超前支护施工作业指导书.doc
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超前支护施工作业指导书
一、工程概况
北京地铁5号线土建工程3标段为一站一区间。
蒲黄榆站-天坛东门站区间起讫里程为K3+104-K4+794.850，全长1690.5m；包括停车线及单渡线，及设置联络通道及风井等。
天坛东门站起讫里程为K4+794.850-K4+981.15，中心里程K4+900，全长186.3m,总宽度23.776m，为地下双层岛式车站，主体为三拱两柱双层结构。
区间及车站初期支护均采用管棚及小导管超前支护施工工艺，管棚及小导管施工总量约1240t。
因此，超前支护施工是施工过程中重点控制的环节，必须给予高度重视。
为提高施工人员的超前支护的技术水平，保证本工程的施工质量，我们按相关规范及标准，编制此超前支护施工作业指导书。
二、管棚施工工艺及操作要点
2.1开挖管棚工作室
2.1.1管棚工作室长6m，软弱围岩中开挖,必须及时施作初期支护。
为便于架设钻机,安设钢管，工作室应挖至区间隧道开挖轮廓线以外0.8m。
2.1.2根据现有水平孔钻进技术条件，隧道分段施作管棚。
首先施工第一段管棚工作室，施作第一段管棚，注浆后进行隧道掘进。
第一段管棚段开挖9m后，进行第二段管棚工作室施工及钻孔，纵向管棚搭接长度3.0m。
以此类推，完成管棚超前支护施工。
2.2搭设平台、安装钻机、测定孔位
2.2.1钻机平台采用枕木搭建，平台满铺松木板。
根据管棚孔的位置，分层加高钻机平台。
钻机平台搭设好以后进行钻孔,钻孔顺序由高孔位向低孔位进行,可缩短移动钻机与搭设平台时间,便于钻机定位、定向。
2.2.2安装钻机。
进钻前，以坐标法在掌子面标定管棚孔位。
钻机平台要稳固，钻机要安装牢固，防止施钻时钻机不均匀下沉、移动而影响钻孔质量。
2.2.3钻机定位。
钻孔方位要求根据线路中线与管棚工作室的位置确定，必须精确核定钻机位置。
架立钻机时用罗盘、挂线相结合的方法，确保钻机轴线与管棚设计轴线相吻合。
2.3管棚孔钻进
否
合格
钻机就位
测量布孔
钻机大臂矫正
钻机固定
钻孔及接长钻杆
钻孔接长准备
管棚跟进
钻杆分节退下
撤管棚机
加工管棚及管节
注浆材料准备
注浆机准备
清孔
注浆
效果检查
退机
注浆固结围岩
开挖管棚工作室
2.3.1管棚孔开孔：
开孔前必须检查设备，保证设备状况良好，对
长管棚施工工艺流程图
组合好的钻具要检查丝扣联接是否紧密。
由于考虑到钻孔时钻具下沉，在架好钻机、调整好孔位的水平偏角及仰角后，用翼片式螺旋钻进法路曲线的影响及为后续管棚工作室预留出空间，必须计算管棚打设的仰角及外插角钻进。
2.3.2管棚孔钻进
a.为了保证钻孔精度，开孔段钻进是关键。
钻进前6～9m时，要反复校核钻杆方向，调整钻机位置，并用罗盘及挂线检测偏斜无问题后方可继续钻进。
b.管棚管下入孔内前要先配管，保证管棚管的同心度。
c.加接钻杆和钢套管：
当跟管钻进至钢套末端导向墙孔口约30cm时
停钻，然后钻机反转收偏退钻、卸杆，动力头后退至末端加接钻杆或钢套管，此时应先拧紧钻杆，然后再拧紧联接套管。
2.4注浆：
注浆参数的选择：
注浆扩散半径：
0.3～0.4m；
注浆速度：
30～50L／min；
凝结时间：
30²～5²；
注浆终压：
0.7～1.5MPa；
W／C：
1：
1；
HC-T凝结时间可调注浆材料
或水玻璃：
波美度40，模数2.6
水泥浆：
水玻璃（体积比）：
1：
1
平均单孔注浆量：
Q=3.14×R2×L×v×η×n
=3.14×0.32×40×0.5×1.25×0.6
=4.24（m3）
式中：
Q:
单孔注浆量（m3）
L:
注浆段长（m），取40m
R:
浆液扩散半径（m）取0.3m
v:
注浆段土层孔隙率，取0.5m
η:
浆液损失率，取1.25
n：
浆液有效填充率，取0.6
2.4.1采用上述设计参数配制浆液。
2.4.2注浆采用分段后退式注浆，利用自制的注浆套管与管棚用套丝连接，注浆套管上准备由出气管与进浆管，由阀门来控制开关，如图所示。
然后安装20mm塑料管作为排气管，连接注浆管等各种管路，利用锚固剂封闭掌子面与管棚间的孔隙，防止漏浆。
2.4.3关闭孔口阀门，开启注浆泵进行管路压水试验，如有泄漏及时检修，试验压力等于注浆终压。
2.4.4注浆时，采取低压力中流量注入，注浆过程中压力逐步上升，流量逐渐减少，当压力升至注浆终压时，继续压注10分钟，才结束注浆。
2.5注浆结束标准及效果检查
2.5.1单孔注浆结束标准：
每段注浆都正常进行，注浆终压达到设计终压，注浆量达到设计注浆量的80％，或虽未达到设计终压，但注浆量已达到设计注浆量，即可结束本孔注浆。
2.5.2全段结束标准：
