超前支护技术方案

三花石隧道超前支护施工方案

一、编制依据

现行国家公路隧道设计、施工规范、验收标准及有关文件。

《国家高速公路十堰至天水联络线（G7011）陕西境汉中至略阳（陕甘界）公路H-C32合同段（路基、桥隧）招标文件》。

《国家高速公路十堰至天水联络线（G7011）陕西境汉中至略阳（陕甘界）公路H-C32合同段（路基、桥隧）合同文件》。

《国家高速公路十堰至天水联络线（G7011）陕西境汉中至略阳（陕甘界）公路H-C32合同段（路基、桥隧）施工图纸》。

我单位对施工现场实地勘察、调查、咨询获取的资料。

我单位的施工能力、技术力量、施工工艺及同类工程的施工经验。

我单位可调用到本标段工程的各类资源。

十天高速公路建设的具体要求。

二、总体施工布署

1、施工工艺

隧道为复合式衬砌设计，按新奥法原则组织施工。实施掘进（钻、爆、装、运）、支护（拌、运、锚、喷）、衬砌（拌、运、灌、捣）三条机械化作业线。通风采用大功率通风机、大口径软管、混合式长大隧道通风技术。

信息化动态施工管理，隧道地质超前预测预报采用全程地质素描、地质调查和部分地段TSP203预测预报系统、超前钻孔等多种方法相结合，超前探明地质情况。

正洞Ⅲ级围岩采用全断面法开挖，Ⅳ级围岩采用台阶法开挖，上下台阶一次开挖成形，Ⅴ级围岩采用台阶分部法开挖，上台阶采用预留核心土环形开挖，下台阶采用左右交错开挖（开挖左侧时右侧形成通往上台阶施工通道，开挖右侧时左侧形成通往上台阶施工通道）。

车行横洞和人行横洞均采用全断面光面爆破开挖。

爆破采用采用风动凿岩机钻孔。塑料导爆索、非电毫秒雷管起爆，光面爆破技术；Φ108×6超前管棚采用电动管棚钻机钻孔，Φ50×4超前小导管、超前锚杆采用风动凿岩机钻孔，高压风清孔，注浆泵注浆。

隧道出碴进料采用自卸汽车运输；初期支护紧随开挖面及时施作。

2、洞口段超前支护

2.1、洞口段

洞外拉沟开挖时预留核心土体，从两侧挖宽度不大于1.5m沟槽，然后立护拱拱架，施作2m长55cm厚模筑混凝土护拱，护拱内预埋Φ133×4导向钢管，护拱施工完毕后采用电动管棚钻机施作Φ108×6超前管棚。见图“洞口工程施工示意图”

截水沟①

Φ108×6超前管棚②

钢筋砼套拱

Ⅰ

洞口工程施工示意图

a、施工步骤：

（1）施作洞口边仰坡截水沟①，以截排地表水。截水沟与路基排水系统相衔接或排入洞口河沟中。

（2）开挖洞外拉沟I（留核心土从两侧开挖宽度1.5m沟槽）。

（3）施作2m长55cm厚模筑混凝土护拱并预埋Φ133×4导向钢管。

（4）在护拱内预留管棚孔口管位置施作Φ108×6mm超前管棚，环向间距40cm，仰角2°，并注水泥浆。

（5）开挖洞外拉沟核心土。

（6）按洞口加强段施工方法开挖支护暗洞。

2.2、洞身开挖与支护

（一）超前支护

1）、超前大管棚

A、施作钢筋砼套拱

套拱在明洞衬砌轮廓线以外施作。套拱砼内埋设4榀I20b钢拱架，并安设控制钻孔方向的Ф150孔口管。套拱的主要作用是保持导向管管口的稳定和定位。施工中，即要做到牢固可靠，又要保证位置正确。

a）测量放线

测量时应准确控制衬砌外轮廓线的空间位置。计算控制点坐标并设定在仰坡坡面

上，桩位用Ф10mm、长35～40cm的钢筋打入坡面30cm，作为孔口的中心点，孔口管孔位按设计要求布设，误差应控制在50mm以内。

b）架立钢拱架

根据钢管设计位置架设并定位钢拱架。为准确控制钢管仰角，相邻钢拱架的高度亦应保持一定的仰角。钢架安装垂直度偏差为±2°，中线及高程允许偏差为±50mm。

c）安设导向管

钢拱架准确架立后，其上安设Ф150长2m的孔口管，间距40cm，孔口管与钢拱架焊成一体，保证孔口管稳固可靠，并用全站仪准确测定其角度及方向，确保其角度与方向与设计值一致。

