大管棚施工工藝

1、隧道淺埋體ø108 大超前支護施工工藝編制:審核:彭酉項目經理部二 00 三年十一月三十日目錄1. 前言22. 工程概況22.1 概述22.2 大變更情況32.3 大超前支護方法43. 施工工藝73.1 測量放樣73.2 鉆孔93.3 配管113.4 送管123.5 下鋼筋籠133.6 管口封閉133.7 注漿133.8 沉降觀測183.9 事故預防和處理183.10 機具設備和勞力194.安全措施205.結論216.相關知識點217.主要參考書目2411.前言重慶市彭（水）酉（陽）公路 A 標段下南城隧道全長 772m(K2+423K3+195)，但其進口處于破碎土地段長達 182

2、m(K2+423K2+605),且最淺埋深僅 2m,同時圍巖含水量大，工程力學性質差，開挖后易坍塌，。為確保開挖穩(wěn)定，進口 K2+433K2+488 段 55 m，隧道拱部 120°范圍采用 ø108×8mm 超前大注漿支護輔助施工，共設兩環(huán)，每環(huán)總長度 30m。我公司施工類似大直徑的長大，并且達到兩環(huán)以上（包括兩環(huán)），這是第一次。其施工工藝和方法尚無成經驗可以借鑒，需要進行摸索和研究。因此有必要對 ø108大超前支護的施工方法、適用機械、勞動組織等進行研究和總結，以便更好地加以推廣和應用。將 ø108 大超前支護的施工工藝，形成一整套操作性強

3、、系統完整、詳實準確、技術含量高、有推廣價值的成果。對于提高工程的科技含量，增強技術創(chuàng)新能力，全面貫徹“科技是第一生產力”，推動公司的科技進步和“科技興企”戰(zhàn)略的實施，都具有2. 工程概況2.1 概述彭（水）酉（陽）的意義。公路 A 標段下南城隧道位于重慶市彭水縣城南郊下南城，隧道穿越下南城山，進口里程2K2+423，出口里程 K3+195，全長 772m，路線設計縱坡-3%、-0.094%。進口 30.632m 及出口段 192.75m 分別位于半徑為 120m 及 200m 的曲線上，其余地段位于直線上。進口K2+433+488 段 55m，為類圍巖，隧道位于坡積碎石土層上，含水量大，埋深

4、淺，工程力學性質差，圍巖開挖后易坍塌，。于隧道拱部 120°范圍采用超前大注漿支護輔助施工（大共布置兩環(huán)），邊墻及仰拱采用超前小導管注漿支護輔助施工。且設 2 榀/m 拱、墻、仰拱格柵鋼架加強支護。隧道開挖最大為寬×高=13.24m×9.86m。隧道襯砌內5.0m。寬度為 9+2×1.0 米。限界凈寬:10.5m，限界凈高:2.2 大原設計變更情況里程段為K2+438K2+488（50m），長度 60m，分兩環(huán)布置。變更一：里程段由 K2+438K2+488（50m）變更為K2+433K2+488（55m），形成兩個方案：按兩環(huán)布置，長度為 65m （

5、里程段+ 一個接頭+ 超前量=55+5+5=65m）；按三環(huán)布置，長度為 70m（里程段+二個接頭+超前量=55+5×2+5=70m）?？紤]到按施工，每環(huán)長度都超過了 30m，很難達到規(guī)范和質量要求。故采用，每環(huán)長度分別定為 24m、24m、22m。3實際施工時，鉆孔巖層，這樣，第三環(huán)顯示，第二環(huán)已有 2m已無必要，將其取消。變更二：接頭原設計為管子兩頭螺紋，對接后，螺紋，費用很高，外套厚壁管箍，將絲扣上緊?？紤]到故變更為兩種接頭方法：外套管和絲扣法。其中，外套管法用于第一環(huán)大2.3 大2.3.1由，絲扣法用于第二環(huán)大超前支護方法。構造和鋼格柵拱架組成。是利用鋼格柵拱架，沿著開挖輪廓

