矿山法施工方法.docx
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矿山法施工方法
4.2开挖及支护
421进洞管棚施工
隧道两端洞口30m范围内采用超前管棚支护形式，盾构井侧墙施工时在洞门拱顶预埋©140钢管作为管棚导向孔。
（1）设计参数
钢管规格：
©108X6mm热轧无缝钢管，钢管长度L=30m。
管棚钢管上以100mm梅花型布置d=12mm注浆孔，靠管口3m范围内不钻孔。
具体布置见图4.1。
图4.1管棚钢管大样图
沿拱顶150度方向以1~3度外插角进行布置。
环向间距40cm,单线隧道为衬砌内轮廓线向外80cm,双线隧道为衬砌内轮廓线向外100cm。
方向角偏差小于1度，孔口距及孔深偏差小于土50mm。
图4.3左线隧道管棚布置图
（2）引孔
管棚施工时需穿过©1.2m钢筋混凝土钻孔灌注桩，采用钢筋混凝土取芯机进行施工，具体孔位见管棚立面布置图。
引孔前必须保证作业平台牢固、稳定，防止在钻孔时产生摆动而影响钻孔质量。
取芯机用膨胀螺栓牢固固定在侧墙上，定位准确后方可开始引孔。
（3）管棚施工
管棚施工采用全套筒潜孔钻，主要工序有：
潜孔钻就位、钻孔、清孔、验孔、安装管棚钢管、注浆、充填M30水泥砂浆。
管棚应先施工起拱线以下部位，后施工拱部；施工时钻机立轴方向必须控制准确，每钻完一孔便顶进一根长钢管。
管棚施工工艺流程见下图。
M30砂浆注浆
隧道开挖
图4.4管棚施工工艺流程图
1钻孔
钻机开孔时钻速宜低，钻深至20cm以后转入正常；钻孔时应控制好台车钻臂和钻进速度。
钻孔深度偏差不超过±50mm,管棚不得侵入隧道开挖线内，相邻的钢管不得相撞和立交。
钻机立轴方向必须准确控制，以保证孔口的孔向正确，每钻完一孔便顶进一根钢管，钻进中应经常采用测斜仪量测钢管钻进的偏斜度，发现偏斜超过设计要求及时纠正。
2清空、验孔
a用管棚钻机反复进行扫孔，清除浮渣，确保孔径、孔深符合要求，防止堵孔。
b、用高压风从孔底向孔口清理钻渣。
c、自检合格后报监理验收，验收通过方可进行下步工序施工。
3顶管
管棚接长时先将第一根钢管顶入钻好的孔内，再逐根连接。
同一截面内的接头数量不大于50%，相邻钢管的接头至少错开1.5m。
奇数孔管节布置为3m、6m、6m、6m、6m、3m；偶数孔5节节长均为6m。
顶管时按编号进行顶进，不得混接。
顶管施工完毕后对每根管采用水管或高压气体进行清孔处理，防止杂物堵塞在管内造成后续管棚注浆工作无法开展。
管棚顶到位后，钢管与导向孔间隙用速凝水泥或其它材料堵塞严密，以防浆
液冒出。
堵塞时设置进浆孔和排气孔。
（4）注浆
1注浆前先检查管路和机械状况，确认正常后做压浆实验。
注浆材料为水泥浆液，水泥采用425号普通硅酸盐水泥，水玻璃模数m=2.4~3.4,浓度Be=25~40左右。
水泥浆水灰比为1:
1，水泥浆与水玻璃体积比为1:
0.5。
注浆压力为0.5〜1.5MPa,双液浆由制浆机现场拌制，水灰比及水泥、水玻璃、缓凝剂掺量可根据现场注浆效果进行调整。
2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，应立即停止注浆或米用间歇式注浆封堵串浆口，也可米用麻纱、木楔、快
硬水泥砂浆或锚固剂封堵，直至不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。
3注浆采取注浆机分段注浆方式保证注浆能充分填充至围岩内。
注浆初压
0.5〜0.8MPa,终压0.8MPa，持压5min，当每孔注浆终压达到0.8MPa且注浆量达到设计值的95%上时，可结束注浆。
若注浆量超限仍未达到压力要求时，应调整浆液浓度继续注浆或采用间歇注浆等方法直至压力合格。
4每一孔注浆完成后应及时封堵注浆口，防止空气进入管内。
