隧道超前小导管.docx

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隧道超前小导管

×××项目×××工程

编号：

QJZDS-07

超前小导管作业指导书

单位：

编写：

审核：

批准：

×年×月×日发布×年×月×日实施

超前小导管施工作业指导书

1.适用范围

适用于公路、铁路、市政隧道自稳时间短的软弱破碎带、浅埋段、洞口偏压段、砂层段、砂卵石段、断层破碎带等地段的超前注浆预支护。

2.作业准备

2．1内业技术准备

开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准。

制定施工安全保证措施，提出应急预案。

对施工人员进行交底，对参加施工人员进行上岗前培训，考核合格后持证上岗。

2．2外业技术准备

⑴施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集。

⑵注浆配合比经监理工程师审批，进场原材料检验合格。

3.技术要求

3.1超前小导管一般配合型钢钢架使用，应用于隧道Ⅳ、Ⅴ级围岩拱部超前注浆预支护，其纵向搭接长度不小于1m。

3.2超前小导管设计参数：

①超前导管规格：

符合设计要求；

②小导管环向间距30～50cm；

③外插角10°～15°，可根据实际情况调整；

④注浆材料：

M20水泥浆或水泥砂浆；

⑤设置范围：

拱部120～135°范围。

4.施工程序及施工工艺

4.1超前小导管施工程序

主要包括导管制作、钻孔、安放导管、注浆、效果检验等。

4.2施工工艺

施工工艺流程见图1。

图1超前小导管施工工艺流程图

5.施工要求

5.1施工准备

⑴根据客观条件制定切实可行的施工方法和减少与隧道施工相互干扰的措施；

⑵选定注浆用料的名称、规格、材质、技术标准，并提出用料量和必不可少的辅助用料量。

一般浆液应按照粘土系、水泥系、水泥化学浆液系、化学药液系来选择。

当地下水丰富或有淤泥流砂时，宜采用水泥—水玻璃双液注浆。

化学浆液成本高，有一定毒性，对环保不利，应慎用。

⑶选定注浆设备，包括钻孔、注浆、实验、检测的设备和仪表器材工具。

⑷拟订实验方案，决定实验和检查办法，确定收集哪些数据，以便选定注浆参数。

注浆参数包括注浆有效范围、单孔注浆浆液扩散半径、注浆压力、注浆速度、浆液初凝时间、浆液配合比、止水盘最小尺寸等。

⑸进行施工组织安排。

部署加工生产某些自制设备和器材。

5.2制作钢花管

小导管前端做成尖锥形，尾部焊接φ8mm钢筋加劲箍，管壁上每隔10～20cm梅花型钻眼，眼孔直径为6～8mm，尾部长度不小于30cm作为不钻孔的止浆段。

小导管构造见图2。

图2注浆小导管结构图

5.3小导管安装

⑴测量放样，在设计孔位上做好标记，用凿岩机或煤电钻钻孔，孔径较设计导管管径大20 mm以上。

⑵成孔后，将小导管按设计要求插入孔中，或用凿岩机直接将小导管从型钢钢架上部、中部打入，外露20cm支撑于开挖面后方的钢架上，与钢架共同组成预支护体系。

5.4注浆

注浆施工中认真填写注浆记录，随时分析和改进作业，并注意观察施工支护工作面的状态。

注浆参数应根据注浆试验结果及现场情况调整。

⑴单液注浆。

注浆前先喷砼封闭掌子面以防漏浆，对于强行打入的钢管应先冲洗管内积物，然后再注浆。

注浆顺序由下向上，浆液可用拌合机搅拌。

水泥浆水灰比为1.5：

1、1：

1、0.8：

1三个等级，浆液由稀到浓逐级变换。

即先注稀浆，然后逐步变浓直到0.8：

1为止。

考虑到注浆后须尽快开挖，注浆宜用普通水泥或早强水泥，拌浆时可掺入减水剂。

单液水泥浆的现场配制表

水灰比

水泥（袋）

三乙醇胺与食盐混合液（升）

水（升）

制成浆液（m3）

备注

0.5：

1

24

30

570

1.000

水泥每袋为50公斤。

0.6：

1

22

28

632

1.026

2．混合液浓度食盐20%，

0.75：

1

19

24

688

1.029

三乙醇胺2%。

3．附加剂掺量（占水泥重量）食盐0.5%,三乙醇胺0.05%。

1：

1

15

19

731

1.000

1.25：

1

13

16

796

1.029

1.5：

1

11

14

811

1.008

2：

1

9

11

889

1.050

⑵水泥-水玻璃双液注浆。

当地下水丰富或有淤泥、流砂等复杂地质条件下，宜选此注浆。

注浆时将两种不同的浆液分放在两个容器内，使用双液注浆泵或两台注浆泵分别吸入两种浆液，在混合器内混合后注入注浆管。

①水泥—水玻璃双液注浆浆液性能：

水泥浆越浓，胶凝时间越短，结石体强度越高。

在双液注浆范围内，水玻璃越浓，胶凝时间越长，结石体强度越低。

水泥浆与水玻璃体积比越大，胶凝时间越短，结石体强度越高。

温度越高，胶凝时间越短。

水玻璃模数越高，胶凝时间越短，结石体强度越高。

②缓凝剂（磷酸氢二钠）掺量在2.5%～3%时，缓凝效果显著，结石体强度降低较少；小于2%，缓凝效果差，大于3%，结石体强度降低较快。

③注双液浆时，水泥浆水灰比为2：

1～0.5:

