城東隧道左洞進口洞頂?shù)乇碜{方案

1、目 錄1. 工程概況 22. 地表注漿依據(jù) 23. 地表注漿方案 34. 施工組織及安排 35. 拱頂?shù)乇碜{施工方法及工藝 45.1. 拱頂?shù)乇碜{施工工藝 452注漿施工流程及要點 45.2.1. 施工準備 45.2.2. 搭設工作平臺 55.2.3. 拱頂?shù)乇碜{ 95.3. 拱頂?shù)乇碜{施工質(zhì)量控制 105.3.1. 基本要求 105.3.2. 實測項目 106. 拱頂?shù)乇碜{安全與環(huán)保措施 11城東隧道左線祖龍端拱頂?shù)乇碜{方案1. 工程概況城東隧道位于周寧縣城東，采用單向雙洞布置，為小凈距隧道，進口線間距11.5米， 出口線間距12.3米，洞門為削竹式洞門；主洞凈寬 11.5m,凈

2、高5.0m;其中左線隧道 起止樁號ZK65+763- ZK66+435長度672m 右線隧道起止樁號 YK65+760-YK66+425 長度665m隧道祖龍端進口位于低山地貌，山體植被發(fā)育，隧道洞頂以上為粉質(zhì)粘土， 作為拱頂土層基本無自穩(wěn)能力，隧道洞身為破碎狀中風化花崗巖，節(jié)理裂隙較為發(fā)育， 且左側東門水庫地表水可能滲入涌入隧道，隧道圍巖自穩(wěn)能力差。隧道左線祖龍端洞門明洞長13m采用16m長管棚超前支護進洞，采用環(huán)形開挖預 留核心土法開挖，進洞后采用超前小導管、超前錨桿支護；其進口段長管棚采用108*6mm 厚無縫鋼管，鋼管環(huán)向間距40cm外插角1-3。，管棚鋼管采用絲扣連接，采用 C30鋼

3、 筋混凝土套拱作為管棚導向墻，采用127鋼管作為導向鋼管固定在套拱內(nèi)。2. 地表注漿依據(jù)城東隧道左線祖龍端進口段為 V級圍巖偏壓淺埋段，位于該山體坡腳，地質(zhì)較為破 碎，為長時間雨水洗刷、剝蝕、搬運及土粒在重力作用下順著山坡逐漸移動形成的堆積 物，洞頂?shù)乇砀采w層比較薄，地表土體較為松散，在仰坡開挖后施工管棚鉆孔時出現(xiàn)嚴 重塌孔、卡鉆；考慮本隧道開挖跨度較大，如不采取加強措施，管棚無法繼續(xù)鉆進至設 計深度，如管棚不足以支承上部圍巖土體，開挖后較薄的覆蓋層極易引起坍塌，根據(jù)工 程設計變更會議紀要（編號：001），確定對左線祖龍端進口 K65+781K65+788段山 體進行拱頂?shù)乇碜{處理，具體參數(shù)

4、如下：注漿加固范圍為 ZK65+78ZK65+788長度7m 寬度15m地表注漿導管采用© 42 x 3.5mm超前小導管，注漿小導管為外徑42mm壁厚3.5mm 熱軋無縫鋼管，小導管長度從地表到隧道初支輪廓外線，具體長度現(xiàn)場確認。鋼管前端 呈尖錐狀，小導管底部2.0m范圍內(nèi)鉆壓漿孔，其他不設壓漿孔，導管梅花形布置，間 距1.4m*1.4m，垂直地表坡面打入土體，并壓注水泥漿液，漿液采用水泥單液漿，水泥漿水灰比：1: 1，注漿壓力：，采用分段間歇式注漿；注漿擴散半徑暫取0.70m,注漿土體孔隙率暫取0.4，具體經(jīng)現(xiàn)場實驗確認。3. 地表注漿方案城東隧道左線祖龍端邊仰坡及明洞已完成開挖

5、，已形成 1:0.75坡面，拱頂?shù)乇碜?漿擬采用滿堂支架法搭設施工作業(yè)平臺，于小里程側往大里程側逐排注漿，注漿采用 42 x 3.5mm超前小導管垂直于隧道開挖輪廓線打入土體，并壓注水泥漿液，水泥漿液向 周圍土體擴散，達到加固和板結土體的目的。 注漿范圍為K65+781K65+788豎向為斜 坡，平面長度7m平面寬度15m小導管梅花型布置，間距為 1.4m,小導管采用外徑 42mm壁厚3.5mm熱軋無縫鋼管，鋼管前端呈尖錐狀，小導管底部 2m范圍四周鉆8mm 壓漿孔，其他管段不設壓漿孔，鉆孔深度視管棚覆土深度實測確認。注漿孔布置見：城 東隧道左線祖龍端進口地表注漿平面布置圖。4. 施工組織及安

