超前小导管施工工艺.docx
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超前小导管施工工艺
超前小导管施工工艺
为确保开挖的稳定，在开挖Ⅱ类围岩时进行超前小导管注浆加固。
（1）小导管采用Φ50mm，L=4.5m，壁厚4mm的无缝钢管，一端封闭并制成尖状，以便顺利插入已钻好的导管孔内，当围岩松软时直接打入，小导管尾端采用Φ8mm钢筋焊一圈加强箍，防止施工时导管尾端变形。
小导管沿拱部环向布置间距30cm，搭接长度≥1.0米，小导管形状见下图：
（2）注浆材料采用水泥浆，水灰比1：
1，施工时现场试验调整参数。
（3）注浆工艺
①小导管安设采用引孔打入法，安设步骤如下：
A、用FS电钻开孔，开孔直径为60mm，并用吹管将砂石吹出（风压0.5～0.6Mpa）,钻孔深度为5m。
B、用带冲击的YT-28风钻将小导管顶入孔中，然后检查管内有无充填物，如有充填物，用吹管吹出或掏勾勾出，也可直接用锤击插入钢管。
C、用塑胶泥（35Be水玻璃拌合525#水泥即可）封堵导管周围及孔口。
D、严格按设计要求打入导管，管端外露20cm，以便安装注浆管路。
②注浆浆液配制及搅拌：
A、水泥浆搅拌在拌合机内进行，根据拌合机容量大小，严格按要求投料，水泥浆浓度根据地层情况和凝胶时间要求而定，一般控制在0.8:
1～1.5:
1。
B、搅拌水泥浆的投料顺序为：
在加水的同时将缓凝剂一并加入并搅拌，待水量加够后继续搅拌1min，最后将水泥投入并搅拌3min。
C、缓凝剂掺量根据所需凝胶时间而定，一般控制在水泥用量的2％～3％。
（4）施工注意事项
①注浆口最大压力≤2.5Mpa，以防压裂工作面。
②进浆速度不能过快，一般控制每根导管总进量≤30L/min。
③导管注浆采用不定量注浆，孔口压力达到2.5Mpa时结束注浆。
④注浆结束后及时清洗泵、阀门和管路，保证机具完好，管路畅通。
小导管注浆施工工艺流程见下图：
⑤注浆机械配备表
小导管注浆所需设备见下表：
小导管注浆机械配备表
序号
名称
规格型号
单位
数量
备注
1
电钻
FS
台
4
2
风钻
YT-28
台
4
3
吹管
Φ20mm钢管长5m
根
2
自制
4
掏勾
Φ8mm钢筋长5m
根
2
自制
5
注浆泵
台
2
6
分浆器
个
2
自制
7
球阀
A）11SA-40DG-25
个
10
备用三个
8
高压胶管
PG-40DG-25
m
根据工作面距离而定
9
高压接头
配高压胶管
个
根据工作面距离而定
10
拌浆机
台
1
11
水箱
1m3
个
1
12
普通胶管
25mm
m
（5）在Ⅱ类围岩浅埋地段，需用双浆液，其注浆施工工艺同超前长管棚施工工艺。
3）超前锚杆施工工艺
（1）锚杆采用Φ25中空式锚杆，梅花形布置，间距1.0m×1.0m。
（2）注浆材料采用水泥浆，水灰比1：
1,施工时，现场试验调整参数。
（3）注浆工艺
①超前锚杆安设采用引孔打入法，安设步骤如下：
A、YT-28风钻开孔，开孔直径为50mm，并用吹管将砂石吹出（风压0.5～0.6Mpa）钻孔深度不小于锚杆设计长度。
B、检查孔内有无充填物，如有充填物，用吹管吹出或掏勾勾出，用锤击入锚杆。
