E11隧道辅助施工方案.docx

1、E11隧道辅助施工方案重庆奉节至巫溪高速公路E11合同段（K38+500至K43+500）隧道工程辅助施工方案中交三局奉溪高速公路E11合同段2010年3月1日凤凰隧道辅助施工措施（长管棚、注浆小导管、超前锚杆）施 工 方 案一、工程概况根据施工设计凤凰隧道进、出口均设计有明洞，且明洞采用明挖法施工，并在明暗洞衔接处设计有套拱，套拱拱部布设1084mm的导向管，进入暗洞时采用895mm长管棚超前支护，长20米管棚，共长5280米，节长3m、6m，环向间距40cm，仰角1（不包括路线纵坡），方向与路线中线平行，长管棚用于隧道洞口级围岩地段。因此拟采用的进洞方法是：首先开挖明洞段拱部部分，并根据设

2、计进行边、仰坡支护处理，再施做C25砼套拱，尔后施作超前长管棚，最后在管棚支护下可以安全进洞。在洞身施工时级破碎带、级围岩浅埋偏压设超前小导管注浆，级围岩深埋设早强水泥砂浆锚杆。二、套拱施工1、测量放样,标定套拱与暗洞开挖分界线。2、进行套拱拱部及边、仰坡开挖和整修,并按设计要求进行边、仰坡加固处理。3、管棚采用C25砼套拱作长管棚导向墙，套拱在明洞轮廓线以外紧贴掌子面施作，长度为2米，套拱内埋设2榀18工字钢，工字钢与管棚孔口钢管1084mm焊接成整体。25固定钢筋与孔口管、20工字钢采用双面焊接，焊接长度大于5d。支撑稳固后，内外模均采用5cm木模安装，布筋和安装孔口管必须符合设计要求，保

3、证布筋、孔口管的位置和角度准确，然后进行套拱砼的施工，待套拱砼强度达到85%时开始长管棚施工。4、进行套拱拱部砼施工：立内模、加固、安装工字钢、立外模挡头板、浇注套拱砼。三、长管棚施工1、 长管棚钻孔工艺流程台 车 就 位测 量 布 孔台车大臂矫正台车固定钻杆接长准备钻孔及接长钻杆钻杆分节退出卸下2、长管棚钻孔操作要点(1)、钻孔施工中采用XY-28-300钻机120的钻头进行钻孔，即采用大引导孔施工，最大程度上克服在顶管施工作业中送管难的情况发生。(2)、施作长管棚时（895mm），打孔角度洞口段为12，洞内适当加大角度，但角度应控制在510，间距40cm，每根长20m（每节长6m，采用长1

4、5cm的丝扣连接），施作时每段应交错搭接3m，钢管上按间距15cm梅花形钻10mm的小孔。第一节钢管顶端做成锥型，以便顶进。(3)、为了确保钻杆接头有足够的强度、刚度和韧性，钻杆连接套应与钻杆材质一致，两端加工内螺纹（配合钻杆首位端外螺扣），连接套的壁厚10mm。连接套及连接方式见图1。为防止钻杆在推力和振动力的双重作用下，上下颤动，导致钻孔不直，钻孔时，应把扶直器套在钻杆上，随钻杆向前钻进向前平移。(4)、钻机立轴方向必须准确控制，在浇注好的套拱上标出孔位和孔号，孔号分为奇数孔和偶数孔，奇数孔采用无缝钢管，偶数孔采用梅花钢管。钻孔顺序为先钻偶数孔用于注浆，后钻奇数孔用于检查注浆质量。(5)、

5、施钻时，台车大臂必须顶紧在掌子面上，以防止过大颤动影响施钻精度。(6)、钻机开孔时的钻速宜采用低速，钻进20cm后转入正常钻速。(7)、第一节钻杆钻入岩层，尾部剩余2030cm时停止钻进，人工用两把管钳卡紧钻杆，钻机低速反转，脱开钻杆。钻机沿导轨复位，再装入第二根钻杆。(8)、引导孔的孔径较管棚钢管外径大1520mm，孔深较管长长0.5米以上。3、长管棚顶管工艺流程管节联接套加工制作制作制作凿岩机上安装钢管顶进联接套台车钻孔准备钻管棚孔顶第一节钢管棚接第二节钢管棚管内加筋注浆顶第二节钢管棚4、长管棚顶管施工(1)、顶管工艺:根据快速施工的要求，决定采用大引导孔和棚管钻进相结合的工艺，及先钻大于

