支護施工作業(yè)指導書!翔安海底隧道

第五項超前支護施工作業(yè)指導書×××隧道×××支護作業(yè)隊：現(xiàn)就×××隧道“初期支護及超前支護”施工技術(shù)交底如下，請遵照執(zhí)行。本合同段隧道支護主要包括洞口邊仰坡防護、隧道初期支護、隧道超前支護。洞口邊仰坡防護采用Φ32預(yù)應(yīng)力中空錨桿、Φ25砂漿錨桿、φ6鋼筋網(wǎng)、C25噴射混凝土聯(lián)合防護。隧道初期支護見表4-1。隧道超前支護見表4-2。表4-2行車隧道超前支護一覽表序號超前支護結(jié)構(gòu)設(shè)計適用圍巖級別1洞口長管棚管棚入土深度40m，管棚鋼管采用Φ108×6mm熱軋無縫鋼管，環(huán)向間距40cm，接頭用長15cm的絲扣直接對口連接。外設(shè)Φ127孔口管，注漿后以30號砂漿填充。洞口Ⅴ級圍巖2超前小管棚采用10m及4m長兩種形式，長短結(jié)合，每兩排長導管之間設(shè)置2排短導管，形成雙層小導管棚超前支護。長導管采用外徑38mm自進式錨桿，壁厚8mm外插角10°，環(huán)向間距60cm。短導管采用外徑42mm，壁厚3.5mm熱軋無縫鋼管，環(huán)向間距40cm，外插角10°。注漿采用純水泥漿。陸域和海底風化深槽全風化花崗巖Ⅴ級圍巖3采用10m及4m長兩種形式，長短結(jié)合，每兩排長導管之間設(shè)置2排短導管，形成雙層小導管棚超前支護。長導管采用外徑50mm熱軋無縫鋼管，壁厚4mm外插角15°，環(huán)向間距60cm。短導管采用外徑42mm，壁厚3.5mm熱軋無縫鋼管，環(huán)向間距40cm，外插角15°。注漿采用超細水泥漿。淺灘全風化花崗巖Ⅴ級圍巖4超前小導管采用外徑42mm，壁厚3.5mm熱軋無縫鋼管，長450cm，環(huán)向間距40cm，外插角10°。注漿用純水泥漿。Ⅳ～Ⅴ級圍巖地段5超前錨桿采用20MnSiΦ22藥卷錨桿，環(huán)向間距40cm，外插角5～10°Ⅳ級圍巖地下水較貧乏的地段及巖脈地段6全斷面(帷幕)超前預(yù)注漿采用孔口管注漿，鉆孔長10～30m，孔口管直徑76mm，壁厚4mm，長4m～10m熱軋無縫鋼管。注漿采用超細水泥漿。Ⅳ、Ⅴ級圍巖的風化深槽地段七、洞口長管棚超前支護行車隧道洞口段采用40m注漿長管棚進行超前支護，長管棚為φ108熱扎無縫鋼管，壁厚6mm，節(jié)長3m、6m，環(huán)向間距40cm，并采用C30鋼筋混凝土套拱作為長管棚的導向墻，套拱在明洞外輪廓線以外施作，如圖4-5。圖4-5主洞長管棚超前支護示意圖明洞土石方開挖在YK6+609～YK6+619段預(yù)留核心土，核心土分兩層，以管棚機施工方便為準。詳見下圖。在原設(shè)計管棚套拱位置，用挖掘機把套拱拱腳挖出來，立模綁扎鋼筋，拱部按設(shè)計的管棚位置、角度預(yù)埋φ127定位鋼管，根據(jù)管棚的長度預(yù)留上抬量，40m管棚預(yù)留上抬量15～30cm，防止侵入隧道斷面，澆筑套拱混凝土。待套拱砼達到一定強度后，在套拱外按1m間距布置三榀鋼拱架，作為管棚機鉆桿支架（見下圖）1、長管棚施工流程長管在現(xiàn)場加工制作，汽車運輸?shù)焦ぷ髅妫婚L管棚采用管棚鉆機施工，利用套管(長管)跟進的方法鉆進、長管安裝一次完成；利用專用高壓注漿泵注漿。長管棚施工工藝流程見《施工工藝框圖<長管棚施工工藝框圖>》。