超前大管棚支护施工方案

超前大管棚支护施工方案一、工程概况本方案适用于隧道工程洞口浅埋段超前支护施工，通过超前大管棚支护增强围岩稳定性，为隧道开挖创造安全作业条件。工程涵盖通道口明槽放坡明挖、导向墙施工、超前大管棚钻孔、钢管安装、注浆加固等核心工序，旨在通过标准化施工确保支护结构的强度、刚度及整体性满足设计要求，有效控制围岩变形，保障施工安全。二、编制依据《公路隧道施工技术规范》（JTG/TF60-2009）；《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2018）；《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2015）；本工程施工图纸、岩土工程勘察报告及图纸会审纪要；类似工程施工经验及企业技术标准。三、施工准备（一）技术准备图纸会审：组织技术、生产人员熟悉施工图纸，明确管棚布置参数、导向墙尺寸、注浆要求等核心内容，梳理技术疑点，通过会审形成书面记录。技术交底：编制详细施工方案，对施工班组进行分级技术交底，明确各工序操作要点、质量标准、安全注意事项及应急预案。测量放样：采用全站仪对隧道轴线、导向墙施工断面、明槽开挖边线等进行精确放样，设置控制桩并做好保护，放样后进行复核，确保定位精准。地质核查：结合勘察报告，对施工区域地质条件进行复核，预判可能出现的不良地质（如松散填土、破碎岩层等），制定针对性处理措施。（二）机具准备设备名称规格型号数量用途挖掘机-1台明槽开挖、导向墙基坑开挖自卸汽车-2辆土石方外运钻机配套Φ128mm钻头2台管棚钻孔注浆泵工作压力≥3MPa1台管棚注浆混凝土搅拌机-1台导向墙混凝土搅拌电焊机-2台钢管焊接、钢筋连接全站仪-1台测量放样、定位复核水准仪-1台标高控制测斜仪-1台钻孔垂直度监测水泵7.5KW1台明槽排水钢筋切断机-1台钢筋加工钢筋弯曲机-1台钢筋加工注浆搅拌桶-1个注浆浆液搅拌贮浆桶-1个浆液储存（三）材料准备钢管：选用φ108×6mm热轧无缝钢管，标准节长9m，配套2m非标准节（用于错开接头），钢管材质符合Q235B标准，进场时查验合格证及检验报告，抽样复检合格后方可使用。钢筋：导向墙工字钢采用I20工字钢，联接钢筋为Φ22HRB400钢筋，钢筋网片为φ8HRB400钢筋，管棚内钢筋笼采用Φ20HRB400钢筋及Φ42×3.5mm钢管，所有钢筋进场时需进行力学性能复检。混凝土：导向墙采用C30混凝土，明槽锚喷支护采用C25混凝土，混凝土配合比经试验确定，原材料（水泥、砂、石、外加剂）符合设计及规范要求。注浆材料：选用P.O42.5级普通硅酸盐水泥，注浆用水为清洁自来水，浆液水灰比按设计要求配置。辅助材料：包括速凝水泥、密封胶、焊接材料、保护层垫块等，确保满足施工需求。（四）现场准备场地清理：清除施工区域内的杂物、植被，平整场地，确保施工机械通行及作业空间。排水系统：在明槽外侧0.5m处设置宽30cm×深30cm截水沟，明槽内设置2m×2m×2m集水坑，配备水泵排水；场外设置8m×3m×2m三级临时沉淀池，确保排水达标。临时设施：搭设钢筋加工场、材料堆放场、搅拌站等临时设施，材料堆放场进行硬化处理，钢管、钢筋等分类堆放并做好防雨、防锈措施。安全防护：明槽开挖后设置防护栏杆（高度≥1.2m），悬挂安全警示标志，夜间设置警示灯。