隧道注浆施工方案Word格式.docx
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DK164+518
518
112
252
154
5
线毛岭隧道
DK165+358
DK167+020
1662
402
858
2、编制依据
2.1、国家相关法律、法规和铁道部相关规章制度，国家、铁道部颁发的现行规范、规程、验标等各项技术标准和有关的法律、法规。
2.2、沪昆铁路客运专线湖南有限责任公司提供的由铁道第三勘察设计院集团有限公司设计图纸、设计文件和设计资料。
2.3、《铁路混凝土工程施工技术指南》（TZ210-2005）；
2.4、《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》（铁建设[2005]160号）；
2.5、《铁路工程设计防火规范》（TB10063-2007J774-2008）；
2.6、《铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南》（TZ231-2007）；
2.7、施工前期踏勘、调查、采集和咨询所获取的资料。
2.8、施工拥有的科技工法成果和现有的企业管理水平，劳力、设备技术能力，以及在同类铁路施工中所积累的丰富
3.场地布置
3.1通讯
当地通讯条件较好，对外联系采用程控电话和移动电话，保证指挥和联络的通畅。
3.2用电
隧道施工用电采用从地方10KV电源接入供电，由当地电业部门在隧道口安装2台800KVA变压器。
施工队自备400KW发电机两台。
电力线路尽量做到永临结合，确保工程顺利进行.工地用电配有值班室、配电房、变压器房。
其结构采用砖墙预制板屋顶。
隧道动力供电采用三相五线制，动力用Φ150mm2铝芯线，零线和接地采用Φ50mm2铝芯线。
洞内配电箱每90m设一个，作业面和配电箱之间根据用电的负荷情况，用不同规格电缆连接；
每个配电箱都设有漏电保护开关。
每个作业台车都设有独立配电箱。
台车本身电路采用固定电缆和固定插座、闸刀相连来满足需要。
作业面照明电压作业地段不宜大于36V，隧道内所有设备均采用防爆设备。
3.3临时用水
隧道进出口在旱季时地表水较少,故需要在每个隧道作业洞口适当的位置修建一个100m³
的蓄水池，可直接抽取，另外在隧道进口洞顶45m高差处修建一座100m3高山水池，以保证施工用水。
为保证及满足施工用水的需要，在泵房安装高压水泵2台（1台备用），若工作泵发生故障，备用泵立即启用。
高压水管选用直径为Φ100mm钢管直接进洞，安装在高压风管上部。
生活用水直接在当地居民饮用水池引入。
3.4施工通风
根据隧道作业所需风量，配置电动空压机组成空压机站集中供风，每个隧道作业面配置7台20m3/min空压机组成两个空压机站。
供风管采用φ150mm供风钢管，管道安装高度为路面上450mm。
空压机房采用磷镁活动板房，配备值班室。
同时设60m3水池2座供空压机循环冷却用水。
为储存风量，缓解风压损失，在主管线上隔段增设风包，在管线最低和末端处加设油水分离器，经常排放高压风管和风包中的积水油污，保证供风质量。
3.5施工通风、防尘
为保证是施工安全，必须随时保证通风，每个隧道配备两台110KW风机保证隧道通风需求，防尘采用机械通风、湿式凿岩、喷雾洒水、个人防护等措施。
3.6临时设施
3.6.1施工便道
