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

4.2.1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φ140钢管作为管棚导向孔。

（1）设计参数

钢管规格：

φ108×6mm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。

管棚钢管大样图图4.1

，单线隧道为40cm1~3度外插角进行布置。

环向间距沿拱顶150度方向以。

方向角偏差小，双线隧道为衬砌内轮廓线向外100cm衬砌内轮廓线向外80cm。

度，孔口距及孔深偏差小于±于150mm

管棚布置图右线隧道4.2图

图4.3左线隧道管棚布置图

（2）引孔

管棚施工时需穿过φ1.2m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。

引孔

管棚钻机就位

钻进＋管棚体安装

一节管棚体安装结束

接长管钻杆退回原位继续钻进安装至设计

下一根管棚钻进钻进结束

注入双液浆

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，应立即停止注浆或采用间歇式注浆封堵串浆口，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，Ⅰ开挖5m并及时支护；

（2）破除Ⅱ部围护桩，架设临时仰拱；

（3）临时仰拱施作后，破除Ⅲ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Ⅱ部向前开挖5m后，破除Ⅲ部洞门。

同理，Ⅲ部台阶向前开挖3m后，破除Ⅳ部洞门。

左线洞门破除顺序图图4.6

4.2.3④-4e层洞内加固措施稳定性较差。

隧道开挖面有厚的含卵砾石粉质黏土层，为若承压水层。

1-2m原1.5m-4e层断面进行注浆加固，按注浆孔扩散半径在隧道开挖前需对掌子面④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。

水玻璃双液浆，注浆材料选用水泥42mm注浆管采用φ、t=3.5mm的钢花管。

+止浆岩盘，并且每循环注浆前要每一循环注浆长度为3m9m12m，开挖，保留施作止浆墙。

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；则判，长度110mm12m，任一孔出水量＜0.2L/min，检查孔的出水量＜5L/min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。

．

④-4e层洞内加固示意图图4.7

4.2.4隧间中岩柱加固措施×小导管，间距0.5m单线隧道开挖时，在靠近双线隧道侧打孔，安装φ42钢管长度根据两隧道间净距对隧间中隔岩柱进行注浆加固，，0.5m梅花型布置，相邻隧单线隧道初期支护封闭成环一定长度，确定，以不进入双线隧道为原则。

浆液采用水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。

0.2~0.8Mpa。

泥—水玻璃双液浆，注浆压力以深在靠近双线隧道侧根据两隧道净距大小确定锚杆长度，施作对拉锚杆，1.0m1.0m砂浆锚杆，锚杆采用50cm入相邻隧道开挖轮廓线内为原则，φ22以×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间距梅花型布置，

接形成对拉。

4.8隧间中岩柱加固示意图图超前小导管施工4.2.5

1）布置和安装（5cm厚的混凝土封闭。

①小导管钻孔安装前，应对掌子面初喷10cm前端做成，热轧无缝钢管制作，长3m②小导管采用φ=42mm，t=3.5mm300mm尾部8mm。

眼孔直径为尖锥形，管壁上每隔10cm交错钻眼，梅花型布置；不钻注浆孔作为预留止浆段。

，纵向间距150cm以上，环向间距采用35cm；20mm③钻孔直径应较管径大00，1m范围之间，搭接长度不小于小导管以外插角为10~20150外插角设于拱顶端部焊接在钢拱架上。

）施工工序2（①在前一环钢拱架上环向布置注浆眼。

，完成后）（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。

小图4.9

导管施工工序示意图）注浆材料（3~超前小导管注浆采用水泥水玻璃双液浆，其设计参数如下：

0.2~0.8Mpa，需根据现场试验确定。

①注浆压力。

W/C=1:

1②水泥浆水灰比，水泥浆与水玻璃的体积比为1:

0.5Be=25~40，浓度水玻璃模数③水泥采用425号普通硅酸盐水泥；m=2.4~3.4左右。

4（）注意事项并进行现场试验运工作压力应满足注浆压力要求，①注浆设备性能应良好，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φ22、φ25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Φ22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Φ42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。

个垫圈。

2每套螺栓配，AM22螺母采用；70×M22钢架中连接螺栓采用⑥．

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。

4.2.7锚杆施工

（1）锚杆布置

单线隧道沿边墙布置φ25mm中空注浆锚杆，间距1000mm×1000mm（环向×纵向），梅花型布置，锚杆长度L=3.0m。

双线隧道沿边墙布置φ25mm中空注浆锚杆，间距1000mm×1000mm（环向×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φ42mm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φ22mm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。

将安装好锚头的中空注浆锚杆插入孔底，安装止浆塞、垫板、螺母，然后连接注浆管，用注浆泵通过尾部向孔内注浆，浆液采用水泥砂浆，注浆压力在0.3~1.0Mpa。

注浆顺序自下而上逐根进行，用速凝水泥封孔。

中空注浆锚杆施工工艺流程图4.10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。

4.2.8钢筋网施工

钢筋网纵向、环向采用φ8钢筋，间距为150mm×150mm，格栅钢拱架内外各一层钢筋网全环布置，根据循环进尺长度在洞外加工，运入洞内，外层钢筋网焊接在锚杆上，紧贴岩面铺设，钢筋网的砼保护层不小于20mm，内层钢筋网焊接在格栅内层连接筋上。

钢筋网片之间以及与喷环的钢筋网片搭接牢固，且搭接长度不小于200mm，第一层钢筋网铺设好后，安设第二层。

钢筋网片堆放和运输时不得损伤和变形，安装前除锈。

钢筋网加工允许偏差为：

钢筋间距±10mm,钢筋搭接长度±15mm。

4.2.9喷射混凝土施工

喷射混凝土采用C25混凝土，单线隧道喷射厚度为250mm，双线隧道喷射混凝土厚度为300mm。

喷射砼前应对开挖轮廓线的位置进行检查，超欠挖在规定允许范围内，对围岩表面进行清理，清除浮灰和松动土块，清除方法主要是利用高压风清除，喷射手和司机之间配备好联络装置或信号，工作区的通风和照明设备安装齐全，对机械设备，风水管和电线等进行全面检查和试运转等。

喷射砼采用湿喷工艺，每立方喷射混凝土各种原材料用量为：

水泥409kg、细骨料857kg、粗骨料857kg、水176kg、减水剂3.27kg、速凝剂20.5kg。

将骨料、水泥和水按设计比例拌和均匀，用湿式喷射机压送到喷头处，再在喷头上填加速凝剂后喷出湿喷工艺流程见下图。

外加剂速凝剂

细骨料

湿式喷搅拌喷头粗骨料机射机水泥

压缩空气水湿喷工艺流程图4.11图

4.2.10洞身开挖及初支验收

隧道贯通、洞身开挖支护完毕，防水工程施作前对洞身进行验收，验收内容主要有隧道超欠挖情况、隧道断面净空、初支喷混表面平整度、防水基面渗漏情况等，验收合格后才能进行下一步工序。