中鐵十四局集團三公司黃祁高速公路路基工程HQ-09合同段祁門隧道超前大管棚施工方案祁門隧道超前大管棚施工方案第一章 編制依據1 黃山至祁門高速公路路基工程項目第HQ-09合同段兩階段施工圖。2 JTJ042-94公路隧道施工技術規范。3 JTG F80/1-2004 公路工程質量檢驗評定標準。4 黃山至祁門高速公路路基工程項目第HQ-09合同段合同文件專用本。5 HQ-09合同段現場調查及踏勘情況。6 我單位施工類似工程積累的技術和管理經驗。7 中鐵十四局集團有限公司通過質量體系認證中心認定ISO9001：2000質量手冊和程序文件。8 適用的法律法規、行業現行標準及規范。第二章 編制范圍本施工方案適用祁門隧道K54+808K54+838、K54+940K54+980段V級圍巖淺埋洞口段，采用直徑108mm厚度8mm無縫鋼管，絲扣連接。鋼管設置于二襯輪廓外側拱部環形布置，進行注漿預支護，鉆孔長度為進口（屯溪端）30m，出口（景德鎮端）40m。第三章 工程概況3.1工程簡介祁門隧道位于祁門縣境內，牌樓塢水庫西北部的山體上，本隧道設計為連拱（巖質）隧道，屯溪端樁號為K54+795.0，設計高程為155.412；景德鎮端樁號為K54+985.0，設計高程為153.845，隧道全長190m，最大埋深為45m。隧道縱坡為單向坡，坡率為0.35%、-2.0%，平面上呈圓曲線形展布，平曲線半徑R=1000m，總體走向屯溪端為295，景德鎮端為284。隧道設計凈寬高為：2（10.255.0）m。3.2地形地貌隧址區位于硬質淺變巖低山丘陵構造剝蝕區，具低山溝谷微地貌特征，地面標高153.54199.96。兩端洞口位于兩側山谷與山脊的背部連接處，山體自然坡度3040左右。隧道屯溪端頻臨牌樓塢水庫，常年蓄水。3.3地質巖性隧址區出露的地層自上而下為：第四系全新統殘坡積(Q4el+d1):灰黃色亞粘土、碎石，硬塑，土質不均，亞粘土中碎石含量3045%，棱角一次棱角狀，粒徑13cm,成分主要為板巖。多分布于隧址區坡面及谷地低洼處。元古界紀木坑組（Ptm）:巖性為灰色灰黑色板巖，變余泥質結構，緩坡面風化深度較大。3.4 水文地質隧址區地表水主要為樓牌塢水庫，環繞隧道屯溪端所在的山體低洼處條形展布，水深35m，水面標高133.30米，庫容約35萬立方米。屯溪端支溝為無地表水流干溝，僅在雨季有間歇性水流，流量較小，水質良好。隧址區地下水主要為基巖裂隙水，水位、水量受大氣降水影響而變化，強風化帶中風化裂隙發育，但多為泥質充填，弱風化帶裂隙節理多為閉合狀，富水性較差，因隧道兩端洞口設計標高均高于侵蝕基準面，故基巖裂隙水不發育。3.5地質構造與地震隧址區構造簡單，僅在屯溪端洞門400米以外見F3-4斷層通過，為早期斷層，構造帶中角礫巖已重新膠結，未見構造疊加、復活，對隧道圍巖無明顯影響。巖層產狀為5038。全強風化層完整性指標差，RQD值15%；弱風化巖層體完整性較好，RQD=6070%。據區域地震資料，隧址區地震基本烈度小于度，地震動峰值加速度小于0.05g，地震動反應譜特征周期為0.35S。3.6不良地質隧址區未發現滑坡、崩塌、泥石流等不良地質現象及特殊性巖土，工程地質條件較佳，但因兩端洞口段坡面全風化層較厚（14.621.8m），其風化形成的松散層在隧址區比較突出，對隧道洞門開挖會造成明顯影響，易產生工程滑塌。