隧道超前支护专项方案.docx
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隧道超前支护专项方案
目录
1、编制依据1
2、工程概况1
3、施工安排2
3.1施工部署2
3.2隧道施工管理组织机构2
3.3劳动力安排3
4、施工准备4
4.1技术准备4
4.2隧道施工前期准备4
4.3机具准备5
5、超前长管棚施工5
6、超前小导管施工8
7、超前砂浆锚杆施工8
7、施工质量保证11
8、安全保障措施12
9、文明施工保证措施19
10、环境保护措施20
11.应急预案21
1、编制依据
1.1《工程招标文件》;
1.2工程第**合同段隧道工程设计图纸;
1.3《公路工程技术标准》(JTJB01-2003)、《公路隧道施工技术规范》(JTJ042-94)、《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2004);
1.4《工程第**标段施工组织设计》;
1.5现场踏勘及调查资料;
1.6我单位的技术实力及参加同类工程的施工经验,目前可投入的机械设备和人员。
2、工程概况
2.1隧道基本概况
本合同段主线设置分离式隧道一处,共计一座,总长***米。
这座隧道基本情况见下表:
隧道基本情况统计表
序号
隧道名称
起讫桩号
长度(m)
纵坡/坡长
(%/m)
隧道
类型
1
**隧道
隧道各级围岩构成见下表:
隧道各级围岩构成表
围岩级别
III
IV
V
明洞
合计
**隧道
2.2地质概况
隧道隧址区为构造剥蚀形成的低山丘陵区,地表植被发育。
隧道穿越村旧址北侧的山体,河在隧址南侧蜿蜒流过。
隧址区山体较完整,但岩体受构造影响严重,隧道出口处山体部沟坎发育,围岩以浅紫色白云质石英砂岩为主,砂质白云岩、叶片状含粉沙泥质白云岩组成数十个旋回性基本层序,厚度稳定,为潮间~潮上环境沉积。
隧道进口段岩体破碎,坡面陡立,围岩的节理裂隙较发育。
2.3超前支护工程量
隧道超前支护根据围岩级别采用超前长管棚、超前小导管、超前锚杆等方法。
隧道Ⅴ级围岩超前支护为:
进洞Ⅴ级围岩采用超前大管棚,前大管棚采用Φ108、壁厚6mm无缝钢管,与隧道轴线外插角为1~3°,环向间距为**cm,每个洞口设置**根,每根长度为**m,每个洞口管棚工程量为**kg,另外每个洞口需注入水泥浆**m3,设置止浆塞**个。
Ⅴ级地段的超前支护采用Φ42超前小导管,壁厚3.5mm,L=**m,环向间距**cm,每排设置**根,外插角6~10°,两组超前小导管间保持不小于**m的搭接长度,每排Φ42工程量为**kg,另外需注浆**m3;
3、施工安排
3.1施工部署
隧道均从(进)出口掘进,洞口及明洞开挖及边仰坡防护工程完成后,隧道均首先施作套拱,以套拱作为超前大管棚的导向墙,进行超前大管棚施工,待管棚施工完毕后进行超前大管棚施工。
根据围岩衬砌级别进行超前小导管和超前锚杆施工,待超前支护完成8小时后进行隧道洞身开挖。
3.2隧道施工管理组织机构
隧道工程是本标难点工程,项目部设隧道项目负责人一名,由本项目总工程师**兼任,总体负责隧道的施工生产。
设隧道专业工程师兼技术主管一名,**负责隧道施工技术。
设隧道施工技术员一名,指导班组具体施工。
下设一支隧道施工队伍负责隧道的施工。
具体组织机构见下图所示:
3.3劳动力安排
隧道施工队负责隧道超前支护施工具体工班安排见下表:
隧道超前支护施工队伍安排表
序号
施工
队伍
工班
人数
工作内容
备注
1
隧道队
加工工班
10
隧道套拱钢架、导向管、超前钢管、超前砂浆锚杆加工
开挖工班
20
隧道超前大管棚钻孔、超前小导管及超前锚杆钻孔、洞身开挖及初期支护锚杆钻孔
支护工班
15
隧道套拱型钢安装、超前管棚、超前小导管、超前锚杆安装及注浆
