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1、砂层浅埋暗挖区间隧道小导管注浆预加固地层施工技术【实用文档】doc文档可直接使用可编辑，欢迎下载砂层浅埋暗挖区间隧道小导管注浆预加固地层施工技术（可编辑)砂层浅埋暗挖区间隧道小导管注浆预加固地层施工技术 砂层浅埋暗挖区间隧道小导管注浆预加固地层施工技术 张付林 中铁四局五公司 摘 要：粉质砂土地层暗挖隧道,决不可盲目冒进.通过地表动态管井降水配合小导管注浆作为超前支 护；可以很好的解决这一施工难题. 工程概况 沈阳地铁张沈区间位于铁西区开发大道下,里程： 。. ,左线长 。 含短链 。 ，右线长.，线间距,平均埋深 .沿线地下管线纵横交错，两侧多为 中外合资企业。暗挖隧道采用台阶法施工,复合式
2、衬砌结构，初期支护与二次衬砌之间铺设全包 防水层。区问隧道在、. 等处 分别穿越铁路、暗渠和污水管,地下水丰富。张沈区间地质情况见图 所示,隧道结构见图 ,设计支 护参数见表 。 杂填土 粉质粘土 粉土 。粉、细砂 。.中、粗砂 。一。?.砾砂 田 人工堆积层 “全新统冲积层 全新统冲洪积层 图 张沈区间地质纵剖面图 作者简介:张付林 一 。男,工程师。 年毕业于中南工业大学公路与城市道路专业。； ?总第 期 铁道建设年第 期 表 设计支护参数 衬砌支护类型 单位 支护参数 备注 早强喷混凝土 厚度钢筋网 网格 辅助施工措施： .地面设置管井井点进行动态管理降水；防水钢筋 昆凝土 厚度 .中
3、超前小导管长 . ，环向间距 。 。纵向 。 /环; 格栅钢架 间距施工方法实施要点 隧道采用短台阶法施工,严格遵循“管超前、严注 浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的施工原则。上 台阶环形开挖留核心土，台阶长度 ;插打超前 注浆小导管按 : 比例注人固砂剂浆液，等待 以充分发挥固砂剂浆液固砂作用;通过地表实 施动态管井井点降水；成功地在浅埋暗挖砂层中进行 了施工. 。 小导管加工制作 小导管选用巾 的普通水煤气花管，用砂轮切割 机截为 . 长每根，用钻机在导管上梅花形布设 个孔,清除导管内残存钻丝,导管顶端制作成锥 形，锥顶内塞填棉纱防止跑浆。导管上布孔严禁用电 弧焊烧孔，以防焊渣阻塞影响
4、注浆效果. 。 动态降低水位 。 . 地表布井降水 图 隧道结构断面图 在区间隧道南北两侧路面布设降水井，共布降水 井口，间距 ，井深，井径，安装？ / 或 ? / 潜水泵抽水。 . . 洞内引水 考虑到地表降水的不完全性及地质不均匀而存在的局部滞留水，施工时在工作面采取洞内引水措 施，用中 小导管引水,引水管长 . ,管壁钻夺 孔眼，间距 ,梅花型布置，外缠目 尼龙布。排水管布设在仰拱上 。 左右，端部上仰角 。，成孔采用高压风吹孔,插管采用风镐顶进 方式进行。 . . 小导管布设安装 小导管在钢格栅架立完成后进行布设安装,安装前在钢格栅上用红色记号笔严格按照设计间距布 置小导管点位，对照点
