客運(yùn)專線鐵路隧道地層加固施工作業(yè)指導(dǎo)書

1、地層加固作業(yè)指導(dǎo)書1、適用范圍本作業(yè)指導(dǎo)書適用于客運(yùn)專線鐵路隧道地層加固施工。具體內(nèi)容包括：超前錨桿施工、超前管棚施工、預(yù)注漿及水平旋噴施工。2 、作業(yè)準(zhǔn)備2.1內(nèi)業(yè)技術(shù)準(zhǔn)備作業(yè)指導(dǎo)書編制后，在開工前組織技術(shù)人員認(rèn)真學(xué)習(xí)實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)，閱讀、審核施工圖紙，澄清有關(guān)技術(shù)問(wèn)題，熟悉規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。制定施工安全保證措施，提出應(yīng)急預(yù)案。對(duì)施工人員進(jìn)行技術(shù)交底。對(duì)參加施工人員進(jìn)行上崗前技術(shù)培訓(xùn)，考核合格后持證上崗。2.1外業(yè)技術(shù)準(zhǔn)備施工作業(yè)層所涉及的各種外部技術(shù)數(shù)據(jù)收集已完成。修建生活房屋，配齊生活、辦公設(shè)施，滿足主要管理、技術(shù)人員進(jìn)場(chǎng)生活、辦公需要。施工所需電力線路架設(shè)已完成，滿足機(jī)械所需電力供應(yīng)

2、需求，并配備適合備用的柴油機(jī)。用全站儀、GPS全球定位系統(tǒng)等準(zhǔn)確放樣。3、技術(shù)要求明確隧道地層加固工藝流程、操作要點(diǎn)和相應(yīng)的工藝標(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)、規(guī)范地層加固作業(yè)施工。地層加固是指在淺埋、軟弱破碎地層中，可采用掌子面超前全封閉注漿；超前錨桿、超前小導(dǎo)管注漿、管棚和水平旋噴等超前支護(hù)措施加固地層，也可在地表設(shè)置地層加固錨桿，從地表或沿隧道周邊向圍巖預(yù)注漿等加固措施。洞口圍巖破碎且覆蓋層厚度小于10m時(shí)，應(yīng)采用地表錨桿、預(yù)注漿以及管棚注漿等手段進(jìn)行圍巖預(yù)加固。所使用的機(jī)械及設(shè)備具有合格的出廠證明及使用期限，并按相關(guān)要求進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收，有驗(yàn)收記錄。4、施工程序與工藝流程4.1超前錨桿施工4.1.1施工準(zhǔn)備嚴(yán)

3、格按照設(shè)計(jì)要求選擇專業(yè)錨桿，并進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)，確保錨桿體的抗拉拔力滿足設(shè)計(jì)要求。注漿漿液采用水泥漿，施工準(zhǔn)備階段主要完成有關(guān)水泥相關(guān)試驗(yàn)和水質(zhì)化驗(yàn)，進(jìn)行漿液配合比設(shè)計(jì)及相關(guān)試驗(yàn)。4.1.2測(cè)量放樣、鉆機(jī)就位錨桿孔開孔前做好量測(cè)工作，按設(shè)計(jì)要求布孔并做好標(biāo)記，開孔偏差不大于10cm；錨桿孔的孔軸方向滿足圖紙的要求，圖紙未規(guī)定時(shí)垂直于開挖面，局部加固錨桿的孔軸方向與可能滑動(dòng)面的傾向相反，交角大于45。4.1.3成孔采用錨桿鉆機(jī)鉆孔，測(cè)斜儀控制孔身傾斜角度，利用短桿沖孔，然后接長(zhǎng)鉆桿鉆孔到設(shè)計(jì)長(zhǎng)度。錨孔位置、方向、直徑嚴(yán)格控制，錨孔鉆完后用高壓風(fēng)清孔。清孔完成后進(jìn)行錨孔位置、方向、直徑進(jìn)行嚴(yán)格檢查，不

