隧道超前支護施工方案

2022-09-02 17:33:02 字數 5002 閱讀 8624

一、施工準備

1、導線控制點、水平基點已布設,軸線放樣和標高測量滿足施工要求。

2、供電、供水、供風及排水等輔助作業能滿足施工需要。

3、對施工隊伍進行技術交底。

4、根據現場施工組織情況,在施工前將所需材料提前運送至現場,所有進場材料均應經過試驗室檢驗,並滿足招投標檔案對原材料各項指標的要求。

二、施工方案

本隧道超前支護措施設以下三種:φ108大管棚:隧道洞口段v級圍岩,長度30m;φ42超前小導管:

v級圍岩,每環長度4.5m;ф22超前藥捲錨桿:ⅳ級圍岩,每環長度4.

5m。1、超前大管棚

施工順序:施作砼套拱→鑽機就位→鑽孔→掃孔→插入鋼管→孔口密封處理→噴砼封閉→管棚鋼管注漿→開挖及支護→進入開挖支護迴圈

1.1 大管棚引數

1.1.1 鋼管規格:φ108×6mm無縫鋼管;

1.1.2 鋼管環向間距:40cm;

1.1.3 管棚分段安裝,每段長4~6公尺, 兩段之間絲扣連線;

1.1.4 導管上鑽注漿孔,呈梅花型布置,導管尾部留有不鑽孔的止漿段3.0公尺;

1.1.5 鑽孔的外插角:2度;

1.1.6 注漿材料:採用m20水泥砂漿,注漿壓力為1~2mpa;

1.1.7 與管棚配合使用的鋼架採用三榀ⅰ18型鋼鋼拱架,間距80cm;

1.2 大管棚施工工藝

超前大管棚施工工藝流程見下圖「超前大管棚施工工藝流程圖」。

超前大管棚施工工藝流程圖

1.3 套拱施工

待洞口邊仰披開挖,支護到明洞初砌外輪廓線時,預留核心土,測量人員在坡面上定出中線拱頂高度,套拱位置線,橫向十字線,然後開挖兩側套拱位置的土體,邊開挖邊支護至邊牆底高度以後,漿砌套拱基礎,施做完後在明暗洞交界處架立三榀ⅰ18型鋼鋼拱架,間距80cm,每榀鋼架用拉桿拉緊,防止傾倒,必要時在拱頂拱腰坡面上兩側打錨桿,將最前面一榀拱架焊在錨桿上拉緊,套拱在明洞外廓線以外,緊貼掌子面施作。在鋼支撐上以設計大管棚間距安裝φ127mm,長2m的孔口導向鋼管,必須用儀器仔細精確無誤地檢查其中線,方面與水平,確保導向良好,與管棚位置方向一至,用水泥紙或其他東西將孔口管封堵,防止漿液流入將孔口管堵塞,人工立模擋頭板用鋼筋拉桿拉緊,外模用鐵線拉在襯砌拱架上,拱腰以下要用斜掌支於側面上,完後澆注60cm厚的c25砼包裹鋼支撐和導向管。套拱完成後,噴射c20砼10cm

厚封閉周圍仰坡面,作為注漿時的止

漿牆。見

下圖「管棚套拱安裝圖」。

1.4 導管加工

加工4公尺和6公尺兩種規格的管;為使鋼管對接,鋼管兩端分別加工成公、母絲扣,絲扣長15cm, 絲扣牙距5mm,管壁加工間距為20×20 cm 的φ10~16mm注漿孔,梅花型布置,以利於漿液通過管壁孔擴散到地層中。安裝同孔導管時將4公尺管和6公尺管間隔裝入孔中,相臨兩孔絲扣連線處相互錯開。導管內插加勁鋼筋籠,主筋4根,直徑22mm,固定環採用φ42熱軋無縫鋼管製作,每段長4cm,間距150cm,與主筋之間焊接。