6、钢管外径的引导孔，然后利用钻机的冲击和推力（顶进管棚时凿岩机不使用回转压力，不产生扭矩）将安有工作管头棚管沿引导孔顶进，逐节接长管棚，直至孔底。管棚顶进连接套及管棚扶直器见图2。(2)、管件制作：管棚采用89的无缝钢管，钢管采用3m、6m管节逐段接长，连接接头采用厚壁箍，上满丝扣，丝扣长度为15cm；为保证受力均匀性，钢管接头应纵向错开，偶数第一节用3m，奇数第一节用6m，以后各节均用6m。管棚入土长度为24m。管棚接长时先将前一根钢管顶入钻好的引导孔后再行连接。第一根钢管前段要焊上合金钢片式空心钻头，以防止端部顶弯或劈裂。(3)、清孔检查钻孔合格后，安装钢管，应每钻完一孔便顶进一钢管，钻进中

7、应经常采用测量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。接长管件应满足管棚受力的要求，相邻管的接头应前后错开，避免接头在同一个断面受力。(4)、顶管作业：将钢管安放在台车大臂上后，凿岩机对准已钻好的引导孔，低速推进钢管，其冲击力控制在1820MPa，推进压力控制在4.06.0MPa。(5)、接管：当第一根钢管推进孔内，孔外剩余3040cm时，开动凿岩机反转，使顶进联接套与钢管脱离，凿岩机退回原位，大臂落下，人工装上第二节钢管，大臂重新对正，凿岩机缓、慢、低速前进对准第一节钢管端部（严格控制角度），人工持链钳进行钢管联接，使两节钢管在联接套处联成一体。凿岩机再以冲击压力和推进压力低速

8、顶进钢管。根据管棚设计长度，按同样方法继续接钢管。(6)、封闭钢管尾部先用麻布条封堵管棚钻孔空隙，后用环形楔环顶紧，最后用电焊将楔形环焊接在管棚上。见图3所示。(7)、管棚管补强：为了加强管棚的刚度和强度，按设计将管棚钢管全部打好后，先用钻头掏尽钢管内残渣，进行棚管补强。5、配制浆液(1)、水泥浆的搅拌应在高速搅拌机内进行，严格按照施工配合比进行投料，在钢管中注水泥水玻璃浆液，其配比为水泥:水泥浆水灰比1:1，注浆时初压0.51MPa，终压2.0Mpa，注浆结束后用1:1水泥砂浆充填无缝钢管，以增强钢管强度和刚度。(2)、搅拌水泥浆的投料顺序：在放水的同时，将缓凝剂、外掺剂在水中按一定比例加入

9、，搅拌溶解，再将需要的水泥倒入，搅拌23min。(3)、外掺剂的重量为水泥重量的5%-10%，缓凝剂的掺量占水泥重量的2%3%。(4)、制备水泥浆或稀释水玻璃时，严禁水泥块或纸片进入浆液，放浆进入储浆桶时要用滤网过滤，以防止堵塞注浆泵。(5)、做好配置浆液的施工纪录，为分析注浆效果提供依据。(6)、配置好的浆液存放在由低速搅拌器的储浆罐内，防止浆液由于存放时间稍长产生沉淀、离析等现象。6、注浆(1)、注浆工艺系统：双液注浆工艺系统如图4所示。(2)、注浆顺序管棚注浆顺序原则上遵循着“先两侧后中间”、“跳孔注浆”、“由稀到浓”的原则。注浆施工由两端管棚钢管开始注浆，跳孔进行注浆施工，向隧道拱顶钢

10、管方向推进，开始时注浆的浆液浓度要低一些，逐渐加浓至设计浓度。这样做法有利于注浆的浆液向拱顶方向扩散，而且促进浆液的致密程度，利于防渗的要求。孔号为偶数的管棚完成后，对这部分管棚进行注浆。长管棚注浆按固结管棚周围有限范围内的土石设计，浆液扩散半径不小于0.5m，注浆采用分段注浆(3)、注浆施工要点 a、为了保证管棚注浆施工作业顺利进行和保证管棚施工质量和安全，注浆前应做好止水止浆墙的施工：为防止注浆薄弱地段地下水涌出作业面及注浆时跑浆，注浆地段的起始处掌子面应喷射20CM厚混凝土（加单层钢筋网）。此后，每个注浆段终止处留出3米厚围岩作为止浆岩盘。b、注浆孔位要准确，定位偏差应小于5cm，孔底偏