4、合格的孔位重新鉆孔。4.1.4.錨桿桿體安裝人工輔助錨桿鉆機(jī)安裝，錨桿邊旋轉(zhuǎn)邊送入錨孔。桿體安裝完成后，安裝止?jié){塞、墊板、球形螺母。安裝錨桿墊板時(shí)確保墊板與錨桿垂直，并與初噴混凝土面密貼緊壓。錨桿安裝后，不得隨意敲擊，3d(天)內(nèi)不得懸掛重物。4.1.5注漿利用專用高壓注漿泵注漿通過(guò)錨桿桿體預(yù)留通道接孔口注漿。隧道拱部利用排氣管排氣；隧道墻部自然排氣，確保錨桿孔內(nèi)注漿飽滿。注漿漿液配合比設(shè)計(jì)：注漿采用水泥漿，水灰比0.40.5:1。漿液擴(kuò)散半徑r的確定：根據(jù)已有資料進(jìn)行工程類比及現(xiàn)場(chǎng)砟體注漿試驗(yàn)情況選定注漿壓力范圍，確定漿液擴(kuò)散半徑r的大小。注漿孔距D與排距L的計(jì)算：L=Dsin60，D=2r

5、cos30單孔注漿量Q注=r2h式中：r-漿液擴(kuò)散半徑，m；h-壓漿段有效長(zhǎng)度，m；-巖石裂隙率；-漿液在裂隙內(nèi)的有效充填系數(shù)。洞內(nèi)注漿結(jié)束的標(biāo)準(zhǔn)：注漿壓力控制在設(shè)計(jì)規(guī)定范圍內(nèi)。4.1.6錨桿檢測(cè)錨桿長(zhǎng)度測(cè)量采用在錨桿桿體中預(yù)留通道，在注漿完畢后用機(jī)械法測(cè)量已錨固注漿錨桿的長(zhǎng)度。每段工程取代表性段落對(duì)錨桿進(jìn)行抗拔試驗(yàn)，錨桿抗拔力滿足設(shè)計(jì)要求，通過(guò)試驗(yàn)修正施工參數(shù)，指導(dǎo)大面積施工。錨桿抗拔力采用錨桿拉拔器按規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)分批進(jìn)行檢測(cè)。（1）錨桿施工中一定要按設(shè)計(jì)要求嚴(yán)格控制好錨桿的縱向、環(huán)向間距及長(zhǎng)度。同時(shí)應(yīng)注意錨桿外露長(zhǎng)度不得超過(guò)設(shè)計(jì)噴射混凝土的厚度，以確保噴射混凝土后錨桿不外露。（2）固定錨桿的錨

6、固劑的總長(zhǎng)度應(yīng)長(zhǎng)于錨桿設(shè)計(jì)長(zhǎng)度的60%。施工時(shí)，錨桿按設(shè)計(jì)的環(huán)向間距、1020外插角插入拱部圍巖。縱向按3m環(huán)施作，環(huán)向間距為40cm，搭接長(zhǎng)度不少于1.0m。（3）超前錨桿以緊靠開挖面的格柵鋼架為支點(diǎn)，通過(guò)錨固劑將錨桿與圍巖固結(jié)，并與格柵鋼架連接形成柔性支護(hù)環(huán)?，F(xiàn)場(chǎng)加工鋼筋錨桿，噴射混凝土封閉巖面，用錨桿鉆機(jī)鉆孔，以高強(qiáng)錨固劑填塞孔眼，再將鋼筋頂入錨桿孔。4.1.7施工工藝流程圖成孔檢查格柵鋼架與錨桿連接錨桿孔位放樣鉆孔設(shè)備就位鉆孔外插角確定鉆孔清孔填塞錨固劑安裝錨桿錨桿制作施工準(zhǔn)備4.2超前管棚施工4.2.1開挖管棚工作室(1)工作室應(yīng)選擇靠近巖溶、圍巖穩(wěn)定、距管棚設(shè)計(jì)位置地點(diǎn)，以縮短管棚

7、長(zhǎng)度，同時(shí)確保管棚嵌入完整圍巖2m，在軟弱圍巖中開挖工作室，要加強(qiáng)支護(hù)，必要時(shí)作混凝土襯砌。(2)為便于架設(shè)鉆機(jī)，安設(shè)鋼管，工作室應(yīng)挖至隧道開挖線以外11.5m，最低鉆孔以下1m。(3)如工作室在起拱線以上半斷面，一次開挖成型，凈孔高，跨度大，工期長(zhǎng)，不安全。因此，宜分步開挖，分步施鉆。即先在兩邊拱腳分別開挖兩個(gè)工作室，進(jìn)行鉆孔、安管、注漿之后，再開挖工作室(見圖4)。當(dāng)開挖工作室時(shí) ，可棄碴于兩拱腳工作室，這樣既減少開挖工作量，減少搭拆平臺(tái)，又便于移動(dòng)鉆機(jī) ，有利于鉆孔作業(yè)。4.2.2搭設(shè)平臺(tái)、安裝鉆機(jī)、測(cè)定孔位(1)搭設(shè)鉆機(jī)平臺(tái)，鉆機(jī)平臺(tái)盡量一次搭好。鉆孔順序，由高孔位向低孔位進(jìn)行，可縮短

