超前支护作业指导书.docx

目 录
1.适用范围 1
2.作业准备 1
3.技术要求 1
3.1洞口长管棚 1
3.2洞身中管棚 1
3.3超前小导管 2
4.施工工序与工艺流程 2
4.1洞口长管棚 2
4.2洞身中管棚 3
4.3超前小导管 3
5.施工要求 4
5.1洞口长管棚 4
5.2洞身中管棚 9
5.3超前小导管 10
6.劳动力组织 12
7.材料要求 12
8.设备机具配置 12
9.质量控制及检验 13
9.1质量控制 13
9.2质量检测 14
10.安全及环保要求 15
10.1安全要求 15
10.2环保要求 16

隧道超前支护施工作业指导书
1.适用范围
适用于沪昆铁路CKGZTJ-1标隧道洞口及洞身超前支护施工。
2.作业准备
1) 在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，进行施工图现场核对和地质核对，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。对施工人员进行技术交底，对参加施工人员进行上岗前技术培训，考核合格后持证上岗。
2) 钢管原材料必须满足设计及规范要求，所有材料试验检测均满足设计、规范要求。
3) 在充分考虑预留沉降量和外插角，算出各钻孔位置，利用测量仪器定出钻孔的位置和倾角。
4) 现场施工机械、人员配置满足施工需要。
3.技术要求
3.1洞口长管棚
1) 在洞口拱顶150°范围内设置超前长管棚，外插角1°～3°，环向间距40cm，共50根。
2) 导向墙采用C20混凝土，截面尺寸为1m×1m。洞口开挖至上导坑底面时施作导向墙，导向墙基础须置于稳定岩层上，下部嵌入稳定岩层不小于1m。导向墙中须设置2榀工字钢架。预埋Φ133导向管。
3) 导管规格：热轧无缝钢花管，外径108mm，壁厚6mm，导管上钻注浆孔，孔径10～16mm，孔间距15～20cm，呈梅花形布置，前端加工成锥形，尾部留不小于150cm的不钻孔的止浆段。
4) 注浆压力一般为1.0～2.0MPa，具体浆液配合比和注浆压力由现场根据实际地质情况试验确定。
3.2洞身中管棚
1) 洞身软弱围岩段拱部150°范围内设置洞身中管棚，外插角5°～7°，环向间距40cm，共50根，每环长8m，纵向搭接2m。
2) 导管规格：热轧无缝钢花管，外径76mm，壁厚4.5mm，导管上钻注浆孔，孔径10～16mm，孔间距15～20cm，呈梅花形布置，前端加工成锥形，尾部留不小于30cm的不钻孔的止浆段。
3) 注浆压力一般为1.0～2.0MPa，具体浆液配合比和注浆压力由现场根据实际地质情况试验确定。
3.3超前小导管
1) 隧道洞身Ⅳ、Ⅴ级围岩地段拱部150°范围内设置洞身超前小导管，外插角5°～7°，环向间距40cm，共50根，每环长4m，纵向搭接2.4m。
2) 导管规格：热轧无缝钢花管，外径42mm，壁厚3.5mm，导管上钻注浆孔，孔径6～8mm，孔间距10～20cm，呈梅花形布置，前端加工成锥形，尾部长度不小于30cm的不钻孔的止浆段。
3) 浆压力一般为0.5～1.0MPa，具体浆液配合比和注浆压力由现场根据实际地质情况试验确定。
4.施工工序与工艺流程
4.1洞口长管棚
施工工序：导向墙施工→钻孔→清孔→顶进钢管→清孔→注浆。
施工准备
1、 施做导向墙
2、 制作钢花管
钻 孔
清 孔
顶进钢管棚
清 孔
注浆管路检查
注 浆
压力流量达到要求？
拌 浆
结 束
否
是

洞口长管棚施工工艺流程
4.2洞身中管棚
施工工序：封闭掌子面→测量放线→钻孔→清孔→顶进钢管→清孔→注浆。
施工准备
1、掌子面封闭
2、制作钢花管
钻 孔
清 孔
顶进钢管棚
清 孔
注浆管路检查
注 浆
压力流量达到要求？
拌 浆
结 束
否
是