5注浆过程应派专人负责，并填写《注浆记录表》，详细记录注浆时间、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况。
并针对现场可能出现的特殊情况，做出相应应急措施。
（5）封堵
注浆结束对钢管进行清理，检查注浆效果，确认注浆质量；完毕后立即用
M30水泥砂浆填充钢管。
4.2.2洞门破除
隧道正式开挖前需将洞门内围护桩破除。
采用风镐进行凿除，为保证洞门围护结构的稳定性，根据洞门面积及正洞开挖工法确定洞门破除顺序，破除时，首先将围护桩外侧混凝土保护层破除，然后用氧气、乙炔将围护桩主筋割断。
右线隧道洞门分三次进行破除，凿除时按照从上到下，从左到右的顺序进行。
先破除I部围护桩，上台阶预留核心土向前开挖4~5m后，开始破除下台阶洞门。
破除顺序如下
（1）预留核心土部分破除，1开挖5m并及时支护；
（2）破除U部围护桩，架设临时仰拱；
（3）临时仰拱施作后，破除川部围护桩；
图4.5右线洞门破除顺序图
左线洞门分四步破除，围护桩凿除时同样按照从上到下，从左到右的顺序分四步进行。
先破除I部洞门，①向前开挖3m并支护，破除②部洞门。
先向前开挖①、②部，开挖过程中台阶长度为3m。
待U部向前开挖5m后，破除川部洞门。
同理，川部台阶向前开挖3m后，破除W部洞门。
图4.6左线洞门破除顺序图
4.2.3④-4e层洞内加固措施
隧道开挖面有1-2m厚的含卵砾石粉质黏土层，为若承压水层。
稳定性较差。
在隧道开挖前需对掌子面④-4e层断面进行注浆加固，按注浆孔扩散半径1.5m原则上布置一排，实际施工时根据④-4e层厚度适当增加一排注浆孔。
注浆管采用柳2mm、t=3.5mm的钢花管。
注浆材料选用水泥+水玻璃双液浆，每一循环注浆长度为12m，开挖9m,保留3m止浆岩盘，并且每循环注浆前要施作止浆墙。
注浆完成后，开挖轮廓线范围内搭设检查孔，检查注浆效果。
检查孔直径110mm,长度12m，检查孔的出水量v0.2L/min，任一孔出水量v5L/min;则判定注浆达到效果，否则应该进行补注浆。
只有注浆达到效果方可进行开挖。
图4.7④-4e层洞内加固示意图
4.2.4隧间中岩柱加固措施
单线隧道开挖时，在靠近双线隧道侧打孔，安装©42小导管，间距O.5mx
0.5m,梅花型布置，对隧间中隔岩柱进行注浆加固，钢管长度根据两隧道间净距确定，以不进入双线隧道为原则。
单线隧道初期支护封闭成环一定长度，相邻隧
道开挖之前对注浆管进行注浆。
铺防水板之前，对注浆管进行注浆。
浆液采用水泥一水玻璃双液浆，注浆压力0.2~0.8Mpa。
施作对拉锚杆，在靠近双线隧道侧根据两隧道净距大小确定锚杆长度，以深入相邻隧道开挖轮廓线内50cm为原则，锚杆采用©22砂浆锚杆，以1.0mX1.0m间距梅花型布置，双线隧道开挖后将单线隧道施工时施作的锚杆弯曲后与钢架连
接形成对拉。
图4.8隧间中岩柱加固示意图
4.2.5超前小导管施工
（1）布置和安装
1小导管钻孔安装前，应对掌子面初喷5cm厚的混凝土封闭。
2小导管采用忻42mm,t=3.5mm热轧无缝钢管制作，长3m,前端做成10cm尖锥形，管壁上每隔10cm交错钻眼，梅花型布置；眼孔直径为8mm。
尾部300mm不钻注浆孔作为预留止浆段。
3钻孔直径应较管径大20mm以上，环向间距采用35cm；纵向间距150cm,小导管以外插角为10~20°外插角设于拱顶1500范围之间，搭接长度不小于1m，端部焊接在钢拱架上。
（2）施工工序
1在前一环钢拱架上环向布置注浆眼。
2按布置的注浆眼位置焊穿隔板钻眼（外插角可根据拱架间距调整），完成后将导管顶人岩层。
3导管打人后用塑胶泥封堵孔口导管与孔壁间隙，并在导管附近及工作面喷混凝土，以防工作面上岩土坍塌，同时作为注浆止浆岩墙。
4施工时每孔注浆终压达到0.8Mpa且注浆量达到设计的95%以上时，可结束注浆，切不可盲目加压。