8、移動(dòng)鉆機(jī)與搭設(shè)平臺(tái)時(shí)間，使于鉆機(jī)定位、定向。(2)兩臺(tái)鉆機(jī)可平行作業(yè)，互不干擾。(3)安裝鉆機(jī)、鉆進(jìn)前，掌子面精確定孔位。鉆孔平臺(tái)要穩(wěn)固。鉆機(jī)安裝要牢固。鉆機(jī)距掌子面，一般不超過(guò)2m。(4)鉆機(jī)定位要確保鉆桿軸線與管棚設(shè)計(jì)軸線相吻合，鉆孔方位要求與隧道中線平行。同時(shí)考慮鉆進(jìn)后，鉆桿逐漸增長(zhǎng)，引起自重增加所產(chǎn)生的下垂，所以施工仰角要較設(shè)計(jì)值提高一定數(shù)值。4.2.3鉆孔(1)主要參數(shù)：管棚長(zhǎng)度一般為1045m。鋼管直徑一般在80180mm之間選用。鋼管間距，凈距一般為3060cm。(2)鉆孔應(yīng)比管棚設(shè)計(jì)直徑大2030mm，便于插管。(3)圍巖注漿固結(jié)好或巖質(zhì)較好 可一次成孔，局部注漿效果不好的 ，

9、鉆進(jìn)時(shí)可能產(chǎn)生坍孔、卡鉆，則需補(bǔ)注漿后再鉆進(jìn)。(4)鉆進(jìn)時(shí)遇未注漿之巖溶出現(xiàn)嚴(yán)重流泥或地質(zhì)復(fù)雜帶，不能鉆進(jìn)成孔時(shí)，一般應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)注漿，待圍巖固結(jié)后再鉆進(jìn)。也可采用一步鉆孔法，即不取巖芯，不回收鉆頭，用異型接頭把鉆桿與鋼管連接起來(lái)，并在鋼管前端安裝合金鉆頭鋼管隨進(jìn)度一根一根連續(xù)接長(zhǎng)，直到設(shè)計(jì)位置?？色@得一次成孔40m的效果。(5)地質(zhì)鉆機(jī)成孔質(zhì)量好，鉆孔深度可達(dá)40m以上；YQZ-100型重型風(fēng)動(dòng)鉆機(jī)，適用于不超過(guò)15m的鉆孔。(6)鉆機(jī)開孔時(shí)，要低速低壓，待成孔1.0m后，壓力可升至1.0MPa，遇軟質(zhì)圍巖或流塑狀粘土，改用低壓鉆進(jìn)。(7)鉆孔測(cè)斜可用測(cè)斜儀量測(cè)，也可在鉆進(jìn)中，根據(jù)某些參數(shù)和鉆孔

10、反饋信息判斷鉆孔是否偏斜及調(diào)控措施。4.2.4安裝管棚鋼管(1)根據(jù)設(shè)計(jì)，管徑如采用80180mm壁厚4mm以上碳素?zé)o縫鋼管，每節(jié)管長(zhǎng)46m。每節(jié)鋼管用8mm厚的管箍連接。(2)15m左右一次成孔的短孔，可用人工將鋼管直接插入鉆孔。(3)對(duì)20m左右成孔較好的鉆孔，可用4.5kW卷?yè)P(yáng)機(jī)反壓安裝。(4)25m以上深孔，一般用鉆機(jī)頂進(jìn)，如遇故障，則需要清孔后，再將管插入。(5)管節(jié)與管箍的絲扣應(yīng)提前在專用管床上按規(guī)定加工。4.2.5安裝管棚鋼筋籠及管內(nèi)外注漿。管棚鋼管安裝好后，放置鋼筋籠并注漿。管內(nèi)設(shè)置的鋼筋籠，由四根長(zhǎng)4m的螺紋鋼筋焊接在壁厚8mm、長(zhǎng)8cm的管節(jié)上而成，鋼筋直徑、管節(jié)外徑應(yīng)根據(jù)

