隧道超前支护施工作业指导书

1、隧道超前支护施工作业指导书1.1 超前长管棚施工1.1.1.超前长管棚设计说明在隧道暗洞开挖之前完成超前长管棚预支护。（1）长管棚布置形式长管棚在隧道拱顶140范围环向布置。（2）导向墙管棚导向墙采用C20 混凝土，截面尺寸为1m1m，为保证导向墙基础稳定，环向长度根据实际情况确定。导向墙内设2 榀工 18 工字钢架，钢架外缘设140 5mm 热轧无缝钢管导向管，导向钢管与钢架焊接。（ 3）长管棚构造及设计参数钢管规格：长管棚钢管及钢花管，采用 108 6mm 热轧无缝钢管制作。每节钢管两端均预加工成外丝扣，以便于接头钢管连接。接头钢管长0.3m，采用 114 6mm 热轧无缝钢管制作。钢花管

2、上钻注浆孔， 孔径 10 16mm，空间距 188mm，呈梅花形布置，尾部留不钻孔的止浆段150cm。管距：环向间距 40cm。倾角：外插角为1 3，具体可根据实际情况作调整。注浆设计：长管棚注浆采用水泥浆，水泥浆水灰比 1：1（重量比）；注浆压力0.53.0MPa。为提高钢管抗弯能力，在钢管及钢花管内设置钢筋笼，钢筋笼由四根主筋和固定环组成， 主筋直径为 18，固定环采用段管节， 节长 35 cm，与主筋焊接，布置间距1.5m。1.1.2.超前长管棚施工工艺超前长管棚施工工艺详见图制定施工方案效果检查现场试验注浆设计地质调查注浆站布置拌浆设置钢筋笼4-1。设备准备钢 (花 )管加工施工准备材

3、料准备施作导向墙测量放样钻孔清孔顶进钢管棚钢管清孔注浆管路检查注浆否压力流量达到要求是充填水泥砂浆结束图 4-1 超前长管棚施工工艺流程图1.1.3.超前长管棚施工方法（ 1）施工准备进行现场地质调查，备齐各种机具、材料，按照设计要求进行注浆设计并进行钻进注浆试验，取得管棚钻进、注浆施工经验。根据试验效果确定施工工艺参数，制定施工方案。施工前精确测量放样。（ 2）施作导向墙在明挖时预留的台阶上采用脚手架搭设作业平台，按设计轮廓人工开挖。开挖完成后立模灌注混凝土，模版采用组合钢模版，混凝土集中拌合，运输车运输，泵送入模，机械振捣密实。工字钢架、导向钢管按设计设置。（ 3）长管棚施工钻机就位：以导

4、向墙内的导向钢管定位、定向，严格控制钻孔上抬量和角度，外插角控制在1 3。钻孔及清孔：采用管棚钻机风动干钻法钻进成孔，风动冲击回旋钻头直径、钻压、转速、风量、风压等钻进参数采用工艺试验确定的工艺参数。 钻进到位后， 利用高压风清扫钻孔。顶进钢管棚： 钻孔检测合格后， 由钻机将钢管旋转顶进孔内。管棚钢管在加工厂集中加工。顶进过程中钢管按分节连续接长，管棚节间用连接钢管丝扣连接，要求隧道纵向同一截面处钢管街头数不大于50%。为使钢管接头错开，第一节管采用3m和6m交替布置，编号为奇数的第一节管采用3m长钢管，编号为偶数的第一节采用6m长钢管，以后每节均采用6m 长钢管。钢管用钻机顶进，单号孔顶进有

5、孔花钢管，双号孔顶进无孔钢管。顶进完成后利用高压风对钢管孔内的杂物进行清扫。管口用麻丝和锚固剂封堵，钢管与孔壁间的空隙，钢管自身利用孔口安装的封头将密封圈压紧，压浆管口上安装三通接头。注浆作业：采用全孔压入式向大管棚内压注水泥液浆，注浆机采用注水泥单液的高压注浆泵，按先下后上，先稀后浓的原则注浆。注浆由注浆量和注浆压力控制，注浆压力0.53.0MPa，注浆量按下式估算。达到结束标注后，停止注浆。Q Rk2L 式中 Rk 为浆液扩散半径，L 为钢花管长， 为空隙率 （% ），为注浆饱满系数。充填砂浆：注浆后，清扫管内胶凝桨液，用M5 水泥砂浆紧密充填，增强管棚强度，非压浆孔，直接充填。根据需要，