C、用塑胶泥（35Be水玻璃拌合525#水泥即可）封堵锚杆周围及孔口。
D、严格按设计要求打入锚杆，锚杆外露20cm，以便安装注浆管路。
②注浆浆液配制及搅拌：
A、水泥浆搅拌在拌合机内进行，根据拌合机容量大小，严格按要求投料，水泥浆浓度根据地层情况和凝胶时间要求而定，一般控制在0.8:
1～1.5:
1。
B、搅拌水泥浆的投料顺序为：
在加水的同时将缓凝剂一并加入并搅拌，待水量加够后继续搅拌1min，最后将水泥投入并搅拌3min。
C、缓凝剂掺量根据所需凝胶时间而定，控制在水泥用量的2％～3％。
（4）施工注意事项
①注浆口最大压力≤2.5Mpa，以防压裂工作面。
②进浆速度不能过快，每根导管总进量≤30L/min。
③导管注浆采用不定量注浆，孔口压力达到2.5Mpa时结束注浆。
④注浆结束后及时清洗泵、阀门和管路，保证机具完好，管路畅通。
超前锚杆压浆所需设备见下表：
超前锚杆注浆机械配备表
序号
名称
规格型号
单位
数量
备注
1
风钻
YT～28
台
4
2
吹管
Φ20mm钢管长5m
根
2
自制
3
掏勾
Φ8mm钢筋长5m
根
2
自制
4
注浆泵
台
2
5
分浆器
个
2
自制
6
球阀
B）11SA-40DG-25
个
10
备用三个
7
高压胶管
PG-40DG-25
m
根据工作面距离而定
8
高压接头
配高压胶管
个
根据工作面距离而定
9
拌浆机
台
1
10
水箱
1m3
个
1
11
普通胶管
25mm
m
4）湿喷砼施工工艺
湿喷是将骨料、水泥和水按设计比例拌合均匀，用湿喷射机压至受喷处，再在喷头上添加速凝剂后喷出。
（1）喷射前准备工作
①检查受喷面轮廓尺寸，并修整，使之符合设计要求，若有松散，须清除干净。
②用高压风或水（土质不用）清洗受喷面。
③备好工作平台，防护用具。
④根据喷射量添加速凝剂，并转动计量泵转盘调节好速凝剂的用量。
⑤接好电源及风管、喷管、速凝剂管等。
⑥检查喷射机的转子、振动器、计量泵及安全阀、压力表是否完好，并进行试运转。
⑦向喷射机的料斗加入约半斗砂浆（水泥：
砂：
水=1：
3.5:
0.45），开动主电机将砂浆转入转子腔和气料混合仓。
（2）喷射作业
①严格按以下顺序进行操作
打开速凝剂辅助风→缓慢打开主风阀→启动速凝剂计量泵、主电机、振动器→向料斗加混凝土。
②开机后观察风压，起始风压达到0.5Mpa，开始操作，并根据喷嘴出料情况调整风压。
一般工作风压：
边墙0.3～0.5Mpa，拱部0.4～0.65Mpa。
③混凝土拌合均匀，直径大于15mm的粗骨料及时清除。
④喷嘴与受喷面尽量垂直，两者的距离一般为0.6～1.2m，对挂有钢筋网的受喷面，喷嘴略倾斜，距离也相应减少。
⑤喷嘴均匀地按螺旋轨迹，分区段（一般不超过6m），自下而上，一圈压半圈，缓慢移动，每圈直径约20cm。
若受喷面不平，先喷凹坑找平。
⑥停机前，喷射料斗中的混凝土全部喷完，严格按以下顺序关机：
关主电机、振动器、关速凝剂计量泵、关主风阀；利用计量泵加水清洗速凝剂管路；再将喷嘴离开受喷面，依次打开主风阀、计量泵电机、主电机，向料斗中加水清洗气料混合仓、混凝土管道，最后关主电机、关主风阀、计量泵、停速凝剂风。
⑦清理喷射机表面的混凝土.
