隧道超前支护施工方案.docx
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隧道超前支护施工方案
下窝铺隧道超前支护施工方案
目录
一、编制依据2
二、施工准备工作2
三、工程概况3
四、人员安排3
五、施工进度计划4
六、施工方案4
七、环保措施13
八、安全保障措施14
下窝铺隧道超前支护施工方案
一、编制依据
（1）张承高速公路崇礼至张承界段两阶段施工图设计。
（2）现行公路钢筋混凝土工程施工质量检验评定标准，《公路隧道施工技术规范》（JTGF60-2009）和《公路工程质量检验评定标准》（土建工程）（JTGF80/1-2004）。
（3）施工现场的实际调查情况及我单位的现有施工管理水平、施工机械设备及以往类似工程的施工经验。
`
二、施工准备工作
（1）对图纸进行了认真的会审，全面了解各部位的尺寸与高程。
（2）生产与生活临建设施已施工完毕。
（3）场地平整及临时道路。
①为保证正常施工，所有工作场地及住房用地均已平整。
②临时道路采用修建临时便道。
（4）供水、供电
①为保证施工连续性，施工用电已建好两台800KW变压器，临时供电已接至隧道洞口，隧道洞口准备两台200KW发电机做备用电源。
②为解决施工生产用水、生活用水，正在临时占地内打井，目前已进场5m3洒水车一台，保证正常施工用水。
隧道洞口已准备好一个20m3的水箱，高压供水管道已安装完成，可保证掌子面施工用水的需要。
（5）机械设备、人员、材料均已进场。
（6）已向施工人员进行技术交底和安全、质量培训
三、工程概况
下窝铺隧道位于下窝铺村东北，为分离式中隧道，隧道右幅长714m，左幅长692m。
隧道围岩地质如下：
序号
左线（ZK67+604-ZK68+296）
右线（Yk67+614-Yk68+328）
桩号
围岩类别
桩号
围岩类别
1
ZK67+604-ZK67+612
Sma
Yk67+614-Yk67+620
Sma
2
ZK67+612-ZK67+657
S5b+
Yk67+620-Yk67+665
S5b+
3
ZK67+657-ZK67+780
S5b
Yk67+665-Yk67+790
S5a
4
ZK67+780-ZK67+810
S5a
Yk67+790-Yk67+860
S4a
5
ZK67+810-ZK67+870
S4a
Yk67+860-Yk68+110
S3
6
ZK67+870-ZK68+080
S3
Yk68+110-Yk68+170
S4a
7
ZK68+080-ZK68+140
S4a
Yk68+170-Yk68+230
S5a
8
ZK68+140-ZK68+180
S5a
Yk68+230-Yk68+275
S5b
9
ZK68+180-ZK68+241
S5b
Yk68+275-Yk68+320
S5b+
10
ZK68+241-ZK68+286
S5b+
Yk68+320-Yk68+328
Sma
11
ZK68+286-Z68+296
Smb
12
13
14
本工程除大管棚外V级围岩超前小导管为Φ50壁厚5mm热轧无缝钢管，长度为4.5m、环向间距35cm、外插角10-15度，纵向水平搭接长度不小于1.5m；拱顶部共设44根、平均排间距为3米、其端部焊接于拱架上。
大管棚采用热轧无缝钢管，外径φ108mm，壁厚6mm，长30m，每间隔15cm设一对φ12mm花孔，孔纵向间距1.5m，管口段2.5m和尾部2.0m不设；管距为环向40cm，共44根，倾角1-20；钻孔直径为φ127mm；浆液采用纯水泥浆，水灰比为W/C＝1:
1；注浆压力：
初压0.5-1Pa，终压2MPa。
四、人员安排
本隧道由我公司最优秀的隧道专业施工队负责施工。
项目负责人：
白洪江；技术负责人：
赵贺东；施工负责人：
杨志国；隧道工程师：
王卫；质检工程师：