靠近原有公路和乡村公路。
施工便道前期以借用当地村村通水泥砼道路为主，并通过扩建乡村便道以满足施工运输需要。
3.6.2办公、生活场地
处设1个施工生活场地，活区及生产区房屋自建彩钢和磷镁活动板房。
3.6.3生产场地
场地按照便于管理、集中就近、一次规划、分步实施的原则布设，共需修建机械维修间、材料库、变压器房、发电机房、钢筋加工棚、拌和站、空压机房等。
3.6.4每个隧道作业面主要临时工程和临时设施数量汇总
名称
单位
数量
备注
生产办公生活房屋
m2
1000
彩钢活动板、磷镁板房
施工污水处理池
座
供水管道
公里
0.5
Ф100钢管（洞外）
混凝土拌和站
炸药库房
（临时炸药加工房）
6
变压器
台
800KVA
3.6.5每处隧道主要机械设备统计表
设备
型号
规格
国别
产地
制造
年份
额定功率
（KW）
生产
能力
挖掘机
320
小松
2009年
175
1.03m3
砼运输罐车
FHM6250
陕西
213
6m3
侧翻装载机
ZLC50G
夏工
164
3m3
发电设备
JFK100-400
重庆
120-400
电动空压机
DVY20
咸阳
20m3/min
超前地质预报钻孔设备
TGP206
北京
7
隧道监控设备
TMIGS
8
整体式隧道衬砌台车
68t/12m
广东
2010年
27.5Kw
12m全液压
9
隧道通风机
TZ63-12.5
天津
110
1800m3/min
10
管棚钻机
TDL100N
河北
2010
120-70米
11
多功能隧道作业台车
T-15
钻孔深度5.2m
12
自卸汽车
红岩金刚
232
20T
13
气腿式凿岩机
7655
沈阳
66.7J
14
混凝土输送泵
HBT60C
武汉
75Kw
60m3/h
15
湿式喷射机
TK-961
10m3/h
16
砂浆拌和机
HJ250
山东
250L
17
广州
18
风镐
G10A
19
风钻
YT-28
20
天水
4、施工准备
4.1、导线控制点、水平基点已布设，轴线放样和标高测量满足施工要求。
4.2、供电、供水、供风及排水等辅助作业能满足施工需要。
4.3、对施工队伍进行技术交底。
4.4、根据现场施工组织情况，在施工前将所需材料提前运送至现场，所有进场材料均应经过试验室检验，并满足招投标文件对原材料各项指标的要求。
5、施工方案
隧道超前支护措施设以下四种：
Φ108大管棚：
隧道洞口段V级围岩，长度20m-40m；
超前中管棚，Φ89热轧无缝钢管，管长13米，外插角3-5度，水泥砂浆封孔；
Φ42双层超前小导管：
每环长度4.5m；
Φ42单层超前小导管，每环长度3.5-4.0m。
超前支护措施表
项目
主要作用
主要设计参数
适用条件
超前长管棚
加固周边一定范围围岩，与钢架、超前小导管组合成预支护系统，防止洞口软弱围岩坍塌，创造进洞条件。
Φ108热轧无缝钢管，长度不大于40米，外插角1-3度，水泥砂浆封孔。
洞口V级及以下围岩，无自稳能力，或洞口段地表有重要建筑物。
超前中管棚
加固周边一定范围围岩，与钢架、超前小导管组合成预支护系统，防止洞口软弱围岩坍塌，下沉或松弛。
Φ89热轧无缝钢管，管长13米，外插角3-5度，水泥砂浆封孔。
V级围岩浅埋段，IV级围岩偏压段，下穿房屋基础段，自稳力极差地段。
超前双层小导管
加固周边一定范围围岩，与钢架、超前小导管组合成预支护系统，控制软弱围岩形变