見下圖「管棚導管構造圖」。

1.5 測定孔位

用全站儀精確測定鑽孔孔位,並用紅油漆標註在掌子面上。

1.6 導向管的安裝

為使大管棚安裝在設計的位置,鑽機施鑽時要按設計的角度鑽孔,故鑽孔前需安裝導向管,使得鑽孔方位正確。

1.7 搭建施鑽平台

施鑽平台用鋼管架由下向上、由兩邊至中間根據孔位依次搭成「井」字形,上面用木板鋪平。要求鑽機平台搭建必須牢固,鑽機安放到平台上以後,要用鋼絲繩緊固。

1.8 鑽機就位

將鑽機安放在施鑽平台上,調整好高度、鑽桿的傾角和方位角,然後將鑽機牢固固定在施鑽平台上,檢查各管線和連線件是否正確。

1.9 鑽孔

將鑽頭和鑽桿穿過導向管,對準已作好標記的孔位孔心,慢慢開動鑽機,注意鑽孔應平直,孔底偏差距離小於鑽孔的半徑。用螺旋鑽桿配三翼鑽頭,乾式鑽進成孔。鑽孔直徑:

φ120~125mm;鑽孔平面誤差不大於50mm;孔斜控制措施:導向管導向;為了能順利下管,成孔後再進行掃孔,順通孔道。大管棚施工完成後,成傘形輻射狀,詳見下圖:

1.10 安裝大管棚

大管棚安裝時用鑽機頂進,鋼管間為絲扣連線,用自由鉗旋轉擰緊,相鄰兩孔的鋼管接頭要相互錯開。頂進鋼管時要保證導管的傾角和方位角與鑽孔鑽桿前進的傾角和方位角一致。最好在鑽完乙個孔後不要移動鑽機,立即將該孔的導管頂入孔內,安裝好導管後,再移開鑽機進行下一孔的鑽進。

1.11 注漿

注漿採用m20水泥砂漿,前進式注漿,水泥砂漿注漿引數根據現場試驗情況進行調整。

注漿達到預定壓力後,即停止注漿,關上止漿閥門,開啟洩壓閥,待管內壓力降為0後,關上洩壓閥,同時將吸漿管放進旁邊早已準備好的清水中,開動注漿機及時清洗管路。

1.11.1 注漿要求

① 注漿前用清水試壓管路,檢查管路是否連線緊密,如有問題及時處理。 ② 排氣管要通到底,以防孔內壓注空氣漿液不能注到孔底。對於單孔在注漿結束後,迅速拔除注漿管,並立即用m20砂漿閉孔口止漿,是完成注漿的標誌。

1.12質量標準及注意事項

1.12.1 孔位誤差為50mm,角度誤差為1度。

1.12.2 鋼管的打入的實際長度不得小於設計長度。

1.12.3 做好注漿記錄。

1.12.4 注漿過程中,發現異常現象必須及時處理。主要技術措施:

① 注漿操作人員必須經過專門培訓,並實行崗位責任制,在注漿前充分做好各項準備工作。

② 注漿前,在洞外將管路全部接通,進行試壓,試壓可用清水進行。在試壓時,如管路不通或接頭有漏水現象,予以排除,保持管路系統各部件完好暢通。

③ 注漿完畢後,清除管內漿液,用水泥砂漿緊密充填,以增強管棚的強度和剛度。認真清洗乾淨所有的機具裝置,特別是攪拌機、注漿管、接頭、閥門、貯漿桶等,以備下階段注漿時使用。

2、超前小導管

超前小導管採用外徑42mm,壁厚4mm,長450cm的熱軋無縫鋼管,鋼管前端呈尖錐狀;管壁四周鑽注漿孔,孔徑為8mm,孔間距10cm,呈梅花形布置,尾部30cm不鑽注漿孔作為止漿段。鋼管與襯砌中線平行,以外插角10 o打入拱部圍岩;鋼管環向間距50cm。小導管布置見下圖「超前支護橫斷面布置圖」:

2.1小導管加工

小導管加工如下圖所示。

2.2 超前小導管施工工藝流程

施工流程:測量放樣→鑽孔→清孔→鋼管插入→封口→注漿→與鋼架或錨桿焊接。見下圖「超前小導管施工工藝流程圖」。

超前小導管施工工藝流程圖

2.3 施工方法

2.3.1 測量放樣

按設計要求,在掌子面上準確畫出本迴圈需施設的小導管孔位。

2.3.2 鑽孔

小導管在打孔前,按設計要求劃出小導管的位置,並標明清楚。採用鑿岩風鑽打孔,成孔直徑φ53,孔口鑽眼偏差小於50mm,孔眼長度大於小導管長度,然後將小導管打入,小導管打入後用高壓風將小導管內砂石等吹出。小導管尾部置於鋼架腹部,增加共同支護能力。