11、管棚鋼管直徑大小而定。鋼筋籠在洞外提前預(yù)制，在工作面插入鋼管時(shí)，將每節(jié)焊接起來(lái)，直至與鋼管同長(zhǎng)。管內(nèi)鋼筋在隧道襯砌結(jié)構(gòu)中是為了增加管棚剛度， 鋼筋接頭可以不搭接。在鋼管鋼筋籠安好后，進(jìn)行注漿(鋼管上預(yù)先鉆成梅花形篩孔)?？刹捎盟酀{或水玻璃雙液壓注，分二次進(jìn)行，第一次對(duì)兩個(gè)工作室1各個(gè)鉆孔注漿；第二次對(duì)工作室各個(gè)鉆孔注漿(見圖4)。4.2.6操作要點(diǎn)（1）鉆機(jī)就位后必須對(duì)鉆機(jī)水平度進(jìn)行檢測(cè)，保證12度的外插角，以免大管棚侵入隧道凈空斷面。（2）大管棚安裝好后，必須用噴射砼（厚10cm）對(duì)小導(dǎo)管附近的巖面進(jìn)行封閉，避免跑漿以確保注漿效果。（3）管孔注漿應(yīng)從下而上對(duì)稱注入，當(dāng)發(fā)生漏漿時(shí)，可錯(cuò)開一個(gè)

12、孔注漿，注漿完成后再反回上一孔注漿。（4）必須按設(shè)計(jì)要求控制好管棚的間距和長(zhǎng)度。（5）當(dāng)要求注雙液漿時(shí)，必須注意水玻璃的用量， 以確保注漿效果。雙液漿中水泥漿與水玻璃的比一般為1：0.5而注漿機(jī)兩個(gè)管口進(jìn)漿量是相同的，所以水玻璃一般先用水按1:1稀釋后再進(jìn)行注漿。（6）注漿異?，F(xiàn)象處理串漿時(shí)及時(shí)堵塞串漿孔。泵壓突然升高時(shí)，可能發(fā)生堵管，應(yīng)停機(jī)檢查。進(jìn)漿量很大，壓力長(zhǎng)時(shí)間不升高，應(yīng)重新調(diào)整砂濃度及配合比，縮短膠凝時(shí)間。4.2.7施工工藝流程圖：終孔加接鉆具給水鉆進(jìn)接鉆機(jī)、安裝鉆管及套管搭鉆機(jī)平臺(tái)、固定鉆機(jī)套拱施工測(cè)量放線、定孔位鉆機(jī)進(jìn)場(chǎng)、工作面處理鉆管進(jìn)入工地管棚鋼管加工循環(huán)4.3預(yù)注漿施工按設(shè)

13、計(jì)圖紙?zhí)峁┑某白{地段組織施工。施工時(shí)加強(qiáng)地質(zhì)驗(yàn)證，與設(shè)計(jì)不符時(shí)及時(shí)變更設(shè)計(jì)。超前預(yù)注漿施工方法：進(jìn)行前進(jìn)式分段注漿施工工藝時(shí)，即在施工中，實(shí)施鉆一段注一段，再清孔鉆一段、再注一段的鉆、注交替方式進(jìn)行鉆孔注漿施工。每次鉆孔注漿分段長(zhǎng)度根據(jù)圍巖情況定位13m。前進(jìn)式分段注漿采用止?jié){塞或孔口管法蘭盤進(jìn)行止?jié){。進(jìn)行后退式分段注漿施工時(shí)，在檢查合格的鉆孔中放入止?jié){塞及其它配套裝置，對(duì)一個(gè)注漿分段段長(zhǎng)進(jìn)行注漿施工，第一分段注漿完成后，后退一個(gè)分段長(zhǎng)度進(jìn)行第二分段注漿，如此往復(fù)，直到將整個(gè)注漿段完成。進(jìn)行后退式分段注漿施工，注漿分段長(zhǎng)度宜取0.6m2.5m。取全孔一次性注漿時(shí)，直接將注漿管路接在孔口管上