设计的所有注浆孔均达到结束标准，无漏注现象。
2.5.3注浆效果检查：
采用分析法，注（压）水试验，开挖取样等方法进行。
2.5.4达不到结束标准，应补充重新注浆直到满足要求为止。
2.6设备材料及人员组织
设备材料有：
XY-2型工程水平钻机两台，BW—150型注浆泵两台，UBJ-3型注浆泵一台，自制搅浆机一台，250型搅拌机一台，盛浆桶两台，空压机一台，HC-T凝结时间可调注浆材料、普通硅酸盐水泥、40波美度的水玻璃及带有套丝的Φ108×6mm钢管若干，方木、钢扒钉、塑料管、木板、注浆管、三通管若干。
人员组织：
可分两个工班进行作业，每工班15人。
其中：
施工指挥1人，施工技术指导1人，测量工1人（负责布孔、定位、量测），工人8人（负责破孔、移动钻机、装卸钻杆、安装钢管、拌浆注浆等），电焊工1人，钻机司机2人，材料调度1人。
2.7防护及预防措施
2.7.1垫高钻机所使用的方木一定要稳固，防止产生沉降、位移及塌落。
2.7.2施工中使用的电力线（注意有否老化，漏电现象）、风管线、水管线要布置整齐，有条理。
2.7.3施钻时，按机械操作规程操作，严防机械伤人。
2.7.4注浆前严格检查机具、管路及接头处的牢靠程度，以防压力过大爆破伤人。
2.7.5要注意及时排水，防止作业面泥泞。
2.7.6钢管内注浆时，操作人员必须带好口罩、眼镜及胶手套。
2.7.7必须具备良好的照明条件。
2.7.8实时注意掌子面的情况，防止注浆压力过大掌子面开裂。
2.8质量要求
2.8.1根据施工基准点，按管棚施工图布置管棚孔；孔位偏差不应大于100mm；管棚孔钻进深度误差为-0.2～+0.3m；钻孔偏斜率控制在0.8%以内。
2.8.2钻孔应由高孔位向低孔位进行。
2.8.3钻孔孔径应比钢管直径大30~40mm。
2.8.4遇卡钻、坍孔时应注浆后重钻。
2.8.5钻孔合格后及时安装钢管，其接长时连接必须牢固。
2.8.6注浆浆液必须充满钢管及周围空隙，其注浆量和压力应根据试验确定。
三、超前小导管施工
3.1、准备工作：
（1）所需设备：
双液注浆泵2台、浆液拌合机2台、注浆阀门若干、套丝若干、高压胶管、盛浆液桶6个、混合器、玻美计若干、压力表若干。
（所投入设备根据各施工队工作面数量确定，状态良好，以必须保证能及时注浆为宜。
）
（2）小导管加工，采用Φ42.3，壁厚3.25mm普通水煤气焊管，长度根据设计确定，其加工图如附图所示，前端加工10cm尖锥并予以封焊严实，后端预留1.0m不钻孔，中间段沿钢管纵向20cm钻孔，孔径为φ6～12mm，孔位互成90°，梅花形布置，管尾焊接上铁箍，防止用风枪打入土层时尾部钢管压裂，并要保持管身顺直的要求。
小导管制作加工如图下图所示。
3）准备水泥浆（水灰比取1：
1），水玻璃模数为2.6，浓度为40波美度，水泥浆、水玻璃浆体积比取1：
1。
4）成立专业注浆工班，工人操作熟练，人数以每注浆工作面不少于8人。
3.2、钻孔，打设小导管（工艺流程图如下图所示）
（1）严格按照设计要求打设超前小导管（环向与纵向间距满足要求）。
（2）测量放样，小导管钻孔根据各工作面设计要求确定。
注浆
喷砼封闭掌子面
打入小导管
测量、放线、定位
导管加工
焊接注浆阀门
小导管与格栅焊接牢固
浆液准备
（3）钻孔：
用手持风钻钻孔或用风枪直接将钢管按设计要求角度打入土中，沿隧道开挖轮廓线布置向外倾斜，角度符合设计要求。
（4）焊接套丝：
在每根需要注浆的小导管末端焊接套丝，以连接注浆阀门。
（5）注浆压力根据实际情况，一般为0.5～1.0Mpa。
3.3、注浆：
（注浆工艺流程图如附图所示）
（1）注浆前，先喷5厘米厚的砼封闭掌子面，以防漏浆。
（2）注浆顺序由下向上进行，浆液用拌合机搅拌。
（3）把注浆阀门旋紧固定于每根小导管末端的套丝上，注浆阀门另一端连接高压胶管（高压胶管前端带有套丝）。
（4）注浆时将两种不同的浆液分放在两个容器内，使用双液注浆泵或两台注浆泵按配合比分别吸入两种浆液，混合后注入注浆管。
（6）注浆终压达到设计终压，注浆量达到设计注浆量的80％，或虽未达到设计终压，但注浆量已达到设计注浆量，或地表及掌子面漏浆，即可结束本孔注浆。
3.4、防护及预防措施
（1）钻孔及注浆过程中时刻注意地表及围岩的变化，防止地表冒浆或掌子面坍塌。
（2）注浆前严格检查机具、管路及接头处的牢靠程度，以防压力过大爆破伤人。
（3）注浆前工人必须配带好各种防护用品（胶皮手套、防护眼镜等）。
施工开始
施工结束
配制浆液
喷砼封闭掌子面
打设导管
现场调试
检查浆液配比是否达到要求
注浆作业
压力、注浆量是否达到要求
清洗机具
否
否
是
是
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