李宣民；试验工程师：
祝钦芳；测量工程师：
蔡杏凯；安全工程师：
丁保安；班组长：
何海斌施工人员：
20人。
五、施工进度计划
隧道洞身工程所需设备、人员已在2013年5月1日前进场。
目前已完成各项施工准备工作，具备洞身开挖作业及后续施工作业条件。
根据工程特点、工程量情况以及我单位施工技术力量、机械设备的实力情况，安排本工程下窝铺隧道于本年度2013年6月10日开始施工，与隧道开挖进度一致。
六、施工方案
6.1工艺流程
①管加工：
按设计要求选用钢管并下料，钢花管采用Φ50mm，壁厚5mm的热轧无缝钢管，其长度均为4.5m，纵向搭接长度不小于1m。
钢管前部钻注浆孔，孔径为φ8mm，孔间距150cm，呈梅花形布置。
为便于超前小导管插入围岩内，钢管前端做成尖锥状，尾部焊上箍筋，尾部长度1m作为注浆孔的预留止浆段。
（详见导管构造图）
②导管安装：
断面测量，按设计要求画出小导管安装位置，钻机就位即按设计要求钻孔，钻孔直径比钢管直径大3～5mm，并用吹管或掏勺清孔；成孔后首先进行自检，合格报隧道监理工程师检查孔深，同意下步施工后，人工配合风钻将钢管顶入，如遇故障，需清孔，然后再将管插入。
（小导管布置详见小导管设计图）。
施工工艺流程详见超前小导管注浆施工工艺流程框图。
③导管注浆：
将压浆管与小导管尾端联接牢固，现场拌制注浆液，用注浆机向管孔内注浆，由下至上的顺序进行。
此时，技术员和监理旁站。
注：
a管注浆参数：
水灰比1:
1，注浆压力：
初压0.5～1.0Mpa。
b注浆程序：
检查、调试注浆泵，连接好注浆管路。
注浆原则：
先下后上，先里后外，先水少后水多，由注浆油门阀调节压力，一般初始压力为0.5pa，正常压力1.0Mpa。
图1注浆小导管结构图
超前小导管施工工艺流程图
注浆管路布置图
6.2施工要求
①导管安设后，用塑胶泥封堵孔口及周围裂隙，必要时在小导管附近工作面喷射砼，以防止工作面坍塌，
②隧道的开挖长度应小于小导管的注浆长度，预留部分作为下一次循环的止浆墙。
③注浆前进行压水试验,检查机械设备、管路连接是否正确，为加快注浆速度和发挥设备效率，采用群管注浆（每次3～5根）。
④当浆量达到设计注浆量及注浆压力达到设计终压时可结束注浆。
⑤注浆过程中要随时观察注浆压力注浆泵排浆量的变化，分析注浆情况，防止堵管、跑浆、漏浆。
做好注浆记录，以便分析注浆效果。
⑥注浆管不得侵入洞身开挖界内，相邻的钢管不得相撞或立交。
⑦注浆顺序由拱脚向拱顶进行。
⑧保证注浆效果，必要时在孔口处设置止浆塞。
大管棚施工方法及工艺
为保证施工安全，隧道进洞及浅埋地段施工设长管棚超前支护，注浆加固后再进行开挖，各断面大管棚管棚钻机一次施工完毕。
管棚施工工艺框图见图。
工艺方法：
导向墙施工（进洞施工）：
导向墙采用C20混凝土，截面尺寸2m×0.6m，兼作止浆墙。
为保证长管棚施工精度，导向墙内设2榀I18工字钢架，钢架外缘设Ф133mm壁厚5mm导向钢管，钢管与钢架焊接。
管棚定位及钢管安装：
充分考虑到上抬量和上抬角度后，正确算出各钻孔孔口位置，利用测量仪器定出钻孔的位置和倾角。
钻孔：
利用管棚钻机钻到设计深度，每钻入一节续接下一节钻杆。
清孔：
利用高压水将孔内余碴清洗干净，以防塞管时卡管。
装入钢管：
管棚分钢管和钢花管，交错布置，先打设钢花管并注浆，然后打设钢管，钢管连接注意接头质量，用小直径钢管插入后焊接牢固。
高压注浆：
注浆前进行现场注浆试验，根据实际情况调整注浆参数，利用注浆泵将浆液压入孔内，通过钢管壁注浆孔来加固地层。
堵孔止浆：
堵孔质量的好坏，直接关系到注浆效果。
堵孔包括钢管自身的封堵和钢管与孔壁之间空隙的封堵。
钢管自身的封堵：
一般在钢管最外端1.5m～2.0m范围内不设置注浆孔，根据实际需要在钢管内设置钢筋笼，并灌注水泥砂浆。
孔口用厚3～5mm钢板凿孔焊接注浆管等直径小导管来封堵。