（3）湿喷砼的配合比
①原材料
A、水泥：
为保证喷射混凝土的凝结时间和与速凝剂有较好的相溶性，优先采用42.5号以上的普通硅酸盐水泥，水泥性能符合国家现行标准。
B、砂：
为保证喷射混凝土的强度和减少施工操作时的粉尘，减少硬化时的收缩裂纹，采用坚硬而耐久的中砂和粗砂，细度模数大于2.5。
C、碎石或卵石：
为防止喷射混凝土过程中堵管和减少回弹量，采用坚硬耐久的细石，粒径不大于15mm。
D、骨料成分和级配：
砂、石、骨料不得含有活性二氧化硅，以免产生碱骨料反应，引起混凝土开裂，为使喷射混凝土密实和在输送管道中顺畅，砂石骨料级配按国家标准控制。
E、水：
为保证喷射混凝土正常凝结、硬化，保证强度和稳定性，喷射混凝土采用饮用水。
F、外加剂的选用
a、减水剂：
湿喷混凝土的坍落度控制在10～13cm，水灰比较大，水泥用量大，混凝土中水泥水化后多余的水要蒸发，使混凝土喷层产生“干裂”现象，降低喷混凝土的支护能力。
在拌混凝土时加入高效减水剂，提高支护质量。
b、速凝剂：
在喷射混凝土工艺中加入速凝剂，使混凝土喷到受喷面后迅速凝固，形成垫层，减少回弹量，增大喷层厚度，同时混凝土迅速凝固后，便有了强度形成支护能力。
②配合比的设计
设计配合比，龄期按7天测定抗压强度，通过大量试验结果选定湿喷配合比施工时通过试验进行修定。
（4）劳动力安排
拌合机5人，其中进料4人，搅拌机司机1人；混凝土运输车司机1人，喷嘴2人；计8人。
5）型钢及格栅钢架施工工艺
型钢拱架及格栅钢架是浅埋、围岩破碎隧道增强初期支护强度的有效手段，它与超前管棚或超前小导管一起形成超前支护体系。
（1）型钢拱架及格栅钢架在初期支护中的施工顺序为：
型钢拱架按设计要求，采用I20、I16制造。
（2）格栅钢架由四根Φ25主筋构成。
（3）型钢架及格栅钢架的加工
格栅钢架在现场设计的工作台上加工。
工作台为δ=20mm的钢板制成，其上根据不同断面的钢架主筋轮廓放样成钢筋弯曲模型。
钢架的焊接在胎模内焊接，控制变形。
按设计加工好各单元格栅钢架后，组织试拼，检查钢架尺寸及轮廓是否合格。
同格栅钢架相比，型钢架加工时首先根据各单位长度下好料，然后将料用千斤顶弯制。
加工允许误差：
沿隧道周边轮廓误差不大于3cm，平面翘曲小于±2cm，接头连接要求同类之间可以互换。
钢架各单位必须明确标准类型和单元号，并分单元堆放于地面干燥的防雨蓬内。
结构试验时，在工作台上将钢架拼装成环。
外侧焊油顶座，采用油顶，仪表按设计荷载进行加压。
使用钢筋应力计及收敛仪量测钢架内力和变形情况。
（4）钢架的安装
钢架在初喷3～5cm后安设。
确保钢架外缘有足够的砼保护层厚度，在安设过程中当钢架和围岩间有空隙时，应设垫块。
定位筋一端与钢架点焊在一起，另一端埋入围岩中，当钢架架设处有锚杆时，应尽量利用锚杆定位。
钢架间设Φ22mm拉杆分别沿环向每隔200cm设一根，交替设置，并与钢架焊接。
Ⅱ、Ⅲ类围岩段，钢架根部加设径向锁脚锚杆，防止下沉。
（5）钢架安装标准
①钢架安设前应检查掌子面开挖净空，并挖除钢架底脚处虚碴，决不允许用虚碴填在超挖拱脚底部，应垫方木或型钢进行高差调整，开挖尺寸允许误差±5cm。
④钢架落底接长在单边交错进行。
每次单边接长钢架1～3排。
在软弱地层可同时落底接长和仰拱相连并及时喷射砼。
接长钢架和上部通过垫板用螺栓牢固准确连接。
⑤认真焊接两榀之间的连接钢筋。
（6）钢架的加工焊接要求：
①格栅钢架的钢筋焊接接头应严格根据图纸，按规范标准及要求制作。
接头长度要满足设计（或施工规范）要求，并按规定将相邻钢筋的接头错开。
②焊接所用的焊条，焊剂的牌号、性能以及接头中使用的钢板必须符合设计要求和有关规定。
③焊前清除焊缝水锈、油渍等，焊后焊接处不得有缺口、裂纹及较大的金属焊瘤。
④较大的金属焊瘤：
钢筋焊接前，根据施工条件进行试焊，经驻地监理工程师审查合格后可施焊，焊工必须有焊工考试合格证，并在规定的范围内进行焊接操作。
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