Φ42热轧无缝钢管，管长4.5米，外插角5-10度和40度，交错布置，搭接长度不小于1.5米，压注水泥浆液。
一般超前小导管
Φ42热轧无缝钢管，管长3.5或4.0米，外插角10-15度搭接长度不小于1.5米，压注水泥浆液。
IV，V，VI级围岩地段
5.1、超前大管棚
施工顺序：
施作砼套拱→钻机就位→钻孔→扫孔→插入钢管→孔口密封处理→喷砼封闭→管棚钢管注浆→开挖及支护→进入开挖支护循环
5.1.1大管棚参数
5.1.1.1钢管规格：
Φ108×
6mm无缝钢管；
5.1.1.2钢管环向间距：
40cm；
5.1.1.3管棚分段安装,每段长4～6米,两段之间丝扣连接；
5.1.1.4导管上钻注浆孔，呈梅花型布置，导管尾部留有不钻孔的止浆段3.0米；
5.1.1.5钻孔的外插角：
2度；
5.1.1.6注浆材料：
采用M20水泥砂浆，注浆压力为1～2Mpa；
5.1.1.7与管棚配合使用的钢架采用二榀Ⅰ22a型钢钢拱架，间距50cm；
5.1.2大管棚施工工艺
超前大管棚施工工艺流程见下图“超前大管棚施工工艺流程图”。
超前大管棚施工工艺流程图
5.1.3套拱施工
待洞口边仰披开挖，支护到明洞初砌外轮廓线时，预留核心土，测量人员在坡面上定出中线拱顶高度，套拱位置线，横向十字线，然后开挖两侧套拱位置的土体，边开挖边支护至边墙底高度以后，浆砌套拱基础，施做完后在明暗洞交界处架立两榀Ⅰ22a型钢钢拱架，间距50cm，每榀钢架用拉杆拉紧，防止倾倒，必要时在拱顶拱腰坡面上两侧打锚杆，将最前面一榀拱架焊在锚杆上拉紧，套拱在明洞外廓线以外，紧贴掌子面施作。
在钢支撑上以设计大管棚间距安装Φ140mm，长1m的孔口导向钢管，必须用仪器仔细精确无误地检查其中线，方面与水平，确保导向良好，与管棚位置方向一至，用水泥纸或其他东西将孔口管封堵，防止浆液流入将孔口管堵塞，人工立模挡头板用钢筋拉杆拉紧，外模用铁线拉在衬砌拱架上，拱腰以下要用斜掌支于侧面上，完后浇注100cm厚的C20砼包裹钢支撑和导向管。
套拱完成后，喷射C20砼10cm厚封闭周围仰坡面，作为注浆时的止浆墙。
见下图“管棚套拱安装图”。
5.1.4导管加工
加工4米和6米两种规格的管；
为使钢管对接，钢管两端分别加工成公、母丝扣，丝扣长15cm,丝扣牙距5mm，管壁加工间距为15×
15cm的φ10～16mm注浆孔，梅花型布置，以利于浆液通过管壁孔扩散到地层中。
安装同孔导管时将4米管和6米管间隔装入孔中，相临两孔丝扣连接处相互错开。
导管内插加劲钢筋笼，主筋4根，直径16mm，固定环采用Φ42热轧无缝钢管制作，每段长4cm，间距150cm，与主筋之间焊接。
见下图“管棚导管构造图”。
5.1.5测定孔位
用全站仪精确测定钻孔孔位，并用红油漆标注在掌子面上。
5.1.6导向管的安装
为使大管棚安装在设计的位置，钻机施钻时要按设计的角度钻孔，故钻孔前需安装导向管，使得钻孔方位正确。
5.1.7搭建施钻平台
施钻平台用钢管架由下向上、由两边至中间根据孔位依次搭成“井”字形，上面用木板铺平。
要求钻机平台搭建必须牢固，钻机安放到平台上以后，要用钢丝绳紧固。
5.1.8钻机就位
将钻机安放在施钻平台上，调整好高度、钻杆的倾角和方位角，然后将钻机牢固固定在施钻平台上，检查各管线和连接件是否正确。
5.1.9钻孔
将钻头和钻杆穿过导向管，对准已作好标记的孔位孔心，慢慢开动钻机，注意钻孔应平直，孔底偏差距离小于钻孔的半径。