11、差不大于孔深的1%2%。顶管施工作业过程中会使管内混入一些碎石和碎屑，在注浆施工前一定要用高压风水进行吹洗，如果管内仍有较大的碎石，应采用小于钢管内径的钻头，利用凿眼台车钻进将其钻碎，吹洗干净。c、拌浆时严禁纸屑等杂物混入浆液，拌好的浆液要过滤，未经过滤的浆液严禁进入泵体，以防堵塞。注浆过程中，要时刻注意泵口及孔口的压力变化情况，发现问题及时处理。双液注浆时，要经常测定混合气候的浆液的凝结时间，防止由于泵及管路故障，造成浆液比例改变而发生事故。注浆过程中，如发现孔口及工作面漏浆，要采取封堵，缩短凝胶时间及采用间歇注浆方式。做好钻孔、注浆纪录，为分析注浆效果提供依据。注浆结束后，要彻底的清洗泵体

12、和管路，以保证下次注浆安全顺利进行。d、注浆施工过程中如发现掌子面漏浆，应及时用麻布进行封堵。e、注浆结束：进浆量小于2025L/min；注浆压力逐步升高，达到设计终压后稳定10 min以上；注浆结束后采用1：1水泥砂浆填充无缝钢管。完成长管棚注浆施工后，在管棚支护的保护下，按设计的施工步骤进行开挖。7、严格注浆施工作业现场控制，保证注浆质量注浆施工作业中，浆液注入的压力是一个最为关键的现场施工过程控制因素。根据流量计显示的孔口压力变化可以判断注浆施工的基本发展状况，并及时采取相应措施。(1)、压力逐渐上升，但达不到设计要求的压力。原因分析是：浆液浓度低、凝胶时间较长、浆液在碎石中形成劈裂脉或

13、者是部分浆液溢出。此时应适度加大浆液浓度、小时间间隔注浆。(2)、注浆开始后压力不上升，甚至离开初始压力呈下降的趋势。原因分析是：表明浆液已经外溢。此时应该采取大浓度浆液和较低注入速度，如果情况无改变，则应先停止注浆。(3)、注浆压力上升后突然下降，表明浆液从注浆管周围溢走，或者是注入速度过大，扰动碎石岩层，或遇到空隙薄弱部位。此时应适度降低注入速度。(4)、压力反复升降，但总趋势呈上升态势。原因分析：由于注浆浆液的凝胶时间较短。此时应该是度调长浆液凝胶时间。(5)、压力上升很快，而注入速度上不去。原因分析：表明注浆岩层较为密实或者浆液的凝胶时间太短。(6)、压力有规律上升，即使达到容许压力时

14、，注浆速度也比较正常，这表明注浆施工作业是成功的。(7)、压力上升后又下降，然而后来压力又再度上升，并达到设计的要求值。这可以认为该种情况的空隙部位已被浆液填满，此种情况也是成功的。8、管棚注浆施工的结束标准(1)、单孔注浆结束条件。注浆过程中只要满足以下两个条件之一，即可认为单孔注浆达到设计的要求并可结束注浆施工。单孔注浆结束条件：a、注浆压力达到注浆设计所规定的终压5.0MPa。b、单孔注浆量达到设计注浆量的80%以上。注浆量的计算公式如下：式中：Q-总注浆量（M3）；A-注浆范围岩层体积（M3）；-填充率，根据图纸及岩石地层的情况而定。 R-注浆半径（M）； L-注浆长度（M）。(2)、