隧址區雖未發現明顯的不良地質現象及特殊性巖土，但據地質露頭觀察，隧址區分布的木坑組（Ptm）板巖多為中薄中厚層狀風化巖層，節理裂隙較為發育，呈微張閉合型，局部夾泥質或砂質軟弱夾層，豐水期受地表水及地下水徑流的影響，在外力作用下易造成巖體層面間的滑移或不規則錯動，在設計與施工過程中應引起重視。3.7主要工程數量主要工程數量表施工里程項目名稱單位數量備注K54+808K54+838套拱C25混凝土M367.321334.5鋼管M15276個18工字鋼kg3320.50管棚鋼管1088m2511.376根/環C20注漿漿液M3130.8具體工程量按現場實際施工數量計K54+940K54+980套拱C25混凝土M356.061334.5鋼管M146.073個18工字鋼kg2823.8管棚鋼管1088m3143.273根/環C20注漿漿液M3160.8具體工程量按現場實際施工數量計K54+808K54+838、K54+940K54+980導洞噴C25混凝土M36.6216工字鋼kg4190.4第四章 施工準備4.1施工用電利用隧道施工所用的800KW供電系統，并備200KW發電機1臺作為備用電源。4.2施工用水由高位水池利用隧道施工給水管路引入。4.3工期安排根據項目辦的工期要求和工程的實際情況，超前大管棚施工工期為2009年11月16日2009年12月30日。4.4物資設備供應4.4.1主要材料供應計劃序號材料名稱型號單位數量備注1水泥t4502C25混凝土M3123.383噴C25混凝土M36.62418工字鋼kg6144.3516工字鋼kg4190.461334.5mmm29671088mmm5654.58其他零星小材料4.4.2主要工程設備使用計劃序號名稱規格型號數量（臺套）備注1砼濕噴機ZSP8I22氣動潛孔鉆機KSZ10023多功能作業臺車自制14單缸雙液注漿泵ZYB70/80D25發電機200KW16水泥漿儲存桶1500L27其他漿液儲蓄桶28Y型混合器29高壓球閥耐壓22MPa64.5勞動力配置組建隧道注漿專業化施工班組，組長由項目副經理擔任，根據邊、仰坡導管注漿施工的需要，配置技術過硬、責任心強、專業分工明確的職工和技術人員，在注漿施工過程中，必須保證注漿施工班組的人員固定，不得隨意調遣，施工班組勞動力配置見附表序號工序每組人員組數總人數1鉆孔72142管棚加工制作4283拌制水泥漿4284拌制其他漿液2245注漿42166技術、試驗人員4287隊長、其他3268合計64第五章 管棚施工方案5.1超前長管棚施工超前長管棚設置于K54+808K54+838、K54+940K54+980段V級圍巖淺埋洞口段，采用直徑108mm厚度8mm無縫鋼管，絲扣連接。鋼管設置于二襯輪廓外側，拱部環向布置。施工工序為：開挖支護邊仰坡施工管棚操作平臺安裝套拱拱架安裝管棚133mm套管C25套拱混凝土施工管棚鉆孔制安108mm鋼管管棚注漿。只有在長管棚施作完成后才能開始進洞開挖。5.2、套拱施工1、套拱長度為2m；2、套拱構造：套拱主要由4榀間距60cm正洞I18工字鋼中導洞I16工字鋼、鋼架縱向22連接筋、133mm厚度4.5mm孔口套管、厚度65cmC25混凝土組成。