四、施工工艺流程明槽放坡明挖→锚喷支护→导向墙测量放样→导向墙基坑开挖→导向墙钢筋及工字钢安装→导向管固定→模板安装→C30混凝土浇筑→养护→管棚钻孔→清孔验孔→管棚钢管安装→钢筋笼安装→注浆→封孔→质量验收五、主要施工工艺（一）通道口明槽放坡明挖段施工1.开挖参数明槽浅埋段（CK0+000～CK0+016.5）采用放坡明挖，基坑深度0~2.9m，放坡比1:0.4，纵坡15%，开挖宽度8m。坡面采用锚喷支护：φ8@150×150钢筋网片，150mm厚C25喷砼，Φ20土钉（L=3m，间距1m×1m）。2.开挖方法遵循“分层开挖、先撑后挖、严禁超挖”原则，采用挖掘机分层开挖，每层开挖高度不大于2m，人工配合修整边坡（预留20cm人工清理），避免超挖扰动原土。土石方采用挖掘机开挖、自卸汽车外运，边坡开挖按设计坡比分两台阶进行，台阶高度≤2m，开挖一段防护一段，缩短坡体裸露时间。临时性挖方边坡参照下表执行，若遇土质边坡稳定性差或石质边坡岩层方向不利时，适当放缓坡度：土的类型边坡值（高：宽）砂土（不含细砂、粉砂）1:1.25～1:1.5硬黏土1:0.75～1:1硬塑黏土1:1～1:1.25软黏土1:1.5或更缓充填坚硬、硬塑黏性土的碎石类土1:0.5～1:1充填砂土的碎石类土1:1～1:1.53.开挖技术措施开挖前复核轴线及边坡线，开挖过程中实时监测基坑净空尺寸，超欠挖部分及时修凿补平。若开挖过程中出现渗漏水，及时采用内侧骑缝高压针孔压浆堵漏或外侧地表注浆止水。加强地质观察与监测，绘制施工工程地质素描图，若基底土层与设计不符，及时通知设计、监理单位处理。严禁挖掘机碰撞支护结构，开挖机械与边坡保持安全距离。4.锚喷支护施工土钉施工：采用钻机钻孔，孔径≥100mm，土钉采用Φ20钢筋，长度3m，按1m×1m梅花形布置，土钉插入后采用注浆固定。钢筋网铺设：钢筋网片采用φ8钢筋绑扎而成，网格尺寸150mm×150mm，钢筋网与土钉焊接固定，网片搭接长度≥200mm。喷射混凝土：采用C25混凝土，喷层厚度150mm，分两层喷射（每层75mm），喷射顺序自上而下，确保混凝土密实，表面平整。（二）导向墙施工1.导向墙参数导向墙为C30混凝土结构，截面尺寸1.5m（长）×0.6m（厚），内设4榀I20工字钢，钢架纵向采用Φ22钢筋联接（环向间距1.0m，内外缘交错布置），每榀钢架拱腰及拱脚处各设2根锁脚锚管（注浆固定）。导向管采用φ133×5mm钢管，长2m，环向间距40cm，倾角1～3°（与隧道纵坡一致），中线与隧道中线平行。2.施工方法测量放样：采用全站仪精准放出导向墙施工断面，设置控制桩，复核无误后进行基坑开挖。基坑开挖：采用挖掘机配合人工开挖，开挖过程中减少原土扰动，预留核心土，基坑尺寸比设计大10cm（便于模板安装）。钢筋及工字钢安装：工字钢按设计间距安装，与锁脚锚管焊接牢固，锁脚锚管倾角与导向管一致。纵向联接钢筋与工字钢焊接，焊缝长度不小于5d（d为钢筋直径），确保钢架整体性。导向管固定：按环向间距40cm均匀布置导向管，用全站仪定位，确保倾角1～3°，中线与隧道中线平行。采用Φ16HRB400钢筋将导向管与工字钢焊接固定，形成整体，防止浇筑混凝土时移位。模板安装：模板采用木模板，底模用木方+钢筋加固，侧模与顶模采用Φ42×3.5mm钢管横撑、竖撑加固，模板接缝严密，防止漏浆。模板安装后用水平尺检查，两侧高差不大于5cm，确保导向墙平整度。混凝土浇筑：采用C30混凝土，通过梭槽分层浇筑（分层厚度≤30cm），左右交错浇筑，插入式振捣器振捣密实，避免漏振。