6、排城東隧道左線祖龍端拱頂?shù)乇碜{計劃 2016年5月20日開工，2016年6月15日 完工，施工組織人員安排見表 4-1，主要機械設備投入見表4-2。表4-1施工組織人員安排表序號工程項目計劃人員備注1管理2人負責施工的現(xiàn)場管理、工程質(zhì)量的管控2安全1人負責施工現(xiàn)場安全及環(huán)保3測量2人負責開注漿孔布置4質(zhì)檢1人負責施工現(xiàn)場施工質(zhì)量5滿堂支架6人負責滿堂支架搭設6鉆孔4人負責注漿孔的鉆進，配合注漿7注漿5人負責地表注漿8鋼材加工2人負責小導管加工、輔助支架搭設表4-2主要機械設備投入表序號設備名稱規(guī)格型號數(shù)量備注1地質(zhì)鉆機XY-2PC12注漿泵GJB323挖掘機CAT320B14空壓機20m32

7、隧道隊5. 拱頂?shù)乇碜{施工方法及工藝城東隧道左線祖龍端拱頂?shù)乇碜{采用XY-2PC地質(zhì)鉆機鉆孔，鉆進前先分別測量出孔位高程并計算出鉆孔深度，鉆孔方向垂直于隧道開挖輪廓線，間距為1.4mX 1.4m,梅花型布置，孔內(nèi)安裝42小導管，小導管底部2.0m長區(qū)段上鉆8mm的注漿孔，注漿 孔在鋼管斷面上成120°角，縱向間距10 cm,梅花型布置；漿液采用水泥單液 漿，水泥漿水灰比：1:1,注漿壓力：，采用分段間歇式，在導管內(nèi)注入水 泥漿，以進行隧道拱頂覆土固化。5.1.拱頂?shù)乇碜{施工工藝拱頂?shù)乇碜{施工工藝見圖5-1 o圖5-1 拱頂?shù)乇碜{施工工藝框圖5.2. 注漿施工流程及要點5.2

8、.1.施工準備標注注漿加固范圍在左洞加固范圍山體坡面上打設間距離2m的木樁圈定注漿范圍整理注漿地表清除注漿坡面上的妨礙注漿的雜物，清理中盡量不破壞地表植被，保持山體的自然 風貌。布置注漿點在地注漿坡面上按間距1.4m,進行注漿布點，布點按梅花型布置，并在各注漿點釘 設小木樁，注漿孔布置見：城東隧道左線祖龍端進口地表注漿平面布置圖。鉆孔角度及深度測量注漿范圍內(nèi)的各注漿點的坐標及高程，按比例繪制該斷面的橫斷面的 CAD剖面圖，確定注漿深度。注漿管采用© 42 x 3.5mm超前小導管，打入深度控制在管棚輪廓外 線，鉆孔角度，垂直于隧道開挖輪廓線進行鉆孔。5.2.2. 搭設工作平臺拱頂注漿

9、作業(yè)平臺采用48 x 3.5mm的鋼管沿邊仰坡逐層搭設，鋼管采用48*3.5mm 鋼管，鋼管、扣件、腳手板等材料質(zhì)量符合要求。材料選用采用外徑48mm壁厚3.5mm的鋼管。立桿和大橫桿的長度為 4-9米，小橫桿根據(jù) 現(xiàn)場搭設需求現(xiàn)場加工。有嚴重腐銹、彎曲、壓扁、損傷和裂紋的鋼管均一一剔除。所 采用的直角扣件、回轉扣件和對接扣件，必須為質(zhì)地良好、性能可靠的標準件，以防在 使用時出現(xiàn)開口、斷裂、滑絲等現(xiàn)象，鋼管數(shù)量充足、規(guī)格統(tǒng)一。工作平臺搭設注漿工作平臺搭設擬定采用落地式滿堂扣件式鋼管腳手架，所有腳手架立桿均采用：橫距1.2m,縱距1.2m，內(nèi)立桿距套拱距離b=0.35m,腳手架步距h=1.20m

