超前大管棚施工方案

中铁十四局集团三公司黄祁高速公路路基工程HQ-09合同段—祁门隧道超前大管棚施工方案-1-祁门隧道超前大管棚施工方案第一章编制依据1黄山至祁门高速公路路基工程项目第HQ-09合同段两阶段施工图。2JTJ042-94公路隧道施工技术规范。3JTGF80/1-2004公路工程质量检验评定标准。4黄山至祁门高速公路路基工程项目第HQ-09合同段合同文件专用本。5HQ-09合同段现场调查及踏勘情况。6我单位施工类似工程积累的技术和管理经验。7中铁十四局集团有限公司通过质量体系认证中心认定ISO9001：2000《质量手册》和《程序文件》。8适用的法律法规、行业现行标准及规范。第二章编制范围本施工方案适用祁门隧道K54+808～K54+838、K54+940～K54+980段V级围岩浅埋洞口段，采用直径Ф108mm厚度8mm无缝钢管，丝扣连接。钢管设置于二衬轮廓外侧拱部环形布置，进行注浆预支护，钻孔长度为进口（屯溪端）30m，出口（景德镇端）40m。第三章工程概况3.1工程简介祁门隧道位于祁门县境内，牌楼坞水库西北部的山体上，本隧道设计为连拱（岩质）隧道，屯溪端桩号为K54+795.0，设计高程为155.412；景德镇端桩号为K54+985.0，设计高程为153.845，隧道全长190m，最大埋深为45m。隧道纵坡为单向坡，坡率为0.35%、-2.0%，平面上呈圆曲线形展布，平曲线半径R=1000m，总体走向屯溪端为295°，景德镇端为284°。隧道设计净宽×高为：2×（10.25×5.0）m。3.2地形地貌隧址区位于硬质浅变岩低山丘陵构造剥蚀区，具低山沟谷微地貌特征，地面标高153.54～199.96。两端洞口位于两侧山谷与山脊的背部连接处，山体自然坡度30～40°左右。隧道屯溪端频临牌楼坞水库，常年蓄水。3.3地质岩性隧址区出露的地层自上而下为：①第四系全新统残坡积(Q4el+d1):灰黄色亚粘土、碎石，硬塑，土质不均，亚粘土中铁十四局集团三公司黄祁高速公路路基工程HQ-09合同段—祁门隧道超前大管棚施工方案-2-中碎石含量30～45%，棱角一次棱角状，粒径1—3cm,成分主要为板岩。多分布于隧址区坡面及谷地低洼处。②元古界纪木坑组（Ptm）:岩性为灰色～灰黑色板岩，变余泥质结构，缓坡面风化深度较大。3.4水文地质隧址区地表水主要为楼牌坞水库，环绕隧道屯溪端所在的山体低洼处条形展布，水深3～5m，水面标高133.30米，库容约3～5万立方米。屯溪端支沟为无地表水流干沟，仅在雨季有间歇性水流，流量较小，水质良好。隧址区地下水主要为基岩裂隙水，水位、水量受大气降水影响而变化，强风化带中风化裂隙发育，但多为泥质充填，弱风化带裂隙节理多为闭合状，富水性较差，因隧道两端洞口设计标高均高于侵蚀基准面，故基岩裂隙水不发育。3.5地质构造与地震隧址区构造简单，仅在屯溪端洞门400米以外见F3-4断层通过，为早期断层，构造带中角砾岩已重新胶结，未见构造叠加、复活，对隧道围岩无明显影响。岩层产状为50°∠38°。全～强风化层完整性指标差，RQD值＜15%；弱风化岩层体完整性较好，RQD=60～70%。据区域地震资料，隧址区地震基本烈度小于Ⅵ度，地震动峰值加速度小于0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35S。3.6不良地质隧址区未发现滑坡、崩塌、泥石流等不良地质现象及特殊性岩土，工程地质条件较佳，但因两端洞口段坡面全风化层较厚（14.6—21.8m），其风化形成的松散层在隧址区比较突出，对隧道洞门开挖会造成明显影响，易产生工程滑塌。隧址区虽未发现明显的不良地质现象及特殊性岩土，但据地质露头观察，隧址区分布的木坑组（Ptm）板岩多为中薄～中厚层状风化岩层，节理裂隙较为发育，呈微张～闭合型，局部夹泥质或砂质软弱夹层，丰水期受地表水及地下水径流的影响，在外力作用下易造成岩体层面间的滑移或不规则错动，在设计与施工过程中应引起重视。