砼工班
10
隧道套拱混凝土模板安装及砼浇筑
保障工班
12
隧道风、水、电,材料加工
4、施工准备
4.1技术准备
认真作好熟悉图纸和复核图纸工作,了解清楚设计意图,检查施工图是否完整、齐全,是否符合国家规范的要求。
编制完整的施工方案,对作业工班和作业人员进行施工技术和安全交底。
施工测量人员按设计图纸进行桩位放样。
各项技术准备措施均已完毕,具备开工条件。
4.2隧道施工前期准备
隧道施工的前期准备工作包括风、水、电管线、设备的安装:
(1)施工用水:
在隧道口上方山顶自建50m3高压水池供水,隧道施工用水河水或钻井泵送引入。
(2)施工用电:
前期采用300KW柴油发电机供电,后期采用10KV高压接入变压器,通过变压器采用三相五线制线路分别向施工地点架设输电线路。
隧道由安装在隧道出口处的一台400KW变压器供电,为保证施工中不间断供电,施工现场各配备1台300KW发电机。
(3)施工供风设备:
隧道口安装三台20m3电动空压机。
其它准备工作如洞口测量放样,原地面高程量测已完成。
4.3机具准备
塔洼2#隧道和西圈隧道超前支护工程施工的主要机械设备如下:
序号
工程名称
机械设备名称
规格型号
单位
数量
备注
1
**隧道
电动空压机
4L-20/8
台
3
2
管棚机
ksz-100
台
2
3
注浆泵
2TGZ-120/105
台
2
4
钢筋切断机
GQJ40
台
1
5
钢筋调直机
GTJ4/813
台
1
6
钢筋弯曲机
GWJ40
台
1
7
凿岩机
YT28
台
15
8
柴油发电机
120KW
台
1
9
电焊机
GWJ40
台
6
5、超前长管棚施工
5.1管棚施工工艺流程
首先施作套拱混凝土,用套拱作为长管棚的导向墙,套拱在明洞外廓线以外施作,套拱内埋设4榀I20b工字型钢支撑,拱架间用Φ22钢筋连接,连接钢筋环向间距1.0m;钢支撑与管棚导向钢管焊成整体。
导向钢管采用Φ150×4钢管,施工中严格控制导向钢管安设的平面位置、倾角、外插角的准确度值。
施工前用全站仪在工字钢架上定出其平面位置;用水准尺配合坡度板设定导向钢管的倾角;用前后差距法设定孔口管的外插角。
确保导向钢管牢固焊接在工字钢上,防止浇筑混凝土时产生位移。
超前大管棚施工工艺流程见下图
隧道洞口长管棚均采用**根长度为**m的Φ108、壁厚6mm无缝钢管,每节长度为**m,以长**cm的公母丝扣连接,施工中分段安装,同一断面接头不大于50%,相临接头距离大于1m,其仰角为1。
~3。
。
钢管环向间距为50cm。
利用管棚钻机钻孔,注浆孔采用干钻法成孔,利用高压水将孔内余碴清洗干净,以防塞管时卡管;钢管连接采用Φ102,15cm长内丝联接。
考虑到冬季施工,在明洞开挖及防护完毕后在明暗交界处搭建保温棚,保证管棚注浆质量。
长管棚预注浆采用水泥浆(30MPa),注浆压力为0.5~1.0MPa,水泥浆水灰比1:
1,水泥标号为425。
用注浆泵将浆液压入孔内,通过钢管壁注浆孔来加固地层并紧密填充管棚,增强管棚的刚度和强度。
注浆过程采用双指标控制即注浆量和注浆压力。
必须同时满足注浆总量达到钻孔体积的1.5倍,注浆压力达到1.0MPa时才符合要求。
1)钻孔:
钻孔之前用全站仪准确定方向和角度,钻孔过程中经常进行校核检查。
钻孔顺序为由高孔位向低孔位间隔进行,钻孔深度24米,一次钻到位。
钻孔采用直径φ130mm钻头,孔深大于管长0.5m以上。
钻机开孔时钻速宜低,钻深100cm后转入正常钻速。
当第一节钻杆钻入岩层尾部剩余20~30cm时停止钻进,用两把管钳人工卡紧钻杆,钻机低速反转,脱开钻杆,钻机退回本位,人工装入第二根钻杆,并在钻杆前端安装好联结套,钻机低速送至第一根钻杆尾部,方向对准后联结成一体。