10、,鋪設腳 手板層數(shù)1層，安全網(wǎng)1層。 腳手架的搭設尺寸立桿橫距1.2m；立桿縱距1.2m;步距1.2m；剪刀撐：水平間隔每4.8米拉設一道 剪刀撐，有底至頂連續(xù)設置豎向剪刀撐。 腳手架基礎1.2m位于套管外側巖土上腳手架基礎下墊槽鋼；位于套拱上腳手架基礎下墊鋼板，且就 近與套拱預埋鋼筋焊接；位于邊仰坡上腳手架基礎下墊鋼板且與就近打入邊仰坡鋼筋焊接；距離立桿底部350mm設置通長掃地桿，掃地桿按照縱橫方向設置，防止立桿 底端發(fā)生位移。 剪刀撐的設置剪刀撐是防止腳手架縱向變形的重要措施，每組剪刀撐，斜桿與地面夾角在45-60。之間，由底部至頂部隨腳手架的搭設連續(xù)設置，剪刀撐斜桿應與立桿和橫桿進行

11、連接，底部斜桿的下端置于墊板上，剪刀撐斜桿的接長，均采用搭接，搭接長度不小于 1.0m，設置2個旋轉扣件。 腳手架的搭設腳手架：檢查準備、材料配備f清理場地f縱向掃地桿f立桿f橫向掃地桿f橫桿 -剪刀撐一鋪腳手板一鋪安全平網(wǎng)。腳手架搭設見圖5-2腳手架搭設縱斷面圖、5-3腳手架搭設橫斷面圖。rpo圖5-2 腳手架搭設縱斷面圖I IPOI ?：) 九 I 衛(wèi):I 1HO LHO5-3腳手架搭設橫斷面圖支架力學驗算 計算依據(jù)建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范(JGJ130-2011);設計荷載：公路-I級； 最不利荷載位置計算綜合考慮拱頂?shù)乇碜{平臺搭設的結構形式，在ZK65+788斷面位置鉆孔

12、注漿時為最不利荷載位置，按注漿寬度15m計算，該位置長度為2.4 m該斷面面積為15X 2.4=36 卅。對該位置進行支架檢算：A、支架布置以1.2mX 1.2m布置考慮,鉆機重量為2.5T計則單位面積承重為：qi=2.5*9.8KN/ (15X 2.4 ) =0.68( KN/tf)由于鋼管布置為，貝U單根承載力為：0.68KN/ tfX 1.2 X 1.2=0.98(KN/根)(KN/tf)B腳手板等附屬構造荷載取 q2=0.3C扣件式鋼管支架自重（按9m高度計算）a、立桿自重（采用48x 3.5mm，鋼管單位重量為3.84kg/m ）q3i=0.0384KN/mX 9m=0.313（ K

13、N/根）b、托座q32=0.045KN/mX 1 個=0.045（ KN/根）c、橫桿自重q33=0.0384KN/mX 8 X 0.8=0.246（ KN/根）d、扣件自重直角扣件：q 34=0.0132KN/mX（ 8X 2+3）個=0.251（ KN/根）對接扣件：q 35=0.0184KN/mX 1 個=0.0184（ KN/根）所以扣件式鋼管支架自重：q3 =q31 + q 32+ q 33+ q 34+ q 35=0.313+0.045+0.246+0.251+0.184=1.039（KN/根）D施工活荷載（參照規(guī)范表中結構腳手架施工均布活荷載標準值，取3KN/m2）q4=3KN/

14、tfE、單根鋼管設計軸向力荷載組合：施工恒載：NGK=（qi+ q2）X 0.5 X 0.3+qa=（0.68+0.3 ） X 0.5 X 0.3+1.039=1.19（KN/根）活荷載:NQK= q4X 0.5 X 0.3=3 X 0.5 X 0.3=0.45（KN/根）軸向力：N =1.2 NGK+1.4NQK=1.2 X 1.19+1.4 X 0. 45=2.06（KN/根）F、鋼管支架的穩(wěn)定性檢算單根鋼管截面面積（考慮鋼管為舊管，按壁厚3mm計，另外乘以0.75折減系數(shù)）：A=423.9X 0.75=318mm2 回轉半徑：i=1.58cm，查表得© =0.412 ;則:N/