注浆过程中要随时观察注浆压力，分析注浆情况，防止堵塞、跑浆，做好注浆记录，以便分析注浆效果。
小导管注浆工艺流程见下图。
图4.9小
导管施工工序示意图
（3）注浆材料
超前小导管注浆采用水泥~水玻璃双液浆，其设计参数如下：
1注浆压力0.2~0.8Mpa，需根据现场试验确定。
2水泥浆水灰比W/C=1:
1，水泥浆与水玻璃的体积比为1:
0.5。
3水泥采用425号普通硅酸盐水泥；水玻璃模数m=2.4~3.4,浓度Be=25~40左右。
（4）注意事项
1注浆设备性能应良好，工作压力应满足注浆压力要求，并进行现场试验运转;
2小导管注浆的孔口最高压力应严格控制在允许范围内，以防压裂开挖面，注浆压力一般为0.2~0.8MPa,止浆塞应能经受注浆压力。
3要控制注浆量，每根达到规定注入量时就可结束；若孔口压力已达到规定压力值，但注入量仍不足时，也要停止注浆。
4注浆结束后，应做一定数量的钻孔检查或用声波探测仪检查注浆效果，如
未达到要求应进行补注浆
5注浆后等待4h方可开挖，开挖长度不宜太长，以保留一定长度的止浆墙。
4.2.6格栅钢架加工及安装
（1）钢架加工
格栅钢架内外侧主筋采用梓2、©25钢筋，钢拱架加工时外放60mm,考虑实际施工误差预留变形等原因钢拱架外放80mm,钢拱架内外侧保护层均为
40mm。
单线、双线隧道每榀间距均为0.5m,在洞外分节制作，试拼合格后方可运至洞内安装。
（2）架立钢架每榀钢架安装时，要认真定位，不偏、不斜，轮廓要符合设计要求。
为保证
钢架整体受力，按设计设置纵向连接钢筋，格栅拱架内外两层，连接筋为①22
钢筋，环向间距1.0m与拱架的连接点焊接牢固。
在初期支护形成“闭合”结构前，为减少初支下沉量，每榀拱架安装时，均在其底部设一块“托块”，以增大受力面积，减少下沉量。
每榀拱架安装好后，在每榀钢架环向左右两侧各设置2根锁脚锚杆，以限制初支下沉和防止初支向隧道内收敛变形，锁脚锚杆采用①42钢筋，长L=4m，t=4.0mm，其尾部与拱架焊接牢固。
（3）格栅钢架制作要求及允许施工误差。
1沿格栅钢架周边轮廓拼装偏差不应大于±3cm。
2格栅钢架由拱部、边墙、底部各单元钢构件拼装而成，各单元间用螺栓连接，孔眼中心间距公差不超过±0.5mm。
3格栅钢架平放时平面翘曲应小于±2cm。
4格栅钢架倾斜度不应大于2度，格栅钢架的任何部位偏离铅垂面不宜大
于5cm。
5所有焊缝均采用双面搭接焊，焊缝高度不小于8mm。
6钢架中连接螺栓采用M22X70;螺母采用AM22，每套螺栓配2个垫圈。
7双线隧道格栅钢架临时横撑可根据实际施工需要对其弯曲方向、长度进行调整。
427锚杆施工
（1）锚杆布置
单线隧道沿边墙布置©25mm中空注浆锚杆，间距1000mmx1000mm（环向X纵向），梅花型布置，锚杆长度L=3.0m。
双线隧道沿边墙布置©25mm中空注浆锚杆，间距1000mmx1000mm（环向X纵向），梅花型布置，锚杆长度L=3.5m。
在隧道环向每榀钢架左右各打2根锁脚锚管，纵向每榀打一次，锚管长
L=4.0m，采用©42mm壁厚4.0mm的热轧无缝钢管。
在单线隧道开挖时，在两隧道中隔岩柱布置422mm对拉锚杆。
具体布置方
式见隧间中岩柱加固施工工艺。
（2）锚杆施工工艺
施工时按设计图纸要求布设锚杆，利用凿岩机进行钻孔，成孔后进行清孔。
图4.10中空注浆锚杆施工工艺流程图
为防止串浆可采用跳打施工，即先施工奇数孔序，再施工偶数孔序。
发生串浆后的处理措施：
对串浆孔与注浆孔同时进行注浆，采用分浆器，利用一台注浆泵同时对多根锚杆注浆。
发生漏浆时，采用以下原则进行处理：
采用低压、浓浆、限流、限量、间歇注浆的方法进行灌注或注入其他填充料，先堵大通道再采取第一种方法进行处理。
428钢筋网施工
钢筋网纵向、环向采用©8钢筋
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