超前支护施工方案.docx

1、超前支护施工方案目 录1.1超前长管棚 11.2超前小导管施工 41.3超前帷幕注浆 81.4超前锚杆 14超前支护施工方案1.1超前长管棚管棚布置洞口段超前长管棚采用长度大于10m热轧无缝钢花管（108mm、壁厚6mm，89mm、壁厚6mm）,布置于隧道拱部120长度20m、30m，环向间距40cm，管棚长度满足设计要求。管棚外插角为13。洞口段管棚设置1m厚导向墙，采用C20混凝土，导向墙设2榀工字钢架。长管棚布置结构形式见图1-1、图1-2。图1-1长管棚横断面布置图 图1-2长管棚纵向布置图施工工艺超前长管棚施工工艺流程详见图1-3。图1-3超前长管棚施工工艺流程图根据管棚施工的机械设

2、备情况，在开挖至管棚施工段时，预留下台阶不开挖，作为管棚和混凝土导向墙施工平台。工作平台宽度为2.5m，高度2.0m，平台两侧宽度为1.5m。导向墙施工采用C20混凝土护拱作为管棚的导向墙，截面尺寸为1m*1m，导向墙在隧道开挖外轮廓线以外，紧贴洞口仰坡面。导向墙内设两榀18号工字钢制作的钢拱架为环向支撑，拱脚各设4根42锁脚导管，管棚的导向管焊接固定在钢拱架上。管棚制作管棚采用108钢管制作，管壁打孔,采用梅花型布孔，孔径为1016mm，孔间距纵向为为1520cm，环向为912cm，钢管尾端留不小于100cm不钻孔的止浆段，钢管长度不大于10m。钻孔加工简易台架作为工作平台，防止在钻孔时钻机

3、摆动、倾斜、不均匀下沉而影响钻孔质量。选用的钻机首先应适合钻孔深度和孔径的要求，为减少因钻具移位引起的钻孔偏差，钻机立轴方向应准确控制，钻进过程中要经常采用测斜仪量测钻杆钻进的偏斜度，发现偏斜超过设计要求时及时纠正。孔口管直径：127mm、壁厚5mm；钻孔平面误差：径向不大于5cm。下管、清孔、安放钢筋笼钻孔检测合格后，将钢管连续接长，用钻机旋转顶进将其顶入孔内，如遇故障，需清孔后再将钢管插入。为改善管棚受力条件，接头应错开，使钢管接头错开，隧道纵向同一断面内的接头数量不得超过钢管总数的50%，相邻钢管接头错开距离不小于1m，因此第一节管采用4m和6m交替布置，编号为奇数的第一节管采用4m长钢

4、管，编号为偶数的第一节采用6m长钢管，以后每节均采用6m长钢管，两节钢花管之间采用140mm丝扣联结。为增加管棚的抗弯能力，钢管中增设钢筋笼，钢筋笼由4根18主筋和固定环组成。钢筋每1m间距用5cm长42钢管连接，壁厚3.5mm。注浆采用全孔压入式向大管棚内压注水泥浆。注浆按先下后上，先稀后浓的原则注浆。注浆量由压力控制，达到结束标准后，停止注浆。注浆压力为0.6mpa1.0mpa。1.2超前小导管施工超前注浆布置形式为是单层超前注浆小导管。超前小导管施工工艺流程见图1-4。1 导管结构小导管前端加工成锥形，以便插打，并防止浆液前冲。小导管中间部位钻68mm的注浆孔，注浆孔呈梅花形布置(防止注

5、浆出现死角)，间距为1020cm，尾部1m范围内不钻孔以防漏浆。加工成形后的小导管构造详见图1-5。图1-4超前小导管施工工艺流程图图1-5小导管构造图小导管布置超前注浆小导管采用42mm、壁厚3.5mm的热轧无缝钢管，钢管长度为3.5m4.5m；两环之间搭接长度不小于1.0m，外插角为1012，环向间距3050cm。钻孔先将小导管的孔位用红漆标出，钻孔的方向垂直于开挖面，仰角10。采用风枪成孔。钻孔钻进避免钻杆摆动，保证孔位顺直。钻至设计孔深之后，用吹管将碎碴吹出，避免塌孔。顶管在钻孔内插入42mm钢花管，在管尾后段30cm处，将麻丝缠绕在管壁上呈纺锥状，并用胶带缠紧。开动钻机，利用钻机的冲

6、击力将钢花管顶入围岩中，钢管顶进长度不小于90%管长。固定顶管至设计孔深后，将孔口、钢花管与孔壁之间的缝隙封堵。孔口露出喷射混凝土面15cm，安装钢拱架后与拱架焊接在一起。压水管路连接后进行压水试验，检查管路及工作面有无渗漏现象。小导管注浆小导管注浆见图1-6，图1-5。注浆设备选择超前小导管注浆采用TGB-HG90/90型注浆泵。浆液的选择浆液采用水泥砂浆或水泥浆。注浆量为了获得良好的固结效果，必须注入足够的浆液量，确保一定的有效扩散范围。注浆范围按开挖轮廓线外0.30.5m设计并且浆液在地层中均匀扩散。注浆压力与岩层裂隙的关系见图1-5.7-8。图1-5 小导管注浆施工工艺流程图图1-6