5、位用高压风枪吹孔,使用风镐把导管顶进设计长度,然后用棉纱封堵导管口.超 前注浆小导管顶进施工时外插角为 。施工误差控制在？ 。 范围之内,避免因外插角度影响注浆施工 效果。 . . 固砂剂浆液配制及注浆器具 固砂剂浆液根据掌子面岩层状况，严格控制浆液配比，由试验和技术人员制定固砂剂浆液配制器 具。现场验收固砂剂进料质量,严格按照实验数据进行配制固砂剂注浆浆液.沈阳地铁张沈区间根 据施工现场围岩的实际情况，通过试验确定注入比例为 : 固砂剂浆浆液，加固前方围岩。注浆器具由 现场进行加工制作，采用高压风吹进.这一施工工艺有以下优点: 实用性强，操作方便简单； 注浆量容易控制，不用借助其它测量器具,
6、操作人员直接能感觉到掌子面是否达到注浆量;。 电力隧道浅埋暗挖法施工方案一、总体施工方案暗挖隧道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.现场监控量测是监视围岩稳定、判断隧道支护结构是否合理、施工方法是否正确的重要手段，也是保证安全施工、提高经济效益的重要条件，应贯穿施工的全过程，通道量测数据的分析处理,掌握围岩稳定性的变化规律，调整支护结构参数。超前小导管如在粘土层施工，采用风钻钻进法打设,在砂卵石层用20mm 的高压风管吹孔,铁锤夯打.隧道渣土在隧道内由人工手持风镐、铁锨开挖，手推车运输，然后通过设在施工竖井处的 5T 电动葫
7、芦吊出竖井，自卸汽车运出施工现场。喷射用混凝土通过输料筒输送至竖井底部，人工用手推车运输至作业面。二次衬砌用混凝土采用商品砼，通过输送泵输送至作业面。整个暗挖隧道重点控制地表沉降、管线保护，采取不同的施工方法,以超前钢插管超前支护、注浆加固地层为主要手段，及时施作支护体系。二、主要施工方法总体施工工序：竖井施工马头门施工隧道土方开挖初衬施工防水施工底板钢筋绑扎支模板浇注二次衬砌混凝土电缆支架及人行步道施工现浇混凝土盖板检查井施工防水处理回填。（一） 、竖井初衬施工竖井是电力隧道工程施工时的工作井，也是电缆敷设、检查、维修时的人员、设备出入口。本工程竖井采用4.1m 圆形竖井结构。主要施工工序：
8、测量放线人工挖探坑开挖井口土方绑扎锁口圈梁钢筋支立模板浇筑圈梁砼砌筑井口段挡土墙立龙门架搭护栏开挖竖井土方安装网构钢架喷射砼井底钎探竖井封底。1、 竖井井口段施工土方开挖采用人工开挖,正式开挖前必须先挖条形探坑，必须挖至原状土。条探坑呈“十 ”字交叉，交叉点为竖井中心点，发现没有地下障碍物及管线后方可继续开挖.开挖过程中发现地下建筑物、管线或文物必须立即停止施工，制定保护方案，联系相关单位，按照有关预案程序采取相应措施。竖井开挖过程中及时网喷 C20 砼防止井壁坍塌.挖到地表下圈梁底部的标高后,绑扎圈梁钢筋。锁口圈梁采用混凝土输送泵一次性灌注 C30 混凝土，然后根据竖井规格依照设计图纸进行圈
9、梁上部砖墙的砌筑。在施工时，根据设计要求及施工需要完成爬梯、临电、临水、下料系统等的预埋件的布设，避免竖井完成后对结构体进行反复的凿除，破坏竖井结构。2、 龙门架安装龙门架是施工时的垂直运输设备,所有材料、设备、土方必须由龙门架的电葫芦吊运.龙门架安装完成后，必须进行设备调试，合格后方可使用.3、 竖井井身施工井身穿过房渣土、粘质粉土、细砂、粉砂、粘土层,根据工程地质情况和衬砌设计，竖井采用逆作法施工,竖井施工应逐榀开挖，井身土方采取半断面开挖，严禁整个井体格栅同时悬空。井身支护是由 C20 喷射混凝土+网构钢架+钢筋网组成的结构。竖井施工过程中，根据实际地质情况，遇到砂层时采取小导管超前注浆