洞身中管棚施工工艺流程
4.3超前小导管
施工工序：封闭掌子面→测量放线→钻孔→清孔→顶进钢管→清孔→注浆。
施工准备
1、掌子面封闭
2、制作钢花管
钻 孔
清 孔
顶进小导管
清 孔
注浆管路检查
注 浆
压力流量达到要求？
拌 浆
结 束
否
是

小导管施工工艺流程图
5.施工要求
5.1洞口长管棚
5.1.1导向墙施工
导向墙开挖采用预留核心土法，开挖面人工夯实找平作为施工平台。为保证导向墙不占二衬结构断面，导向墙内轮廓线考虑预留变型量施工时比隧道设计断面方大15cm。开挖完成后喷射混凝土封闭开挖面,形成止浆墙，防止浆液回流影响注浆效果。喷射砼的强度为C30，厚度8cm。
导向墙内结构型钢加工时严格按照图纸尺寸进行加工，型钢连接采用螺栓连接，螺栓连接要求紧密牢靠。根据测量放样控制点安装型钢，并确定导向管的精确位置，按照型钢布置图及导向管布置图，将φ133导向管与型钢焊为整体。导向管中心距下底边40cm,距上边60cm，导向管环向间距40cm，安装导向管外插角3°，中线及高程偏差控制在±1㎝以内。
导向墙底模及侧模采用木模板拼装，按设计弧度加工。利用Ⅰ22a型钢架作为底模拱架支撑，间距70cm，共2榀，钢架之间用Φ22连接筋连接筋长环向间距1.0m。导向墙两侧50°范围顶模采用木模板，间隔1m预留振捣孔，φ18定型钢筋架立支撑，侧模背后用5cm方木加固，再采用φ42钢管整体加固，φ12mm钢筋制作拉杆，穿孔后焊接在导向墙结构钢架内。为保证混凝土浇筑平整，底模及侧模面层铺保丽板。侧模拼装时在模板间粘贴双面胶以保证无缝不漏浆。

大管棚正面布置图

导向墙内导管布置图
测量复测导向管的位置与方向，使导向管的安装精确定位。灌注混凝土前用麻袋将导向管管口封堵，对导向管做好保护。混凝土砼罐车运输至现场，混凝土泵泵送入仓。在混凝土浇筑过程中，混凝土运输浇筑必有满足一下要求：
(1) 混凝土运输设备的运输能力应适应混凝土凝结速度和浇筑速度保证连续进行。运输过程中应确保混凝土不发生离析、漏浆、严重泌不及坍落雅损失过多等现象，运输至浇筑点的混凝土应保持均匀和规定的坍落度。当运至现场的混凝土发生离析现象时，应在浇筑前对混凝土进行二次搅拌，不得加水。
(2) 应保证混凝土在搅拌60min内泵送完毕，且在1/2初凝时间内放泵，并在初凝前浇筑完毕。混凝土浇筑应连续，当因故间歇时，间歇时间应小于前层混凝土的初凝时间或能重塑时间。
(3) 在混凝土浇筑时，应设专人检查支架、模板、钢筋和导向管稳固情况，发现有松动、变形、移位时应及处理。混凝土振捣应均匀密实振捣采用插入式振捣器。振捣过程中应避免重复振捣，防止过振。混凝土振捣要防止接触钢筋及导向管，以防止钢筋及导向管受振产生位移。
(4) 混凝土浇筑完成后，要对表层进行养护，养护时间不得低于7d，模板拆除混凝土强度达到设计强度75%后方能拆模。

大管棚支护纵向布置图
5.1.2制作钢花管
管棚采用直径Φ108mm，壁厚5mm的钢管。钢管上钻注浆孔，孔径10～16mm，孔间距150～200mm，呈梅花形布置，尾部留不钻孔的止浆段150cm。
大管棚管节间通过套管连接，每节钢管两端均预加工成外丝扣，丝扣长15cm，套管加工成内丝扣，内丝扣长30cm。套管长30cm，采用外径114mm、壁厚6mm的无缝钢管制成。

