洞身衬砌

4.4 隧道超前支护

排调河1#隧道进、出口均设置有超前大管棚预支护，洞身Ⅴ级围岩地段，拱部采用超前小导管进行超前支护。

4.4.1超前大管棚施工方法

管棚施工应在完成边坡、仰坡后进行，主要施工工序有：测量定位、安立套拱拱架、浇注套拱混凝土、搭钻孔平台、安装钻机、钻孔、清孔、验孔、安装管棚钢管、注浆、砂浆充填。

4.4.1.1 施作套拱

在施作管棚前要先在洞口部位立I16工字钢拱架4榀，间距60cm。浇筑套拱混凝土，套拱厚60cm，拱内预埋27根2m长Φ133×4mm导向管，导向管与拱架焊接在一起，外插角不小于1°。钢拱两侧无焊接导向管处，采用80厘米长Φ20钢筋与相邻钢拱焊接，环向间距100厘米。利用锚杆将拱架与成洞面固结为一体，同时在其上精确测放出管棚施工点位，作为管棚施工时的定位，并且可以成为洞口开挖时管棚的支撑。

4.4.1.2 搭钻孔平台安装钻机

⑴钻机平台可用枕木或钢管脚手架搭设（或在明洞降到一定标高时利用此平台），搭设平台应一次性搭好，建议钻孔由两台钻机由高孔位向低孔位对称进行，可缩短移动钻机与搭设平台时间，便于钻机定位。

⑵平台支撑要着实地，搭接要牢固、稳定。防止在施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移等，影响钻孔质量。

⑶钻机定位：钻机要求与轴线方向平行，必须精确核定钻机位置，用经纬仪、挂线、钻杆导向相结合的方法，反复调整，确保钻机钻杆轴线与轴线相吻合，并与水平线呈3°夹角。

4.4.1.3 钻孔

⑴岩质较好的可以一次成孔；钻进时产生坍孔、卡钻，需要补注浆后再钻进。

⑵钻机开钻时，可低速低压待成孔5m后可根据地质情况逐渐调整钻速和风压。

⑶钻进过程要根据钻机钻进的现象及时判断成孔质量，并及时处理钻进过程中出现的事故。

⑷钻进过程中确保动力器、扶正器、合金钻头按同心圆钻进。

⑸认真做好钻进过程的原始记录，及时对孔口岩屑进行地质判断、描述，作为开挖洞身的地质预探预报，作为指导洞身开挖的依据。

4.4.1.4 清孔

⑴钻杆配合钻头(Φ128mm)进行来回扫孔，清除浮渣至孔底，确保孔径、孔深符合要求、防止堵孔。

⑵用高压气从孔底向孔口清理钻渣。

4.4.1.5 安装管棚钢管

⑴棚管四周钻Φ12出浆孔，出浆孔间距位20cm，梅花型布置；管头焊成圆锥形。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管采用3m钢管，编号为偶数的第一节钢管采用6m钢管，以后每节均采用6m 长钢管。

⑵棚管顶进采用大孔引导和棚管机钻相结合的工艺，即先钻大于棚管直径的引导孔（Φ128mm），用挖掘机斗齿顶进或利用钻机的冲击力和推力低速顶进钢管。

⑶在安装管棚时要求顶进长度不得小于管棚长度的90％，并用高压风将管棚内的砂石吹出。

4.4.1.6 注浆

⑴安装好管棚后即对孔内注浆，注浆前要用塑胶泥封口堵孔口及周围裂隙，必要时在管棚周围及掌子面喷射砼防止工作面坍塌。

⑵注浆参数：纯水泥(添加水泥重量5%的水玻璃)浆液水灰比1：1（重量比）;水玻璃浓度:35波美度,水玻璃模数2.4。

⑶采用两台BW-250/50注浆泵将双液浆注入管棚钢管内，初压0.5Mpa,终压2.0 Mpa,持压15min后停止注浆。浆液扩散半径不应小于0.5m。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，直到符合注浆质量标准，确保钻孔周围岩体与钢管周围孔隙均未浆液充填，方可中止注浆。

