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1、铁路隧道工程超前支护施工方法及工艺1.1.1.1. 超前大管棚本标段隧道洞口段地质条件较差，采用108 mm大管棚进洞，洞身地质条件较差地段，采用89 mm大管棚施工。 超前大管棚布置洞口段超前大管棚采用每节长4m或6m的热轧无缝钢花管（108mm）,布置于隧道拱部。管棚外插角为13。洞口段管棚设置1m厚导向墙，采用C20混凝土，导向墙设2榀I18钢架。 施工工艺超前大管棚施工工艺流程详见图2-2.3-6。准备工作1、制作钢花管2、制作导向墙或加大加高 钻 孔顶进钢管棚清 孔放置钢筋笼结 束压力流量达到要求注浆管路检查注 浆拌 浆图2-2.3-6 超前大管棚施工工艺流程图施工准备根据管棚施工的
2、机械设备情况，在开挖至管棚施工段时，预留下台阶不开挖，作为管棚施工操作平台。护拱施工：采用C20混凝土护拱作为管棚的导向墙、止浆墙，护拱在明洞的外轮廓线以外，紧贴洞口仰坡面。护拱内设两榀20a工字钢制作的钢拱架为环向支撑，管棚的导向管焊接固定在钢拱架上。管棚制作：管棚采用108mm和89mm钢管制作，管壁打孔, 布孔采用梅花型，孔径为1016mm，孔间距为15cm，钢管尾留110cm不钻孔的止浆段，钢管加工成4m和6m长的两种规格。编号为单号的采用钻孔的钢花管，施工时先打设钢花管并注浆，然后，在打设钢管的同时检查钢花管的注浆质量。钻孔作业平台采用方木按“井”字形搭设，顺序由下向上、由两边向中间
3、，根据孔位依次搭好。方木间以扒钉连接牢固，防止在钻孔时钻机摆动、倾斜、不均匀下沉而影响钻孔质量。钻孔采用液压钻机钻孔。选用的钻机首先应适合钻孔深度和孔径的要求，钻机要求平稳灵活，能在360度范围内钻孔。为减少因钻具移位引起的钻孔偏差，钻机立轴方向应准确控制，钻进过程中经常采用测斜仪量测钻杆钻进的偏斜度，发现偏斜超过设计要求时及时纠正。钻孔直径：127mm/100mm；钻孔平面误差：径向不大于20cm。顶管、清孔、放钢筋笼钻孔检测合格后，将钢管连续接长，用钻机旋转顶进将其装入孔内。为使钢管接头错开，第一节管采用4m和6m交替布置，搭接长度为3m，编号为奇数的第一节管采用4m长钢管，编号为偶数的第
4、一节采用6m长钢管，以后每节均采用6m长钢管。同一断面内的接头数量不得超过钢管总数的50%，相邻钢管接头错开1m，钢管用钻机顶进，双号孔顶进无孔花钢管，单号孔顶进有孔钢管。如遇故障，需清孔后再将钢管插入。钢管中增设钢筋笼，增强钢管的抗弯能力。注浆采用全孔压入式向大管棚内压注水泥浆，选用KBY50/70型注浆泵注浆。注浆前先进行现场注浆试验，确定注浆参数及外加剂掺入量后再用于实际施工。注浆按先下后上，先稀后浓的原则注浆。注浆量由压力控制，达到结束标准后，停止注浆。注浆完成后及时清除管内浆液，并用M10水泥砂浆紧密充填，增强管棚的刚度和强度。1.1.1.2. 超前小导管施工超前小导管施工工艺流程见
5、图2-2.3-7。顶入钢管连接管路压水试验注浆停止注浆注下一孔有无渗漏风钻钻孔检查加固效果是否达到要求补钻注浆孔制浆管路泄漏检修封闭岩面工作面泄漏否无是 图2-2.3-7 超前小导管施工工艺流程图小导管结构小导管前端加工成锥形，以便插打，并防止浆液前冲。小导管中间部位钻10mm的注浆孔，注浆孔呈梅花形布置(防止注浆出现死角)，间距为15mm，尾部1m范围内不钻孔以防漏浆，末端焊直径为6mm的环形箍筋，以防打设小导管时端部开裂，影响注浆管联接。小导管布置超前注浆小导管采用热轧无缝钢管，钢管长度为4.5m(5.0m)；纵向水平搭接长度为1.0（1.5）m，外插角为10，环向间距40cm。 钻孔先将
6、小导管的孔位用红漆标出，钻孔的方向垂直于开挖面，仰角1015。采用风枪或凿岩台车成孔。钻孔钻进避免钻杆摆动，保证孔位顺直。钻至设计孔深之后，用吹管将碎渣吹出，避免塌孔。顶管在钻孔内插入钢花管，在管尾后段30cm处，将麻丝缠绕在管壁上呈纺锥状，并用胶带缠紧。开动钻机，利用钻机的冲击力将钢花管顶入围岩中，钢管顶进长度不小于90%管长。固定顶管至设计孔深后，将孔口用水泥-水玻璃胶泥将钢花管与孔壁之间的缝隙封堵。孔口露出喷射混凝土面15cm，安装钢拱架后与拱架焊接在一期。压水管路连接完成后进行压水试验，检查管路及工作面有无渗漏现象。小导管注浆 小导管注浆使用不低于42.5强度的水泥。小导管注浆施工工艺
7、流程见图2-2.3-8，小导管注浆施工见示意图2-2.3-9。封闭工作面准备工作安 装钢插管制 作钢插管钻 孔联结管路及密封管口机具检查压水检查达到要求拌浆注浆压力流量达到要求结束否否是图2-2.3-8 小导管注浆施工工艺流程图图2-2.3-9小导管注浆施工示意图注浆量为了获得良好的固结效果，必须注入足够的浆液量，确保一定的有效扩散范围。注浆范围按开挖轮廓线外0.30.5m设计并且浆液在地层中均匀扩散。注浆压力与岩层裂隙的关系见图2-2.3-10。图2-2.3-10 注浆压力与岩层裂隙的关系图浆液单孔注入量Q和围岩的孔隙率有关，根据扩散半径及岩层的裂隙进行估算，其值为： Q=R2L(m3) 式中：R浆液扩散半径(m)；L压浆段长度(m)；岩层孔隙率，砂土取40%，粘土20%，断层破碎带5%。注浆压力注浆压力为0.51.0Mpa，施工中根据施工现场试验确定较合理的注浆参数。止浆盘由于采用低压加固注浆，止浆盘为510cm厚喷射混凝土封闭，防止跑浆。注浆注意事项注浆前检查注浆泵、管路及接头牢固程度，防止浆液冲出伤人。注浆时密切监视压力变化，发现异常及时处理。注浆时注意防止串浆和跑浆，若发生串浆和跑浆要停止注浆，分析原因随时解决。做好注浆压力、注浆量、注浆时间等各项记录。
