超前大管棚施工方案.doc

中铁十四局集团三公司黄祁高速公路路基工程HQ-09合同段祁门隧道超前大管棚施工方案祁门隧道超前大管棚施工方案第一章 编制依据1 黄山至祁门高速公路路基工程项目第HQ-09合同段两阶段施工图。2 JTJ042-94公路隧道施工技术规范。3 JTG F80/1-2004 公路工程质量检验评定标准。4 黄山至祁门高速公路路基工程项目第HQ-09合同段合同文件专用本。5 HQ-09合同段现场调查及踏勘情况。6 我单位施工类似工程积累的技术和管理经验。7 中铁十四局集团有限公司通过质量体系认证中心认定ISO9001：2000质量手册和程序文件。8 适用的法律法规、行业现行标准及规范。第二章 编制范围本施工方案适用祁门隧道K54+808K54+838、K54+940K54+980段V级围岩浅埋洞口段，采用直径108mm厚度8mm无缝钢管，丝扣连接。钢管设置于二衬轮廓外侧拱部环形布置，进行注浆预支护，钻孔长度为进口（屯溪端）30m，出口（景德镇端）40m。第三章 工程概况3.1工程简介祁门隧道位于祁门县境内，牌楼坞水库西北部的山体上，本隧道设计为连拱（岩质）隧道，屯溪端桩号为K54+795.0，设计高程为155.412；景德镇端桩号为K54+985.0，设计高程为153.845，隧道全长190m，最大埋深为45m。隧道纵坡为单向坡，坡率为0.35%、-2.0%，平面上呈圆曲线形展布，平曲线半径R=1000m，总体走向屯溪端为295，景德镇端为284。隧道设计净宽高为：2（10.255.0）m。3.2地形地貌隧址区位于硬质浅变岩低山丘陵构造剥蚀区，具低山沟谷微地貌特征，地面标高153.54199.96。两端洞口位于两侧山谷与山脊的背部连接处，山体自然坡度3040左右。隧道屯溪端频临牌楼坞水库，常年蓄水。3.3地质岩性隧址区出露的地层自上而下为：第四系全新统残坡积(Q4el+d1):灰黄色亚粘土、碎石，硬塑，土质不均，亚粘土中碎石含量3045%，棱角一次棱角状，粒径13cm,成分主要为板岩。多分布于隧址区坡面及谷地低洼处。元古界纪木坑组（Ptm）:岩性为灰色灰黑色板岩，变余泥质结构，缓坡面风化深度较大。3.4 水文地质隧址区地表水主要为楼牌坞水库，环绕隧道屯溪端所在的山体低洼处条形展布，水深35m，水面标高133.30米，库容约35万立方米。屯溪端支沟为无地表水流干沟，仅在雨季有间歇性水流，流量较小，水质良好。隧址区地下水主要为基岩裂隙水，水位、水量受大气降水影响而变化，强风化带中风化裂隙发育，但多为泥质充填，弱风化带裂隙节理多为闭合状，富水性较差，因隧道两端洞口设计标高均高于侵蚀基准面，故基岩裂隙水不发育。3.5地质构造与地震隧址区构造简单，仅在屯溪端洞门400米以外见F3-4断层通过，为早期断层，构造带中角砾岩已重新胶结，未见构造叠加、复活，对隧道围岩无明显影响。岩层产状为5038。全强风化层完整性指标差，RQD值15%；弱风化岩层体完整性较好，RQD=6070%。据区域地震资料，隧址区地震基本烈度小于度，地震动峰值加速度小于0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35S。3.6不良地质隧址区未发现滑坡、崩塌、泥石流等不良地质现象及特殊性岩土，工程地质条件较佳，但因两端洞口段坡面全风化层较厚（14.621.8m），其风化形成的松散层在隧址区比较突出，对隧道洞门开挖会造成明显影响，易产生工程滑塌。隧址区虽未发现明显的不良地质现象及特殊性岩土，但据地质露头观察，隧址区分布的木坑组（Ptm）板岩多为中薄中厚层状风化岩层，节理裂隙较为发育，呈微张闭合型，局部夹泥质或砂质软弱夹层，丰水期受地表水及地下水径流的影响，在外力作用下易造成岩体层面间的滑移或不规则错动，在设计与施工过程中应引起重视。