超前小导管预支护作业指导书

中铁十二局集团有限公司待功高速超前小导管预支护作业指导书1中铁十二局集团有限公司云南待功高速公路超前小导管预支护施工编制复核审核中铁十二局集团有限公司云南待功高速公路土建第三合同段项目经理部二○一三年七月中铁十二局集团有限公司待功高速超前小导管预支护作业指导书1超前小导管预支护作业指导书一、编制依据1）《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）2）《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004）3）《公路隧道施工技术规范》（JTGF60－2009）4）《公路隧道设计细则》（JTG/TD70－2010）5）《公路隧道施工技术细则》（JTG/TD60－2009）6）云南省交通规划设计院《施工图设计》（第四册）二、适用范围适用于云南待功高速土建第三合同段隧道Ⅳ、Ⅴ级围岩拱部超前小导管注浆预支护及Ⅳ级围岩（硬岩）拱部超前注浆锚杆预支护。三、工艺原理及特点3.1基本原理小导管超前注浆的基本原理是在工作面周边按一定角度将小导管打（钻、压）入地层中，借助注浆泵的压力，使浆液通过小导管渗透，扩散到地层孔隙或裂隙中，以改善土体物理力学性能，这样既可止水又可在工作面周围成一个承载壳——地层自承拱，同时管体又可起到超前锚杆的作用，从而达到增加土体的自稳时间、提高开挖面地层自稳能力、限制地层松弛变形的目的。小导管超前注浆固结原理可归纳为以下两种：①渗入性注浆，对于具有一定孔隙或裂隙受扰动或破坏的围岩，在注浆压力作用下，浆液克服流动的各种阻力，渗入围岩的孔隙或裂隙中，达到地层加固的目的。②劈裂、压密注浆，对于致密的土质地层，在较高的浆液压力作用下，裂隙被挤开，使浆液得以渗入，形成脉状水泥浆脉，浆液在围岩分布形成以钢管为主干的树枝，凝固后的浆液挟持、网罩被压密的土体，起到固结作用。3.2工艺特点①形成了管棚与固结联合的超前支护体系，提高岩体自身的稳定性，抑制围岩松中铁十二局集团有限公司待功高速超前小导管预支护作业指导书2弛变形，增强了施工的安全性。②加固效果稳妥可靠，注浆质量易于控制。③采用超前支护手段，通过调整凝固时间，可大大缩短暗挖工序时间。④采用常用小型机械施作，无需配备专用设备，工艺操作简便，一般工地都可掌握。四、设计参数4.1超前小导管规格：φ42热轧钢花管，壁厚4mm。4.2小导管环向间距30cm，每环45根，每根长4.5m。4.3倾角：外插角普通地段一般为5°～15°。4.4纵向间距：超前小导管长度4.5m，纵向间距3m，搭接长度1.4m；纵向间距3.2m，搭接长度1.2m。4.5注浆材料：一般采用水泥砂浆（水灰比0.5～1）；当围岩破碎，岩体止浆效果不好时，可采用水泥-水玻璃双液浆。五、施工工艺及操作要求检查点一小导管施工工艺流程图布设孔位钻孔安装小导管压注浆液封堵孔口注浆量计算配制浆液原材料进场播小导管制作原材料自检孔位布置自检钻孔自检注浆自检检查点二检查点三检查点五超前小导管检查记录表小导管安装自检检查点四测量放样中铁十二局集团有限公司待功高速超前小导管预支护作业指导书35.1准备工作①熟悉设计图纸，由测量队准确地进行开挖轮廓放线。②制作小导管小导管采用外径φ42mm，壁厚4mm的热轧无缝钢管，钢管前端作成尖锥状，尾部焊接φ8加筋箍，以防打设小导管时端部开裂,影响注浆管联接,尾部长度不小于100cm，作为不钻孔的止浆段。管壁四周钻四排φ8mm孔，孔间距7.5～15㎝，呈梅花型布置，小导管大样如下图：5.2钻孔、安装小导管①测量放样，在设计孔位标标记。②钻孔需沿隧道纵向开挖轮廓线向外以10°外插角钻孔，钻孔深度为4.5m，钻孔完毕将小导管沿孔打入。