15、全地段结束条件：所有注浆孔均以符合单孔注浆结束条件，无漏注浆的情况。四、超前小导管施工1、测量放线，按设计布设小导管位置。2、水平钻机就位、钻孔，钻孔直径为75mm。然后利用水平钻机的冲击和推力将小导管沿引导孔顶入至孔底。3、施作超前注浆小导管时，打孔角度为510，环向间距为60、50cm，导管采用长3.5m的423.5mm钢管，钢管上按间距15cm梅花形钻6mm的小孔（前端3m范围内），顶端做成锥型，以便顶进。打设完毕后，注水泥浆，其浆液的水泥:水灰比为1：1，注浆压力控制在0.51Mpa之间；注浆结束用水泥砂浆充填、封口。五、超前锚杆施工1、砂浆锚杆施工工艺：洞身开挖级围岩超前支护采用22

16、早强水泥砂浆锚杆，其工艺流程为：钻孔清孔注入砂浆插入杆体。如下图所示2、砂浆配合比确定根据锚杆设计长度为4.3m，采用先插后注的施工方法，砂 浆配合比为：水泥:砂=1:1，水灰比一般为0.450.50。（为确保注浆质量，掺入适量膨胀剂）。3、对砂浆锚杆，应采用排气注浆法，即将内径45mm壁厚11.5mm的PE软塑料排气管沿锚杆全长固定于杆体上，并在孔外留1m左右长的富余长度。4、将锚杆缓慢送入孔中至设计位置，将长400430mm，外径25mm左右的薄壁钢管用早强或超早强水泥固定在孔口位置并将孔口堵密。5、先采用风钻按设计要求钻孔，钻孔直径比锚杆直径大15mm，用风钻顶入，顶入长度不小于锚杆长度

17、95%，锚杆尾端焊接于格栅钢支撑上，以增强共同支护作用。6、砂浆锚杆注意事项(1)、锚杆钻孔分布成交错式尽量与所在曲面法向方向重合。(2)、钻孔前进行浮石等的检查，加以清除；钻孔后要清孔。(3)、注浆人员的防护配备要整齐。(4)、做好作业脚手架的日常安全检查六、超前长管棚、小导管和砂浆锚杆施工注意事项1、长管棚、小导管、砂浆锚杆应注意两次循环之间的搭接，大管棚长度不宜小于2m，小导管长度不宜小于1.5m，砂浆锚杆不宜小于1m，两相邻接头不允许出现在同一断面内。2、顶进过程应随时注意防止堵孔、坍孔。3、注浆前，必要时对开挖面及5m范围内的坑道喷射厚50100mm的砼封闭作为止浆墙。4、注浆过程应

18、随时注意注浆压力的变化，压力达到设计值且注浆量也与设计相符后，即可停止注浆。5、注浆结束后，再钻孔检查注浆效果是否达到设计要求，如未达到应根据实际情况调整注浆参数进行补孔注浆。6、注浆后至开挖前时间的间隔，根据浆液种类控制在48h。在管棚相接处开挖时保留1.52.0m的止浆墙，以防止注浆时孔口跑浆。7、整个过程中做好记录，内容包括打孔的角度、间距、深度、钢管的长度、注浆压力、注浆数量、起止时间等，作为后续施工调整注浆参数依据。七、机具设备和劳力组织1、需要的机具设备见下表序号设备名称及规格单位数量备注一机电设备1钻孔台车台22汽车台33交流电焊机台34注浆机台15XY-28-300电动钻机台2

19、6 搅拌机台2二工具1链钳把22管钳把23大号扳手把24大锤把15钻杆根56冲击钻头130mm个37冲击钻头76mm个38钻杆联接套个129钢管顶进联接套个610注浆混合器个32、劳力组织：本工程可分为2个工班作业，每个工班12人，其中：施工指挥一人；施工技术指导1人；测量工1人（负责布孔、定位、量测、质量检查）；台车凿岩司机2人（负责钻孔、下导）；普通工人5人（负责装卸钻杆、装接钢管）；电工1人（负责供水供电工作）；电焊工1人；汽车司机1人（负责运料）。八、安全保证措施(1)、加强全员安全意识教育；(2)、针对本隧道工程长管棚施工特点和要求，参照有关规范制订安全规章制度；(3)、加强对围岩进行动态监控量测，实行信息化管理，科学地组织施工；(4)、拆卸钻杆时，要有统一指挥、明确联络信号，扳钳卡钻方向应正确，防止管钳及扳手打伤人；(5)、钢管内注浆时，操作人员应戴口罩、眼镜和胶手套；(6)、要有良好的照明条件。