超前预支护专项施工方案

超前锚杆

隧道支护专项施工方案

1 编制依据

（1）根据《沙厂1号、2号隧道施工图设计》（2005J234-B03S01（02）SD）

（2）根据施工规范：《公路隧道施工技术规范》（JTJ042-94）、《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）、《公路工程技术标准》（JTJB01-2003）、《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004）和《公路工程施工安全技术规程》（JTJ076-95)等。

（3）根据我项目部进场后编制的《实施性施工组织设计》中的施工方案要求。

（4）根据我单位在其他高速公路隧道的施工经验，和施工能力进行编制。

（5）根据现场踏勘和对隧道明洞的开挖分析。

2 工程概况

京承高速公路（密云沙峪沟～市界段）设计起点密云沙峪沟（京承二期终点），桩号K68+300；终点市界，桩号为K131+014.92，路线全长62.66km，全长共分15个标段。本标段为第3合同段，起讫桩号为K79+000～K83+740，路线长4.74km。

本标段共有沙厂1号、2号隧道两座，位于北京市密云县巨各庄镇沙厂村东南方向，隧道全长2772.8米。其中沙厂1号隧道左线起讫里程为5K81+933~5K82+206，单洞长273米；隧道右线起讫里程为1K81+985~1K82+230，单洞长245米；沙厂2号隧道左线起讫里程为5K82+426~5K83+550，单洞长1124米；隧道右线起讫里程为1K82+444.2~1K83+575，单洞长1130.8米。

2.1超前支护简介

(1)洞口第一环超前支护采用大管棚施工，大管棚采用Φ108、壁厚6mm无缝钢管，布置在拱顶180º。每环47根，每根长度24米，外插角1~3º，钢管环向间距为50cm。当洞内遇到极破碎的围岩时，经地勘及设计院认为需要加设时施作。

大管棚预注浆采用水泥浆（30MPa），其参数如下：注浆压力0.5~1.0MPa；水泥浆水灰比1：1；水泥标号为425。

(2)Ⅳ级围岩超前支护采用Φ22超前砂浆锚杆施工，锚杆长3.5米，纵向间距2米，最小搭接长度1米。

(3) Ⅴ级围岩超前支护采用超前小导管施工，超前小导管选用Φ42，壁厚3.5mm的钢管加工而成，在管段中间部位按＠0.15m的间距施钻梅花形注浆孔，长3.5米，纵向间距2.25米，最小搭接长度1米，如围岩较为破碎，稳定性差，极易坍塌，则根据现场情况邀请三方召开现场办公会确定是否施作Φ108大管棚超前支护。

2.2

(1)Ⅱ级围岩开挖后，在拱部施作Φ22砂浆锚杆，每环11根，长度为2.5m，C25喷射混凝土厚度8cm；施工图中未设预留变形量，建议增设2~4 cm的预留变形量。

(2)Ⅳ级围岩系统锚杆采用R25中空注浆锚杆，每环27根，长度为3.5m；加强措施采用格栅钢架，纵西向间距100cm；钢筋网采用Φ6.5钢筋网，网格尺寸为20cm×20cm。C25喷射混凝土厚度20cm；预留变形量8cm。

(3)Ⅴ级围岩系统锚杆也采用R25中空注浆锚杆，每环25根，长度为4.0m；加强措施采用格栅钢架，纵向间距75cm；钢筋网采用Φ6.5钢筋网，网格尺寸为20cm×20cm。C25喷射混凝土厚度25cm；预留变形量25cm。

3

3.1工期安排

依据现场实际情况，各工序施工工期安排如下：

(1)沙厂1#隧道进出口大管棚：

超前锚杆进口：2008年3月1日～2008年3月20日；出口：2008年6月1日～2008年7月1日；

(2)沙厂2#隧道进口大管棚：

2008年8月1日～2008年9月1日；

(3)沙厂2#隧道出口大管棚：

2008年3月16日～2008年4月1日；

(4)沙厂1#隧道超前及初期支护:

2008年3月1日~2008年9月30日；

(5)沙厂2#隧道超前及初期支护：

2008年4月1日~2009年4月1日。

3.2 资源配置计划

3.2.1劳动力计划

(1)大管棚施工

根据现场具体情况，在每个大管棚作业面配置一个作业工班，每个作业面工班班组配备见下表：

(2)

因软弱围岩较多，每个作业面设置一个超前支护工班，每个作业面超前支护工班班组人员配置如下表所示：

(3)