7、小导管注浆施工示意图浆液单孔注入量Q和围岩的孔隙率有关，根据扩散半径及岩层的裂隙进行估算，其值为：Q=R2L(m)式中：R浆液扩散半径(m)；L压浆段长度(m)；岩层孔隙率，砂土取40%，粘土20%，断层破碎带5%。图1-5.7-8 注浆压力与岩层裂隙的关系图注浆压力注浆压力为0.20.3Mpa，施工中根据施工现场试验确定较合理的注浆参数。注浆注意事项注浆前检查注浆泵、管路及接头牢固程度，防止浆液冲出伤人。注浆时密切监视压力变化，发现异常及时处理。注浆时注意防止串浆和跑浆，若发生串浆和跑浆要停止注浆，分析原因随时解决。做好注浆压力、注浆量、注浆时间等各项记录。1.3超前帷幕注浆小安隧道D5K3

8、56+250300（其它注浆段根据超前地质预报确定，单孔水量10L/min或超前钻孔中水量超过0.4L/min.m应进行注浆）岩溶发育，可能引起突水涌泥或地下水、地表水流失，采取“以堵为主，限量排放”的原则，通过超前帷幕注浆控制地下水流量，保证施工安全。超前帷幕注浆施工工艺流程见图1-5.7-9。帷幕注浆参数注浆段长30m，开挖25m，并保留5m的止浆岩盘。单孔浆液有效扩散半径1.5m，终孔间距2.0m，注浆开工孔径108mm，终孔孔径部小于90mm，注浆范围为开挖轮廓线外8m。注浆终压力一般为1.52Mpa。单孔注浆压力逐渐升至设计终压，并继续注浆10min、注浆结束时进浆量小于20L/mi

9、n，检查孔水量小于0.2L/min、检查孔取芯，浆液充填饱满，可以停止单孔注浆。所有注浆孔都达到单孔结束条件、注浆后涌水小于3m/m.d、浆液有效注入范围大于设计值，可以全面停止。图1-5.7-9 帷幕注浆施工工艺流程图注浆材料选择注浆主要为水泥浆，水泥水玻璃双液浆主要用于堵口和涌水时使用。帷幕注浆孔布置帷幕注浆注浆孔布置见图1-5.7-10、图1-5.7-11。帷幕注浆施工工艺注浆段分段长度系根据岩层裂隙发育程度和涌水量确定，当岩层裂隙发育且涌水量大时，注浆段不宜过长，反之则可较长。为实现分段注浆，可采用分段前进式注浆或分段后退式注浆两种方式，见表1-5.7-1。表1-5.7-1 注浆方式与

10、分段长度表岩层裂隙程度钻孔涌水（m/h）注浆方式注浆分段参考（m）发育10分段前进式510较发育510分段前进式1015不够发育25分段后退式1520不发育2分段后退式2030分段前进式注浆这种方式是注浆钻孔钻进一段，注浆一段，由外向里依次推进。分段前进式注浆宜用于裂隙发育或破碎岩层，其优点是堵水效果好，缺点是注浆钻孔钻进重复，工程量较大。前进式注浆流程见图1-5.7-12。成孔注浆采用前进式分段注浆，套管安装完成后，每钻进57米即开始注浆，注浆达到设计要求后开始下一阶段钻孔注浆。注浆方式见图1-5.7-13。图1-5.7-12 分段前进注浆工艺流程图图1-5.7-13前进式注浆方式示意图注浆

11、效果检查采用钻检查孔法，根据注浆状况，确定检查孔位置。对检查孔进行钻孔检查，检查孔钻深为开挖段长度以内并预留3m段。根据检查孔涌水量来决定是否需补设注浆孔。如果每孔每延米涌水量大于0.15L/min或局部孔涌水量大于3L/min的追加钻孔注浆，再次压注直到达到设计要求为止。分段后退式注浆这种方式是将注浆钻孔一次钻完，由孔底向外分段注浆。其优点是注浆钻孔无重复钻进，工程量相对较小。后退式注浆示意图见图1-5.7-14。每环注浆先注奇数编号的注浆孔，再注偶数编号的注浆孔，并以偶数编号的注浆孔作为检查孔。待本环所有注浆孔注完后，根据压浆孔的出水量确定局部是否需要补设注浆孔。一般每孔延米的出水量大于0

12、.5L/min或局部孔出水量大于3L/min时，追加钻孔注浆。注浆采用反复压注，稀浆与浓浆交替，压力与注入浆量相结合的方式进行。注浆压力从低到高逐步增压，起始压力取1.7MPa左右。注浆时间根据浆液的注入速率进行调整。当注浆的压力和进浆量均小于规定后，结束该注浆。注浆质量检查全部注浆结束后，采用施钻检查孔进行效果检测。当孔内出水量小于每延米0.15L/min，岩体的物理力学指标有明显提高时，即可进入下一轮注浆的止浆段。1.4超前锚杆超前锚杆施工工艺流程见图1-5.7-15，超前锚杆施工见图1-5.7-16。图1-5.7-15超前锚杆施工工艺流程图图1-5.7-16超前锚杆施工示意图施工时，锚杆按设计的环向间距。搭接长度不少于1.0m。超前锚杆以紧靠开挖面的格栅钢架为支点，通过注浆将锚杆与围岩固结，并与格栅钢架连接形成柔性支护环。现场加工钢筋锚杆，喷射混凝土封闭岩面，用锚杆钻机钻孔，以高强锚固剂填塞孔眼，再将钢筋顶入锚杆孔。