管棚构造图

钢花管加工示意图
5.1.3钻孔
采取超前大管棚支护的地段一般围岩都较差，钻孔施工难度大，成孔十分困难，而且钻孔施工中不能用清水和泥浆钻进，否则会导致山体的继续滑动，造成危险。钻孔较密，外插角仅1～3°。一旦施工控制不严，会造成钻孔互相交错串通，或管棚侵入隧道开挖轮廓线内，造成管棚报废，延误工期。
(1) 钻孔采用管棚钻机进行，钻机平台的高度根据钻机的可调控范围以及钻孔顺序进行确定。
(2) 钻机就位时用全站仪、挂线、钻杆导向相结合的方法，反复调整，确保钻机钻杆轴线和导向管轴线相吻合。
(3) 钻机平台搭设时，应满足承受机具、材料、人员荷载要求，连接牢固、稳定，防止在钻孔时产生不均匀沉降、摆动、位移等影响钻孔的质量，甚至发生安全事故。
(4) 钻孔时经常测量孔的斜度，发现误差超限应及时纠正，至终孔仍然超限的应注浆封孔，原位重钻。
(5) 在钻孔时，若出现卡钻、塌孔现象时应注浆后重钻。
(6) 钻孔时，应认真做好钻孔记录，除记录钻孔深度、外插角外，还应根据钻孔时排出的岩屑情况，判断前方的围岩状况，达到超前探测围岩的目的。
(7) 孔钻完毕之后用钻机进行反复扫孔，确保孔径、孔深达到设计要求，并用高压风从孔底向孔口进行吹孔，以清除孔内的钻渣及杂物，防止安装钢管时堵孔。
5.1.4管棚安装
钻孔完毕后应立即安装钢管，以免因长时间放置造成坍孔、缩孔而导致钢管无法顺利安装。管棚安装主要采用钻机顶进，并辅以人工进行安装。
相邻钢管的接头前后错开。一般按编号，偶数第一节用3m，奇数第一节用6，以后各节均用6m。同一横断面内的接头数不大于50%，相邻钢管接头至少错开1m。超前大管棚管节间通过套管连接，每节钢管两端均预加工成外丝扣，丝扣长15cm，套管加工成内丝扣，内丝扣长40cm。套管长30cm，采用外径114mm、壁厚6mm的无缝钢管制成。
5.1.5注浆
(1) 管棚安装完成后进行注浆，浆液采用水灰比为1：1（重量比）的水泥浆液。注浆时先对钢花管进行间隔注浆，注浆压力取1.0～2.0MPa，当压力达到设计注浆终压并稳定10～15分钟，注浆量达到设计注浆量的80%以上时，可结束该孔注浆。并根据实际情况调整注浆参数，取得管棚注浆施工经验。
(2) 注浆时，应对注浆管进行编号（注浆编号应和埋设导向管的编号一致，由洞口方向左侧向右侧依次编号），每个注浆孔的注浆量、注浆时间、注浆压力作出记录，以保证注浆质量，注浆记录包括：注浆孔号、注浆机型号、注浆日期、注浆起止时间、压力、水泥品种和标号、浆液容重和注浆量。
(3) 以单孔设计注浆量和注浆压力作为注浆结束标准，其中应以单孔注浆量控制为主，注浆压力控制为辅；注浆时要注意对地表以及四周进行观察，如压力一直不上升，应采取间歇注浆方法，以控制注浆范围。
(4) 注浆孔封堵方式：采用钢板在钢管口焊接封堵，预留注浆管及排气管，注浆管必须安装阀门，堵头必须封闭严实。
5.2洞身中管棚
5.2.1管棚加工
管棚钢管在构件加工场制作，采用外径76mm热轧无缝钢花管，壁厚4.5mm，导管上钻注浆孔，孔径10～16mm，孔间距15～20cm，呈梅花形布置，前端加工成锥形，尾部留不小于30cm的不钻孔的止浆段。

管棚构造图
5.2.2钻孔
用全站仪测定孔位，环向孔距40cm。采用管棚钻机，利用开挖台架钻孔，钻孔直径比钢管直径大3～5mm，钻进过程中用测斜仪测定其角度5°～7°。钻孔完毕后用钻机进行反复扫孔，清除浮渣，确保孔径、孔深符合要求，防止堵孔。

