城东隧道左洞进口洞顶地表注浆方案

目录1.工程概况................................................................................................................................22.地表注浆依据........................................................................................................................23.地表注浆方案........................................................................................................................34.施工组织及安排..................................................................................................................35.拱顶地表注浆施工方法及工艺............................................................................................45.1.拱顶地表注浆施工工艺.............................................................................................45.2.注浆施工流程及要点.................................................................................................45.2.1.施工准备..........................................................................................................45.2.2.搭设工作平台..................................................................................................55.2.3.拱顶地表注浆..................................................................................................95.3.拱顶地表注浆施工质量控制...................................................................................105.3.1.基本要求........................................................................................................105.3.2.实测项目........................................................................................................106.拱顶地表注浆安全与环保措施..........................................................................................112城东隧道左线祖龙端拱顶地表注浆方案1.工程概况城东隧道位于周宁县城东,采用单向双洞布置，为小净距隧道，进口线间距11.5米，出口线间距12.3米，洞门为削竹式洞门；主洞净宽11.5m，净高5.0m；其中左线隧道起止桩号ZK65+763～ZK66+435，长度672m；右线隧道起止桩号YK65+760～YK66+425，长度665m；隧道祖龙端进口位于低山地貌，山体植被发育，隧道洞顶以上为粉质粘土，作为拱顶土层基本无自稳能力，隧道洞身为破碎状中风化花岗岩，节理裂隙较为发育，且左侧东门水库地表水可能渗入涌入隧道，隧道围岩自稳能力差。隧道左线祖龙端洞门明洞长13m，采用16m长管棚超前支护进洞，采用环形开挖预留核心土法开挖，进洞后采用超前小导管、超前锚杆支护；其进口段长管棚采用108*6mm厚无缝钢管，钢管环向间距40cm，外插角1-3°，管棚钢管采用丝扣连接，采用C30钢筋混凝土套拱作为管棚导向墙，采用127钢管作为导向钢管固定在套拱内。2.地表注浆依据城东隧道左线祖龙端进口段为V级围岩偏压浅埋段，位于该山体坡脚，地质较为破碎，为长时间雨水洗刷、剥蚀、搬运及土粒在重力作用下顺着山坡逐渐移动形成的堆积物，洞顶地表覆盖层比较薄，地表土体较为松散，在仰坡开挖后施工管棚钻孔时出现严重塌孔、卡钻；考虑本隧道开挖跨度较大，如不采取加强措施，管棚无法继续钻进至设计深度，如管棚不足以支承上部围岩土体，开挖后较薄的覆盖层极易引起坍塌，根据《工程设计变更会议纪要》（编号：001），确定对左线祖龙端进口K65+781～K65+788段山体进行拱顶地表注浆处理，具体参数如下：⑴注浆加固范围为ZK65+781～ZK65+788，长度7m，宽度15m；⑵地表注浆导管采用φ42×3.5mm超前小导管，注浆小导管为外径42mm、壁厚3.5mm热轧无缝钢管，小导管长度从地表到隧道初支轮廓外线，具体长度现场确认。