6、線，以較小的外插角，向開挖面前方打入，形成對開挖面前方圍巖的預支護。見下圖108超前大壁厚8mm棚管的環(huán)向布置l=24m,間距3050cm, 每環(huán)布置35根棚管的側向布置線 隧路 道中 中線線路面高程0.0150.0154大縱向接頭平面布置圖其余均以。2.3.2的性能特點及適用條件是利用作為縱向支撐、鋼格柵拱架作為橫向環(huán)形支撐，向整體剛度較大，能和限制圍巖變形，并能提前承受早期圍巖的一種超前支護形式。適用于特殊地段（如極破碎巖體、體、巖堆地段、砂土質地層、強膨脹性地層、斷層破碎帶、淺埋大偏壓等圍巖）的隧道施工中采用。長與短相比，其一次超前量較大，可減少安裝次數，并減少與開挖作業(yè)之間的干擾，適用

7、于大中型機械進行大斷面開挖。2.3.3大支護結構要點鉆孔孔口位置沿隧道拱部開挖輪廓線外 10cm布置，環(huán)向中心間距 40cm，外插角約，每環(huán) 35 根。采用外徑 ø108、壁厚 8mm 的無縫，每環(huán)鋼管總長度為 30m。分段安裝。第一段按奇、偶數分別編5號，奇、偶數不同的管長相差 2m（若奇數管長為 4m，則偶數管長為 6m），其后各分段管長可取相等長度（6m）。兩段之間用絲扣連接，絲扣螺紋段長度不小于 15cm。上鉆注漿孔，孔徑為ø10mm，孔間距 50cm，呈梅花型布置。尾部 2m 不鉆孔作為止?jié){段。為提高的剛度和強度，內增設由 4 根20mm 螺紋鋼筋和固定短環(huán)組成的

8、鋼筋籠，固定環(huán)采用外徑ø42mm、壁厚 8mm，長 4cm 的短管環(huán)，環(huán)向間距 1m。市政施工市政 必備參考資料備考 13 年一十一月主講首先講一下整個講解過程方式：總體而言從現在開始復習就算是從零開始，時間上面來說還是夠的，市政一門課應該保證 100 小時以上的學習，如果現場經驗不足，可能要需要 200 小時甚至的時間。之前說的呢，主要是入門把書讀厚階段：理解全書，各類施工方式 80 分詳細分析：理解考點、用階段。90 分捕捉考點。記憶。背誦。讀薄全書融會貫通，就是閉上眼睛。整書有個概念。最后就是拿分.太極拳的題目,我們盡量去用無賴的技巧去多6十一月收集整理2013 年 5 月 5

9、 日及時收藏縱向兩組間，應有不小于 3.0m 的水平搭接長度。架采用鋼格柵鋼架。（4）在內放置鋼筋籠并灌注水泥漿單液漿或水泥-水雙液漿，可增加剛度。(5)注漿漿夜采用水泥漿，水灰比為：W：C=0.5：1。水較發(fā)肓或漿液擴散范圍較大時，注漿漿液改為水當泥-水雙液漿。注漿采用 0.51Mpa。2.3.4 大施工工藝流程圖7施工準備機具設備檢修備 料3. 施工工藝3.1 測量放樣 第一環(huán)大（K2+432K2+456）a.根據隧道進口布設的三角導線網，用坐標法測設8結 束注 漿配 漿管路壓水試驗安設注漿管路完畢鉆機移位至設計深度地質鉆機鉆 孔與鉆桿連接鉆機就位原材檢驗的起始中心里程（K2+433），落