d）施作套拱砼

套拱模板可采用组合钢模板，内外模用连接筋联成一体。套拱面须与岩面密贴，砼脱模后及时对靠岩面处进行喷浆封闭，以免注浆时造成边坡破裂而漏浆，影响注浆效果。

B、钻孔

钻机立轴方向必须准确控制，以保证孔口孔向正确，每钻完一孔便顶进一根钢管，钻进中应采用罗盘仪量测钢管钻进的偏斜度，发现偏斜超过交底要求，及时纠正。

钢管接头采用丝扣连接，丝扣长15cm。为使钢管接头错开编号为奇数的第一节采用3m长钢管，编号为偶数的第一节采用6m长钢管。

a）开孔

为了保证孔口的成孔质量，开孔时宜用小给进力、高转速。每钻进40cm左右，及时清除孔内石屑，后再钻进。待成孔2～3m时，再加压全速钻进。

b）钻进

钻进时，如遇到岩层或孤石时，为保证钻进效率，可适时增加钻机的给进力，降低转速。每钻进50～80cm时退出扫孔。扫孔时，给进速度应控制在1m/分钟；如遇到土层或土加石层时，应先背压，后给进，使给进与起拔的压差保证在1.0Mpa以下，并控制给进速度1m/分钟，便于孔内排碴，至钻杆回转时无较大跳动为宜。

钻进过程中应经常用罗盘仪测量方位角，随时检查钻孔方向的准确性。成孔一半时，应用Ф108套管测量控制偏斜度，确保成孔偏差在±0.25m范围内。

c)清孔

成孔后应及时清除孔内石屑，如遇塌孔应及时清除或重新钻孔，清孔完成及时顶

进钢管。

d）顶管（安装管棚钢管）

管棚钢管采用钻机顶进，如遇故障。须重新清孔后再将钢管顶入。地质条件较差时，顶管应及时、快速，以保证钻孔稳定时将管子送至孔底，防止时间过长造成塌孔而影响顶管。

钢管采用Ф108×6mm热轧无缝钢管，节长3m、6m。其中，编号为奇数的钢管孔第一节管采用3m长的钢管，其他的均采用6m长的钢管，以使钢管接头错开。钢管节间均采用公母丝扣联接，便于顺利下管或遇阻拔管。

C、管棚注浆

管棚注浆是为了固结管棚钢管周围一定范围内的岩体，是管棚施工的一项重要工序，施工中必须加强注浆质量，否则，难以达到设计效果。注浆参数如下：浆液扩散半径≥0.5m

灌注浆液：1：1水泥砂浆。

注浆参数：水泥浆水灰比1：1

注浆压力初压0.5～1.0MPa 终压2.0MPa。

注浆前应在试验工程师指导下进行注浆试验，及时根据现场实际情况调整浆液配合比。

a）注浆方法

注浆前应在导向管上编号，首先施工编号为奇数号钢管，每钻完一孔便顶进一根钢花管，并及时注入水泥—水玻璃双液浆，再打编号为偶数号钢管，偶数号钢管作为检查管，以检查钢花管的注浆质量。为增强钢管刚度，钢管内注入30号水泥砂浆。

注浆采用从孔口一次注入法，搅拌均匀的浆液通过注浆管路、孔口控制阀进入钢管，同时孔口上部设一排气孔，以便浆液进入钢管时，将管内空气排出，待浆液充满钢管，从排气管溢出时，关闭排气阀门，进行终压注浆。

b）注浆结束标准

一般按单孔注浆量达到设计注浆量作为结束标准；当注浆压力达到设计终压并持荷不少于10分钟，进浆量仍达不到设计注浆量时，也可结束注浆。

c）注浆注意事项

注浆前应认真检修机具，对0管路系统如混合器、接头、阀门等，如有破损应予以更换；