暗挖区间工程施工方案

第三章暗挖区间工程施工方案

一、总体施工方案

根据区间地质情况，暗挖施工过程中应严格遵循“管超前、严注浆、短进尺、强支护、快封闭、勤量测”的十八字方针，切实做到信息化施工，保证施工质量安全。

二、暗挖段超前预支护施工

1.洞口管棚施工

1.1Ⅰ～Ⅶ号通道过街暗挖段洞口拱部采用φ108×6mm热轧无缝钢管超前管棚注浆预支护，每个洞口设置一环25根，按顺时针顺序编号，单号者为注浆孔，双号者为检查孔,满足设计要求后再对双号孔注浆，压力达到设计要求。

洞口管棚在现场加工制作，汽车运输到工作面；管棚采用TT40水平导向钻机施工，钢花管安装一次完成；利用专用高压注浆泵注浆。为保证长管棚施工精度，尽量与初支结构平行，防止侵入初支结构范围，钻机必须坐落在稳定的基础或台架上并固定牢固，管棚外插角按1～2°考虑。

洞口管棚施工工艺流程见图1。

1.2.管棚设计参数

钢管规格：管棚为热轧无缝钢管，外径108mm、壁厚6mm，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号管棚长20m/根，Ⅳ、Ⅴ号管棚长24m/根，Ⅵ、Ⅶ号管棚长25m/根。

管棚钢管上预留注浆孔，孔径10～16mm，呈梅花形布置，尾部留不钻孔的止浆段100cm。钢管接头采用单面焊连接，同一断面内接头数量不超过总钢管数的50％。

管距：环向间距40cm。

倾角：外插角为1°左右，具体可根据实际情况作调整。

钢管施工误差：径向不大于20cm，相邻钢管之间环向不大于10cm。

图1 洞口管棚施工工艺流程图

1.3.管棚注浆

水泥浆液水灰比为1：1（重量比），注浆压力：0.5～2.0MPa。

注浆前进行现场注浆试验，根据实际情况调整注浆参数，取得管棚注浆施工经验。达到注浆压力后，钢管内用水泥砂浆充填。

单根钢花管的注浆量按Q=πR2Lη估算,式中R为浆液扩散半径，取R=0.6L0； L0为注浆钢花管的间距；L为钢花管长；η为围岩孔隙率。

注浆按钢管施钻顺序从下而上叠加进行，压力逐渐由小加大。通过管内压注水泥浆或水泥砂浆，在加强自身刚度的同时，使管棚与周围土体密实，加强了管棚与围岩的粘结力，起到加固土体，增大地层自稳能力的作用。

1.4.施工注意事项

管棚为超前支护，在地下通道暗洞开挖之前完成；

先施做注浆孔，后施做检查孔。注浆孔注浆完成后，再与注浆孔同法打设检查孔钢管，以检查注浆孔的注浆质量，最后将检查孔钢管内注入水泥砂浆封堵密实。

洞口管棚施工前，严格按设计位置施工，用测斜仪控制钻杆的倾斜度，同时，钻进过程中利用测斜仪检查长管棚钢管的倾斜度，并做好每个钻孔地质及钻进长度记录；

为保证长管棚支护效果，严格按设计控制管棚的外插角，尽量减小外插角，同时防止长管棚侵入开挖净空，降低管棚超前支护的效率，并给开挖带来困难。

洞内管棚尾段与钢架焊接，形成共同支护体系，提高支护效率。

管棚施工时，对钢管主要材料进行材质检验。

遵守地下通道施工技术安全规则和钻眼注浆作业操作规则。

现场加工钢管，喷射混凝土封闭工作面，人工或机械将钢管推送入孔，测斜仪控制钻孔角度，注浆泵压注水泥浆。

2.超前小导管施工

超前小导管注浆加固支护施工工艺见图2。

小导管外径φ42mm（壁厚3.5mm）钢花管，管壁四周按15cm间距梅花形钻设φ8mm压浆孔，钻孔外插角度10～20°，深度2.5m，环向间距400mm，浆液配比、注浆压力根据现场试验确定。

超前小导管以紧靠开挖面的格栅钢架为支点，小导管尾段与钢架焊联，打入钢管后注浆，形成管栅支护环。

图2 超前小导管施工工艺流程图

注浆异常的处理：发生串浆时，将串浆孔及时堵塞，轮到该管注浆时，再拔下堵塞物，用铁丝或细钢筋将管内杂物清除并用高压风冲洗，然后再注浆。

当水泥浆进浆量很大，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，进行小泵量低压力注浆或间歇式注浆，使浆液在裂隙中有相对停留时间，以便凝胶，但停留时间不能超过混合浆的凝胶时间。

超前小导管施工布置见图3。

图3、超前小导管施工布置图（钢架间距1榀/0.5m）

③封孔注浆

为保证注浆效果，防止注浆过程中工作面的漏浆，小导管超前注浆前应封闭开挖工作面（作为止浆墙）。设计厚度50mm，喷射混凝土封闭掌子面的间距同小导管纵向间距，喷射混凝土标号同初期支护混凝土标号。

注浆口最高压力严格控制在0.5Mpa以内，以防压裂工作面。控制进浆速度，一般每根导管双液总进量控制在30L/min以内。每根导管内注浆量由计算确定，若压力上升，流量减少，虽然注浆量未达到计算值，但孔口压力已达到0.5Mpa，可结束注浆。

三、开挖及初支施工工艺

1.施工工序图

进洞前，对洞口进行相应的预加固措施和支护措施确保进洞安全。首先对洞口工作面进行测量放样，画出开挖轮廓线并适当放大尺寸。凿除开挖轮廓线范围内的围护桩，并对周边及掌子面进行网喷支护加固。拱部施做超前支护后在上部紧贴掌子面架立一榀钢架并与超前小导管尾端焊接，然后进行网喷支护，形成一个整体，准备采用本方案提出的开挖工法进洞。

⑴暗挖工法—中隔壁导坑法施工工序说明：

先分台阶开挖地下通道的一侧，并施作中隔壁，然后再开挖另一侧的施工方法。（见上面CD法施工工序图）

第1部：⑴利用上一循环架立的钢架做支点，在拱部施作Ф42超前小导管超前支护。⑵人力配合机械开挖①部，高约为3.0m，宽约为4m。⑶施作①部导坑周边的初期支护和临时支护，即初喷4cm厚混凝土，架立格栅钢架和I20a临时钢架，并打设锁脚锚管，铺设钢筋网片及焊接纵向连接筋，复喷射混凝土至设计厚度。

第2部：⑴在滞后于①部距离约3m后，人力配合机械开挖②部，人工整修表面。⑵导坑周边部分初喷4cm厚混凝土。⑶接长格栅钢架和I20a临时钢架，并设锁脚锚管。⑷铺设钢筋网片及焊接纵向连接筋，复喷射混凝土至设计厚度。

第3部：在滞后于②部一段距离后，人力配合机械开挖③部，人工整修表面，施作导坑周边初期支护，步骤及工序同①。

第4部：在滞后于③部一段距离后，人力配合机械开挖④部，人工整修表面，施作导坑周边初期支护，步骤及工序同②。