下布隧道超前支护施工方案

1、二广高速公路怀集至三水段第十合同段下布隧道超前支护施工方案下布隧道超前支护施工方案及施工工艺一、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ZK39+135-ZK39+500（全长365m）,右幅起讫桩号为YK39+075-YK39+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、6

2、m6108X加热轧无缝钢管，环向间距中至中50cm。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30cm,平行路面中线布置。2.2 超前注浆小导管适用于V级、IV级围岩一般地段，小导管采用长为4.5m（I）42X3.5热轧无缝钢管，在钢管距尾端1m范围外钻小8mm压浆孔。钢管环向间距约40cm,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小22®卷锚杆，环向距间约40cm,纵向间距不小于1.0m搭接。外插角可采5O15O不等。

3、2.4加固注浆分长管棚、小导管和周边加固注浆，主要用在V级、IV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：二广高速公路怀集至三水段第十合同段下布隧道超前支护施工方案水泥浆水灰比：1:1:水玻璃浓度：35波美度；水玻璃模数：2.4;注浆压力：0.41.0MPa；

4、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*安部工程邮合约洗堂遭旅工队二广高速公路怀

5、集至三水段第十合同段下布隧道超前支护施工方案超前支护施工管理人员表部门经理室总工室质安部姓名李曙光孙红强万德新耿誉赵祥虎工程部赵永安李振军曾联金测试量验钟敏达罗寿梅宦途飞全志滨付有荣表1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）主要施工机械表设备名称潜孔钻机

6、锚杆钻机汽车吊湿喷机注浆泵碎搅拌站碎运输车6m33表2单位台台台数量2812225备注型号产地90型YSP45功率TK961ZTG-60/120台台套台二广高速公路怀集至三水段第十合同段下布隧道超前支护施工方案四、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、6m6108X伽热轧无缝钢管，环向间距中至中50cm。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30cm,平行路面中线布置。4.1、 工程数量表WK单检L=2d长管糊IDEXf.

7、tt,kt泉语L4中IDE，3的上jLiK：1；ke8601.3行扣。L0«X6nv别1诧396,n钻孔.1052.00打扎.ziBi.aoK30,丁旗1kM制北境，1ID9.313Lf5套管20b工事恻kg1849.13中笛祸的595.01q27fILUft加92L8SC25，修11俎&4.2、 长管棚施工421、施作套拱洞口前端采用2m长套拱（25#&）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根120b型工字钢，型钢与（|）127X3.5mr棚孔口套管焊成整体（采用6127fL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

8、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碎楙送泵士，Li111Hfli£发电机康明斯262KHn1变阻器&30KVAO1空限机203Fl5二广高速公路怀集至三水段第十合同段下布隧道超前支护施工方案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。套拱及管棚设置见图2。422、长管棚施工管棚施工先施钻

9、、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。棚管四周梅花形钻小8mmB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。管棚施工工艺流程见图3。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张3#、37#,2#、38#、4#、36#,20#。根据套拱中预埋的

10、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，以确保学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，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

11、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。二广高速公路怀集至三水段第十合同段下布隧道超前支护施工方案(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

12、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速顶进钢日03、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0.51.0MPa。b、注浆按钻孔顺序进行。注浆过程中随时检查孔口、令口孔、覆盖层较薄部位有无用浆现象，如发生用浆，在有多台注浆机的条件下，应

13、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用浆口，也可采用麻纱、木楔、快硬水泥砂浆或锚固剂封堵，直至不再用浆时再继续注浆。注浆过程中压力如突然升高，可能发生堵管，应停机检查。二广高速公路怀集至三水段第十合同段下布隧道超前支护施工方案二广高速公路怀集至三水段第十合同段下布隧道超前支护施工方案施工准备施作套拱，安装导向管加工导向管搭设平台安设钻机钻孔顶进钢管棚加工钢管准备注浆机料安装注浆机具拌浆清孔孔口密封处理注浆管路检查注浆压力、流量达到要求是清孔M30砂浆充填图3管棚施工工艺流程图c、水泥一砂浆注浆进浆量很大，压力长时间不升高，应调整浆液浓度及配合比，缩短凝胶时间，进行小泵量低压力

