新建铁路隧道工程超前小导管预支护作业指导书.doc

超前小导管预支护作业指导书

超前小导管预支护

有效标注
编 制 　　　　
审 核 　　　　
批 准 人 　　　　
编 号 　　　　

XX项目经理部

二○ 年 月

目 录
一、编制依据 1
二、适用范围 1
三、工艺原理及特点 1
3.1基本原理 1
3.2工艺特点 1
四、设计参数 2
五、施工工艺及操作要求 2
5.1准备工作 3
5.2喷砼封闭开挖面 3
5.3钻孔、安装小导管 3
5.4密封 4
5.5注浆 4
六、劳力组织及生产要素配置 5
6.1 劳动力组织 5
6.2.施工设备 5
七、质量要求 5
7.1主控项目 5
7.2一般项目 6
八、注意事项 6
九、质量保证措施 7
十、安全措施 7

11

超前小导管预支护作业指导书
一、编制依据
1、《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》
2、《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》
3、《铁路隧道施工规范》
4、《铁路隧道工程质量检验评定标准》
二、适用范围
适用于X标隧道Ⅳ、Ⅴ级围岩拱部超前小导管注浆预支护及Ⅳ级围岩（硬岩）拱部超前注浆锚杆预支护。
三、工艺原理及特点
3.1基本原理
小导管超前注浆的基本原理是在工作面周边按一定角度将小导管打（钻、压）入地层中，借助注浆泵的压力，使浆液通过小导管渗透，扩散到地层孔隙或裂隙中，以改善土体物理力学性能，这样既可止水又可在工作面周围成一个承载壳——地层自承拱，同时管体又可起到超前锚杆的作用，从而达到增加土体的自稳时间、提高开挖面地层自稳能力、限制地层松弛变形的目的。
小导管超前注浆固结原理可归纳为以下两种：
①渗入性注浆，对于具有一定孔隙或裂隙受扰动或破坏的围岩，在注浆压力作用下，浆液克服流动的各种阻力，渗入围岩的孔隙或裂隙中，达到地层加固的目的。
②劈裂、压密注浆，对于致密的土质地层，在较高的浆液压力作用下，裂隙被挤开，使浆液得以渗入，形成脉状水泥浆脉，浆液在围岩分布形成以钢管为主干的树枝，凝固后的浆液挟持、网罩被压密的土体，起到固结作用。
3.2工艺特点
①形成了管棚与固结联合的超前支护体系，提高岩体自身的稳定性，抑制围岩松弛变形，增强了施工的安全性。
②加固效果稳妥可靠，注浆质量易于控制。
③采用超前支护手段，通过调整凝固时间，可大大缩短暗挖工序时间。
④采用常用小型机械施作，无需配备专用设备，工艺操作简便，一般工地都可掌握。
四、设计参数
4.1超前小导管规格：φ42热轧钢花管，壁厚3.5mm；超前锚杆规格：φ25中空注浆锚杆，锚杆杆体抗拉力不小于180KN。
4.2小导管环向间距40cm，每环42根，每根长4.5m。超前锚杆环向间距40cm，每环42根，每根长3.5m；
4.3倾角：外插角普通地段一般为10°～30°，加强地段双层小导管为水平小导管与45°外插角小导管交替布置。
4.4纵向间距：超前小导管长度4.5m，纵向间距2.4m，搭接长度不小于1m；双层小导管长度4.5m，纵向间距1.2m，双层小导管为水平小导管与45°外插角小导管交替布置。超前锚杆长度3.5m，纵向间距2m，搭接长度不小于1m。
4.5注浆材料：一般采用水泥砂浆（水灰比0.5～1）；当围岩破碎，岩体止浆效果不好时，可采用水泥-水玻璃双液浆。
五、施工工艺及操作要求
布设孔位
钻孔
安装小导管
压注浆液
封堵孔口
注浆量计算
配制浆液
原材料进场播
小导管制作
原材料自检记录表
孔位布置自检记录表
钻孔自检记录表
注浆自检记录表
检查点二
检查点三
检查点五
超前小导管检验批质量验收记录表
小导管安装自检记录表
检查点四
测量放样
检查点一

小导管施工工艺流程图

5.1准备工作
①熟悉设计图纸，由测量队准确地进行开挖轮廓放线。
②制作小导管
小导管采用外径φ42mm，壁厚3.5mm的热轧无缝钢管，钢管前端作成尖锥状，尾部焊接φ6.5加筋箍，以防打设小导管时端部开裂,影响注浆管联接,尾部长度不小于30cm，作为不钻孔的止浆段。管壁四周钻四排φ6mm孔，孔间距10～20㎝，呈梅花型布置，小导管大样如下图：