6、可在钢管内设置钢筋笼。钢管施工误差：径向不大于20cm，相邻钢管之间环向不大于 10cm（4）施工注意事项管棚为超前支护，在隧道暗洞开挖之前完成。钢管棚按设计位置施工，运用测斜仪进行钻孔偏斜度测量，严格控制管棚打设方向，并作好每个钻孔地质记录。管棚施工时，对钢管主要材料进行材质检验。管棚施工时，先打设钢花管并注浆，然后打设钢管，以便检查钢花管的注浆质量。遵守隧道施工技术安全规则和钻眼注浆作业操作规则。1.1.1.验收标准（ 1）管棚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和设计要求。以同牌号、同炉罐号、同规格、同交货

7、状态的钢管，每60t为一批，不足60t 按一批计。（ 2）管棚所用钢管的品种和规格、管棚搭接长度、注浆配合比和注浆压力需满足设计要求。（3）管棚钻孔允许偏差应符合表4-1 的规定：表 4-1管棚钻孔允许偏差序号项目允许偏差1方向角12孔口距 50MM3孔深 50MM1.2. 超前小导管及超前中空注浆锚杆施工小导管施工采用42 钢管，在前部管壁按梅花形布置溢浆孔，孔径为 10mm ，间距 15cm，呈梅花形布置，顶部成尖锥状，尾长不小于30cm，每 2.4m 设置一环。用风枪打入，环向间距、外插角、纵向相邻两排的水平投搭接长度按设计要求施工。注浆管的外露端支撑于开挖面后方的钢架上，与钢架共同组成

8、预支护体系。1.2.1.超前小导管设计说明（ 1）超前小导管布置形式超前小导管在隧道拱顶 140范围环向布置。（ 2）超前小导管构造及设计参数钢管规格：小导管采用采用 42 3.5mm 热轧无缝钢管制作。在前部管壁按梅花形布置溢浆孔， 孔径为 10mm ，间距 15cm，呈梅花形布置，顶部成尖锥状，尾长不小于 30cm，作为止浆段。管距：环向间距 40cm，每环间距 2.4m，纵向搭接长度 1m。倾角：外插角为 3 5，具体可根据实际情况作调整，但 10。注浆设计：注浆采用水泥浆，水泥浆水灰比 1：1（重量比）；注浆压力 0.5 1.0MPa。1.2.2.超前小导管施工工艺超前小导管施工工艺详

9、见图4-2 。1.2.3.超前小导管施工方法喷射混凝土封闭掌子面，备齐各种机具、材料，按照设计要求进行注浆设计，制定施工方案。制定施工方案注浆设计注浆站布置拌浆设备准备刚( 花)管加工施工准备材料准备孔位放样测量放样钻孔清孔顶进小导管连接注浆管路注浆管路检查注浆否压力流量达到要求是结束图 4-2 超前小导管施工工艺流程图施工前精确测量放样。发生串浆现象时，采用多台注浆泵同时注浆或堵塞串浆孔隔孔注浆；注浆压力突然升高应立即停机检查，水泥浆单液进浆量很大，压力上不去，则应调整浆液浓度及配合比，缩短凝胶时间，进行小量低压力注浆，但停留时间不能超过浆液的凝胶时间。注浆结束时间以终压控制为主，浆液量校核

10、。注浆量达到设计注浆量或注浆压力达到设计终压时，持续15 分钟后结束注浆。施工注意事项：隧道开挖长度应小于小导管注浆长度，预留部分作为下一次循环的止浆墙。注浆前应进行压水试验，检查机械设备是否正常，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。注浆过程中，要随时观察注浆压力及注浆泵排浆量变化，分析注浆情况，防止堵管、跑浆、漏浆。做好注浆纪录，分析注浆效果。1.2.1.验收标准小导管所用钢管进场检验要求同大管棚要求。超前小导管所用钢管的品种和规格、超前小导管与支撑结构的连接、超前小导管的纵向搭接长度应符合设计要求；注浆浆液配合比、注浆压力应满足设计要求。超前小导

11、管施工允许偏差应满足表4-2 要求：表 4-2超前小导管施工允许偏差序号项目允许偏差1方向角22孔口距 50MM3孔深+50MM0MM1.3. 超前砂浆锚杆施工隧道分部开挖施工时采用22mm 超前砂浆锚杆进行临时超前支护。砂浆锚杆长3.5m，环向间距40cm，按每 2.4m 一个循环布置。1.3.1.超前砂浆锚杆施工工艺超前砂浆锚杆施工工艺详见图4-3 。测量布孔凿岩机就位，定位开孔钻孔至预定孔深清孔，成孔检查压注水泥浆图 4-3超前砂浆锚杆施工工艺流程框图1.3.2.超前砂浆锚杆施工方法锚杆预先在洞外按设计要求加工制作，施工时锚杆钻孔位置及孔深必须精确，锚杆要除去油污、铁锈和杂质。先用 YT