3、套拱施工注意事項(1)處理好套拱基底，鋼架必須落在牢固的基礎上，承載力不小于300Kpa；每榀套拱鋼架采用2根長3m42mm鋼管鎖腳；(2)嚴格控制孔口套管安裝質量:間距不得大于40cm、仰角控制在13；(3) 嚴格按照設計圖紙加工鋼架，鋼架采用縱向間距1m22連接筋連接牢固；5.3大管棚其它參數及施工注意事項(1) 管棚間距為40cm；(2) K54+808K54+838段管棚根數76根，K54+940K54+980段管棚根數73根；(3) 鋼管管身帶12mm注漿孔，間距10cm梅花型布置，前端成尖錐狀；(4) 注漿漿液采用水泥砂漿，水灰比為0.5:1；(5) 嚴格控制注漿壓力，注漿壓力為0.51Mpa；(6) 管棚同一截面處接頭數量不得大于總接頭的50%，相鄰接頭至少錯開1m。見附圖管棚布置圖：第六章 注漿設計6.1注漿設計原則6.1.1注漿目的和注漿方案的選定6.1.1.1注漿目的通過注漿，在隧道開挖輪廓線外形成注漿加固圈，達到堵水和加固圍巖的目的；通過注漿提高圍巖自穩時間和強度，根據注漿效果指導下步開挖及支護措施。6.1.1.2注漿段落根據設計圖紙要求,本次注漿設計注漿段落為祁門隧道K54+808K54+838、K54+940K54+980段V級圍巖淺埋洞口段。6.2.2注漿設計6.2.2.1根據設計，K54+808K54+838段管棚76根/環，K54+940K54+980段73根/環。鉆孔注漿設計深度為30m/40m。6.2.2.2注漿方式與分段長度長度確定根據圍巖情況，采用一次成孔式式注漿，鉆孔長度30m/40m，注漿長度30m/40m。6.2.2.3漿液材料選定采用PO.425水泥注漿材料。6.2.2.4注漿量計算注漿量估算公式為：Q=n (1+)式中：Q總注漿量，m3，A注漿范圍圍巖體積，m3 n圍巖空隙率，（30） 漿液填充系數（0.8） 注漿材料損失系數（5%）設計中，n (1+)統稱填充率，按附表6.2.2選用注漿參數表 表6.2.2序號參數名稱正洞1加固范圍K54+808K54+838、K54+940K54+9802注漿段長度30m、40m3擴散半徑(m)1.04注漿終壓(MPa)0.51.0Mpa5孔間距40cm6巖層孔隙率515%7漿液填充率0.7-0.98漿液損失率10%根據設計，注漿量為291.6m36.2.2.5注漿壓力根據設計資料，注漿終壓控制在0.51.0MPa。第七章 超前大管棚注漿施工7.1超前大管棚注漿工藝流程7.1.1超前大管棚注漿施工工藝流程見附圖補注漿效果評定定滿足設計要求注漿設計滿足設計要求超前大管棚注漿鉆 孔注 漿 注漿效果評定達到注漿效果未達到注漿效果超前補注漿達到注漿效果未達到注漿效果開挖 注漿效果評定補注漿未達到注漿效果7.2超前大管棚注漿施工準備7.2.1掌子面處理對掌子面采用10cm厚C20網噴混凝土進行封閉。7.2.2超前大管棚加工鋼管在工地加工，材料為熱軋無縫鋼管，外徑108mm，壁厚8mm，節長46m，兩段間采用絲扣或者對焊連接，前端加工成尖錐形，管身鉆注漿孔，孔徑12mm，后端3m 為預留止漿段，不設注漿孔，注漿孔間距10cm，梅花型布置。7.3鉆孔施工7.3.1測量布設鉆孔時嚴格按已施作孔口套管的間距、角度進行施工，按設計要求，孔口位置允許偏差5cm，孔底位置應小于30cm。超前大管棚設計進口（屯溪端）76個，出口（景德鎮端）73個注漿孔。7.3.2設備就位孔位布好之后，將鉆機、空壓機、注漿機、拌漿設備、備料車順次擺放在工作位置，并檢查設備運轉情況，保證設備運行良好，設備就位后，接通各種供電供風管路。