4.4.1.7 砂浆充填

注浆结束后将管内浆液清除，用M30水泥砂浆紧密充填，然后用锚固剂封口。

具体施工工艺见附图13：洞口长管棚施工工艺流程图。

附图13

洞口长管棚施工工艺流程图

4.4.2 小导管注浆施工方法

⑴加工小导管：小导管采用Φ50mm的热轧无缝钢管，管长5m，壁厚4mm，小导管上孔眼直径为Φ8mm，梅花形布置，间距15cm，尾部30cm不设压浆孔，详见“小导管钢管大样图”。

⑵在钻孔前，先喷砼将开挖面封闭，以防止碎石掉落及边注浆时掌子面漏浆。

⑶测量放样，在设计孔位上做好标记，然后用风枪钻孔，孔径需较管径大20mm，钻孔外插角应控制在15°左右。

⑷安设小导管，将小导管插入钻孔，外露10cm，以便连接注浆管并用锚固剂将小导管周围空隙封堵严实。拱部环向间距40cm，纵向间距2.4m，保持1m 的搭接长度。

⑸注浆：注浆前先冲洗管内积物后再注浆，浆液先稀后浓，顺序是由下而上向小导管内注浆，注浆泵选用2.0Mpa以上。小导管注浆压力严禁超过允许值，以防压裂工作面，同时还要控制注入量，若孔口压力已达到规定值，或达到设计注浆量，可结束注浆。为加速注浆，可在小导管前安设分浆器，一次可注入3～5根小导管。配置的浆液应在规定时间内注完。

（6）工作面的开挖时间应在注浆结束后8小时（水泥浆），开挖长度应满足相邻两排小导管搭接长度要求（1米）。

见附图14（超前小导管施工工艺流程图）和附图15（超前小导管施工示意图）。

附图14

超前小导管施工工艺流程图

附图15

超前小导管施工示意图

超前小导管，φ42，

4.5 隧道初期支护

4.5.1 锚杆

4.5.1.1 砂浆锚杆

现场加工钢筋锚杆，喷射混凝土封闭岩面，采用高压风枪施工，以高强锚固剂填塞孔眼，再用高压风枪将钢筋顶入岩层。锚杆孔开孔前做好量测工作，严格按设计要求布孔并做好标记，开孔偏差不大于10cm；锚杆孔的孔轴方向满足施工图纸的要求，图纸未规定时垂直于开挖面，局部加固锚杆孔轴方向与可能滑动面的倾向相反，交角大于45°。操作工把风枪的位置摆好并用定位块将其稳固地顶在岩面上，钻机的推进器推顶地岩面上开始钻孔。锚杆孔深度必须达到施工图纸的规定，孔深偏差值不大于±50mm。用高压风冲洗、清扫锚杆孔，确保孔内不留石（土）粉，不得用水冲洗钻孔。见附图7砂浆锚杆施工工艺框图。

4.5.1.2 中空注浆锚杆

拱部系统锚杆采用带排气装置中空注浆锚杆或WTD25中空注浆锚杆。

中空注浆锚杆由中空全螺纹杆体、锚头、止浆塞、垫板、螺母等组成，施工要点如下：

⑴钻进：用锚杆台车钻孔并用高压风冲洗、清扫锚杆孔，确保孔内不留石粉，不得用水冲洗钻孔。

⑵插入锚杆：将安装好锚头的中空注浆锚杆插入锚杆孔，锚头上的倒刺立即将锚杆挂住。安装止浆塞、垫板、螺母。

⑶连接注浆机：通过快速注浆接头将锚杆尾端和台车上的注浆机联接。

⑷注浆：浆液采用台车上的制浆设备按配合比拌制，开动机器注浆，如需要进行压力注浆以改良围岩结构，只需待压力表上指针升至设计压力时即可。

见附图6中空注浆锚杆施工工艺框图

4.5.2 喷射混凝土施工

隧道初期支护喷射混凝土采用湿喷工艺。喷射混凝土在洞外拌和站集中拌和，由混凝土搅拌运输车运至洞内，采用湿喷机喷射作业。在隧道开挖完成后，先喷射4cm厚混凝土封闭岩面，然后打设锚杆、架立钢架、挂钢筋网，对初喷岩面进行清理后复喷至设计厚度。施工工艺见下图《喷射混凝土施工流程图》和附图5（隧道喷射混凝土施工工艺框图）和附图16（湿式喷射混凝土作业程序示意图）。