钢管前端呈尖锥状，小导管底部2.0m范围内钻压浆孔，其他不设压浆孔，导管梅花形布置，间距1.4m*1.4m，垂直地表坡面打入土体，并压注水泥浆液，浆液采用P.O42.5水泥单液浆，水泥浆水灰比：1：1，注浆压力:1.0-1.5Mpa，采用分段间歇式注浆；⑶注浆扩散半径暂取0.70m，注浆土体孔隙率暂取0.4，具体经现场实验确认。33.地表注浆方案城东隧道左线祖龙端边仰坡及明洞已完成开挖，已形成1:0.75坡面，拱顶地表注浆拟采用满堂支架法搭设施工作业平台，于小里程侧往大里程侧逐排注浆，注浆采用Φ42×3.5mm超前小导管垂直于隧道开挖轮廓线打入土体，并压注水泥浆液，水泥浆液向周围土体扩散，达到加固和板结土体的目的。注浆范围为K65+781～K65+788，竖向为斜坡，平面长度7m，平面宽度15m，小导管梅花型布置，间距为1.4m，小导管采用外径42mm、壁厚3.5mm热轧无缝钢管，钢管前端呈尖锥状，小导管底部2m范围四周钻8mm压浆孔，其他管段不设压浆孔，钻孔深度视管棚覆土深度实测确认。注浆孔布置见：城东隧道左线祖龙端进口地表注浆平面布置图。4.施工组织及安排城东隧道左线祖龙端拱顶地表注浆计划2016年5月20日开工，2016年6月15日完工，施工组织人员安排见表4-1，主要机械设备投入见表4-2。表4-1施工组织人员安排表序号工程项目计划人员备注1管理2人负责施工的现场管理、工程质量的管控2安全1人负责施工现场安全及环保3测量2人负责开注浆孔布置4质检1人负责施工现场施工质量5满堂支架6人负责满堂支架搭设6钻孔4人负责注浆孔的钻进，配合注浆7注浆5人负责地表注浆8钢材加工2人负责小导管加工、辅助支架搭设表4-2主要机械设备投入表序号设备名称规格型号数量备注1地质钻机XY-2PC12注浆泵GJB323挖掘机CAT320B14空压机20m32隧道队45.拱顶地表注浆施工方法及工艺城东隧道左线祖龙端拱顶地表注浆采用XY-2PC地质钻机钻孔，钻进前先分别测量出孔位高程并计算出钻孔深度，钻孔方向垂直于隧道开挖轮廓线，间距为1.4m×1.4m，梅花型布置，孔内安装Φ42小导管，小导管底部2.0m长区段上钻Φ8mm的注浆孔，注浆孔在钢管断面上成120°角，纵向间距10㎝，梅花型布置；浆液采用P.O42.5水泥单液浆，水泥浆水灰比：1：1，注浆压力:1.0-1.5Mpa，采用分段间歇式，在导管内注入水泥浆，以进行隧道拱顶覆土固化。5.1.拱顶地表注浆施工工艺拱顶地表注浆施工工艺见图5-1。图5-1拱顶地表注浆施工工艺框图5.2.注浆施工流程及要点5.2.1.施工准备⑴标注注浆加固范围在左洞加固范围山体坡面上打设间距离2m的木桩圈定注浆范围。确定注浆范围搭设工作平台布孔/安钻施钻/清孔安设注浆管/止浆塞注浆注浆检查：至设计压力结束安装调试注浆泵制备浆液配合比设计5⑵整理注浆地表清除注浆坡面上的妨碍注浆的杂物，清理中尽量不破坏地表植被，保持山体的自然风貌。⑶布置注浆点在地注浆坡面上按间距1.4m，进行注浆布点，布点按梅花型布置，并在各注浆点钉设小木桩，注浆孔布置见：城东隧道左线祖龙端进口地表注浆平面布置图。⑷钻孔角度及深度测量注浆范围内的各注浆点的坐标及高程，按比例绘制该断面的横断面的CAD剖面图，确定注浆深度。注浆管采用φ42×3.5mm超前小导管，打入深度控制在管棚轮廓外线，钻孔角度，垂直于隧道开挖轮廓线进行钻孔。5.2.2.搭设工作平台拱顶注浆作业平台采用Φ48×3.5mm的钢管沿边仰坡逐层搭设，钢管采用48*3.5mm钢管，钢管、扣件、脚手板等材料质量符合要求。⑴材料选用采用外径Φ48mm，壁厚3.5mm的钢管。立杆和大横杆的长度为4-9米，小横杆根据现场搭设需求现场加工。有严重腐锈、弯曲、压扁、损伤和裂纹的钢管均一一剔除。所采用的直角扣件、回转扣件和对接扣件，必须为质地良好、性能可靠的标准件，以防在使用时出现开口、断裂、滑丝等现象,钢管数量充足、规格统一。⑵工作平台搭设注浆工作平台搭设拟定采用落地式满堂扣件式钢管脚手架，所有脚手架立杆均采用：横距1.2m，纵距1.2m，内立杆距套拱距离b=0.35m，脚手架步距h=1.20m，铺设脚手板层数1层，安全网1层。①脚手架的搭设尺寸立杆横距1.2m；立杆纵距1.2m；步距1.2m；剪刀撑：水平间隔每4.8米拉设一道剪刀撑，有底至顶连续设置竖向剪刀撑。②脚手架基础位于套管外侧岩土上脚手架基础下垫槽钢；位于套拱上脚手架基础下垫钢板，且就近与套拱预埋钢筋焊接；位于边仰坡上脚手架基础下垫钢板且与就近打入边仰坡1.2m6钢筋焊接；距离立杆底部350mm设置通长扫地杆，扫地杆按照纵横方向设置，防止立杆底端发生位移。③剪刀撑的设置剪刀撑是防止脚手架纵向变形的重要措施，每组剪刀撑，斜杆与地面夹角在45°-60°之间，由底部至顶部随脚手架的搭设连续设置，剪刀撑斜杆应与立杆和横杆进行连接，底部斜杆的下端置于垫板上，剪刀撑斜杆的接长，均采用搭接，搭接长度不小于1.0m，设置2个旋转扣件。④脚手架的搭设脚手架：检查准备、材料配备→清理场地→纵向扫地杆→立杆→横向扫地杆→横杆→剪刀撑→铺脚手板→铺安全平网。脚手架搭设见图5-2脚手架搭设纵断面图、5-3脚手架搭设横断面图。图5-2脚手架搭设纵断面图75-3脚手架搭设横断面图⑶支架力学验算①计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)；设计荷载：公路-Ⅰ级；②最不利荷载位置计算综合考虑拱顶地表注浆平台搭设的结构形式，在ZK65+788断面位置钻孔注浆时为最不利荷载位置，按注浆宽度15m计算，该位置长度为2.4m，该断面面积为15×2.4=36㎡。对该位置进行支架检算：A、支架布置以1.2m×1.2m布置考虑,钻机重量为2.5T计则单位面积承重为：q1=2.5*9.8KN/（15×2.4）=0.68（KN/㎡）由于钢管布置为1.2m×1.2m，则单根承载力为：0.68KN/㎡×1.2×1.2=0.98（KN/根）B、脚手板等附属构造荷载取q2=0.3（KN/㎡）8C、扣件式钢管支架自重(按9m高度计算)a、立杆自重（采用Ф48×3.5mm，钢管单位重量为3.84kg/