广东隧道工程超前支护施工方案

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、 6m1086 热轧无缝钢管，环向间距

2、中至中 50 。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 ，平行路面中线布置。2.2 超前注浆小导管适用于 V 级、级围岩一般地段，小导管采用长为4.5m42 3.5 热轧无缝钢管，在钢管距尾端 1m 范围外钻 8 压浆孔。钢管环向间距约 40 ，外插角控制在 10O15O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 ，纵向间距不小于 1.0m 搭接。外插 角可采 5O 15O不等。2.4 加固注浆分长

3、管棚、小导管和周边加固注浆，主要用在 V 级、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 1.0MPa；终压： 2.0MPa如地下水量较丰富，单液注浆可

4、灌性差，再进行水泥- 水玻璃双液注浆实验。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

5、职称 项目监理、工程师 总工程师、高级工程师 质检部长、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： 2007.6.20-2008.5.1 ；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-6

6、0/120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262KW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 108 6 热轧无缝钢管，环向间距中至中 50 。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 ，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108 6mm 有孔钢花管kg9054.4 108

7、6mm 无孔钢管kg8601.3丝扣 108 6mm钢管kg396.11钻孔m1092.00扫孔m2184.00M30水泥砂浆（长管棚充填）m39.31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kg395.011274mm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 1273.5mm 管棚孔口套管焊成整体（采 用127 孔口管可以满足套筒跟

8、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

9、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 100mm锥头，尾部焊 A10mm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、

10、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，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 20cm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

11、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

12、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 0.5 1.0MPa。b、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

13、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。(2) 、待有孔钢管已全部注浆完毕后，再进行无孔钢管的钻孔、安设。(3) 、注浆效果评定：a、单根钢管理论注浆量：Q=r 2L+R2L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； 为地层孔隙率，堆积体经测试 为 6%；为浆液有效充填 率，取 0.9 ；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： Q=1.58m3。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

14、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)

15、、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、级围岩一般地段，钢花管采用 42、长 4.5m，厚3.5mm 的热扎无缝钢管，环向间距40cm，外插角 10 15，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，并用高压风将钢管内的砂石吹出。5.2 超前小导管施工技术措施5.2.1 、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

16、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 1.0MPa。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

17、。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 20MnSi22 药卷锚杆，施工时锚杆与衬砌中线平行以 10O15O 仰角打 入拱部围岩。环向距间约 40 ，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

18、图 6，药卷锚杆细部见图 7。图 6 超前锚杆布置图七、实测项目图 7 药卷锚杆细部图喷射混凝土支护实测项目 表 5项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率权值1喷射混凝土 强度（MPa）在合格标准内按附录 E 检查32喷层厚度（mm）平均厚度 设计厚度；检查 点的 60%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33空洞检测 无空洞，无杂物凿孔或雷达检测仪：每10m 检查一个断面，每3个断面从拱顶中线起每3m 检查 1 点锚杆支护实测项目 表 6项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频

19、率权值1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 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%25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查锚杆数的 10%1钢筋网支护实测项目 表 7项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率权值1网格尺寸 （mm） 10尺量：每 50m 2 检查2 个网眼32钢筋保护层厚 （mm） 10凿 孔检

20、 查： 检查 5点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项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率权值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%24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项次检查项目规定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：检查 10%22孔位（ mm ） 50尺量：检查 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：检查 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