3.7主要工程数量中铁十四局集团三公司黄祁高速公路路基工程HQ-09合同段—祁门隧道超前大管棚施工方案-3-主要工程数量表施工里程项目名称单位数量备注K54+808～K54+838套拱C25混凝土M367.32φ133×4.5钢管M15276个Ⅰ18工字钢kg3320.50管棚钢管φ108×8m2511.376根/环C20注浆浆液M3130.8具体工程量按现场实际施工数量计K54+940～K54+980套拱C25混凝土M356.06φ133×4.5钢管M146.073个Ⅰ18工字钢kg2823.8管棚钢管φ108×8m3143.273根/环C20注浆浆液M3160.8具体工程量按现场实际施工数量计K54+808～K54+838、K54+940～K54+980导洞喷C25混凝土M36.62Ⅰ16工字钢kg4190.4第四章施工准备4.1施工用电利用隧道施工所用的800KW供电系统，并备200KW发电机1台作为备用电源。4.2施工用水由高位水池利用隧道施工给水管路引入。4.3工期安排根据项目办的工期要求和工程的实际情况，超前大管棚施工工期为2009年11月16日～2009年12月30日。4.4物资设备供应4.4.1主要材料供应计划中铁十四局集团三公司黄祁高速公路路基工程HQ-09合同段—祁门隧道超前大管棚施工方案-4-序号材料名称型号单位数量备注1水泥t4502C25混凝土M3123.383喷C25混凝土M36.624Ⅰ18工字钢kg6144.35Ⅰ16工字钢kg4190.46φ133×4.5mmm2967φ108×8mmm5654.58其他零星小材料4.4.2主要工程设备使用计划序号名称规格型号数量（台套）备注1砼湿喷机ZSP8I22气动潜孔钻机KSZ10023多功能作业台车自制14单缸双液注浆泵ZYB70/80D25发电机200KW16水泥浆储存桶1500L27其他浆液储蓄桶28Y型混合器29高压球阀耐压22MPa64.5劳动力配置组建隧道注浆专业化施工班组，组长由项目副经理担任，根据边、仰坡导管注浆施工的需要，配置技术过硬、责任心强、专业分工明确的职工和技术人员，在注浆施工过程中，必须保证注浆施工班组的人员固定，不得随意调遣，施工班组劳动力配置见附表序号工序每组人员组数总人数1钻孔7214中铁十四局集团三公司黄祁高速公路路基工程HQ-09合同段—祁门隧道超前大管棚施工方案-5-2管棚加工制作4283拌制水泥浆4284拌制其他浆液2245注浆42166技术、试验人员4287队长、其他3268合计64第五章管棚施工方案5.1超前长管棚施工超前长管棚设置于K54+808～K54+838、K54+940～K54+980段V级围岩浅埋洞口段，采用直径Ф108mm厚度8mm无缝钢管，丝扣连接。钢管设置于二衬轮廓外侧，拱部环向布置。施工工序为：开挖支护边仰坡→施工管棚操作平台→安装套拱拱架→安装管棚Ф133mm套管→C25套拱混凝土施工→管棚钻孔→制安Ф108mm钢管→管棚注浆。只有在长管棚施作完成后才能开始进洞开挖。5.2、套拱施工1、套拱长度为2m；2、套拱构造：套拱主要由4榀间距60cm正洞I18工字钢中导洞I16工字钢、钢架纵向Ф22连接筋、Ф133mm厚度4.5mm孔口套管、厚度65cmC25混凝土组成。3、套拱施工注意事项(1)处理好套拱基底，钢架必须落在牢固的基础上，承载力不小于300Kpa；每榀套拱钢架采用2根长3mФ42mm钢管锁脚；(2)严格控制孔口套管安装质量:间距不得大于40cm、仰角控制在1～3°；(3)严格按照设计图纸加工钢架，钢架采用纵向间距1mФ22连接筋连接牢固；5.3大管棚其它参数及施工注意事项(1)管棚间距为40cm；(2)K54+808～K54+838段管棚根数76根，K54+940～K54+980段管棚根数73根；(3)钢管管身带φ12mm注浆孔，间距10cm梅花型布置，前端成尖锥状；(4)注浆浆液采用水泥砂浆，水灰比为0.5:1；(5)严格控制注浆压力，注浆压力为0.5～1Mpa；(6)管棚同一截面处接头数量不得大于总接头的50%，相邻接头至少错开1m。