10、加固，以确保竖井及施工安全。4、 竖井封底竖井底部格栅采用网构拱架，喷射 250 厚 C20 混凝土.钢架两端分别焊在竖井钢架上 ，满焊连接。5、 马头门施工在竖井施工到底隧道马头门开始施工时,严禁全断面进行开挖,应该遵循“分段破除、立即支护、快速喷混、迅速闭合，加强监控量测”的原则。竖井马头门要分别先后施工，完成一处再施工另一处。马头门喷混后，要保证结构尺寸符合设计要求，结构表面平顺圆滑，符合相关规定。（二） 、隧道初衬施工1、隧道净断面尺寸：隧道为复合式衬砌结构，断面尺寸为 2.02。3m，直墙、圆拱、厚平底板、净宽 2。0m ，起拱线高 1.85 m,矢高 0.45 m，净高 2.3 m
11、。两侧支架1000。2、 隧道做法：喷射混凝土网构钢架钢筋网支护防水膜现浇钢筋混凝土。初衬厚度 0.25m；二衬厚度为0.2m。本工程隧道采用 2。02。3m 结构形式。暗挖隧道断面图如下：(见下页）（1） 超前支护为防止隧道土体坍塌，施工时沿拱部范围内施作32 超前小导管注浆，必须从首榀拱架腹部穿过，每榀格栅打设一排。导管根据围沿情况，粉土层可用风钻打设,在砂卵石地层中要用高压风吹孔，人工用铁锤打入超前小导管。超前小导管断面图超前小导管纵断面图1） 操作工艺2）注浆超前小导管+水玻璃砂土、砂砾超前小导管+AB、AC 液-含水砂层、砂砾超前小导管+封面+水泥浆+静压注入含水砂层锚杆+小面积网片
12、，喷砼棚护饱含土，-抢作法.以上几种方法根据土质情况和渗水情况而定.（2） 土方开挖隧道内土方采用人工开挖、手推车运输土和材料.2.0m2。3m的隧道段土方采用环型开挖预留核心土，核心土形状为梯形.其施工程序是先沿拱部轮廓线施打32 超前小导管(拱部 120150范围内设置），要求每一榀打设一排，注浆加固地层，然后采用人工持风镐、铁锨环向开挖土体.为稳定掌子面,根据地质情况适当预留核心土, 核心土不得短于2m，且不得出现反坡,然后网喷 5cm 厚砼，架立格栅钢架，挂第二层钢筋网并喷射初期支护砼。施工时人工开挖土方用手推车运输至竖井。开挖完成后初喷砼，架设格栅钢架，网喷砼封闭成环，至此完成一个循
13、环。应注意的质量问题 要防止邻近建筑物的下沉,应预先采取防护措施，并在施工过程中进行沉降和位移观测;在开挖过程中,应加强开挖面的地质素描和地质预报工作。 应特别注意预加固、开挖和支护等作业工序的紧密衔接，开挖后应及时进行初期支护。对将要停工时间较长的开挖作业面,不论地层好坏均应作网喷混凝土封闭。严禁结构同时悬空，杜绝多榀一次开挖.隧道不得欠挖，对意外出现的超挖或塌方应采用喷射混凝土回填密实,并及时进行回填注浆。 暗挖隧道所穿越的地层主要为砂卵,要注意使格栅架的落脚点坚实无浮土，格栅钢架着地端与基面间的空隙必须用喷砼填满;严格控制隧道开挖的中线和高程,开挖轮廓要圆顺防止超挖，局部欠挖处人工修凿。
14、当隧道围岩自稳能力较差时，应尽可能缩短开挖长度,尽快使初期支护闭合。（3） 钢格栅支立在浅埋松散的地层中，格栅钢架与网喷混凝土联合支护,具有即时的强度和刚度能够控制土体的过大变形.土体开挖面形成后应及时架设钢格栅,需与每一根超前钢管接触,并焊接使二者形成稳固的棚架。钢架之间用螺栓连接。在钢架主筋内外两侧沿拱架环向,布置纵向连接筋。钢格栅尺寸考虑到两侧1.5cm 防水层外还要考虑 2cm 安全误差，不能侵占二衬的空间。（4） 喷射混凝土1） 工艺流程喷射混凝土施工工艺图2） 施工方法原材料控制：喷射混凝土的原材料进场均应进行质量检验，进行速凝效果试验，确定初凝效果的试验，优选速凝剂的品种和确定最