7.3.3鉆孔、安裝導管鉆機準確定位后，將125沖擊鉆頭安裝在鉆機前段，啟動鉆機開鉆。開孔時本著“輕壓、慢鉆”原則，以防止孔位及鉆進角度偏差。鉆進1m后再加壓加速，待孔深達到30m/40m時，退出鉆具，安裝管棚導管，導管由108mm鋼管制成，長度30m/40m，管身注漿孔梅花型布置，孔間水平間距10cm，前端成尖錐狀。用鉆機將導管強力推入孔內并用編織袋堵塞，以防止注漿前雜物掉入孔內。7.4注漿施工7.4.1注漿材料注漿材料根據現場情況采用PO.425水泥注漿材料。注漿材料配比如附表7.4.1 序號名稱配比凝結時間1PO.425水泥注漿材料W:C=0.5:11:12h5h7.4.2注漿參數注漿參數如附表7.4.2序號參數名稱正洞1加固范圍K54+808K54+838、K54+940K54+9802擴散半徑（m）1.53孔間距（m）0.44注漿深度（m）30m/40m5注漿孔數量1496注漿壓力（MPa）0.51.07巖層孔隙率515%8漿液填充率0.7-0.99漿液損失率10%現場注漿施工中，注漿參數應根據情況進行動態調整優化。7.4.3注漿順序注漿順序按由外到內，由下到上的發散約束型進行，即先注下部孔，后注上部孔，注漿過程中，進行隔孔注漿，每次隔一序孔，然后逐步趨近，后序孔作為前期孔的檢查孔。7.4.4制漿在攪拌機開動的情況下，加入定量清水，水量需計算準備，然后按配合比加入原材料，連續攪拌3min后可通過鋼絲過濾后進入蓄漿桶中，在蓄漿桶中二次攪拌后，供注漿使用，制漿后必須保證在10min以內注入孔內，不能存漿過多，影響注漿效果。7.4.5注漿7.4.5.1壓水試驗在正式注漿前用3MPa的壓力壓水檢查，其目的是：檢查管路是否連接正常，是否耐壓，有無漏水現場，測定注漿壓力損失情況，確定注漿終壓，將巖層裂隙內的充填物擠壓至注漿范圍以外，增加注漿效果。7.4.5.2注漿首先根據壓水試驗情況及圍巖的裂隙發育估算單孔注漿數量，然后開始用兩臺ZYB70/80D注漿泵聯合注漿，注漿時，先用水灰比0.70的漿液試注，當注漿正常后采用1：1水灰比漿液注漿，注漿時要隨時觀察泵壓及注漿數量，分析注漿是否正常，如單孔注漿量過大，仍達不到終壓的要求，可暫停該孔注漿，過46h用鉆機清孔后再繼續注漿，注漿要作好充分準備，要緊張有序，忙而不亂。要嚴防堵管，影響注漿質量。7.4.6注漿結束標準7.4.6.1單孔結束標準注漿壓力逐步升高至設計終壓,并繼續注漿10min以上;注漿結束時的進漿量小于5L/min。7.4.6.2全段結束標準所用注漿孔均已符合單孔結束條件，無漏漿現象；注漿后涌水量小于3m3/m.d；檢查孔滲水量小于0.2L/m.min；檢查孔鉆取巖芯，漿液充填飽滿；漿液有效注入范圍大于設計值。7.4.7效果檢查與補孔注漿7.4.7.1效果檢查開挖前可根據預設檢查孔的涌水情況，判定注漿效果，注漿效果好的地段，檢查孔涌水量很小，經開挖后可觀察到裂隙及空隙充填效果，幾乎所用裂隙都充填有漿，開挖后掌子面比較干燥。7.7.2補孔注漿如果開挖后仍有滲水現象，堵水效果達不到要求時，采用局部徑向注漿處理，使其達到堵水設計標準。第八章 注意事項8.1鉆孔過程中，遇巖層破碎造成卡鉆，應停止鉆進，掃孔后再行鉆進。8.2注漿過程中，若壓力突然升高，應停止注漿，待檢查后，再行注漿。8.3注漿過程中，注意觀察止漿巖墻的變形情況，準備好