用螺旋钻杆配三翼钻头，干式钻进成孔。
钻孔直径：
φ127mm；
钻孔平面误差不大于50mm；
孔斜控制措施：
导向管导向；
为了能顺利下管，成孔后再进行扫孔，顺通孔道。
大管棚施工完成后，成伞形辐射状，详见下图：
5.1.10安装大管棚
大管棚安装时用钻机顶进，钢管间为丝扣连接，用自由钳旋转拧紧，相邻两孔的钢管接头要相互错开。
顶进钢管时要保证导管的倾角和方位角与钻孔钻杆前进的倾角和方位角一致。
最好在钻完一个孔后不要移动钻机，立即将该孔的导管顶入孔内，安装好导管后，再移开钻机进行下一孔的钻进。
5.1.11注浆
注浆采用M10水泥砂浆，前进式注浆，水泥砂浆注浆参数根据现场试验情况进行调整。
注浆达到预定压力后，即停止注浆，关上止浆阀门，打开泄压阀，待管内压力降为0后，关上泄压阀，同时将吸浆管放进旁边早已准备好的清水中，开动注浆机及时清洗管路。
5.1.11.1注浆要求
注浆前用清水试压管路，检查管路是否连接紧密，如有问题及时处理。
排气管要通到底，以防孔内压注空气浆液不能注到孔底。
对于单孔在注浆结束后，迅速拔除注浆管，并立即用M10砂浆闭孔口止浆，是完成注浆的标志。
5.1.12质量标准及注意事项
5.1.12.1孔位误差为50mm，角度误差为1度。
5.1.12.2钢管的打入的实际长度不得小于设计长度。
5.1.12.3做好注浆记录。
5.1.12.4注浆过程中，发现异常现象必须及时处理。
主要技术措施：
注浆操作人员必须经过专门培训,并实行岗位责任制，在注浆前充分做好各项准备工作。
注浆前，在洞外将管路全部接通，进行试压，试压可用清水进行。
在试压时，如管路不通或接头有漏水现象，予以排除，保持管路系统各部件完好畅通。
③注浆完毕后，清除管内浆液，用水泥砂浆紧密充填，以增强管棚的强度和刚度。
认真清洗干净所有的机具设备，特别是搅拌机、注浆管、接头、阀门、贮浆桶等，以备下阶段注浆时使用。
5.2、超前中管棚
5.2.1中管棚施工采用钢花管，钢花管规格：
热轧无缝钢管，管长13m，外径89mm，壁厚5mm。
每节钢花管两端均加工成外丝扣，以便连接接头钢管。
5.2.2管距：
钢花管环向设置间距应根据地层性质（裂隙、地下水等）地层压力，导管设置部位钻孔机具性能及隧道开挖方式等条件综合确定，我标段所施工段落均为40cm，拱部140度范围内设置。
纵向间距10米。
5.2.3倾角：
外插角3-5度，具体可根据实际情况调整。
5.2.4，施工程序基本和长管棚相同。
5.2、超前小导管
超前小导管采用外径42mm，壁厚3.5mm，的热轧无缝钢管，钢管前端呈尖锥状；
管壁四周钻注浆孔，孔径为6-8mm，孔间距15cm，呈梅花形布置，尾部不少于30cm不钻注浆孔作为止浆段。
钢管与衬砌中线平行，以外插角10o打入拱部围岩。
小导管布置见下图“超前支护横断面布置图”：
5.2.1小导管加工
小导管加工如下图所示。
小导管超前支护参数
衬砌类型
部位
单根长L（m）
环向间距（cm）
纵向间距（m）
IVa型复合衬砌
拱部120度
3.5
40
IVb型复合衬砌
IVc型复合衬砌
IVd型复合衬砌
拱部150度
4.0
2.4
Va型复合衬砌
30
Vb型复合衬砌
Vc型复合衬砌
Vd型复合衬砌
Ve型复合衬砌
拱部180度
VI级围岩复合衬砌
25
2.5
5.2.2超前小导管施工工艺流程
施工流程：
测量放样→钻孔→清孔→钢管插入→封口→注浆→与钢架或锚杆焊接。