2、施工要點①施工準備現(xiàn)場制作鋼花管，鋼管上按設(shè)計要求鉆孔，孔徑為8mm，梅花狀布置，孔間距為15cm。鋼管節(jié)長分為3m、6m兩種，節(jié)間采用絲扣聯(lián)接，絲扣長15cm，并進行編號，編號為奇數(shù)的第一節(jié)管采用3m鋼管，編號為偶數(shù)的第一節(jié)管采用6m鋼管。長管作為套管，在第一節(jié)鋼管上焊接套管跟進環(huán)套。注漿采用純水泥漿液。水泥進場后，進行相關(guān)試驗，進行注漿參數(shù)設(shè)計，并進行類比試驗。鋼管采用M30水泥砂漿充填，施工準備期間同時進行M30水泥砂漿配合比設(shè)計，為施工做好準備。②孔口定位嚴格按設(shè)計要求測量定位，準確定出長管棚管孔位置，并用油漆標示明確。③鉆孔、打鋼管施工順序：首先打有孔鋼花管(奇數(shù)編號)，注漿后再打無孔鋼管(偶數(shù)編號)。每鉆完一孔便頂進一根鋼管。管棚鉆機就位，依次安裝鉆桿、套管及鉆孔系統(tǒng)，鉆孔系統(tǒng)包括：導向鉆頭、環(huán)形套管鉆頭、套管跟進環(huán)套。套管跟進工作原理：套管跟進套環(huán)焊接到第一個鉆孔套管上。環(huán)形套管鉆頭用鎖定鋼絲鎖定在跟進套環(huán)上，且當套環(huán)和套管保持靜止時，環(huán)形鉆頭可以轉(zhuǎn)動。這一特點可以確保安全解鎖和重新將環(huán)形鉆頭鎖定在導向鉆頭上。采用標準的連接將導向鉆頭安裝在鉆桿上。鉆孔時導向鉆頭自動與環(huán)形鉆頭鎖定在一起。鉆孔達到設(shè)計孔深后，反方向輕輕轉(zhuǎn)動鉆桿，將導向鉆頭與環(huán)形鉆頭分開。鉆進過程中，前一節(jié)管外露30cm～40cm時，接長鉆桿和套管，鉆進直至達到設(shè)計長度，完成一根管的鉆進施工，退出導向鉆頭及鉆桿，進入下一根管施工。鋼管接頭采用絲扣連接，絲扣長15cm。為使鋼管接頭錯開，編號為奇數(shù)的第一接管采用3m鋼管，編號為偶數(shù)的第一接管采用6m鋼管，以后每節(jié)均采用6m鋼管。鉆進全程采用測斜儀控制鉆進傾斜度，發(fā)現(xiàn)偏斜超過設(shè)計要求，及時糾正。④注漿漿液在拌合機拌制，采用分段注漿形式，灌注漿液為純水泥漿。水泥漿水灰比1：1～1：1.5；注漿壓力：0.7～1.0MPa。利用專用高壓注漿泵劈裂注漿施工。長管棚劈裂注漿參數(shù)見表4-5。表4-5長管棚劈裂注漿參數(shù)表序號項目設(shè)計參數(shù)1灌漿漿液純水泥漿2注漿參數(shù)水泥漿水灰比：1:1～1:1.5注漿壓力0.7～1.0MPa3注漿參數(shù)修正進行注漿現(xiàn)場試驗，注漿完成后，及時清理管內(nèi)漿液，利用M30水泥砂漿緊密充填，以增強管棚的剛度和強度。⑤注漿效果檢查有孔管注漿施工完成后，進行無孔管施工，利用無孔管作為檢查管，檢查注漿質(zhì)量。八、超前注漿小導管超前注漿小導管用于Ⅳ～Ⅴ級圍巖地段。超前小導管采用長4m，外徑42mm、壁厚3.5mm熱無縫鋼管制作。1、超前小導管施工工藝流程現(xiàn)場加工小鋼管，噴射砼封閉巖面，鉆孔臺車鉆孔并用鉆孔臺車的頂推力將超前小導管打入巖層，測斜儀控制鉆孔角度，注漿泵壓注水泥漿。超前小導管施工工藝流程見《施工工藝框圖<超前小導管施工工藝框圖>》。