3.7主要工程数量主要工程数量表施工里程项目名称单位数量备注K54+808K54+838套拱C25混凝土M367.321334.5钢管M15276个18工字钢kg3320.50管棚钢管1088m2511.376根/环C20注浆浆液M3130.8具体工程量按现场实际施工数量计K54+940K54+980套拱C25混凝土M356.061334.5钢管M146.073个18工字钢kg2823.8管棚钢管1088m3143.273根/环C20注浆浆液M3160.8具体工程量按现场实际施工数量计K54+808K54+838、K54+940K54+980导洞喷C25混凝土M36.6216工字钢kg4190.4第四章 施工准备4.1施工用电利用隧道施工所用的800KW供电系统，并备200KW发电机1台作为备用电源。4.2施工用水由高位水池利用隧道施工给水管路引入。4.3工期安排根据项目办的工期要求和工程的实际情况，超前大管棚施工工期为2009年11月16日2009年12月30日。4.4物资设备供应4.4.1主要材料供应计划序号材料名称型号单位数量备注1水泥t4502C25混凝土M3123.383喷C25混凝土M36.62418工字钢kg6144.3516工字钢kg4190.461334.5mmm29671088mmm5654.58其他零星小材料4.4.2主要工程设备使用计划序号名称规格型号数量（台套）备注1砼湿喷机ZSP8I22气动潜孔钻机KSZ10023多功能作业台车自制14单缸双液注浆泵ZYB70/80D25发电机200KW16水泥浆储存桶1500L27其他浆液储蓄桶28Y型混合器29高压球阀耐压22MPa64.5劳动力配置组建隧道注浆专业化施工班组，组长由项目副经理担任，根据边、仰坡导管注浆施工的需要，配置技术过硬、责任心强、专业分工明确的职工和技术人员，在注浆施工过程中，必须保证注浆施工班组的人员固定，不得随意调遣，施工班组劳动力配置见附表序号工序每组人员组数总人数1钻孔72142管棚加工制作4283拌制水泥浆4284拌制其他浆液2245注浆42166技术、试验人员4287队长、其他3268合计64第五章 管棚施工方案5.1超前长管棚施工超前长管棚设置于K54+808K54+838、K54+940K54+980段V级围岩浅埋洞口段，采用直径108mm厚度8mm无缝钢管，丝扣连接。钢管设置于二衬轮廓外侧，拱部环向布置。施工工序为：开挖支护边仰坡施工管棚操作平台安装套拱拱架安装管棚133mm套管C25套拱混凝土施工管棚钻孔制安108mm钢管管棚注浆。只有在长管棚施作完成后才能开始进洞开挖。5.2、套拱施工1、套拱长度为2m；2、套拱构造：套拱主要由4榀间距60cm正洞I18工字钢中导洞I16工字钢、钢架纵向22连接筋、133mm厚度4.5mm孔口套管、厚度65cmC25混凝土组成。3、套拱施工注意事项(1)处理好套拱基底，钢架必须落在牢固的基础上，承载力不小于300Kpa；每榀套拱钢架采用2根长3m42mm钢管锁脚；(2)严格控制孔口套管安装质量:间距不得大于40cm、仰角控制在13；(3) 严格按照设计图纸加工钢架，钢架采用纵向间距1m22连接筋连接牢固；5.3大管棚其它参数及施工注意事项(1) 管棚间距为40cm；(2) K54+808K54+838段管棚根数76根，K54+940K54+980段管棚根数73根；(3) 钢管管身带12mm注浆孔，间距10cm梅花型布置，前端成尖锥状；(4) 注浆浆液采用水泥砂浆，水灰比为0.5:1；(5) 严格控制注浆压力，注浆压力为0.51Mpa；(6) 管棚同一截面处接头数量不得大于总接头的50%，相邻接头至少错开1m。