浇筑过程中观察模板支撑情况，发现变形及时处理。养护与拆模：混凝土浇筑完成后及时覆盖洒水养护，养护时间不少于7d，达到设计强度70%后方可拆模。拆模后对导向管进行编号（区分单双号孔），为管棚施工提供指引。（三）超前大管棚施工1.管棚构造管棚长度（含套拱段）27m，采用φ108×6mm无缝钢管，标准节长9m，非标准节长2m（用于错开接头）。同一断面内钢管接头数量不超过总根数的50%，相邻钢管接头错开≥1m；奇数孔首节用非标准节，偶数孔最后一节用非标准节。钢管上钻注浆孔（梅花形布置，孔间距7.5cm），尾部0.2m为止浆段（不钻孔），头部2m不钻孔并设止浆环，尾部0.15m加工成尖锥状。管棚环向间距中至中40cm，轴线与衬砌外缘线夹角1～3°，不得侵入隧道限界。2.钻孔施工钻机定位：钻机安装与导向管方向平行，用经纬仪、挂线、钻杆导向相结合调整，确保钻杆轴线与导向管轴线吻合。钻机距工作面≥2.0m，用方木铺垫调整高差，调平机身，确保钻孔过程中不移位。钻孔作业：采用Φ128mm钻头钻孔，岩质较好时一次成孔；围岩稳定性差时采用跟管钻进（钢管作钻杆，前端带钻头，钻进与顶管同步完成）。钻孔先低速低压，钻深10m后加速加压；根据地质情况选择钻头：软弱土层用合金钻头，填石层用冲击钻头。钻进过程中用测斜仪监测钻孔垂直度，及时调整，做好原始记录，分析孔口岩屑，预判围岩情况。若出现坍孔、卡钻，立即停钻，补注浆后再钻进。3.清孔验孔钻孔完成后，用地质岩芯钻杆配合钻头来回扫孔，清除孔底浮渣，确保孔径≥128mm，孔深偏差±50mm，孔位偏差±30mm，方向角偏差≤1°。验孔合格后准备钢管安装，若长时间未安装，需再次清孔。4.钢管安装钢管加工：钢管按设计长度加工，管节之间采用外套管焊接（套管长15cm），焊缝饱满，无夹渣、气孔，焊接后检查钢管平直度。钢管安装：采用机械顶进，顶进过程中避免碰撞导向管，钢管顶到位后，与导向管间隙用速凝水泥封堵严密，预留进浆孔和排气孔。钢筋笼安装：钢筋笼采用Φ20钢筋（环向4根），通过Φ42×3.5mm钢管固定环（间距1.5m）固定，钢筋笼按4.5m标准节制作，非标准节现场加工。钢筋笼顶入后，采用Φ20钢筋帮焊加固，确保连接牢固。5.注浆施工注浆参数：采用水灰比1:1的水泥浆，注浆终压2.0～2.5MPa，注浆量按设计要求控制，确保浆液充满钢管及周围空隙。注浆准备：注浆前进行现场试验，调整注浆参数；检查注浆泵、管路密封性，确保设备正常运行。浆液搅拌均匀，搅拌时间不少于3min，倒入贮浆桶前过滤，防止堵塞管路；贮浆桶内浆液持续搅动，防止沉淀。注浆作业：采用隔孔限量注浆法，钻完一孔立即安装钢管并注浆，防止串浆。管口安装注浆嘴，连接注浆管，先低压力注浆，填满管棚及孔道后加压，达到设计注浆量后停注2min，关闭闸阀，拆除注浆管。注浆过程中若出现漏浆、串浆，及时采取封堵、间歇注浆等措施；若注浆压力达到终压但注浆量不足，需调整参数补注。封孔：注浆完成后，待浆液凝固（一般24h后），拆除注浆嘴，用速凝水泥封堵孔口，确保密封严密。六、质量控制措施（一）原材料质量控制钢管、钢筋、水泥等原材料进场时查验合格证及检验报告，按规定批次抽样复检，不合格材料严禁入场。钢管表面无锈蚀、凹陷、裂缝，壁厚偏差符合规范要求；钢筋表面无锈蚀、油污，力学性能复检合格。水泥存储在防雨防潮仓库，堆放高度不超过10袋，防止受潮结块；注浆用水符合饮用水标准。（二）过程质量控制1.导向墙质量控制导向管定位偏差：倾角±0.5°，环向间距±10mm，中线偏差±5mm。