15、( ©X A) = 2060 /(0.412 X 318)=15.72MPaC 164Mpa其中，Q235鋼管容許應力為205MpX 80% =164 Mpa, 80%為舊管疲勞折減系數(shù)。 根據(jù)以上計算可知，鋼管立桿的穩(wěn)定性符合要求，安全系數(shù) 164/15.72=10.4 。G扣件受力分析對于底板及腹板位置鋼管均采用搭接控制標高，主要依靠扣件進行受力，現(xiàn)我部施 工的搭接全部采用三扣件搭接，現(xiàn)對扣件抗滑力進行驗算：從整體驗算結果可知：單根鋼管承載力為：2.48KN/根單個扣件受力為：2.48/3=0.83KN/個根據(jù)扣件式規(guī)范表中知：直角扣件、旋轉扣件(抗滑)承載力設計值 為8.0KN

16、，所以扣件抗滑符合要求，安全系數(shù)為：8/0.83=9.6。安裝地質(zhì)鉆機采用CAT320B空掘機吊裝XY-2PC型地質(zhì)鉆機，地質(zhì)鉆機水平移動采用滑道電動自 行，上下移動采用5t倒鏈。5.2.3. 拱頂?shù)乇碜{鉆孔在注漿點位鉆孔，鉆進設前調(diào)整好鉆入角度，鉆孔過程中經(jīng)常檢查鉆入角度，以防 偏孔。掃孔為保證注漿效果，地表注漿采用兩次掃孔分段注漿的方式。鉆孔完畢后，采用后退 式方式掃孔一遍，清孔完畢后，再將鉆桿插入孔底，重復掃孔一次即可。注漿管安裝注漿小導管采用外徑42mm壁厚3.5mm熱軋無縫鋼管加工制成，注漿管大樣見圖 5-4注漿管大樣圖。鋼管尾部焊上© 6鋼筋加勁箍，鋼管長根據(jù)現(xiàn)場實際情

17、況確定，前 端加工成錐形。小導管底部2m范圍內(nèi)四周鉆四排 © 8mm的注漿孔，其余管段不鉆孔， 作為注漿用導漿管。圖5-4注漿管大樣圖制漿注漿采用水泥單液漿，小導管注漿注漿參數(shù)如下：水泥漿水灰比：1:1注漿壓力：注漿參數(shù)應通過現(xiàn)場試驗按實際情況確定，注漿量按施工實際情況作相應調(diào)整；配 制時先在攪拌機內(nèi)放入定量清水進行攪拌，水泥漿邊拌邊用，停留時間不多于半小時以 內(nèi)，超過半小時，重新拌漿使用。注漿注漿方式采用分段間歇式注漿，開泵前旋轉壓力調(diào)節(jié)旋鈕將油壓調(diào)在要求的油壓刻 度上，隨注漿阻力的增大，泵壓隨之升高，當達到調(diào)定值時，會自動停機，不致于產(chǎn)生 超壓注漿的危險。注漿泵流量大小由注漿泵的

18、排量調(diào)節(jié)控制鈕和排量記錄儀加以控制。 注漿按從低至高的順序進行注漿。注漿過程時刻觀注注漿情況，觀察注漿地表的變化，并根據(jù)注漿情況調(diào)整注漿的漿 液濃度。5.3. 拱頂?shù)乇碜{施工質(zhì)量控制5.3.1. 基本要求鋼管的型號、規(guī)格、質(zhì)量等應符合規(guī)范要求。鉆孔角度與隧道開挖輪廓線垂直。小導管不侵入管棚鋼管的位置。5.3.2. 實測項目注漿管實測項目見表6-1注漿小導管實測項目。表6-1注漿小導管實測項目項次檢查項目規(guī)疋值或允許偏差檢查方法和頻率1長度(m)不小于設計尺量：檢查10%2孔位(mm)± 50尺量：檢查10%3鉆孔深度(mm)± 50尺量：檢查10%4孔徑(mm)大于桿體直徑+20尺量：檢查10%6.拱頂?shù)乇碜{安全與環(huán)保措施施工前對現(xiàn)場人員進行詳細技術、安全交底，重點強調(diào)施工平臺搭設的安全操作 規(guī)程及搭設的規(guī)范化；重點管控工作平臺安裝及鉆孔過程，全程施工施工人員必須戴安 全帽、系安全繩；鉆機固定牢固，防止機械滑下坡體傷及其他施工