14、，在孔口處利用孔口管進(jìn)行全孔注漿施工。4.4水平旋噴水平旋噴樁施工：在通道頂部地層采用水平旋噴加固，施工前，調(diào)查探測(cè)地下管線，旋噴孔一定在管線下邊，防止損壞管線。受施工設(shè)備的施工高度限制，旋噴樁沿開挖斷面周邊布置，旋噴樁樁徑為800mm，間距600mm，采用三重管法施工。用MD-1X型水平鉆機(jī)鉆水平鉆孔，并一次鉆至開挖長(zhǎng)度，用水平高噴臺(tái)車一次施工成樁，旋噴水泥漿固結(jié)通道頂部淺埋軟弱地層，提高自穩(wěn)能力。隧道下半斷面周邊旋噴樁，可在該處站廳層土石方開挖后，開挖旋噴樁施工工作室，待該處旋噴樁施作完工后，回填工作室施作該段中板。旋噴旋轉(zhuǎn)速度為：1020r/min，水泥用量為：350kg/m。由于高噴臺(tái)

15、車較重，結(jié)構(gòu)中板底土石方開挖前必須施工旋噴樁；旋噴產(chǎn)生的廢漿用泥漿泵收接至地面處理。5、施工要求編制施工組織設(shè)計(jì)、施工工藝設(shè)計(jì)和工序質(zhì)量控制設(shè)計(jì)；編制作業(yè)指導(dǎo)書和操作規(guī)程；制訂安全、質(zhì)量保證及防治措施；組織技術(shù)交底和技術(shù)培訓(xùn)。所有作業(yè)人員必須持有效的考試合格證。操作人員經(jīng)培訓(xùn)、考核，可持證上崗。6、勞動(dòng)組織勞動(dòng)力組織方式：采用架子隊(duì)組織模式。施工人員用結(jié)合施工方案、機(jī)械、人員組合、工期要求進(jìn)行合理配置，其中施工負(fù)責(zé)、技術(shù)人員、專職安全員由企業(yè)正式職工擔(dān)任，并可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況適當(dāng)增加若干勞務(wù)工人。7、材料要求錨桿及錨固材料、鋼材、噴射混凝土等應(yīng)符合設(shè)計(jì)及施工規(guī)范要求。8、設(shè)備機(jī)具配置人員、空壓

16、機(jī)、風(fēng)鉆、送風(fēng)機(jī)、挖掘機(jī)、裝載機(jī)、自卸汽車、濕噴機(jī)等機(jī)械設(shè)備應(yīng)結(jié)合隧道開挖方法、工期要求進(jìn)行合理配置。配套的生產(chǎn)能力應(yīng)為均衡施工能力的1.21.5倍。9、質(zhì)量監(jiān)控及檢查（1）加強(qiáng)對(duì)技術(shù)及施工人員的培訓(xùn)，提高全體參建人員的安全、質(zhì)量意識(shí)。（2）嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)文件規(guī)定的施工方法進(jìn)行施工。（3）錨桿、噴射混凝土等應(yīng)符合相關(guān)的規(guī)范要求（4）管棚所用的鋼管原材料進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)必須符合規(guī)范要求（5）管棚所以鋼管品種、級(jí)別、規(guī)格和數(shù)量必須符合設(shè)計(jì)要求。檢驗(yàn)數(shù)量：施工單位、監(jiān)理單位全部檢查檢驗(yàn)方法：觀察、鋼尺檢查（6）管棚搭接長(zhǎng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。檢查數(shù)量：施工單位全部檢查，監(jiān)理單位每排抽查不得少于3根。檢查方法：觀察

17、、尺量（7）鉆孔的孔位、外插角、孔徑施工允許偏差和檢驗(yàn)方法應(yīng)符合下表規(guī)定。表：管棚施工允許偏差（mm）和檢驗(yàn)方法項(xiàng)目鉆孔外插角孔距孔深檢驗(yàn)數(shù)量檢驗(yàn)方法管棚115050施工單位全部檢查儀器測(cè)量、尺量10、安全及環(huán)保要求施工人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)必須佩戴安全帽。非工作人員不得進(jìn)入施工區(qū)域，以防止發(fā)生人身安全事故。應(yīng)注意用電安全，檢查電纜是否爛皮，防止因漏電引起安全隱患。非專業(yè)人員不得隨意接觸、使用機(jī)電設(shè)備。要保證充足的照明條件下進(jìn)行混凝土施工，漏水地段照明應(yīng)采用防水燈頭和燈罩。隧道在整個(gè)施工過(guò)程中，作業(yè)環(huán)境應(yīng)符合下列職業(yè)健康及安全標(biāo)準(zhǔn)：A空氣中氧氣含量，按體積計(jì)不得小于20%；B粉塵永許濃度，每立方空氣中含有10%以上的游離二氧化硅的粉