 小导管注浆1）注浆前的准备为保证管孔内的水泥浆压力，注浆前要对孔口导管周围的间隙用速凝水泥砂浆填塞，并在工作面上喷射 1015 厘米的止浆墙。然后联接小导管与注浆管，进行注浆，注浆时以 510 根小导管直接并连在一起，同时注浆。2）注浆注浆采用水泥单液浆，P.0 42.5 普通硅酸盐水泥 。注浆压力 1MPa，持续注浆 10 分钟以上。浆液扩散半径 50150 厘米并根据24现场试验调整。注浆量公式为：Q=RHnR浆液有效扩散半径(单位：米)H注浆段高度(单位：米)N岩体的孔隙率浆液的充填总数，在 0.30.9 之间取值超耗系数，一般取 1.43） 施工控制要点a、首先将掌子面用喷射砼封闭，以防漏浆，并对小导管内的积物用高压风进行清理。b、注浆按由下而上，先无水孔后有水孔的顺序进行；可以单管也可以多管并联注浆。多管并联注浆需加工一个分浆器。见小导管单液注浆示意图。小导管单液注浆示意图c、浆液由稀到浓逐级变换，先稀后浓。d、注浆完后，立即堵塞孔口，防止浆液外流。4) 注浆异常现象处理a、注浆中如发生与其它孔串浆将串浆孔堵住，轮到注该孔时，拔出堵塞物，用高压风或水冲洗，如拔出堵塞物时，仍有浆液外流，则可不冲洗，立即接管注浆。b、压力突升则可能发生堵管，立即停机检查处理。c、如果压力长时间不增加，检查是否窝浆或流往别处，否则调整浆液配比，缩短胶凝时间，进行小泵量低压或间歇注浆，但间歇时间不能超过浆液胶凝时间。5.3.2.6 质量验收标准 （1）主控项目超前小导管所用钢管进场必须按批抽取试件作力学性能（屈服强度、抗拉强度和伸长率）和工艺性能（冷弯）试验，其质量必须符合国家有关规定及设计要求。25检验数量：以同牌号、同炉罐号、同规格、同交货状态的钢管，每 60t 为一批，不足 60t 按一批计。施工单位每批抽检一次；监理单位按施工单位抽检次数的 20%进行见证取样检测或按施工单位抽检次数的 10%进行平行检验，至少一次。检验方法：施工单位检查每批质量证明文件并进行相关性能试验；监理单位检查全部质量证明文件和试验报告，并进行见证取样检测或平行试验。超前小导管所用的钢管的品种和规格必须符合设计要求。检验数量：施工单位、监理单位全部检查。检查方法：观察、尺量。超前小导管与支撑结构的连接应符合设计要求。检验数量：施工单位、监理单位全部检查。检查方法：观察。超前小导管的纵向搭接长度应符合设计要求。检验数量：施工单位、监理单位全部检查。检查方法：观察。注浆浆液的配合比应符合设计要求。检验数量：施工单位、监理单位全部检查。检验方法：施工单位进行配合比选定试验；监理单位检查配合比选定单，并进行见证试验。超前小导管注浆压力应符合设计要求，注浆浆液应充满钢管及其周围的空隙。检验数量：施工单位全部检查；监理单位按施工单位检查数量的 20%见证检查。检验方法：施工单位查施工记录的注浆量和注浆压力，观察；监理单位见证检查。（2）一般项目超前小导管施工允许偏差应符合表 5.3.2.6-1 的规定。26表 5.3.2.6-1 超前钢管实测项目项次 检 查 项 目 规定值或允许偏差 检查方法和频率1 长度(m) 不小于设计 尺量：检查 10%2 孔位(mm) 50 尺量：检查 10%3 钻孔深度(mm) 50 尺量：检查 10%4 孔径(mm) 大于杆体直径+20 尺量：检查 10%5.3.2.7 施工注意事项（1）、严格控制小导管施作角度。小导管应在开挖轮廓线上按设计位置及角度打入，角度误差不得大于 2，超过允许误差时，应在距离偏大的孔间补管、注浆。小导管角度过小易引起下个循环开挖不到位，引起掌子面掉块或坍塌；施作角度过大，易引起超挖。 （2）、严格控制小导管环向间距。环向间距孔口距允许偏差为5cm。超前小钢管或锚杆施作的环向间距过大易引起导管棚护不住上部松散围岩，从两锚杆的孔隙间掉块，近而可能引起坍塌。 （3）、严格控制小导管打入长度及纵向搭接长度。钢管实际打入长度不得短于平均打入长度 5cm，纵向两排锚杆（钢管）的水平投影应有不小于 100cm 的搭接长度。纵向长度及搭接长度与开挖循环进尺不匹配会导致导管工序施工过频，增加循环作业时间。 （4）、做好钻孔记录：检查钻孔、打管质量时，应画出草图，对孔位编号，逐孔、逐根检查并认真记录。 （5）、做好注浆记录：注浆过程中要逐管填写记录，标明注浆压力、注浆量，发生情况及时处理。 （6）、做好固结效果记录：固结效果检查宜在搭接范围内进行，主要检查注浆量偏少和有怀疑的钢管，要认真填写检查记录，通过钻孔检查厚度，小于30cm 时，应补管、注浆。 （7）、确保注浆效果：开挖过程中，要随时观察注浆效果，分析量测数据，27发现问题后必