10、點。然后置鏡中心點，測設中心線的垂線方向， 在該測設樁，每邊各 2 個，以便隨時恢復并檢查方向的正確性。b.然后,在該相對應)，以作安設一鋼格柵(其半徑與大半徑用。測設每根導管的中心線方向，并測設樁 2 個，同時在鋼格柵上落點，于點位兩端焊接20 的的短鋼筋頭（長 20cm），以作導向用。同時在鋼格柵下 18 工字鋼布設五道支撐加固，確保鋼格柵穩(wěn)固。c鉆孔的方向傾斜度：在每個導管中心線，均釘設兩個方向樁，以傾斜度高程進行鉆孔的方向。：，通過測設大導管孔口及鉆機中心的。，用精密水平陀螺儀傾斜度，分別量，不符在距孔口 2m 處、1/2處、終三處進鉆。合鉆孔精度和要求的鉆孔，必須第二環(huán)大（K2+45

11、2K2+476）一般測設同第一環(huán)大。不同之處如下：（K2+445K2+453），長a第二環(huán)大增設為 8m（每節(jié) ø108×8mm 大導管長 6.0m,加鉆機機身及主動鉆桿必需的 2.0m）。圍巖開挖后，立即初噴混凝土，架設鋼格柵支撐和打設錨桿，掛網并噴混凝土覆蓋。該尺寸比設計輪廓線相應的增大,縱斷面示意圖如下:9b.由于第二環(huán)大在洞內施做，工作空間狹小，且不能影響后續(xù)工序，所以不能象第一環(huán)那樣，將方向護樁釘設在地面上，而是在鉆機機身中心上面的初期支護拱部設點，并用紅油漆標記。同時,通過這些拱部點位的標高來反算鉆機中心的高度,通過孔口及鉆機中心兩點的高程便于鉆3.2 鉆孔的傾

12、斜度()。檢查開挖的斷面中線及高程，確保開挖輪廓線符合設計要求。在開挖工作面處安設受力拱架，并在其上正確標明位置；鋼架安裝垂直度誤差為±20，中線及高程誤差，其為±5cm。在鋼架上沿隧道開挖輪廓線縱向外插角以不侵入隧道開挖輪廓線越小越好。鉆孔順序見下圖：10大隧道中線線路中線兩臺鉆機鉆孔順序示意圖說明：部和部同時開孔，同時結束；部和部同時開孔，同時結束。方向前進如上圖所示。原則為：任何時候都必須保證有兩臺鉆機同時工作。因為上導坑需人工開挖掘進，工效很低，是的關鍵因素，所以必須千方百計地加快工開挖掘進，贏得一定的時間。隧道工期施工進度，為人按照的及鉆孔的傾斜度開始鉆孔?？卓谖?/p>

13、置與設計位置的的 10。偏差為±5cm；位置偏差小于時，要低壓、慢轉，以便于方向，然后逐漸地提高鉆速，保持正常。如遇到大孤石時，則需高壓、低速進行。總之，要隨著地質的不斷變化，相應地調整鉆進參數。11鉆進時，用清水護壁，中間定期將取芯管取出，取出巖芯。當快洗出來，做到干凈。，用水將的懸浮物或泥漿、石碴等清、角度準、深度夠、巖粉當出現嚴重卡鉆、孔口不出水時停止鉆孔,立即注漿。鉆孔結束后，掏孔檢查，在確認無塌孔和探頭石時，才可安管。鉆頭采用130 的合金鉆頭，遇孤石時，則采用鉆頭。石大施工完成后，成傘形輻射狀。詳見下圖：3.3 配管為了使大的整體受力效果更好，在接長時，接頭在隧道縱斷面上