钢管与孔壁间空隙的封堵：
利用自制工具将早强水泥砂浆塞入孔口封堵，封堵材料装入孔内不小于1m长度，确保封堵质量。
超前预注浆施工方法及工艺
雨季施工时，由于围岩裂隙比较发育，且围岩在水压力作用下无自稳能力，涌水量大于控制值，有发生突水突泥的可能，因此根据超前地质预报确定预注浆位置，采用5m超前预注浆，沿隧道纵向30m一环，在一定范围内加固围岩，减小加固岩体的空隙率及渗透系数，控制围岩涌水量。
超前预注浆施工工艺框图见图
工艺方法：
⑴孔口管安装：
先用YG300钻机钻引导孔，再将直径φ108mm孔口管插入，外露20～30cm，管壁与孔口处用麻丝填塞，再向孔内注双液浆固结，孔口管起着导向作用，钻孔安装时要控制好外插角，要求安装牢固，固结密实，不漏浆，不窜浆。
对无水地段采用干硬性早强砂浆堵塞定位，涌水地段孔口管的埋设采用增强型防水剂和水泥配制的固管混合料来定位固管（见图6.5-14），埋设时将固管增强型防水剂与水泥按比例掺合拌搅均匀，装入数个塑料袋，
图7.5-16管棚施工工艺框图
将装有拌合料的塑料袋塞入出水孔内，再将孔口管前端用从孔口能拖出的堵塞物堵住，顶入孔内，将孔内混合料塑料袋挤破，固管混合物遇水成浆，窜入管与孔壁之间，瞬间凝固将孔口管固定。
孔口管在压力水中固位一定时间后即可钻孔或注浆。
⑵钻孔：
钻孔要点：
先在掌子面用红油漆按设计标定孔位，再移动钻机，将钻头对准孔位，并按该孔偏角调整钻机角度后固定，开孔时做到轻加压，速度慢、给水要多的操作要点。
钻孔记录：
按表格填写，主要内容有按孔号、进尺、起始时间、岩石裂隙发育情况、出现涌水位置、涌水量和涌水压力等。
出水量与钻孔：
钻进过程中若单孔出水量小于30L/min，可继续钻进，若单孔出水量大于30L/min，立即停钻进行注浆。
图7.5-17超前预注浆施工工艺框图
图7.5-18孔口管示意图
⑶制浆、注浆：
根据选定浆液的配合比参数拌好浆液，其中水泥浆拌好后用1×1mm网筛过滤，放入叶片立式搅拌机进行二次搅拌，确保浆液均匀。
注浆方法主要有自掌子面向内的分段前进式；自内而外的后退式灌注法；综合灌注法；全孔一次灌注法；小口径钻孔孔口封闭灌浆法等。
为防止未注浆段地下水涌向作业工区及注浆时跑浆，注浆起始处掌子面应以喷射混凝土做成止水浆墙，厚度不小于20cm，每个注浆段终止处均应保证有不小于3.0m厚的止水盘。
注浆管路连接如注浆系统布置见图示，注浆前先进行压水试验，并根据需要冲洗岩石裂缝后按规范进行注浆。
图7.5-19注浆系统布置示意图
注浆程序为：
开孔（孔口管安装）→钻孔→下栓塞→钻孔清洗→简易压水试验→灌浆（变换水灰比、压力、浆材等）→闭浆封孔→拔管。
水压试验：
注浆管路按上图进行连接，并压水检查注浆管路的密封性，同时冲洗岩石裂隙，扩大浆液通路，增加浆液充填的密实性。
注浆顺序：
注浆顺序应分批进行，为避免钻孔串浆应钻一孔注一孔，先疏后密，待每一个环节注完后，可钻2～3个检查孔检查注浆效果，如未达到预期效果，应以小导管压注1：
1水泥浆液、水玻璃浆补充注浆。
小导管采用φ42热轧钢管，壁厚3.5mm。
注浆孔的施工应按注浆程序分序分段进行。
由于预注浆浆液扩散的一般规律是向上易扩散，向下不易扩散，一般先钻注布置在隧道顶板上的注浆孔，后钻注隧道两测孔，最后钻注底板孔，根据经验，先注外圈，后注内圈，同一圈由下向上间隔注浆，注浆速度应根据试验确定，一般钻孔涌水量大于或等于50L/min时，注入速度为80～150L/min，当涌水量小于50L/min时，注入速度为30～80L/min。
为了减少等强时间，除水玻璃外，可视情况在浆液中增加其它速凝剂。
注浆方式：
采用分段前进式注浆或全孔一次压入式注浆，当钻孔过程中未遇见泥夹层或涌水，就一钻到底，全孔一次压入式注浆，当钻孔过程中遇到泥夹层或涌水，立即停止钻孔，采取注一段钻一段的分段前进式注浆，直至终孔。
注浆结束标准：