15、佳掺量，要求初凝不超过 5 分钟，终凝不超过 10 分钟。根据设计要求,由试验室进行配合比选择试验,确定水泥用量、水灰比、砂子、豆石用量，用计量图示牌悬于每个现场地泵前，作为现场配比依据。施喷前的准备：喷射作业应认真清除受喷面上的浮土回弹物等松散积料，用高压风吹净。调整好喷射机的风压、水压、做好准备.喷射作业:施喷应由上而下，从低向高地依次进行，接螺旋轨迹均匀分层喷射，喷头直对受喷面，距离为0。6m.喷射压力控制在 0。120.15Mpa，一次喷射厚度,边墙约 710cm ，拱顶部分为 56cm.每喷完一遍均需要一定的间隔时间，一般为前一层混凝土终凝后进行 。在格栅栏风架处，喷嘴应避开钢筋密集
16、点,以免产生密积.对悬挂在网筋上的混凝土结团应及时清除，保证喷射的密实并杜绝使用落地回弹料。喷射混凝土应将钢筋全部覆盖，喷射手应控制水灰比 0.400.45。喷射混凝土加强养护，以防风干裂口。（5） 回填注浆待喷射混凝土强度达到设计强度的70%后,通过施工时预埋在混凝土中的32 钢管及时进行背后回填注浆，控制地表下沉.背后回填注浆管在拱顶与隧道中线 15夹角，纵向每隔 2m 设一根，拱顶两侧注浆管交错布置，注入浆液为水泥砂浆，注浆时以使初期支护与围岩密贴为原则,不可使用过大的注浆压力，最大不超过 0.4Mpa。出浆口的朝向与开挖方向相反，距离土体约 50mm。为保证喷射混凝土支护与地层密贴,要
17、及时进行衬砌背后回填注浆，充填注浆用水泥砂浆参考配合比例如下：灰、砂比:1：1。51：1。3（重量比)水灰比 1：11：1。1注浆压力小于 0.4Mpa（三） 防水施工本工程主要防水体系为:初衬喷射防水混凝土+聚乙烯丙纶复合防水+二衬 C30S6 抗渗混凝土自防水。1、 聚乙烯丙纶防水卷材施工暗挖段采用聚乙烯丙纶复合防水卷材（规格为 600g/m2），满粘法施工。隧道初衬施工完毕，经甲方、设计、管理、监理单位验收合格；隧道已经清理、冲洗，露出混凝土基面 ，且基面无漏水漏筋的情况下进行施工。施工工艺流程如下:清理基面验收基层堵漏及抹找平层防水涂刷水泥聚合物灰浆粘贴聚乙烯丙纶防水卷材排气压实粘贴盖
18、条检验复合防水卷材施工质量底板防水保护层施工验收隧道初期支护结束后，检查喷射混凝土基面的漏水、漏筋情况,切割外露钢筋、注浆管 ，并在割除部位用水泥砂浆抹成圆曲面。要对漏水严重的部位采取集中导流,埋设导流管，对独立漏点采取凿孔埋管导流的方式进行导流。满足无水施工条件后，施做找平层、涂刷水泥聚合物灰浆，然后剪裁卷材，从拱顶开始向两侧下垂铺贴，先边墙和拱顶,后粘贴底板。卷材防水附加层宽度不宜小于 500mm,在立面与平面的转角处,卷材的接缝应留在平面上,距立面不应小于 600mm。卷材搭接宽度为120mm，相邻边接缝应错开1m 以上,并清理干净溢出的水泥胶，然后涂刷聚氨酯胶粘贴接缝盖条。防水层施做完
19、毕后,在底板的防水层上抹5cm 厚的水泥砂浆保护层，防止二衬钢筋绑扎时对防水造成破坏。2、 变形缝、施工缝处防水竖井出口23m 处设置变形缝，新旧沟相接处亦设置变形缝；现浇二衬结构不大于30米设置一道变形缝,而且初衬结构变形缝处二衬结构亦要设置变形缝.在变形缝处先采用30mm 聚苯板作分界板，待隧道两侧喷射混凝土及防水层施作完成后，再将缝中的聚苯板剔成宽 30mm,深 65mm 的缝,然后用聚合物水泥砂浆嵌缝深 30mm,待聚合物水泥砂浆干硬后 ，在缝中嵌入双组份聚硫橡胶。施作完变形缝后用焦油聚氨酯及涤纶布就地制作止水带。四） 、二衬施工1、基本要求当初期支护的变形达到基本稳定后，可以进行二次