混凝土强度：按设计要求制作试块，强度达到设计强度70%后方可进行管棚施工。钢架安装偏差：间距±100mm，垂直度±2°，保护层厚度≥30mm。2.管棚钻孔质量控制钻孔允许偏差：孔深±50mm，孔口距±30mm，方向角±1°，每10根抽查3根。钻进过程中每5m用测斜仪监测一次，发现偏差及时调整，确保钻孔精度。3.钢管安装质量控制钢管安装偏差：轴线偏差≤50mm，管口平齐，接头错开≥1m，同一断面接头数量≤50%。钢管与导向管间隙封堵严密，防止注浆漏浆。4.注浆质量控制浆液配合比偏差：水灰比±0.05，搅拌时间≥3min，浆液存放时间≤2h，超时废弃。注浆压力控制在2.0～2.5MPa，注浆量达到设计要求，若未达到终压但注浆量已超设计120%，需分析原因并采取补注措施。注浆完成后检查注浆质量，采用钻孔取芯或超声波检测，不合格者补孔重注。（三）质量通病及防治措施序号质量通病产生原因防治措施1混凝土表面麻面模板清理不干净、脱模剂涂刷不均、接缝漏浆、振捣不密实模板清理干净，脱模剂涂刷均匀；模板接缝严密，设密封条；混凝土分层振捣密实，排出气泡2混凝土蜂窝配合比不准、搅拌不均、漏振、模板漏浆严格按配合比计量，搅拌时间充足；分层振捣，振捣棒移动间距≤1.5倍作用半径；加强模板加固，防止漏浆3混凝土孔洞钢筋密集处振捣不到位、漏振、杂物掉入混凝土钢筋密集处采用小直径振捣棒；振捣时快插慢拔，确保密实；浇筑前清理模板内杂物4钢筋外露垫块移位或不足、钢筋紧贴模板、振捣撞击钢筋按规定设置混凝土垫块（纵横间距80～100cm）；钢筋安装后检查保护层厚度；振捣时避免撞击钢筋5管棚参数偏差超标测量定位不准、钻机固定不牢、钻进过程未监测采用全站仪精准定位，钻机固定牢固；钻进过程实时监测，及时调整偏差；严格按设计参数施工6注浆不密实浆液配合比不当、注浆压力不足、串浆未处理优化注浆参数，现场试验确定；确保注浆压力达到设计值；采用隔孔注浆，串浆时及时封堵七、安全保障措施（一）开挖与支护安全明槽开挖设置防护栏杆，悬挂安全警示标志，夜间设警示灯；严禁非操作人员进入作业区。边坡开挖过程中监测边坡稳定性，若出现裂缝、滑坡迹象，立即停止施工，撤离人员设备，采取加固措施。锚喷支护施工时，操作人员佩戴安全帽、防护眼镜、防尘口罩等防护用品，避免混凝土回弹伤人。（二）钻孔与注浆安全钻机安装牢固，作业前检查设备稳定性，钻进过程中禁止人员站在钻杆前方，防止卡钻、坍孔伤人。注浆作业时，注浆泵、管路严格检查，防止高压浆液喷射伤人；操作人员佩戴防护手套、防护眼镜，站在安全位置作业。注浆过程中若出现管路堵塞，先卸压再处理，严禁带压拆卸管路。（三）用电安全施工现场用电实行“一机一闸一漏一箱”，漏电保护器动作电流≤30mA，动作时间≤0.1s。电气设备、线缆绝缘良好，严禁拖地敷设；雨天作业加强用电检查，防止触电事故。（四）机械安全施工机械操作人员持证上岗，作业前检查设备性能，严禁酒后作业、疲劳作业。挖掘机、钻机等机械作业时，与边坡、模板、钢架等保持安全距离，防止碰撞损坏。（五）应急预案成立应急小组，配备应急车辆、急救药品、灭火器等应急物资，定期开展应急演练。若发生坍孔、边坡滑坡等事故，立即停止施工，撤离人员设备，设置警戒区，组织抢险加固；若发生人员伤亡，立即启动急救程序，送医治疗。八、环境保护措施土石方外运车辆加盖篷布，避免遗撒；运输路线洒水降尘，防止扬尘污染。施工废水经三级沉淀池沉淀后排放，严禁直接排入市政管网；