单孔结束标准：
注浆压力逐步升高至设计终压，则继续注浆10min以上，注浆结束时的进浆量小于20L/min，检查孔涌水量小于０.2L/min。
全段注浆结束标准：
所有注浆孔均符合单孔结束条件，注浆后预测涌水量小于5t/d。
注浆效果检查：
一是钻孔检查，通过出水量判定固结堵水范围，有无注浆空白区，二是开挖时观测，检查浆液渗透和固结情况，现场取样通过抗压判定固结体的抗压强度。
三根据注浆施工记录（注浆量、压力表读数）判定注浆效果。
四取不少于注浆孔总数的5%，作压水试验检查，重点布置在耗灰量较大、冒浆现象较多及地质条件较差的部位。
吸水率从压水开始，持续30min，均小于规定的最小吸水率，即满足设计要求，否则补压。
检查完成后，检查孔再进行注浆补强，并用砂浆全孔封闭。
注浆过程异常情况处理：
钻孔过程中遇见突泥情况，立即停钻，进行注浆处理；
在掌子面有小裂隙漏浆，先用水泥浸泡过的麻丝填塞裂隙，并调整浆液配比，缩短凝胶时间，若仍跑浆，在漏浆处用普通风枪钻浅孔注浆固结。
当注浆压力突然升高，则只注纯水泥浆或清水，待泵压恢复正常时，再进行双液注浆，若压力不恢复正常，则停止注浆，检查管路是否堵塞。
当进浆时很大，压力长时间不升高，则调整浆液浓度及配合比，缩短凝胶时间，进行小泵量、低压力注浆，以使浆液在裂隙中有相对停留时间，以便凝胶；亦可采用间歇式注浆，但停留时间不能超过浆液凝胶时间。
七、环保措施
①写详细的施工期间环境保护方案，包括施工现场所必须的排泄系统、照明灯光、护板、围墙、栅栏、警示信号标志和环保措施等，并使业主和监理工程师满意。
②加强学习环保知识、法律法规，开展环保知识宣传，提高全体员工的环保素质。
③墙报、简报、宣传标语的宣传形式开展环保宣传工作。
④据本合同各单位工程的施工特点，严格执行《公路工程施工安全技术规程》（JTJ076-95）的具体规定：
为了保护本合同工程免遭损坏，或为现场附近和过往群众的安全与方便，在确有必要的时候和地方，或当监理工程师或有关主管部门要求时，提供照明、警卫、护栅、警告标志等安全防护设施。
⑤对于来自施工机械和运输车辆的施工噪声，为保护施工人员的健康，遵守《中华人民共和国环境噪声污染防治法》并依据《工业企业噪声卫生标准》合理安排工作人员轮流操作机械，减少接触高噪声的时间，或穿插安排高噪声的工作。
对距噪声源较近的施工人员，除取得防护耳塞或头盔等有效措施外，还缩短其劳动时间。
同时，注意对机械的经常性保养，尽量使其噪声降低到最低水平。
为保护施工现场附近居民的夜间休息，施工时间加以控制。
⑥施工中粉尘污染的主要污染源——混凝土拌和、施工车辆、机械运行和运输产生的扬尘，采取有效措施减轻施工现场的大污染，以保护工人的健康及周边的自然环境。
八、安全保障措施
注浆手应佩带防护面罩，防水披肩、防护眼镜、防尘口罩、乳胶手套；其他工作人员也必须佩带防尘口罩等防护用品。
正式注浆前应在洞外相类似的地层进行注浆试验，以检验注浆设备的选型、配备是否恰当，注浆参数的确定是否合理。
导管加工由现场专业车间进行，其注浆孔用钻床成孔，尾部加焊Φ6管箍，并经质检人员检验合格方可交付使用。
钻孔完成后，要用高压风、水清洗，吹冲干净孔内砂尘及积水，所有钻孔完成均要进行检验。
现场安全管理瞄准隧道施工的交叉作业、火工品的管理、爆破作业、隧道掉块和塌方、出碴运输、安全用电和消防安全等重点方面，按照公路施工有关施工技术安全规则执行。
在运输过程中，布置好汽车与洞内施工人员的行走路线，杜绝施工人员与各种施工车辆碰撞而造成伤亡事件。
施工现场要布设安全警示、警告牌和宣传牌等。
非施工人员不得进入施工现场，进入施工现场人员必须配戴安全帽等。
张承高速公路崇礼至张承界A合同段
河北燕峰路桥建设集团有限公司
2013-5-1
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