20、混凝土衬砌模注工序。通过监控量测,掌握隧道动态,待初支结构稳定后为二次衬砌施做最佳时机。（1） 二次衬砌施工前应做好以下几点： 1) 核对中线、高程、断面尺寸，所有数据均应符合设计要求。 2） 为确保衬砌不侵入界限,允许放样时，将设计衬砌轮廓尺寸扩大 3-5cm，作为施工误差及模板拱架的预留沉降量。 3) 隧道断面变化和地质条件变化交界处，应设沉降缝；洞口附近及根据设计要求的部位应设伸缩缝。对以上的沉降缝、施工缝均应进行防水处理。2、 钢筋工程隧道衬砌钢筋均采用 HPB235 和 HRB335，混凝土保护层厚度为 30mm。衬砌钢筋按照断面形状内外两层布置.（1） 钢筋加工钢筋严格按照设计文件
21、及施工规范要求,在规范的钢筋加工场内进行加工。确认钢筋是否检验合格，不合格或未经检验的钢筋禁止进入加工场现场,钢筋进入加工场时办理验收手续。钢筋表面应洁净、无损害，油、漆污和铁锈等应在使用前清除干净，带有颗粒状或片状老化铁锈不得使用。钢筋平直，无局部折曲。调直钢筋表面不得有明显擦伤，抗拉强度不得低于设计要求的标准。加工钢筋制品由合格的专业人员制作，并对加工的产品、加工设备定期检查和不定期抽查,并对人员操作进行考核。钢筋弯制和末端弯钩均严格按设计加工,弯曲后平面上没有翘曲不平现象，钢筋弯曲后无裂缝。对 HRB335 级钢筋不能反复弯曲。受力面钢筋在 1:1 制作样台上，分单元成型；钢筋加工前，由
22、土建工程师编制钢筋工程配料表，并向作业班组进行技术交底；钢筋弯曲成型采用 GQ40 型钢筋弯曲机完成。关键部位的钢筋需放大样，对制作人员进行现场指导、验收。钢筋加工成半成品后，经质检人员检查合格后，要按类别、直径、使用部位挂好标志牌 ，摆放整齐，由专人管理，放置在方便运送至使用部位的地方;对检查不合格的产品及时隔离或作报废处理。（2） 钢筋安装钢筋连接的接头设置在受力较小处。同一纵向受力钢筋不宜设置两个或两个以上接头。接头距钢筋弯起点位置大于 10d.在受力中心至长度为 35d 且不小于 500mm 的区段内，同一根钢筋不得有两个接头；若在同一受拉区内，接头的受力面积占受力钢筋总截面积不超过
23、50%。钢筋接头距钢筋弯折处，不应小于钢筋直径的 10 倍，且不位于结构的最大弯矩处.钢筋绑扎接头保证搭接长度不小于 41d，搭接时，中间和两端共绑扎三处，并必须单独绑扎后 ,再和交叉钢筋绑扎。绑扎接头受拉区不超过 25。（3） 钢筋安装的技术措施施工前，要求工地技术主管对施工操作人员进行书面技术交底，进行现场放样。安排质检员对钢筋进行抽检，特别是对钢筋搭接点、节点部位作重点检查，发现问题，及时处理。隧道衬砌钢筋分两次绑扎完成，第一次绑扎至底板和侧墙筋;第二次完成断面剩余拱部钢筋 。具体钢筋搭接设计将在交底中明确。由于断面配筋多为曲面钢筋,故钢筋必须经过弯曲成型尺寸检查合格后方能使用。架立时通