14、錯開 2m。下管時，由于108×8mm 的大導管從 46m 不等，故必須將管子相互連接起來，12才能達到設計長度。管子連接采用兩種方法：第一環(huán)使用外套管法；第二環(huán)使用絲扣法。絲扣法：即在一根管子的兩端，分別一個公螺紋，一個母螺紋，螺紋長度不小于 15cm，螺紋深度不大于 1/2壁厚（4mm）。連接時，前一根管的母螺紋與后一根管的公螺紋套在一起，用力擰緊，以防止松動，引起質量事故。外套管法：即管子兩端不車螺紋，只在兩根管子的接頭外邊套一127×4mm 的外套管，長 40 cm，然后用電弧焊將縫隙焊滿、焊牢。優(yōu)缺點：法，省時、省力、方便，但法，費時、費力、不方便，但3.4 送管

15、：費用較高。費用較低。只要具備足夠的場地或空間，就可充分利用大型機械送管，以提高效率，并減少工人的勞動強度。第一環(huán)大，利用CAT320 挖掘機挖斗向前送管。但第二環(huán)大由于在洞內，場地狹窄，大型機械無法操作，只能用鉆機送管。成，通過異型接頭，用主動鉆桿帶動108×8mm 的大導管，邊旋轉（克服磨擦阻力）推進，直至將全部管子送到位。兩環(huán)大縱斷面布置如下圖：13第二環(huán)大第一環(huán)大第一至第五環(huán)襯砌這樣，每一環(huán)大都正好搭在兩環(huán)襯砌頭上，相當于過梁?？梢愿玫仄鸬筋A支護的作用。3.5 下鋼筋籠鋼筋籠由 4 根20 的螺紋鋼筋組成，中間內襯一42×8 的導管環(huán)，間距 1m。鋼筋籠主要是為了

16、增強大導管的整體剛度和強度。3.6 管口封閉3.6.1 在管子端部焊一帶眼的鋼板，然后將32×4mm（長 50cm）的注漿管與該鋼板相焊，就可以了。3.6.2 注漿管構造注漿管三通構造：一通接108×8 的大導管。一通接塑膠管，一通為沖洗用（沖洗口主要是為防止水泥漿或水凝固，造成37 注漿，可以及時地將管道用水沖洗干凈）。1437.1 大導管注漿施工參數先在ø108×8mm50cm，呈梅花型布置。上鉆ø10mm 的出漿孔，孔距尾部 2m 不鉆花孔作為止?jié){段。沿隧道開挖輪廓線布置，外傾角 1 0，間距 0.4m,縱向前后兩排水平搭接長度不小于 3

17、m。單液注漿：水泥漿水灰比(W:C)為 0.5:1。雙液注漿（當漿漿液改為水泥-水水較發(fā)育或漿液擴散范圍大時，注雙液漿。）：水泥漿水灰比(W:C)為0.5:1；水模數 2.6-2.9，濃度 35度；水泥漿、水體積比 1：0.3。注漿漿如下：采用 0.5-1.0Mpa。試配水泥水泥漿配合比采液漿時，商品水玻美度為 45°be，實際要求加水稀釋，采用公式如下：為 35°be。這樣，需要將水水稀釋計算公式V +V = V 11WW22V1+ VW= V2V1 、V2稀釋前后水1、2稀釋前后水體積；密度；=145/（145-Be）W 、VW水的密度和體積；15水灰比材料名稱水泥水0

18、.5:11m3 用量（Kg）112356237.2 大導管注漿量計算：按下式計算Q=r2H 其中：r漿液擴散半徑；H大導管長度，取 24m； 巖體孔隙率，取 0.6。充填率系數，取 0.3。大注漿量計算表說明：1.r、H以；Q以升計。容量。2注漿量必須大于的注漿時，每根的注漿量一般達到 300 升左右，估計擴散半徑小于 0.2m。開挖以后,發(fā)現一般在 0.1m 左右。37.3 漿液的調制步驟：水泥漿液攪拌在拌合機內進行，根據拌合機容量大小，嚴格按要求投料；攪拌投料的順序為：在放水的同時，將外加劑（）16rQH010.20.30.40.524543122121713393凈空容量160一并加入攪