为确保杆接头有足够强度、刚度和韧性,钻杆联结套与钻杆同材质,两端加工成内螺旋,联结套的最小壁厚大于10mm。
换钻杆时,要注意检查钻杆是否弯曲、有无损伤,中心喷水孔是否畅通等,不符合要求的及时更换以确保正常工作。
若出现卡钻或塌孔时,应拔出重钻或更换钻头。
必要时可采取先注浆后补钻的方法。
钻进过程中要注意钻杆的方向和角度,防止相邻孔位发生对穿现象。
同时在钻进过程中要注意围岩地质的变化,并适时记录,为以后的洞身开挖提供第一手资料。
钻孔达到要求深度后,按照同样方法拆卸钻杆,钻机退回准备进行下一个孔的钻进。
鉴于洞口地质破碎,应每钻一个孔即安装一根管棚钢管,并进行注浆,防止塌孔。
2)安装管棚
奇数钢管每节长为6m,管棚长度24m,接长3次;偶数钢管两个端头每
节长为3m,管棚长度24m,中间接长3次6m钢管即可。
管棚接长时先将第一节钢管顶入钻好的孔内,再逐根联接。
第一根钢管前端要焊接成锥状,以防止管头顶弯或劈裂。
当第一根钢管推进孔内,孔外剩余30~40cm时,人工装上第二节钢管。
人工持链钳进行钢管联结,使两节钢管联成一体。
根据管棚的设计长度,按同样方法继续接长钢管。
3)注浆
注浆前平整注浆所需场地,检查机具设备,并准备注浆材料。
注浆材料严格按照实验室提供的配料单进行,且准备要足够充分。
注浆要严格按照实验室提供的配合比进行,且注浆前必须向监理工程师报检。
注浆初压力为0.5~1.0MPa。
注浆结束后,利用止浆塞保持孔内压力,直至浆液完全凝固。
浆液的浓度、胶凝时间符合设计要求,不得随意变更。
6、超前小导管施工
1)安装小导管:
超前小导管施工采用YT28型风动凿岩机按设计钻孔,冲击振动将小导管顶入岩层,小导管尾部与钢格栅焊接在一起,用高压风清除管内杂物,采用塑胶泥封堵孔口。
同时配制浆液,调试注浆机,进行压水试验,检查机械设备工作是否正常,管路连接是否正确。
2)注浆:
小导管安设后,用塑胶泥封堵孔口,并喷射砼封闭工作面。
采用注浆泵注浆,注浆管连接好后,将配制好的水泥浆液倒入注浆泵储浆筒内,水泥浆液浓度为1:
1单液水泥浆,开动注浆泵,通过小导管向周边围岩压注水泥浆。
注浆按照由低到高隔孔预注或群孔注浆的方法进行。
单孔注浆时,首先以初压注浆,然后在终压下进行注浆并保持1~2min终压再卸荷,保证注浆量及扩散半径达到设计要求,达到超前加固的目的。
注浆过程中,对浆液不停搅动,避免沉淀分层,影响浆液浓度。
注浆过程采用注浆压力指标控制。
注浆结束拔去注浆管后在注浆孔安装止浆阀,防止浆液外流回压。
图7小导管注浆超前支护施工工艺框图
超前小导管施工允许偏差符合表12规定要求
超前小导管施工允许偏差表表12
序号
项目
允许偏差
备注
1
长度(mm)
不小于图纸规定
2
孔位(mm)
±50mm
3
钻孔深度(mm)
±50mm
4
孔径(mm)
符合设计要求
施工要点
注浆过程中,严格控制注浆压力,终压必须达到设计强度要求,并稳压,保证浆液的渗透范围,防止出现变形、串浆等异常现象。
当出现异常现象时,采取降低注浆压力或采用间隙注浆;改变注浆材料或缩短浆液凝胶时间;调整注浆实施方案;出现浆液从其他孔内流出的串浆现象时,采取两台注浆机同时注浆或将串浆孔堵塞,轮到该注浆管时再拔下堵塞物,用铁丝或细钢筋清除管内杂物,并用高压风或水冲洗(拔管后向外流浆不必进行此工序),然后再注浆。
为防止孔口漏浆,在花管尾端用麻丝及锚固剂封堵管孔缝隙。
注浆管与花管采用活接头联结,快速装拆。
注浆次序由两侧对称向中间进行,自下而上逐孔注浆。
拆下活接头后,快速封堵花管口,防止未凝的浆液外流。
7、超前砂浆锚杆施工
超前锚杆施工采用YT28型风动凿岩机按设计间距40cm钻孔。
钻孔完成后,用高压风将孔内杂物吹净,
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