1；水玻璃模数以2.4～2.8为宜，水玻璃浓度使用范围为30～45波美度，水泥、水玻璃浆体积比为1：

1～1:

0.3,初凝时间可用不同配合比和少量磷酸氢二钠来控制。

纯水泥浆现场配制表

水灰比

水泥（袋）

水

（升）

制成浆量

（升）

备注

0.5：

1

24

600

1000

水泥每袋50公斤

0.6：

1

22

660

1026

0.75：

1

19

712

1029

1：

1

15

750

1000

1.25：

1

13

812

1029

1.5：

1

11

825

1008

2：

1

9

900

1050

⑶注浆顺序。

注浆顺序一般是先内圈后外圈（在双排孔时），从拱顶顺序往下注：

先注无水孔，后注有水孔；先注小水孔，后注大水孔。

⑷钻注原则

①先外后内：

先从断面外侧，逐步向中间或内侧钻注。

②先疏后密：

每排孔先间隔式钻注，再补注中间的加密孔，逐步形成帷幕。

③外密内疏：

毛洞四周布孔较密，隧道断面内布孔少而疏。

④反复钻、注：

注浆段各注浆孔均应根据进浆情况反复钻、注，保证固结范围达到设计要求。

⑤开孔诱导：

注浆时在需要重点加固处设置通气诱导孔，诱导浆液至设计范围，之后适时关闭诱导孔。

⑥注浆有效范围为双线隧道开挖轮廓线外2～3m；单线隧道为开挖轮廓线外1.5～2m。

⑦止浆岩盘是注浆成功的保证因素之一，它由止浆岩墙喷射砼组成。

做法：

清理掉掌子面的松动岩石，喷射15～20cm的C20砼。

喷射范围是整个掌子面及其退后的3m范围，应喷平、喷实、喷够厚度。

喷射时应注意保护注浆管丝扣，防止喷砼堵塞注浆管。

⑸注浆效果检查及质量判定

注浆效果检查分过程中检查、结束时检查和开挖过程中检查。

注浆过程中检查主要是检查浆液胶凝时间。

注浆结束时，检查注浆记录，看每孔注浆量是否达到结束标准，孔数是否与设计一致。

开挖时，看开挖边缘是否整齐、浆液固砂情况、浆液渗透半径等，以便为下一步修改注浆参数提供依据。

根据各阶段检查情况，评定合格与不合格。

注浆过程中及结束时，如质量不合格时，应返工。

开挖时发现质量不好，除在下一循环改进外，应加强支护措施。

⑹对注浆异常现象的处理（见下表）

注浆异常现象及原因和处理方法

异常现象

表现形式及原因

处理方法及措施

泵压突然自动下降,并长时间不回升,或泵压虽未明显下降,但注浆量突然增大。

作业面跑浆,但最常发生的异常现象,主要原因就是止浆岩盘压浆充填不密实,或孔浆封堵不严等。

措施：

用麻棉丝或锯末加凝胶泥进行外部封堵,并作间歇压浆,间歇时间不能超过浆液的凝胶时间,若跑浆很严重,还可用改变C:

S配比,缩短凝胶时间来加以控制。

如采用上述办法都不见效时,应重新补孔、喷砼,再进行补压。

串浆

当发生这重情况时,应及时关闭串浆孔的孔口阀门.注浆孔的注浆量在可能的情况下,应加倍压入。

泵压突增,而压浆孔压力升压很慢或不升压,吸浆能力降低或停止。

长时间不上压

产生这重现象的原因一般是浆液超扩散,这时,必须首先查明有无浆液流失,泵的吸浆是否正常。

根据地质资料和钻孔记录，前方是否有断层、溶洞、大裂隙等，从而采取相应措施：

1.如浆液流失，采取封堵、缩短凝胶时间、间歇注浆等方法加以控制。

2.如泵吸浆不正常，应加以排除。

3.如有断层等，应调浓浆液、缩短胶凝时间、加大排量压注。

上压很快，不吸浆

一般是管路阀门没开启，或地层泥砂堵死了注浆管，应打开阀门，或把注浆管掏空。

输浆管路堵塞

注浆时，当有一台泵不吸浆，应立即拆泵清洗，但另一台泵应继续压注。

泵压及注浆孔口压力突然上升，吸浆能力降低或停止。

混合器或注浆管路堵塞

单液压浆或压注清水，待泵正常后再正规继续压浆。

泵压骤降，吸浆量迅速减小或不吸浆。

泵的吸水笼头或吸浆口球阀（即低压阀）被堵

停浆清洗

6.材料要求

原材料应符合设计要求，设计未明确时应符合以下要求。

6.1导管

小导管宜选用φ38～50mm的钢管，长度为3.5～5.0m；导管壁厚不小于设计规定值。

进场检验合格后投入使用。

6．2水泥

应优先采用普通硅酸盐水泥，强度等级不小于32.5MPa。

使用前应做强度复查试验。

6．3外加剂

使用的三乙醇胺、水玻璃、缓凝剂（磷酸氢二钠）等外加剂必须采用质量合格的产品。

应注意保管，不使其变质。

使用前应做效果试验，要求浆液初凝时间控制在1～2min。

6．3砂

细骨料应采用坚硬、耐久的中细砂。

6．5水

水质应符合工程用水的有关标准，水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质。

7.劳动组织

7.1劳动力组织：

采用架子队组织模式。

7.2施工人员结合实际情况，并要时采取试做方式，确定施工方案、机械、人员组合、工期要求等进行合理配置。

每作业面人员配置表

工种

人数（人）

工班长

1

专兼职安全员

1

技术、质检及试验人员

2～3

机械操作手

5

加工人员

3

运输司机

1

钻孔、安放

4

注浆

6

辅助配合人员

2

8.机具设备的配置

为实现隧道安全、快速施工的目的，应结合隧道施工进度进行施工机具设备的合理配置。

配套的生产能力应为均衡施工能力的1.2～1.5倍。

注浆主要机具设备表

序号

机具名称

规格

数量

备注

1

液压钻孔台车或风钻

1台/

10台

钻孔打眼

2

游锤

自制

1把

打管

3

吹风管

Ф20钢管

1根

吹孔

4

注浆泵

单液浆一般用KBY-50/70；双液泵一般用2TGZ60/50

2台

注浆用

5

气焊机

1台

6

电焊机

BX1-500

1台

7

拌合机

2台

拌水泥浆

8

混合器

1个

双液时用，自制

9

注浆嘴

２个

注浆用

10

浆液桶

４个

盛放浆液

11

波美表

3个

测浆液浓度

12

胶管

高压管

注浆用

9质量要求（以铁路隧道施工为参考）

9.1质量验收规范

《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204-2008）

《客运专线铁路隧道工程质量验收暂行标准》（铁建设[2005]160号）

9.2分项验收标准

⑴主控项目

①超前小导管所用钢管进场必须按批抽取试件作力学性能（屈服强度、抗拉强度和伸长率）和工艺性能（冷弯）试验，其质量必须符合国家有关规定及设计要求。

检验数量：

以同牌号、同炉罐号、同规格、同交货状态的钢管，每60t为一批，不足60t按一批计。

施工单位每批抽检一次；监理单位按施工单位抽检次数的20%进行见证取样检测或按施工单位抽检次数的10%进行平行检验，至少一次。

检验方法：

施工单位检查每批质量证明文件并进行相关性能试验；监理单位检查全部质量证明文件和试验报告，并进行见证取样检测或平行试验。

②超前小导管所用的钢管的品种和规格必须符合设计要求。

检验数量：

施工单位、监理单位全部建成。

检查方法：

观察、尺量。

③超前小导管与支撑结构的连接应符合设计要求。

检验数量：

施工单位、监理单位全部建成。

检查方法：

观察。

④超前小导管的纵向搭接长度应符合设计要求。

检验数量：

施工单位、监理单位全部建成。

检查方法：

观察。

⑤注浆浆液的配合比应符合设计要求。

检验数量：

施工单位、监理单位全部检查。

检验方法：

施工单位进行配合比选定试验；监理单位检查配合比选定单，并进行见证试验。

⑥超前小导管注浆压力应符合设计要求，注浆浆液应充满钢管及其周围的空隙。

检验数量：

施工单位全部检查；监理单位按施工单位检查数量的20%见证检查。

检验方法：

施工单位查施工记录的注浆量和注浆压力，观察；监理单位见证检查。

⑵一般项目

超前小导管施工允许偏差应符合表1的规定。

表1超前小导管施工允许偏差

序号

项目

允许偏差

1

方向角

2°

2

孔口距

±50mm

3

孔深

+50，0mm

检查数量：

施工单位每环抽查3根

检查方法：

仪器测量、尺量

10安全、环保要求

⑴注浆前应检查机具是否完好，连接管路及封口是否良好，如发现异常，停止作业。

⑵注浆前应进行注水试验，不得直接进行注浆。

⑶作业工人必须配备必须防护用品，在注浆时远离注浆口，防止爆管伤人。

⑷钢管要与拱架焊接牢固，注浆后注浆孔要堵塞密实。

施工期间，尤其在注浆时，应对支护的工作状态进行检查。

当发现支护变形或损坏时，应立即停止注浆，采取措施。

⑸作业结束后，及时进行清洗，防止浆液堵塞管路。

⑹注浆结束4小时后，方可进行掌子面的开挖。

⑺施工完成后及时清理现场，保证现场文明施工质量。