14、注浆或间歇式注浆，使浆液在裂隙中有相对停留时间，以便凝胶，停留时间不超过混合浆的凝胶时间。d、注浆压力达到2Mpa,并持压5min以上，可停止注浆，并及时封堵注浆口。e注浆过程应派专人负责，填写注浆记录表，记录注浆时间、浆液消耗量及注浆压力等数据，观察压力表值，监控连通装置，避免因压力猛增而发生异常情8二广高速公路怀集至三水段第十合同段下布隧道超前支护施工方案况。(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=ttxr2xL+兀xR2XLXnXaxB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，

15、取0.5m；刀为地层孔隙率，堆积体经测试”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：Q=1.58m3o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

16、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、IV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8二广高速公路怀集至三水段第十合同段下布隧道

17、超前支护施工方案注浆孔，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碎。522、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。523、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）。524、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%

18、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：0.51.0MPa。525、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。超前小导管施工工艺流程见图4;超前小导管作业示意见图5。二广高速公路怀集至三水段第十合同段下布隧道超前支护施工方案地“同ft紫液选抻图4超前小导管施工工艺流程图二广高速公路怀集至三水段第十合同段下布隧道超前支护施工方案二广高速公路怀集至三水段第十合同段下布隧道超前支护施工方案六、超前锚杆施工超前锚杆配合V级围岩地段复

19、合衬砌双侧壁导坑使用。超前锚杆采用长为4.5m的20MnSi小2剪卷锚杆，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40cm,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。超前锚杆布置见图6,药卷锚杆细部见图7。卜凯熊修髯忖审nOO二蜕打表kM*tIwfiiitf卬，irmi“仃牛二一'Eli"7-*.%IIC1-It

20、'*IMt一。口噌*上.ftMftrMH工学曼后.ft图6超前锚杆布置图二广高速公路怀集至三水段第十合同段下布隧道超前支护施工方案图7药卷锚杆细部图七、实测项目璜改校由H规定他或允泞假票口&方法和就率极值1A嘴g才混凝L品WlMP"和含格品灌内技网北E依行3?A吭层信度Imm平均印度看设W厚度：松森点的6g±i殳讣5必小1?嗖颜.5设计呼度.且450事扎法或布达检测仪;fj10m检件一个孤闻”旬个惭面从排顶中钱旺海9m检代工点33A空前校测'无空洞,上杂物帚孔或南达嵯射仪年10mtdn个断面.Iff个新而从拱师中线包可imk*：1一门3麻棉软卷桎程B

21、雷】；：工气或3切中ik竺”四方主二广高速公路怀集至三水段第十合同段下布隧道超前支护施工方案锚杆支护实测项目表6珥次爬定俗或允许偏三内件方M和冏率杈仇1R理m)不小r设评尺小椎自描依故的10H22北位mm>±50尺量,检充*杆数的10%23钻孔课糜mm±50尺3t微声愤H数的10%2理次检fr地目规定价或允存偏处肾力疗法郎顿冷权值1网格尺110尺“h限50nl。依12个网眼32斜前设护H0港孔检代工憧修5点23。瞰胃加的Mmm<30尺JIHAio总24科的长.富士10尺里1超前锚杆实测项目表8博次检存项目现定价或免弊偏k.衿各方法和相率梅俄1A墙打鼓他f戕1不少

22、设计按小顼1稼统计32济杆接力kN)»d报打T均仇古设计曲小能力M9设计伤按错H改1%徽拔力一验.1不小，根做拔力试翻23iLJ''mm：±50尺3士已件襁叶地的10%24拈孔程及mm>±SD尺士检叠杆数的10%25也件mm>砂浆体A杆体过修+B；1L她睛*h抬门设计要求足城工桂性糊*1也的104426t*杆挚板叮史痴紧翰桁4儡*1粒地10%1广高速公路怀集至三水段第十合同段下布隧道超前支护施工方案超前钢管实测项目表94fL位(mm)大1H体口怆H5尺吊工检小网杆熟的1DX2城次检忏项目睨走侑或允许ME冷A疗法和植率权附1K网(mm)小小干通计尺：检点1二27L*'mnn/生5。尺拉e15t23钻孔法度mm)15尺".检在10%24fL仆mm-大J策曾在海加11：r"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