19、拌，待水量加足后，繼續(xù)攪拌 1min，并將水泥投入，攪拌時間不小于 3min，并在注漿過程中不停攪拌漿液；采用水350Be）。為稀釋水量測的辦法進行；漿液時，其濃度宜為 25400Be （取，采取邊加水，邊攪拌，計配制水泥漿或稀釋水漿液時，嚴防水泥包裝紙及其他雜物混入。拌好的漿液在進入貯漿槽及注漿泵之前均應對漿液進行過濾，過濾網過濾的漿液不進入泵內。 配制的漿液在規(guī)定時間內注完。37.4 注漿方式及順序37.4.1 注漿方式根據圍巖類別、地質條件、機械設備及注漿孔的深度選用式。即鉆孔直至37.4.2 注漿順序，然后一次注漿完畢。先注無水注有水孔；從拱頂順序對稱向下進行。如遇竄漿或跑漿，則間隔一

20、孔或數孔灌注。注漿結束后，利用止?jié){閥保持，直至漿液完全凝固。注漿擴散到與地層條件及注漿范圍要求有關，一般要求能0.51.0m 的半徑范圍內。但應注漿量，每根大導管內已達到規(guī)定注入量時就可結束，若孔口已達到規(guī)定值而注入量仍不足時，亦應停止注漿，以防壓裂17開挖面。3.7.5 注漿作業(yè)要求 漿液的濃度、膠凝時間符合設計要求，不得任意變更；經常檢查泵口及孔口注漿處理；的變化，發(fā)現問題及時采液注漿時，經常測試混合漿液的膠凝時間，發(fā)現不符，立即調整。3.7.6 注漿結束條件單孔結束條件：注漿達到計算值 80%以上。達到設計終壓，漿液注入量已全地段結束條件：所有注漿無漏注漿情況。3.7.7 注漿效果檢查采

21、用以下兩法進行檢查已符合單孔結束條件，分析法：即分析注漿，看每個孔的注漿、注漿量是否達到設計要求；在注漿過程中，漏漿、跑漿是否嚴重；以漿液注入量估算漿液擴散半徑，分析是否與設計相符。檢查：用地質鉆機按設計和角度鉆檢查孔，取巖芯進行鑒定。3.7.8 注漿后至開挖前的時間間隔單液水泥漿開挖時間為注漿后 8h 左右,水泥水為 4h 左右。漿183.7.9 注漿異?，F象處理發(fā)生串漿現象，即液漿從其他堵塞串漿隔孔注漿；流出時，采用方法：單液注漿水泥漿機檢查；突然升高，可能發(fā)生了，停水泥與水雙液漿突然升高，則關停水泵，進行單液漿或注清水，待泵壓正常時，再進行雙液注漿；水泥漿單液或水泥與水雙液注漿進漿量很大

22、，壓力長時間不升高，則應調整漿液濃度及配合比，縮短凝膠時間，進行小量低注漿或間歇式注漿，使?jié){液在裂隙中有相對停留時間，以便凝膠，但停留時間不能超過混合漿的凝膠時間，才能避免產生注漿不飽滿。3.8 沉降觀測為了檢測大施工周圍環(huán)境的影響及施工完畢后的效果，均須通過沉降觀測進行。在地面上設 K2+441、K2+453 斷面，每斷面設 5 個觀測樁，當大當開挖大注漿時，經觀測，無隆起、上鼓現象發(fā)生。范圍段時，經觀測有一定的沉降（10cm），如遇山體整體下沉，則可達到 20 cm，這樣考慮一些其它因素，在預留 2530 cm 的沉降量后，完全可以滿足隧道施工和安全的要求。3.9 事故預防和處理193.9