2、小導管加工小導管為外徑φ42mm鋼花管，鋼管前端呈尖錐狀、尾部爆上φ6mm加勁環(huán)箍，管壁四周按20～30cm間距鉆φ8mm壓漿孔，梅花形布置，但尾部1m不設(shè)壓漿孔。小導管的加工如圖4-6所示。圖4-6小導管加工示意圖3、小導管注漿（1）地質(zhì)調(diào)查:施工前的地質(zhì)調(diào)查或地質(zhì)超前預(yù)報對小導管注漿參數(shù)的確定和效果起重要作用。對圍巖應(yīng)重視調(diào)查其結(jié)構(gòu)特征外，還應(yīng)查明圍巖強度、膠結(jié)程度、顆粒成分、空隙軍和力學物理性能：當圍巖分層時應(yīng)查清互層狀況，軟硬層次、厚薄組合等情況，以便確定注漿方案。（2）注漿參數(shù):采用分段注漿形式，采用純水泥漿液，水泥漿水灰比1：1～1：1.5；注漿壓力：0.5～1.0MPa。注漿前先進行注漿現(xiàn)場試驗，注漿參數(shù)通過現(xiàn)場試驗按實際情況確定。（3）注漿量：小導管的注漿范圍以相互重疊為原則，注漿量計算：Q=πR2Lη。式中R—漿液擴散半徑，0.2m；L—小導管長度，取4m；η—巖體孔隙率。水泥漿液注漿進漿量很大，壓力長時間不升高，則應(yīng)調(diào)整漿液濃度及配合比，縮短凝膠時間，進行小量低壓力注漿或間歇式注漿，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。4、施工要點①布孔：根據(jù)小導管的施工設(shè)計和開挖斷面的中線，沿拱頂外輪廓線中心高程和支距進行布孔放樣，并以插釬作為標記控制小導管的間距。②成孔：首先架設(shè)方向架，確定打孔方向、位置和仰角，采用風槍打眼成孔，鉆孔方向要求順直，不得彎曲和塌孔等。鋼管與隧道軸線平行以10o仰角打入拱部圍巖，鋼管環(huán)向間距40cm。③插管：安設(shè)小導管時要求對準管孔的方向和角度，必要時使液壓或風動推進器將導管推入，并力求導管尾端在同一剖面且外露長度以30cm為宜。④封口：噴混凝土5-8cm厚度，對管尾周圍加強封閉。⑤每打完一排小導管注漿后，開挖拱部及施作徑向系統(tǒng)錨桿、鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土并架設(shè)鋼拱架，初期支護。完成后，在設(shè)計位置再打下一排鋼管并注漿，每排之間搭接長度須大于1.0m。如圖4-7所示。圖4-7超前小導管示意圖九、超前砂漿錨桿超前錨桿用于Ⅳ級圍巖地下水較貧乏地段及巖脈地段，設(shè)計上超前錨桿采用20MnSiφ22砂漿錨桿，錨桿環(huán)向距40cm，外傾角8°～10°，如圖4-8所示。圖4-8超前砂漿錨桿示意圖超前錨桿施工工藝流程見《施工工藝框圖<超前錨桿施工工藝框圖>》。十、超前小管棚超前小管棚按隧道地段的不同采用不同模式，超前小管棚(a)用于陸域和海底風化深槽全風化花崗巖Ⅴ級圍巖地段，采用10m超前自進式錨桿和4m鋼花管組合形式，注水泥漿液。超前小管棚(b)用于淺灘全風化花崗巖Ⅴ級圍巖地段，采用10m和4m兩種超前鋼花管組合形式，注水泥漿液和超細水泥。1、超前小管棚(a)行車隧道超前小管棚采用(a)，采用10m及4m長兩種形式，長短結(jié)合，每2排長導管之間設(shè)置2排短導管，形成雙層小管棚超前支護。