12、-28 凿岩机按设计要求钻凿锚杆孔眼，达到标准后，用高压风清除孔内岩屑，用注浆泵将水泥砂浆注入孔内，然后将加工好的杆体插入孔内。将锚杆尾部和钢拱架焊连牢固。1.1. 帷幕注浆（1）注浆方式及注浆方案注浆方式： 采用分段前进式， 先钻孔后注浆， 不考虑工作室。注浆方案：每一循环长度 15m，固结范围为开挖轮廓线外 35m。（ 2）注浆材料按设计选用单液浆或双液浆，单液浆见超前长管棚部分，双液浆材料如下：采用水泥、水玻璃混合液（即CS 浆液）水泥： 42.5 级普通硅酸盐水泥水玻璃：模数m 为 2.4 3.4，浓度 35Be（配置后）水灰比：浓浆：0.8：1；稀浆： 1.25： 1 1.5： 1水

13、泥浆与水玻璃浆体积比：1： 0.8缓凝剂：磷酸氢二钠；加入量为水玻璃重量的3%（3）施工方法全断面预注浆， 注浆孔采用管棚钻机钻孔， 灰浆机拌制浆液，压浆机进行注浆，注浆管采用孔口管，每循环注浆长度控制为 20m。除第 1 环节注浆止水盘长度为 5m，其余均保留 3m 止浆岩盘。为防止未注浆段地下水涌向作业面及注浆时跑浆，注浆起始处掌子在凤喷射混凝土做成止水浆墙，厚不小于 20cm。注浆前，安装注浆管，在管上安装压力表，以此量测地下水压力值，以便确定各种注浆参数。钻孔和注浆顺序分批进行，先外圈后内圈，先近后远，同一圈孔间隔施工，岩层破碎容易造成坍孔时采用前进式注浆，否则均采用后退式注浆。待每个

14、环节注完后，钻2 3 个检查孔检查注浆效果，如未达到预期效果，重新钻孔补注浆或以小导管压浆补强。在钻进过程中遇涌水或岩层破碎造成卡钻时停止钻进，进行注浆，扫孔后再钻孔。（4）预注浆基本参数注浆压力 :注浆压力与围岩的裂隙发育程度、 涌水压力、 浆液材料及胶凝时间有关， 一般按公式 P=（ 24）MPa+Po 计算，注浆终压一般为测试水压的 23 倍。式中： P：注浆终压（ MPa）； Po：涌水压力（ MPa）。本设计注浆初压力0.5 1MPa，终压力为5MPa注浆量按公式D2 L n /4计算式中： Q：注浆量； D ：注浆范围；L ：注浆长度；n：岩层裂隙率；：浆液在岩石中的填充系数，根据

15、情况取=0.3 0.9；：浆液消耗量。钻孔注浆方式：钻孔与注浆采取5m分段，钻孔5m长即注浆，注浆结束后又钻孔，这样交替循环进行，直至完成全长30m 注浆。止浆岩盘：每施工循环留下3m 注浆段，作业面喷20cm 厚混凝土作为下循环止浆岩盘。注浆孔按设计要求沿隧道周边轴及中部向辐射状布孔，为检查注浆效果，根据现场情况设置2 3 个检查孔。注浆参数根据现场试验确定，初步注浆参考值如表4-3。表 4-3预注浆参数表注浆终时间单孔注浆注浆扩散注浆速度单孔最大项目压扩散半径注范围（ M） （ M/ MIN）（MIN）3（ MPA）（ M）浆量（ M）要求552开挖线外60 808 153 5M孔底间钢管 钢管外插 钢管外插钢管搭接项目距长度角角钢管排距长（ M）（ M） （ M） （拱部） （边墙）要求31557、9 11、315.5 M/ 排18 2022 24（ 5）施工工艺流程帷幕注浆施工工艺流程见图 4-4。钻孔施工准备注浆注浆设计不钻检查孔合格测渗漏水量注浆结束图 4-4帷幕注浆工艺流程图（6）施工注意事项注浆前须清孔干净，保证注浆畅通。注水 2 3min ，使围岩孔隙畅通。对于软弱、富水断层带，先注纯水泥浆，注入一定量或达到一定压力后，再注入 TGRM 特种浆液。达到设计压力后，持续5min 后结束注浆。拆除注浆