对于φ42焊管，为保证钢管钢度，预先在钢管内灌入水泥砂浆（孔口端1m范围内不灌注）；
5.2喷砼封闭开挖面
为了防止小导管注浆时浆液沿隧道掌子面渗漏，需做止浆墙封闭开挖面，止浆墙采用喷射砼方法制作，喷砼范围为开挖面和5m范围内的坑道，厚度为5～10cm，喷射砼施工按喷射砼作业指导书有关规定操作。
5.3钻孔、安装小导管
①测量放样，在设计孔位标标记。
②钻孔需沿隧道纵向开挖轮廓线向外以10°外插角钻孔，钻孔深度为4.5m，钻孔完毕将小导管沿孔打入。如遇地层松软，也可用游锤或手持风钻直接打入。
③与支撑结构的连接
一般有三种方法：
一是对于格栅钢架将末端置于钢架腹部并焊固在格栅钢架上，对于型钢钢架，首先在拱架腹板中央开孔，钻孔和安装均通过该孔，安装后末端同钢架焊固；
二是在钢架（型钢或格栅）顶部钻孔、安装后末端焊固在钢架上；
三是将末端用短筋环向焊固相连，以增强共同支护作用。
5.4密封
小导管打入后，将注浆泵的高压胶管与管口联通，并且用棉纱等将管口处的缝隙塞紧，以保证注浆时不至于渗漏浆液。管路接通后先要压水检查密封性，达到要求后方可注浆。
5.5注浆
注浆顺序由下向上进行，浆液可用拌合机拌制，水泥浆水灰比为1.5：1，1：1.0，0.8：1三个等级，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，考虑到注浆后需尽快开挖，注浆宜用普通水泥或早强水泥，拌浆时可按试验室要求适量掺加减水剂，注浆压力控制在0.5～1Mpa之间。
注浆过程中出现以下异常现象的处理方法：
①串浆，即浆液从其它孔流出的现象。发生串浆时，应将串浆孔及时堵塞，轮到该管注浆时，再拔下堵塞物，用铁丝或钢筋将管内杂物清除，并用高压风或水冲洗（拔塞后向外流浆的注浆管不必进行此工序），然后再注浆。
②注浆时压力突然升高，则可能发生堵管，应停机检查。当堵管时，要敲打或滚动以疏通注浆管，无法疏通时要补管。
③注浆过程中出现进浆量很大，压力长时间不升高的现象，则应调整浆液浓度及配合比，缩短凝胶时间，进行小泵量低压力注浆或间歇式注浆，使浆液在裂隙中有相对停留时间，以便凝胶。

六、劳力组织及生产要素配置
6.1 劳动力组织
劳动力组织表 表6.1
序号
人员
人数
责 任 范 围
1
工班长
1
负责工班的组织指挥
2
安全员
1
全权负责本班安全工作
3
电 工
1
负责本工班照明、用电等
4
钻孔工
10
负责钻孔、安管
5
注浆工
6
负责注浆及封闭开挖面工作
6.2.施工设备
施工机具表 表6.2
序号
名称
规格型号
单位
数量
备注
1
空压机
20m3
台
2

2
风枪
TY28
台
10

3
注浆泵

台
1

4
拌合机

台
1

5
注浆嘴

个
1

6
浆液桶

个
1

7
胶管

m
20

七、质量要求
7.1主控项目
7.1.1超前小导管的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。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。每批抽检一次。

单位工程名称

分部工程名称

分项工程名称

验收部位

施 工 单 位

项目负责人

施工质量验收标准名称及编号
《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》（铁建设[2005]160号）
施工质量验收标准的规定
施工单位检查评定记录
监理单位
验收记录
主 控 项 目`
1
钢管材料质量
第6.7.1条

2
钢管品种、规格
第6.7.2条

3
小导管与支撑结构连接
第6.7.3条

4
小导管纵向搭接长度
第6.7.4条

5
浆液配合比
第6.7.5条

6
注浆压力及注浆效果
第6.7.6条

一 般 项 目
1
钻孔允许偏差（mm）
钻孔外插角
20

孔距
±50

孔深
+50
0

施工单位检查
评定结果

专职质量检查员 年 月 日
分项工程技术负责人 年 月 日
分项工程负责人 年 月 日

监理单位验收结论
监理工程师

年 月 日
超前小导管检验批质量验收记录表
04010306□□□□
小导管施工自检记录表(一)

单位工程名称

检查部位

设计参数

检查点
检查项目
设计标准
实测值
检验点一
(小导管质量）
小导管外观质量

小导管材料质量
三证编号

小导管长度
4.5m

检验点二
（孔位布置）
布孔孔距
40cm

检验点三
（钻孔检查）
钻孔孔距
40cm

孔深
450cm

钻孔外插角
5-7°

检查点五
（锚杆安装）
锚杆插入长度
400cm

锚杆垫板

示意图

质检员： 现场监理： 年 月 日

附表3 锚杆施工自检记录表(二)
编号:MG-01
单位工程名称

检查部位

理论配合比

实际配合比

检查点
检查项目
设计标准
实测值
检验点四
（注浆）
注浆压力

注浆量

示意图

质检员： 现场监理： 年 月 日