小導管安裝後用塑膠泥封堵導管外邊的孔口及圍岩裂隙。

2.3.3 鋼管插入及孔口密封處理

鋼管由用鑽機頂進,頂進鑽孔長度不小於90%管長。鋼管末端除焊上擋圈外,再用膠泥麻筋纏箍成楔形,以便鋼管頂進孔後其外壁與孔岩壁間隙堵塞嚴密。鋼管搭接長度不小於100cm,並與鋼支撐焊接在一起。

鋼管頂進時,注意保護管口不受損變形,以便與注漿管路連線。

2.3.4 小導管注漿

注漿採用m20水泥砂漿,注漿材料滿足下列要求:漿液的流動性好,易注入地層;固結後收縮小,具有良好的粘結力和較高的早期強度;結石體透水性低,抗滲效能好等。

注漿前導管孔口應達到密閉標準,以防漏漿,然後採用注漿機注漿,注漿壓力為0.5~1.0mpa,一般按單管達到設計注漿量0.

32m3作為結束標準,當注漿壓力達至設計終壓不少於20分鐘,進漿量仍達不到注漿終量時,便可結束注漿。注漿結束後,將管口封堵,以防漿液倒流管外。

注漿過程中設專人做好記錄。注漿結束後檢查其效果,不合格者補注漿。

2.4 小導管注漿異常處理

串漿則採用多台幫浦同時注漿或堵塞串漿孔隔孔注漿;水泥漿液壓力突然公升高,則應關停注漿幫浦,進行注清水,待幫浦正常時再進行單液注漿;當注漿液量很大,壓力長時間不公升高時,則應調整漿液濃度及配合比,縮短凝膠時間,進行小量低壓力注漿或間歇式注漿。

2.5 小導管注漿量計算

小導管注漿工程量可以按下式計算:

式中:r—漿液擴散半徑,可按0.25m考慮

l—小導管長度

η—岩體孔隙率

k—充填係數,為0.3~1.0,對粉粘土取較小值,對碎石土、砂土取較大值。

2.6 超前小導管支護質量保證措施

2.6.1 小導管安裝

①小導管間距根據圍岩狀況確定,採用單層小導管時,其間距為50cm; ②前後排小導管錯開布置,前後排小導管的搭接長度不小於100cm; ③小導管外插角度根據注漿膠結拱厚度確定;

④小導管安裝前,將工作面封閉嚴密,並正確測放出鑽孔位置後方可施工。

2.6.2 小導管注漿

①注漿前應噴射混凝土封閉作業面,防止漏漿,噴射混凝土不小於4cm; ②注漿材料應根據地質條件、注漿目的和注漿工藝全面考慮,但確保滿足下列要求:漿液流動性好,固結後收縮小,具有良好粘結力和較高早期強度,結石體透水性低,抗滲效能好。當有水侵蝕作用時,採用耐侵蝕材料;

③注漿過程中,注漿壓力為0.5~1.0mpa,並專人做好記錄。注漿結束後檢查其效果,不合格者應補注漿,注漿達到效果後方可開挖;

④注漿過程中注漿順序應由拱腳向拱頂進行。

3、超前錨桿

3.1 施工順序

布眼→鑽孔→清孔→安裝錨桿

3.2 施工方法

超前錨桿採用ф22超前藥捲錨桿,長為450cm,環向間距50cm,超前錨桿施工方法和系統錨桿一樣,實際施作時根據岩體結構面產狀確定錨桿方向,以盡量使錨桿穿透更多的結構面為原則,外插角控制在5o ~15o。錨桿採用早強沙漿作為粘接材料,每排錨桿的縱向搭接長度不小於100cm,尾部焊接在鋼架上。

3.2.1 錨桿將根據設計圖現場製做,按設計布置鑽孔,用高壓風將孔內雜物吹淨。

3.2.2 將水泥藥包放入水中泡至軟而不散時取出,然後用工具將藥包推入孔內塞滿至孔深1/3~1/2處,中途藥包不得破裂。

3.2.3 打入錨桿,錨桿杆體應注意旋轉,使藥包充分攪拌,以錨桿達孔底且孔口有漿液流出為止。錨桿插入時不得偏斜或脫落,安設杆體後立即安裝墊板並擰緊螺帽。

ф22超前藥捲錨桿施工示意圖

3.2.4 ф22超前藥捲錨桿施工工藝

ф22超前藥捲錨桿施工工藝見下圖 「ф22超前藥捲錨桿施工工藝圖」

ф22超前藥捲錨桿施工工藝圖

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