见下图“超前小导管施工工艺流程图”。
5.2.3施工方法
5.2.3.1测量放样
按设计要求，在掌子面上准确画出本循环需施设的小导管孔位。
5.2.3.2钻孔
小导管在打孔前，按设计要求划出小导管的位置，并标明清楚。
采用凿岩风钻打孔，成孔直径Φ52，孔口钻眼偏差小于50mm，孔眼长度大于小导管长度，然后将小导管打入，小导管打入后用高压风将小导管内砂石等吹出。
小导管尾部置于钢架腹部，增加共同支护能力。
小导管安装后用塑胶泥封堵导管外边的孔口及围岩裂隙。
超前小导管施工工艺流程图
5.2.3.3钢管插入及孔口密封处理
钢管由用钻机顶进，顶进钻孔长度不小于90%管长。
钢管末端除焊上挡圈外，再用胶泥麻筋缠箍成楔形，以便钢管顶进孔后其外壁与孔岩壁间隙堵塞严密。
钢管搭接长度不小于100cm，并与钢支撑焊接在一起。
钢管顶进时，注意保护管口不受损变形，以便与注浆管路连接。
5.2.3.4小导管注浆
注浆采用水泥浆液为1：
1，注浆材料满足下列要求：
浆液的流动性好，易注入地层；
固结后收缩小，具有良好的粘结力和较高的早期强度；
结石体透水性低，抗渗性能好等。
注浆前导管孔口应达到密闭标准，以防漏浆，然后采用注浆机注浆，注浆压力为0.5～1.0Mpa，深孔各段均达到设计终压，并稳定10分钟，一般按单管不小于设计注浆量80%，进浆速度为开始进浆速度的1/4作为结束标准，当注浆压力达至设计终压不少于20分钟，进浆量仍达不到注浆终量时，便可结束注浆。
注浆结束后，将管口封堵，以防浆液倒流管外。
注浆过程中设专人做好记录。
注浆结束后检查其效果，不合格者补注浆。
5.2.4小导管注浆异常处理
串浆则采用多台泵同时注浆或堵塞串浆孔隔孔注浆；
水泥浆液压力突然升高，则应关停注浆泵，进行注清水，待泵正常时再进行单液注浆；
当注浆液量很大，压力长时间不升高时，则应调整浆液浓度及配合比，缩短凝胶时间，进行小量低压力注浆或间歇式注浆。
5.2.5小导管注浆量计算
小导管注浆工程量可以按下式计算
：
式中：
R—浆液扩散半径，可按0.25m考虑
L—小导管长度
η—岩体孔隙率
K—充填系数，为0.3～1.0,对粉粘土取较小值,对碎石土、砂土取较大值。
5.2.6超前小导管支护质量保证措施
5.2.6.1小导管安装
①小导管间距根据围岩状况确定，采用单层小导管时，其间距按小导管超前支护参数表进行；
②前后排小导管错开布置，前后排小导管的搭接长度不小于100cm；
③小导管外插角度根据注浆胶结拱厚度确定；
④小导管安装前，将工作面封闭严密，并正确测放出钻孔位置后方可施工。
5.2.6.2小导管注浆
①注浆前应喷射混凝土封闭作业面，防止漏浆，喷射混凝土不小于4cm；
②注浆材料应根据地质条件、注浆目的和注浆工艺全面考虑，但确保满足下列要求:
浆液流动性好，固结后收缩小，具有良好粘结力和较高早期强度，结石体透水性低，抗渗性能好。
当有水侵蚀作用时，采用耐侵蚀材料；
③注浆过程中，注浆压力为0.5～1.0Mpa，并专人做好记录。
注浆结束后检查其效果，不合格者应补注浆，注浆达到效果后方可开挖；
④注浆过程中注浆顺序应由拱脚向拱顶进行。
5.3、超前支护施工质量要求标准
5.3.1钢管及锚杆的材质、型号和规格等应符合设计和规范要求；
5.3.2超前钢管、锚杆与钢架支撑配合使用时，应从钢架腹部穿过，尾部与钢架焊接牢固；
5.3.3钢管、锚杆插入孔内的长度不得短于设计长度的95%。