见附图管棚布置图：中铁十四局集团三公司黄祁高速公路路基工程HQ-09合同段—祁门隧道超前大管棚施工方案-6-中铁十四局集团三公司黄祁高速公路路基工程HQ-09合同段—祁门隧道超前大管棚施工方案-7-第六章注浆设计6.1注浆设计原则6.1.1注浆目的和注浆方案的选定6.1.1.1注浆目的①通过注浆，在隧道开挖轮廓线外形成注浆加固圈，达到堵水和加固围岩的目的；②通过注浆提高围岩自稳时间和强度，根据注浆效果指导下步开挖及支护措施。6.1.1.2注浆段落根据设计图纸要求,本次注浆设计注浆段落为祁门隧道K54+808～K54+838、K54+940～K54+980段V级围岩浅埋洞口段。6.2.2注浆设计6.2.2.1根据设计，K54+808～K54+838段管棚76根/环，K54+940～K54+980段73根/环。钻孔注浆设计深度为30m/40m。6.2.2.2注浆方式与分段长度长度确定根据围岩情况，采用一次成孔式式注浆，钻孔长度30m/40m，注浆长度30m/40m。6.2.2.3浆液材料选定采用PO.425水泥注浆材料。6.2.2.4注浆量计算注浆量估算公式为：Q=Αn(1+β)式中：Q—总注浆量，m3，A—注浆范围围岩体积，m3n—围岩空隙率，％（～30）α—浆液填充系数（0.8）β—注浆材料损失系数（5%）设计中，n(1+β)统称填充率，按附表6.2.2选用中铁十四局集团三公司黄祁高速公路路基工程HQ-09合同段—祁门隧道超前大管棚施工方案-8-注浆参数表表6.2.2序号参数名称正洞1加固范围K54+808～K54+838、K54+940～K54+9802注浆段长度30m、40m3扩散半径(m)1.04注浆终压(MPa)0.5～1.0Mpa5孔间距40cm6岩层孔隙率5～15%7浆液填充率0.7-0.98浆液损失率10%根据设计，注浆量为291.6m36.2.2.5注浆压力根据设计资料，注浆终压控制在0.5～1.0MPa。第七章超前大管棚注浆施工7.1超前大管棚注浆工艺流程7.1.1超前大管棚注浆施工工艺流程见附图中铁十四局集团三公司黄祁高速公路路基工程HQ-09合同段—祁门隧道超前大管棚施工方案-9-注浆设计满足设计要求超前大管棚注浆钻孔注浆注浆效果评定达到注浆效果未达到注浆效果超前补注浆达到注浆效果未达到注浆效果开挖注浆效果评定补注浆未达到注浆效果满足设计要求补注浆效果评定定中铁十四局集团三公司黄祁高速公路路基工程HQ-09合同段—祁门隧道超前大管棚施工方案-10-7.2超前大管棚注浆施工准备7.2.1掌子面处理对掌子面采用10cm厚C20网喷混凝土进行封闭。7.2.2超前大管棚加工钢管在工地加工，材料为热轧无缝钢管，外径108mm，壁厚8mm，节长4～6m，两段间采用丝扣或者对焊连接，前端加工成尖锥形，管身钻注浆孔，孔径φ12mm，后端3m为预留止浆段，不设注浆孔，注浆孔间距10cm，梅花型布置。7.3钻孔施工7.3.1测量布设钻孔时严格按已施作孔口套管的间距、角度进行施工，按设计要求，孔口位置允许偏差±5cm，孔底位置应小于30cm。超前大管棚设计进口（屯溪端）76个，出口（景德镇端）73个注浆孔。7.3.2设备就位孔位布好之后，将钻机、空压机、注浆机、拌浆设备、备料车顺次摆放在工作位置，并检查设备运转情况，保证设备运行良好，设备就位后，接通各种供电供风管路。7.3.3钻孔、安装导管钻机准确定位后，将φ125冲击钻头安装在钻机前段，启动钻机开钻。开孔时本着“轻压、慢钻”原则，以防止孔位及钻进角度偏差。钻进1m后再加压加速，待孔深达到30m/40m时，退出钻具，安装管棚导管，导管由φ108mm钢管制成，长度30m/40m，管身注浆孔梅花型布置，孔间水平间距10cm，前端成尖锥状。用钻机将导管强力推入孔内并用编织袋堵塞，以防止注浆前杂物掉入孔内。7.4注浆施工7.4.1注浆材料注浆材料根据现场情况采用PO.425水泥注浆材料。注浆材