如遇地层松软，也可用游锤或手持风钻直接打入。③与支撑结构的连接一般有三种方法：一是对于型钢钢架，首先在拱架腹板中央开孔，钻孔和安装均通过该孔，安装后末端同钢架焊固；二是在钢架（型钢或格栅）顶部钻孔、安装后末端焊固在钢架上；三是将末端用短筋环向焊固相连，以增强共同支护作用。5.3密封小导管打入后，将注浆泵的高压胶管与管口联通，并且用棉纱等将管口处的缝隙中铁十二局集团有限公司待功高速超前小导管预支护作业指导书4塞紧，以保证注浆时不至于渗漏浆液。管路接通后先要压水检查密封性，达到要求后方可注浆。5.4注浆注浆顺序由下向上进行，浆液可用拌合机拌制，水泥浆水灰比为0.5：1。考虑到注浆后需尽快开挖，注浆宜用普通水泥或早强水泥，拌浆时可按试验室要求适量掺加减水剂，注浆压力控制在0.5～1Mpa之间。注浆过程中出现以下异常现象的处理方法：①串浆，即浆液从其它孔流出的现象。发生串浆时，应将串浆孔及时堵塞，轮到该管注浆时，再拔下堵塞物，用铁丝或钢筋将管内杂物清除，并用高压风或水冲洗（拔塞后向外流浆的注浆管不必进行此工序），然后再注浆。②注浆时压力突然升高，则可能发生堵管，应停机检查。当堵管时，要敲打或滚动以疏通注浆管，无法疏通时要补管。③注浆过程中出现进浆量很大，压力长时间不升高的现象，则应调整浆液浓度及配合比，缩短凝胶时间，进行小泵量低压力注浆或间歇式注浆，使浆液在裂隙中有相对停留时间，以便凝胶。六、劳力组织及生产要素配置6.1劳动力组织劳动力组织表表6.1序号人员人数责任范围1工班长1负责工班的组织指挥2安全员1全权负责本班安全工作3电工1负责本工班照明、用电等4钻孔工10负责钻孔、安管5注浆工6负责注浆及封闭开挖面工作6.2.施工设备施工机具表表6.2中铁十二局集团有限公司待功高速超前小导管预支护作业指导书5序号名称规格型号单位数量备注1空压机20m3台22风枪TY28台103注浆泵台14拌合机台15注浆嘴个16浆液桶个17胶管m20七、注意事项①严格控制小导管施作角度。小导管应在开挖轮廓线上按设计位置及角度打入，外插角一般为50～150，若用于塌方处理，以注浆固结塌体形成人工护顶时，其倾角宜为300。双层小导管其中一层角度为450。角度误差不得大于2°（角度用地质罗盘仪检查），超过允许误差时，应在距离偏大的孔间补管、注浆。小导管角度过小易引起下个循环开挖不到位，引起掌子面掉块或坍塌；施作角度过大，易引起超挖。②严格控制小导管环向间距。超前小钢管施作的环向间距过大易引起支护不住上部松散围岩，从两管棚的孔隙间掉块。③严格控制小导管打入长度及纵向搭接长度。钢管实际打入长度不得短于平均打入长度5cm，纵向两排锚杆（钢管）的水平投影应有不小于100cm的搭接长度。纵向长度及搭接长度与开挖循环进尺不匹配会导致导管（锚杆）工序施工过频，增加循环作业时间。④做好钻孔记录：检查钻孔、打管质量时，应画出草图，对孔位编号，逐孔、逐根检查并认真记录。⑤做好注浆记录：注浆过程中,要逐管填写记录，标明注浆压力、注浆量，发生情况及时处理。⑥做好固结效果记录：固结效果检查宜在搭接范围内进行，主要检查注浆量偏少和有怀疑的钢管，要认真填写检查记录，通过钻孔检查厚度，小于30cm时，应补管、注浆。⑦确保注浆效果：开挖过程中，要随时观察注浆效果，分析量测数据，发现问题后必须停工处理。中铁十二局集团有限公司待功高速超前小导管预支护作业指导书6八、安全措施8.1全员安全意识教育。8.2针对小导管注浆施工特点和要求，参照有关安全规则制订安全规章制度。8.3加强对围岩进行动态监控量测，实行信息化管理，科学地组织施工。8.4钢管内注浆时，操作人员应戴口罩、眼镜和胶手套。8.5要有良好的照明条件。中铁十二局集团有限公司待功高速超前小导管预支护作业指导书7