24、过多点控制作业，尺寸满足规范要求。当内外层钢筋完成绑扎后,每五米悬吊中线，在此中线截面依据布设量测点，量测点均匀分布不少于六点,依此量测宽度制作不同高度的撑脚，达到控高层.绑扎完成后必须注意对成品进行保护,浇筑混凝土时前不允许闲人踩踏,并派专人值班，发现钢筋移位或松动及时纠正.（4） 钢筋安装质量检查控制标准钢筋安装时，受力钢筋的品种、级别、规格必须符合设计要求。（5） 钢筋绑扎质量通病控制措施钢筋加工原则是：必须按设计几何尺寸控制整个形体尺寸，配筋下料和制作、加工尺寸准确。绑扎前要按照图纸中标注的尺寸检查钢筋的配筋尺寸、放置位置，不准确的调整至准确位置,钢筋绑扎要牢固，严禁有松动和变形现象。
25、钢筋骨架制作，加工放样下料，使每根钢筋尺寸和外形准确，组装应牢固、准确、整体性好。钢筋骨架移位、变形时，要及时进行校正，然后将其绑扎牢固。钢筋的下料进行备料组合，确保接头错开,控制同一区段内接头数,在接头区段内控制接头数占受力钢筋总截面积的百分率。钢筋弯起的角度和平直长度必须符合设计和规范规定。组装时严格控制间距尺寸，钢筋绑扎要牢固,严禁有松动和位移现象。钢筋绑扎中的搭接绑扣不应有松动和脱扣.为了增加成型后钢筋骨架的整体性，在可能松动位置用电弧焊点焊几点.尺寸监控：骨架成型的几何尺寸必须正确，对结构受力主筋安装应牢固，整体性好，稳定,垫块的强度要同母体混凝土强度相同，垫块的厚度要符合混凝土验收
26、规范标准的规定 ，垫块放置的数量和牢固必须达到设计要求，并应起固定作用。施工中受力钢筋因各种因素必须代替时,首先要征得设计同意，并办妥书面签洽商。一个重点:在接近防水板部位，摆设、绑扎钢筋时要注意保护好防水板。3、 模板工程隧道二衬结构以 30 米一个循环段分两步模注完成。第一步完成隧道底板砼部分；第二步浇注侧墙及拱顶砼,模板采用专门加工定制的组合钢模板.4、 浇筑混凝土混凝土模注以前，应做好地下水引排工作,基础部位的浮渣和积水应清除干净，不允许带水作业。模注混凝土时，自由落高不得超过 2 米，应按搅拌能力、运输距离、模注速度、振捣等因素确定一次模注的厚度、次序和方向，并要求分层施工，一般情况
27、应保持连续模注.（五） 附属构筑物的施工竖井二衬及盖板的施工完成后进行井筒、通风亭等附属构筑物的施工。因为电力人孔井均为800 的圆形井筒,因此采用丁砖砌法，外侧大灰缝采用“二分枣 砌。砌筑一层，灌一次砂浆，然后再铺浆砌筑上一层砖，上下两层砖间竖向缝应错开.电缆支架是固定于电力隧道侧墙用于支撑电缆的悬臂式层状型钢结构，是电力隧道中重要的附属构筑物。电缆支架先进行首件支架加工，待首件支架试验、验收合格后方进行批量生产。电缆支架设计间距 1。0m，通过预埋螺栓与墙体固定。接地装置是接地极和接地扁铁（母线）的统称，是电力隧道特有的部分。接地极是电力隧道中埋入地下并与大地接触的金属导体，采用505 镀
28、锌角钢制成，长度 2m.接地扁铁将隧道内电缆支架等铁件与接地极相连接,形成接地回路，采用搭接焊连接。电缆支架与接地扁铁采用三面焊连接。三、施工中需注意的问题1、由于隧道断面较小，为了减少对土层的扰动次数，在进行注浆等措施加固地层后应采用全断面开挖，但为了保证掌子面作业安全和便于架设钢架，必须保留核心土。2、为了保证施工安全，防止塌落，开挖前必须沿拱顶环向打入超前小导管，通过小导管向松散地层注入浆液,以加固地层.然后环向开挖留核心土。开挖安装网构钢架挂钢筋网喷射混凝土，应控制在 4h 以内完成，防止产生过量沉降.3、为了保证喷射混凝土与地层密贴,要及时进行衬砌背后充填注浆。4、竖井采用人工开挖,