见附图管棚布置图：第六章 注浆设计6.1注浆设计原则6.1.1注浆目的和注浆方案的选定6.1.1.1注浆目的通过注浆，在隧道开挖轮廓线外形成注浆加固圈，达到堵水和加固围岩的目的；通过注浆提高围岩自稳时间和强度，根据注浆效果指导下步开挖及支护措施。6.1.1.2注浆段落根据设计图纸要求,本次注浆设计注浆段落为祁门隧道K54+808K54+838、K54+940K54+980段V级围岩浅埋洞口段。6.2.2注浆设计6.2.2.1根据设计，K54+808K54+838段管棚76根/环，K54+940K54+980段73根/环。钻孔注浆设计深度为30m/40m。6.2.2.2注浆方式与分段长度长度确定根据围岩情况，采用一次成孔式式注浆，钻孔长度30m/40m，注浆长度30m/40m。6.2.2.3浆液材料选定采用PO.425水泥注浆材料。6.2.2.4注浆量计算注浆量估算公式为：Q=n (1+)式中：Q总注浆量，m3，A注浆范围围岩体积，m3 n围岩空隙率，（30） 浆液填充系数（0.8） 注浆材料损失系数（5%）设计中，n (1+)统称填充率，按附表6.2.2选用注浆参数表 表6.2.2序号参数名称正洞1加固范围K54+808K54+838、K54+940K54+9802注浆段长度30m、40m3扩散半径(m)1.04注浆终压(MPa)0.51.0Mpa5孔间距40cm6岩层孔隙率515%7浆液填充率0.7-0.98浆液损失率10%根据设计，注浆量为291.6m36.2.2.5注浆压力根据设计资料，注浆终压控制在0.51.0MPa。第七章 超前大管棚注浆施工7.1超前大管棚注浆工艺流程7.1.1超前大管棚注浆施工工艺流程见附图补注浆效果评定定满足设计要求注浆设计满足设计要求超前大管棚注浆钻 孔注 浆 注浆效果评定达到注浆效果未达到注浆效果超前补注浆达到注浆效果未达到注浆效果开挖 注浆效果评定补注浆未达到注浆效果7.2超前大管棚注浆施工准备7.2.1掌子面处理对掌子面采用10cm厚C20网喷混凝土进行封闭。7.2.2超前大管棚加工钢管在工地加工，材料为热轧无缝钢管，外径108mm，壁厚8mm，节长46m，两段间采用丝扣或者对焊连接，前端加工成尖锥形，管身钻注浆孔，孔径12mm，后端3m 为预留止浆段，不设注浆孔，注浆孔间距10cm，梅花型布置。7.3钻孔施工7.3.1测量布设钻孔时严格按已施作孔口套管的间距、角度进行施工，按设计要求，孔口位置允许偏差5cm，孔底位置应小于30cm。超前大管棚设计进口（屯溪端）76个，出口（景德镇端）73个注浆孔。7.3.2设备就位孔位布好之后，将钻机、空压机、注浆机、拌浆设备、备料车顺次摆放在工作位置，并检查设备运转情况，保证设备运行良好，设备就位后，接通各种供电供风管路。7.3.3钻孔、安装导管钻机准确定位后，将125冲击钻头安装在钻机前段，启动钻机开钻。开孔时本着“轻压、慢钻”原则，以防止孔位及钻进角度偏差。钻进1m后再加压加速，待孔深达到30m/40m时，退出钻具，安装管棚导管，导管由108mm钢管制成，长度30m/40m，管身注浆孔梅花型布置，孔间水平间距10cm，前端成尖锥状。用钻机将导管强力推入孔内并用编织袋堵塞，以防止注浆前杂物掉入孔内。7.4注浆施工7.4.1注浆材料注浆材料根据现场情况采用PO.425水泥注浆材料。注浆材料配比如附表7.4.1 序号名称配比凝结时间1PO.425水泥注浆材料W:C=0.5:11:12h5h7.4.2注浆参数注浆参数如附表7.4.2序号参数名称正洞1加固范围K54+808K54+838、K54+940K54+9802扩散半径（m）1.53孔间距（m）0.44注浆深度（m）30m/40m5注浆孔数量1496注浆压力（MPa）0.51.07岩层孔隙率515%8浆液填充率0.7-0.99浆液损失率10%现场注浆施工中，注浆参数应根据情况进行动态调整优化。