23、.1 孔的傾斜度開，在土質地層中，要低速低壓，以保證的正確。同時在距孔口 2m 處、開孔 1/2 處、終用精密水平陀螺儀檢測傾斜度，不3.9.2 塌孔的，鉆。若地層中含水量大，或地質較差時，易坍孔，可采用兩種方法進行預防。泥漿護壁法對于地層中含水量不是特別大，地質屬于碎石土層時， 可用泥漿護壁。套管護壁法對于地層中含水量特別大，地質屬于碎石層或暗河的地段，可采用套管護壁。此時采用127×4 套管，一般的不良地段均可通過。3.10 機具設備和勞力組織3.10.1 需要的機具設備大作業(yè)機具設備表20序號設備名稱及規(guī)格數量備注一機電設備1鉆機臺2XY-1、XY-1B2汽車臺13.10.2

24、勞力組織分 2 個工班進行作業(yè)，每個工班 12 人，其中：施工指揮 1 人；施工技術指導 1 人；鉆機司機 2 人（負責鉆孔、下管）；普通工人 4 人（負責裝卸鉆桿、裝接）；電工 1 人（負責供水供電工作）；電焊工 1 人；汽車司機1 人（負責運料）；洞外調度 1 人。4. 安全措施4.1 加強全員安全意識教育;4.2本隧道工程長大施工特點和要求,參照有關規(guī)范制訂規(guī)章制度；4.3 加強對圍巖進行動態(tài)科學地組織施工；量測，實行信息化管理，4.4 拆卸鉆桿時，要有統一指揮、明確聯絡信號，扳鉗213交流電焊機臺14注漿機臺1序號設備名稱及規(guī)格數量備注5挖掘機臺1CAT-320二工具每臺鉆機1鏈鉗把2

25、2管鉗把23大號扳手把24大錘把1卡鉆方向正確，防止管鉗用扳手傷人；4.5內注漿時，操作應戴、眼鏡和膠手套。4.6 要有良好的照明條件。5. 結論5.1 可采用 XY-1、XY-1B 型的輕便鉆機。其最大開孔直徑為 130mm，最大鉆度為 120m。適宜在碎石土層中進行大鉆孔，同時由于重量輕、分解性強，便于搬遷，適合于平原或山區(qū)工作。5.2長度在 25m 以內（實際按 24m 施工）為好。如按設計的 30m 長度進行施工，由于孔、下管等工序都費時費力，效率低下;同時過長，鉆的傾斜度、掉鉆量也很難。5.3 在粘土含量大的碎石土層中，壓漿效果不理想 。因為粘土比較密實，漿液不易擴散，其擴散半徑較小

26、。不能形成一個完整的具有一定厚度的砼加固圈。5.4 建議開挖時，開挖輪廓線不進行擴大，而是在圍巖開挖后，即初噴 35cm 厚的混凝土，作為支護，不格柵支撐（在確保安全的前提下）。待，再進行安設。這樣可以減少施工投入。施工完5.5 大動時，應巖石層不少于 3m。這樣，在山體滑可以分擔一部分荷載，從而避免全部荷載都壓在初期支護上，造成大的下沉和嚴重變形。225.6 大的接頭必須在縱向上錯開。否則，接頭設在同一斷面上，極易出現安全隱患。6相關知識點6.1 采用長度小于 10m 的小稱為短; 采用長度為 10m45m 且較粗的稱為長。式等。6.2 注漿方式有前進式、后退式及前進式注漿：當鉆孔遇有較大涌水時，應暫停鉆孔，待壓漿后，重復鉆孔、注漿；后退式注漿：當鉆鉆到設計深度，然后從涌水量較小時，則鉆孔可一直向孔口進行分段注漿；式注漿：當鉆孔直至，然后一次注漿完畢。6.3 水Na2OnSiO2，:商品名,又名泡花堿。學名硅酸鈉，式量 122.06,系透明,無色或淡、青灰色的粘稠液體。其參數如下 ：說明：1.表內一、二、四類主要用于包裝材料的膠粘劑、制皂業(yè)和化工廠原料等；三類主要用于耐火材料、23指級別標項目一二三四五1212121212比重(200C)be350-370390-410440-460390-410500-5