29、用喷射混凝土+网构钢架+钢筋网联合支护。此外，监控测量的项目有:1、 洞内外观察; 2、 净空水平收敛测量； 3、 拱顶下沉测量；4、 地表下沉测量。应根据测量结果对支护参数进行调整。21地铁隧道穿越软流塑地层浅埋暗挖法施工工法1。前言南京地铁鼓楼站玄武门站区间隧道采用浅埋暗挖法施工，隧道穿越软流塑地质段，该段土层具有高压缩性、高灵敏度、强度低，易产生蠕动现象，开挖后自稳能力极差，易坍塌，地面沉降难以控制。隧道经过地段的地面上有市政道路、多幢楼房和给水、雨水、污水、电力、电信等多种地下管线,隧道开挖过程中,地面容易产生过大沉降，会造成地下管线破坏和建筑物开裂，危及建筑物及地面交通安全。经多方论
30、证比较,我项目部采用大管棚结合小导管超前预注浆和掌子面注浆施工方案，其施工方法简单，方便快捷，投资少，顺利的完成了隧道开挖的施工,为后续主体结构的施工争取了时间，经总结形成了本工法。2.工法特点2.1施工基本不产生环境污染，且能有效的控制地面沉降，工期短，社会效益好。2。2施工机械设备简单，施工人员少，技术要求低，施工周期短.2.3施工的关键工序是注浆,其施工工艺简单，造价较低。3.适用范围本工法特别适用于隧道穿越地面上有楼房和各种地下管线、且地层为软流塑状淤泥质粉质粘土,隧道采用浅埋暗挖法施工.4。工艺原理在隧道拱部打设长管棚和小导管注浆,对拱部进行加固和超前支护，并对隧道掌子面的地层进行注
31、浆改良，然后在管棚和加固拱圈的保护下进行开挖、支护,该方法在软弱地层浅埋隧道施工中能有效地控制地面沉降。5。工艺流程与操作要点5.1工艺流程防 二 次 衬水 砌基底加固土 初方 期开 支挖 护掌 施子 面加固 工施工准备超 小前 导预 管支 施护 工超 大前 管预 棚支 施护 工施工工艺流程图5。2操作要点隧道开挖施工时采用台阶分步法开挖，长管棚结合小导管注浆和掌子面超前预注浆法，是在隧道拱部打设长管棚和小导管注浆，对拱部进行加固和超前支护,并对隧道掌子面的地层进行注浆改良，然后在管棚和加固拱圈的保护下进行开挖、支护与衬砌，该方法在软弱地层浅埋隧道施工中能有效地控制地面沉降。初期支护采用格栅锚
32、杆钢筋网喷砼进行联合支护,初支完成后及时进行背后回填注浆。拱部150范围设立管棚支护,注浆加固范围1.5m，大管棚采用40m长108钢管，钢管打孔注浆,浆液采用水泥水玻璃双液浆，大管棚搭接长度3m,环向间距0。35m.短导管3m长32普通水煤气管，搭接长度1.5m，环向间距0.35m，浆液采用HC-T凝胶时间可调注浆材料单液浆.长导管采用13m长、直径42PVC劈裂注浆管，搭接长度4m，间距0. 50. 5m。边墙采用中空锚管注浆.开挖采用台阶法施工，台阶长度23m，上台阶施工时并设置临时仰拱封闭，临时仰拱采用16工字钢，喷20cm厚C20混凝土，两侧各设置2根32普通水煤气管长2.5m锁脚锚
33、杆，锁脚锚杆置入角度60。下台阶施工时,对上部钢架拱脚处，应采用跳槽开挖，及时支撑开挖后的拱脚，先开挖一侧设置2根32普通水煤气管长2。5m锁脚锚杆，锁脚锚杆置入角度60。施工方法示意图如51。图5-1 大管棚+小导管施工方法示意图5.2.1超前预支护大管棚施工5。2。1。1 大管棚具体参数超前预支护采用108大管棚，长40米，环向间距0。35m,拱部150O范围内布设,管棚搭接34m，管棚采用花管注浆,浆液采用水泥水玻璃双浆。5.2.1。2 大管棚施工工艺及操作要点5。2。1.2.1大管棚施工流程图52 长管棚施工工艺流程图。2.2开挖管棚工作室在软弱围岩中开挖工作室,要加强支护,进行混凝土