洞身中管棚布置图

洞身中管棚纵向布置图
5.2.3管棚安装
将管棚钢管用钻机顶进打入孔中，打入长度不小于90%，钢管尾部与支护钢架焊接，共同组成预支护体系。管棚钢管安设后用塑胶泥封堵孔口及周围缝隙，防止漏浆。
5.2.4注浆
注浆前进行压水试验，检查机械设备是否正常，管路连接是否正确。采用注浆机压注水泥浆。
先冲洗管内沉积物，由下至上顺序进行。注浆压力0.5～1.5MPa，当单孔注浆量达到设计注浆量时，结束注浆。注浆参数根据注浆试验结果及现场情况调整。注浆由两侧对称向中间进行，自下而上逐孔注浆，如有窜浆或跑浆时，采用间隔注浆，最后全部完成注浆。
5.3超前小导管
5.3.1导管加工
小导管在构件加工场制作，采用φ42热轧无缝钢管，外径42mm，壁厚3.5mm，导管上钻注浆孔，孔径6～8mm，孔间距10～20cm，呈梅花形布置，前端加工成锥形，尾部长度不小于30cm的不钻孔止浆段。

小导管构造示意图
5.3.2钻孔
用全站仪测定孔位，环向孔距40cm。采用YT-28手风钻，利用开挖台架钻孔，钻孔直径比钢管直径大3～5mm，钻进过程中用测斜仪测定其角度5°～7°。钻孔完毕后用钻机进行反复扫孔，清除浮渣，确保孔径、孔深符合要求，防止堵孔。

超前小导管纵向布置图
5.3.3导管安装
将小导管按设计要求插入孔中，或用凿岩机直接将小导管打入孔中，打入长度不小于90%，在型钢钢架支护地段，可在型钢腹板穿孔以便小导管穿过固定。在格栅钢架支护地段，钢管尾部与钢架焊接，与钢架共同组成预支护体系。小导管安设后用塑胶泥封堵孔口及周围缝隙，防止漏浆。
5.3.4注浆
注浆前进行压水试验，检查机械设备是否正常，管路连接是否正确。采用注浆机压注水泥浆。
先冲洗管内沉积物，由下至上顺序进行。注浆压力0.5～1MPa，当单孔注浆量达到设计注浆量时，结束注浆。注浆参数根据注浆试验结果及现场情况调整。注浆由两侧对称向中间进行，自下而上逐孔注浆，如有窜浆或跑浆时，采用间隔注浆，最后全部完成注浆。
注浆完成后，拆除注浆接头，并迅速用水泥药卷封堵注浆管口，以防止未凝固浆液外流。
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。
6.劳动力组织
劳动力组织方式：采用架子队组织模式，施工人员主要配置如下：
超前支护施工劳动力组织表
序号
人 员
数量
作业内容
备注
1
现场负责人
1
全面负责

2
现场技术人员
1
技术指导

3
安全员
1
安全检查

4
焊工
5
钢管安装及加工

5
钻工
10
钻孔

6
钢筋工
5
钢管加工

7
注浆工
5
注浆

8
电工
1
电路安装

9
运输司机
1
材料运输

10
混凝土工
6
导向墙浇筑

合计
36

7.材料要求
1) 钢管、工字钢、钢筋进场后必须经检测，出具合格检测报告后使用。
2) 钢管、工字钢、钢筋品种和规格必须符合设计要求。
3) 注浆材料为水泥浆，水灰比1：1（重量比），水泥选用P.O42.5水泥。
8.设备机具配置
根据现场情况，超前支护施工主要设备机具配置如下表：
超前支护施工主要机械设备配置表
序号
名称
数量
备注
1
多功能作业台架
1