根据现场实际情况配备劳动力，在每个初期支护作业面配置一个作业工班，每个作业面工班班组配置如下表所示：

3.2.2

主要材料进场表

(1)大管棚施工机具

(2)

(3)

4 施工方案

4.1 大管棚施工方案及方法

4.1.1 大管棚施工工艺

大管棚施工工艺框图

4.1.2 大管棚施工方法

(1)施工准备

在开工前对施工方案进行仔细的分析，对主要施工内容需要的机械、人力、材料资源进行详细的配置安排，保证施工的顺利进行。

(2)施工套拱、安装导向管

首先经精密测量标出隧道中心线及拱顶标高，进行仰坡开挖并预留核心土做为施工套拱和管棚施钻的工作平台，工作平台留成多台阶形式，方便管棚钻进施工。

然后施工套拱并进行导向钢管的定位安装，考虑洞口位置围岩破碎，稳定性差，套拱施工时将预留沉降量加大至25cm，然后安装导向钢管，导向钢管的规格为Φ133×4mm，长度为2米。

导向钢管的安装原则为：保证管棚外插角度（1º~3º），同时考虑到隧道纵坡影响，适当进行调整。

(3)安设钻机

安装钻机并调整好角度，确定钻孔位置及方向。

(4)钻孔及清孔

钻孔施工开孔时低速钻进，钻进20～100cm后转入正常钻速，钻孔时随着孔深的增长，对回转扭矩、冲击力及推力进行控制和协调，严格控制钻进推力。钻杆钻入岩层尾部剩余20～30cm时钻进停止，用管钳卡紧钻杆，钻机低速反转，脱开钻杆，人工装入下一根杆节，钻机低速送至前一根钻杆尾部，方向对准后联接成一体。

钻孔完成后对孔内浮碴进行清除，用钻杆配合钻头来回扫孔，清除浮渣至孔底，防止堵孔。然后用高压风从孔底向孔口清理钻渣。完毕后对孔径、孔深、倾角、外插角进行检查，确保满足设计要求。

(5)管棚安装

管棚钢管应在专用的管床上加工好丝扣(按每节3-6米加工)，当第一根钢管推进孔内，孔外剩余30～40cm时，开动钻机反转，使顶进联接套与钢管脱离，人工装上第二节钢管，再以冲击压力和推进压力低速顶进钢管，根据管棚设计长度，以同样施工方法顶进其他管节。为避免钢管接头在同一截面，第一根管及最后一根为调接管，中间管为标准节。

成孔后及时顶管作业，防止塌孔影响顶管作业。钢管未到设计长度而无法顶进时，视顶进长度向上移位300mm另钻处理。

相邻钢管的接头必须前后错开，同一横断面内的接头数不大于50%，相邻钢管接头至少错开1 m（如因围岩需要进行连续管棚施工时，纵向两环管棚的搭接长大于3.0米）。

(6)注浆

安装好管棚钢管并对管棚钢管孔口进行封闭处理，即对孔内注浆，注浆参数：水泥浆水灰比1∶1的水泥浆。采用液压注浆机将水泥浆注入管棚钢管内，施压0.5 mpa～1.0 mpa，持压15 min后停止注浆。注浆量一般为钻孔圆柱体的1.5倍，若注浆量超限，未达到压力要求，应调整浆液浓度继续注浆，直至符合注浆质量标准，确保钻孔周围岩体与钢管周围孔隙均为浆液充填，方可终止注浆。

注浆结束后及时清除管内浆液，并用水泥砂浆充填，增强管棚的刚度和强度。

施工中为避免长管棚钢管全部安装后注浆，导致先注浆孔的浆液流入相邻未注浆孔，引起堵塞钢管四周的小圆孔，造成注浆困难，采取安装一孔，立即注浆一孔的办法。

钢管注浆完毕后，在钢管内填塞M10水泥砂浆，最后封口。

(7)应注意的事项

管棚在注浆以前充分做好各项准备工作，特别是机具设备的检修工作，认真进行检查并试运转，如发现问题，及时排除、予以修复，使其处于良好状态，结束后尽快卸开孔口接头，冲洗管路，以免造成管路中的剩余浆液凝结、堵塞管路。

管棚注浆作业前后配合，统一指挥，保证注浆计划的实现，以期达到预期的目的和效果。

操作过程中配备专业电工，以防电路、电器设备发生问题，造成意外事故。

4.2超前小导管施工方案及方法

4.2.1超前小导管施工工艺

超前小导管施工工艺框图