10m長導管采用Φ38自進式錨桿，壁厚8mm，鋼管與隧道軸線平行并以10°仰角打入拱部圍巖，鋼管環(huán)向間距60cm。4m短導管采用外徑為42mm、壁厚3.5mm熱軋無縫鋼管，鋼管前端呈尖錐狀，尾部焊上φ6加勁箍，管壁四周鉆8mm壓漿孔。尾部1m不設(shè)壓漿孔，短導管與隧道軸線平行并以10°仰角打入拱部圍巖，鋼管環(huán)向間距40cm。超前小管棚(a)布置見圖4-9。圖4-9超前小管棚(a)示意圖自進式錨桿在專業(yè)廠家購買，機械運輸，錨桿鉆機或鉆孔臺車鉆孔，液壓平臺輔助人工安裝，專用高壓注漿泵注漿。注漿采用純水泥漿：水泥漿水灰比：1:1.5～1:2；注漿壓力0.5～1.0MPa，施工過程中注漿材料及參數(shù)根據(jù)試驗、注漿效果檢查適當進行調(diào)整。2、超前小管棚(b)超前小管棚(b)：行車隧道超前小管棚(b)采用10m及4m長兩種形式，長短結(jié)合，每2排長導管之間設(shè)置2排短導管，形成雙層小管棚超前支護。10m長導管采用Φ50壁厚4.0mm熱軋無縫鋼管和4m短導管L=4.0m長外徑為42mm、壁厚3.5mm熱軋無縫鋼管，鋼管前端呈尖錐狀，尾部焊上φ8加勁箍，管壁四周鉆8mm壓漿孔。尾部1m不設(shè)壓漿孔，超前長導管施工時，鋼管與隧道軸線平行并以15°仰角打入拱部圍巖，長導管環(huán)向間距60cm，短導管鋼管環(huán)向間距40cm。每打完一排鋼管注漿后及時開挖拱部及施作徑向系統(tǒng)錨桿、鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土并架設(shè)鋼拱架，初期支護完成后，在下一設(shè)計位置再打另一排鋼管注漿。超前小管棚(b)布置見圖4-10。圖4-10超前小導管(b)示意圖在鋼架上沿隧道開挖輪廓線縱向鉆設(shè)管棚孔，其外插角以不侵入隧道開挖輪廓線，越小越好。孔深以設(shè)計圖為準，孔徑比管棚鋼管直徑大20～30mm。鉆孔順序由高孔位向低孔位進行。具體施工工藝和方法見《3.2.2.超前小導管》。采用分段注漿形式，一般都采用純水泥漿液，特殊地段可采用超細水泥。超前小管棚注漿采用超細水泥漿液，注漿參數(shù)如下：水灰比1:1～1:1.5；注漿壓力0.5～1.5MPa。超前小管棚短導管注漿采用純水泥漿液，注漿參數(shù)如下：水灰比1:1.5～1:2；注漿壓力0.5～1.0MPa。注漿前應(yīng)先進行注漿現(xiàn)場試驗，注漿參數(shù)通過現(xiàn)場試驗按實際情況確定。3、超細水泥漿液注漿材料性能：超細水泥注漿材料(簡稱MC)既具有化學漿液良好的可注性，又具有水泥漿液的力學性能，同時對人和環(huán)境無污染，被稱為新型綠色環(huán)保建材。超細水泥的主要性能見表4-6。表4-6超細水泥的主要性能表序號項目指標適用條件1平均粒徑4μm粉細砂層和黏土層等可注性碴的地層。2最大粒徑＜12μm3比表面積＞8000cm2/kg4滲透系數(shù)10-3～10-4cm/s5最小巖土裂隙0.005mm超細水泥漿液的注漿工藝：由于超細水泥漿液中固體顆粒分散性很高，沉淀分離性小，有助于防止管路的堵塞和設(shè)備磨損。灌注超細水泥不需要采用特殊的注漿設(shè)備和方法，凡適用于壓力注漿的的設(shè)備都適用于超細水泥注漿作業(yè)。其灌注方法也同于普通壓力注漿。先注入超細水泥漿，