7.4.3注浆顺序注浆顺序按由外到内，由下到上的发散约束型进行，即先注下部孔，后注上部孔，注浆过程中，进行隔孔注浆，每次隔一序孔，然后逐步趋近，后序孔作为前期孔的检查孔。7.4.4制浆在搅拌机开动的情况下，加入定量清水，水量需计算准备，然后按配合比加入原材料，连续搅拌3min后可通过钢丝过滤后进入蓄浆桶中，在蓄浆桶中二次搅拌后，供注浆使用，制浆后必须保证在10min以内注入孔内，不能存浆过多，影响注浆效果。7.4.5注浆7.4.5.1压水试验在正式注浆前用3MPa的压力压水检查，其目的是：检查管路是否连接正常，是否耐压，有无漏水现场，测定注浆压力损失情况，确定注浆终压，将岩层裂隙内的充填物挤压至注浆范围以外，增加注浆效果。7.4.5.2注浆首先根据压水试验情况及围岩的裂隙发育估算单孔注浆数量，然后开始用两台ZYB70/80D注浆泵联合注浆，注浆时，先用水灰比0.70的浆液试注，当注浆正常后采用1：1水灰比浆液注浆，注浆时要随时观察泵压及注浆数量，分析注浆是否正常，如单孔注浆量过大，仍达不到终压的要求，可暂停该孔注浆，过46h用钻机清孔后再继续注浆，注浆要作好充分准备，要紧张有序，忙而不乱。要严防堵管，影响注浆质量。7.4.6注浆结束标准7.4.6.1单孔结束标准注浆压力逐步升高至设计终压,并继续注浆10min以上;注浆结束时的进浆量小于5L/min。7.4.6.2全段结束标准所用注浆孔均已符合单孔结束条件，无漏浆现象；注浆后涌水量小于3m3/m.d；检查孔渗水量小于0.2L/m.min；检查孔钻取岩芯，浆液充填饱满；浆液有效注入范围大于设计值。7.4.7效果检查与补孔注浆7.4.7.1效果检查开挖前可根据预设检查孔的涌水情况，判定注浆效果，注浆效果好的地段，检查孔涌水量很小，经开挖后可观察到裂隙及空隙充填效果，几乎所用裂隙都充填有浆，开挖后掌子面比较干燥。7.7.2补孔注浆如果开挖后仍有渗水现象，堵水效果达不到要求时，采用局部径向注浆处理，使其达到堵水设计标准。第八章 注意事项8.1钻孔过程中，遇岩层破碎造成卡钻，应停止钻进，扫孔后再行钻进。8.2注浆过程中，若压力突然升高，应停止注浆，待检查后，再行注浆。8.3注浆过程中，注意观察止浆岩墙的变形情况，准备好加固措施。第九章 监控量测9.1加强洞口下沉、周边收敛及周边围岩检查观察，避免由于前方注浆导致支护开裂，从而造成隐患； 9.2注浆过程中加强对套拱变形的监控量测，并作好加固预案；第十章 质量、安全保证措施10.1若现场钻孔孔位因为客观条件限制不能满足设计要求，应进行移位并进行计算确定参数，必要时应进行补孔；钻孔过程中时刻观察前方地层变化，应做好防范措施，以避免突发性涌水涌泥冲出伤人。10.2浆液搅拌应均匀，一般水泥搅拌时间为35分钟，但不得超过30分钟，未搅拌均匀或沉淀的浆液严禁使用。10.3注浆过程中，时刻注意泵压和流量的变化，若吸浆量很大或压力突然下降，注浆压力长时间不上升，应查明原因，如工作面漏浆，可采取封堵措施。如跑浆可通过调换浆液、调整浆液配比，缩短浆液凝胶时间，进行大泵量、低压力注浆，必要时采用间歇注浆，以达到控域注浆目的。10.4注浆过程中，应保持管路畅通，防止因管路堵塞而影响注浆结束标准的判断。10.5严格按注浆设计进行注浆，不得任意延长分段长度，必要时可进行复注浆，以确保注浆质量。10.6严格进行注浆效果检查评定，符合要求时才能结束注浆作业。当未达到注浆结束标准时，应进行补孔注浆。10.7注浆管路及连接件须采用耐高压装置，当压力上升时，要防止管路连接部位爆裂伤人。10.8止浆塞要安装牢固，施工期间严禁人员站在其冲出方向，以防止浆塞伤人。10.9注浆后隧道开挖应按“三快一抢”（快挖、快支、快封闭和抢时间）的原则进行。 - 14 -