6、径向注浆施工工艺
6.1.施工工艺流程图（见径向注浆施工工艺框图）
径向注浆施工工艺框图
6.2.施工方法及要求
6.2.1.注浆管的制作
按设计制作长1.0m，孔口管采用φ50mm，壁厚3.5mm的热轧无缝钢管。
6.2.2.测孔定位
按设计布孔：
孔口环向间距拱墙200cm，孔底环向间距280cm，注浆孔纵向间距200cm，环间注浆孔呈梅花形布置。
孔位布置如附图1：
注浆正面布置图及附图2：
注浆平面布置图所示
6.2.3.钻孔、扫孔：
按设计位置、孔径、孔深钻孔，并钻完全部注浆孔后，进行清孔。
6.2.4.安管、注浆
用锤子把管打入孔内，并安装好止浆塞。
注浆前进行现场注浆试验，
根据实际情况调整注浆参数，取得注浆施工经验，注浆完后，用M5水泥砂浆填塞，设计注浆参数为：
A、水泥浆液水灰比：
1:
1；
B、注浆压力0.5～1.5MPa，终压1.5MPa，并稳压15分钟；
C、注浆应符合下列要求：
①浆液的浓度、胶凝时间应按交底执行，不得任意更改。
②应经常检查泵口及孔口注浆压力的变化，发现问题，应及时处理。
D、注浆结束的条件如下：
每延m隧道涌水量≤2m3/24h
E、注浆结束：
注浆在达到结束的条件后，应利用止浆阀或木塞将注浆孔口堵塞，以保持孔内压力，直至浆液完全凝固。
6.2.5注浆结束标准
正洞段内正常涌水量的80％以上被堵住，不对正洞的正常掘进有影响，则可以结束注浆，若仍然有较大涌水，影响正洞的施工，则按以下的标准执行：
单孔结束标准：
当达到设计终压并继续注浆10min以上，单孔进浆量小于20L/min。
全段结束注浆标准：
所有注浆孔均已符合单孔结束条件，无漏浆现象；
注浆后段内涌水量不大于15～20m3/m·
d。
结束注浆后拆除注浆部件和设备，清洗保养。
6.3.主要材料及技术参数
6.3.1.注浆管：
Φ50mm钢管，长1.0m；
6.3.2.注浆参数：
水泥浆液水灰比，1:
注浆压力为0.5～1.5MPa，终压1.5MPa；
6.3.3.判断注浆效果：
7、超前周边注浆
7.1：
注浆工艺流程
见超前周边注浆工艺流程框图
框图二：
超前周边注浆施工工艺框图
7.2、注浆孔位布置：
超前周边预注浆就是要使浆液扩散到注浆深孔周边预范围内的所有岩层裂隙中，所以注浆孔的布置要以浆液扩散不出现空白为原则，据此根据设计注浆孔数量以隧道中轴为中心呈伞形布置。
见“附图三超前周边注浆纵断面布置图”、“附图四超前周边注浆横断面布置图”。
7.3、注浆方式
采用分段前进式注浆或全孔一次压入式注浆。
当钻孔过程中未遇见泥夹层或涌水，就一钻到底，全孔一次压入式注浆；
在钻孔过程中遇到泥夹层或涌水，立即停止钻孔，采取注一段钻一段的分段前进式注浆，直至终孔。
7.4、注浆参数选择
每一循环注浆长度为30m，开挖25m，保留5m长止浆岩盘；
第一循环采用5m厚C20混凝土止浆墙。
7.4.1注浆开孔直径110mm，长度为3m；
孔洞剩余部分直径为91mm
7.4.2单孔有效扩散半径为3.0m
7.4.3注浆范围为隧道开挖轮廓线外5m
7.4.4注浆压力：
注浆压力是注浆的主要参数，它对浆液的扩散范围，岩层裂隙充填的密实程度及注浆效果的好坏起着决定性的作用，所以必须有足够的注浆压力克服静水压力和地层阻力，方能达到注
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