2
电焊机
5

3
风镐
2

4
注浆泵
2

5
混凝土运输车
2

6
手风钻
10

7
管棚钻机
2

8
制浆机
2

9
切割机
2

10
湿喷机
1

9.质量控制及检验
9.1质量控制
1) 所用材料规格、品种、材质必须符合设计要求。
2) 导向墙砼表面要求平整、光滑、圆顺，采用钢拱架作为模板的拱架，用新的钢模做模板，模板及拱架安装牢固，接缝严密不漏浆，模板拼缝及错台不大于2mm，模板表面清洗干净并涂脱模剂，严禁涂抹废机油。待大管棚施工完毕后才可拆除导向墙钢拱架和模板。
3) 钻孔前，精确测定孔的平面位置、倾角、外插角，并对每个孔进行编号。施工中根据实际情况作调整。施工中严格控制钻机下沉量及左右偏移量。经常量测孔的斜度，发现误差超限及时纠正，至终孔仍超限者封孔，原位重钻。管棚和小导管不得侵入隧道开挖线内，相邻的钢管不得相撞和立交。
4) 超前小导管施作前，应对开挖面进行喷射混凝土封闭，以保证开挖面的稳定和注浆效果。
5) 超前小导管、洞身中管棚与钢架支撑结构的连接应符合设计要求，焊接牢固，超前小导管两环纵向搭接长度不小于1m。洞身中管棚两环纵向搭接长度不小于2m。
6) 钢管在加工场集中加工，前段加工成锥形便于打入，尾部按设计要求留不钻孔止浆段，注浆孔采用机械钻孔。
7) 钢管打入长度不小于设计长度90%。
8) 注浆浆液配合比符合设计要求，浆液充满导管及周围空隙；
9) 注浆时，应对注浆管进行编号，对每个注浆孔的注浆量、注浆时间、注浆压力作出记录，以保证注浆质量。
10) 注浆结束4小时后，方可进行掌子面的开挖。
9.2质量检测
1) 管棚、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。
l 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。
l 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) 管棚、小导管所用钢管的品种和规格必须符合设计要求。
l 检验数量：施工单位、监理单位全部检查。
l 检验方法：观察，钢尺检查。
3) 超前小导管与支撑结构的连接应符合设计要求。
l 检验数量：施工单位、监理单位全部检查。
l 检查方法：观察。
4) 管棚、超前小导管搭接长度应符合设计要求。
l 检查数量：施工单位、监理单位全部检查。
l 检验方法：尺量。
5) 注浆浆液的配合比应符合设计要求。
l 检验数量：施工单位、监理单位全部检查。
l 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) 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。
l 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。
l 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。
7) 管棚钻孔的允许偏差应符合下表的规定：
管棚钻孔允许偏差
序号
项目
允许偏差
1
方向角
1o
2
孔口距
±50mm
3
孔 深
±50mm
l 检验数量：施工单位全部检查
l 检验方法：仪器测量、尺量
8) 超前小导管施工允许偏差应符合下表的规定。
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
l 检查数量：施工单位每环抽查3根
l 检查方法：仪器测量、尺量
10.安全及环保要求
10.1安全要求
1) 施工前对全体作业人员进行培训，增强施工人员安全意识；
2) 施工时必须选用经检验合格的料具，防止机械事故的发生；
3) 施工作业平台必须搭设牢固，平整；
4) 注浆作业人同必须按要求配带防护用品，不得直接接触浆液；
5) 施工的各班组间，建立完善的交接班制度，并将施工、安全等情况记载于交接班的记录簿内。工地值班负责人认真检查交接班情况；
6) 所有进入隧道工地的人员，必须按规定配带安全帽等安全防护用品，遵章守纪，现场有专人指挥；
7) 无关人员严禁入场；
8) 将管棚每个钻孔都作为地质预探预报的手段，并贯穿于施工全过程。地质资料及时整理，为安全施工提供依据。
9) 在钻孔作业中，要采取措施防止孔口突水突泥发生，如有迹象发生及时处理。
10) 掌握好开孔与正常钻进的压力和速度，防止断钻杆事故。
11) 钻孔中发生卡钻、掉钻、孔斜、坍孔等故障，要积极采取措施组织处理。
12) 所有从事钻孔注浆作业的人员必须听从机长统一指挥。机长有权处理钻孔现场发生的紧急事宜，直至停钻和撤离施工人员。
10.2环保要求
1) 开挖弃碴运至弃碴场不得随意堆放。
2) 洞内施工废水必须经沉淀池处理后排放。
注浆废浆液运至弃碴场掩埋处理。