铁路客运专线隧道工程超前支护施工作业指导书

1、铁路客运专线隧道工程超前支护施工作业指导书4.1 超前长管棚施工4.1.1. 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Imxim,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根工18工 字钢架，钢架外缘设140x 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108X 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114X 6m

2、m热轧无缝钢管制作。钢花管上钻注 浆孔，孔径1016mm,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。4.1.2. 超前长管棚施工工艺超前长管棚施工工艺详见 “图 4-1 超前长管棚施工工艺流程图”。4.1.3. 超前长管棚施工

3、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)长管棚施工图4-1超前长管棚施工工艺流程图钻机就位：以导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

4、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

5、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=兀Rk2L刀式中Rk为浆液扩散半径，L为钢花管长，刀为空隙率(), W 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，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

6、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。4.1.4. 验收标准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、同交货状态的钢管，每 60t为一 批，不足60t按一批计。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

7、力需满足设计要求。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力向角1°2孑L 口距士 50MM3孔深士 50MM4.2.超前小导管及超前中空注浆锚杆施工小导管施工采用中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，与钢架共同组成预支护体系。4.1.5. 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。

8、(2)超前小导管构造及设计参数钢管规格：小导管采用采用42X 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41m。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0.51.0MPa。4.1.6. 超前小导管施工工艺超前小导管施工工艺详见 “图 4-2 超前小导管施工工艺流程图”。4.1.7. 超前小导管施工方法(1)施

9、工准备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。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。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。(3)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 的止浆墙设备准备制定施工方案 刚（花）管加工 J施，准备L注浆设计 f1 材料准备一

10、孔位）样测量放样清,孔图4-2超前小导管施工工艺流程图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 3 5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。4.1.8. 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力向角22孑L 口距±50MM3孔深+50MM0MM4.3.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。4.3.1. 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超前砂浆锚杆施工工艺流程框图”。4.