34、衬砌；管棚工作室长6m。为便于架设钻机,安设钢管，工作室应挖至隧道开挖线以外0.8m。导向管是控制成孔方向使之不偏斜的主要手段，导向管长度不小于2.0m，经精确测量后焊接在钢拱架上并喷浆固定.由于I类围岩段隧道较长且为弧线，根据现有水平孔钻进技术条件，隧道分段施作管棚。首先施工第一段管棚工作室，施作第一段管棚，注浆后进行隧道掘进。第一段管棚段开挖31.6m后，进行第二段管棚工作室施工及钻孔,纵向管棚搭接长度3.0m。以此类推，完成管棚超前支护施工。5.2。1。2.3搭设平台、安装钻机、测定孔位图53 管棚施工示意图.2。4管棚孔钻进施工管棚孔开孔开孔前必须检查设备，保证设备状况良好,对组合好的
35、钻具要检查丝扣联接是否紧密.由于考虑到钻孔时钻具下沉、线路曲线的影响及为后续管棚工作室预留出空间,必须计算管棚打设的仰角及外插角，在架好钻机、调整好孔位的水平偏角及仰角后，用翼片式螺旋钻进法钻进。每个钻孔安装孔口管，孔口管用133mm无缝钢管加工。钻进时，孔口管安装孔口密封装置。管棚孔钻进a。按管棚孔设计方位要求固定钻机,跟管钻进放入管棚钢管。b。为了保证钻孔精度，开孔段钻进是关键.钻进前1020m时，要反复校核钻杆方向，调整钻机位置,并用罗盘及挂线检测偏斜无问题后方可继续钻进。c。管棚管下入孔内前要先配管,保证管棚管的同心度。d.加接钻杆和钢套管:当跟管钻进至钢套末端导向墙孔口约30cm时停
36、钻,然后钻机反转收偏退钻、卸杆,动力头后退至末端加接钻杆或钢套管,此时应先拧紧钻杆,然后再拧紧联接套管。2。5大管棚顶入法施工软流塑土管棚施工成孔困难，且在成孔过程中会造成土层的变形。根据软流塑土的力学特性,采用静压顶入法施工。大管棚采用40m长108钢管,钢管打孔注浆，浆液采用水泥水玻璃双液浆，大管棚搭接长度3m，环向间距0.35m。大管棚静压顶入法施工,可以挤压软流塑土体，排出部分含水，起到加固土体的目的。同时对土体的扰动较小，施工表明，大管棚施工地表基本无变形。静压顶入法施工示意图如下图5-3.图54 大管棚静压顶入法施工示意图图5-5 大管棚静压顶入法施工现场照片图（一）图5-6 大管
37、棚静压顶入法施工现场照片图(二）5.2。1.2。6注浆注浆采用前进式注浆，利用自制的注浆套管与管棚用套丝连接，注浆套管上准备由出气管与进浆管，由阀门来控制开关，如图5-6所示。然后安装20mm塑料管作为排气管,连接注浆管等各种管路，利用锚固剂加固掌子面与管碰见的孔隙，防止漏浆。图5-7 管棚注浆施工示意图注浆参数如下：水泥采用32.5#普硅水泥水玻璃模数2。6,2535BeO水灰比0.60.8水泥水玻璃体积比1:1注浆压力0.81.5MPa关闭孔口阀门，开启注浆泵进行管路压水试验，如有泄漏及时检修，试验压力等于注浆终压。注浆时，采取低压力中流量注入，注浆过程中压力逐步上升，流量逐渐减少，当压力
38、升至注浆终压时,继续压注10分钟,才结束注浆。.2.7注浆结束标准及效果检查单孔注浆结束标准：每段注浆都正常进行，符合PQPT曲线,注浆终压达到设计终压，注浆量达到设计注浆量的80，或虽未达到设计终压，但注浆量已达到设计注浆量，即可结束本孔注浆。全段结束标准:设计的所有注浆孔均达到结束标准，无漏注现象，注（压）水试验地层吸水率小于0.05Lmin，粘土固结强度0。4MPa。注浆效果检查：采用分析法，注（压）水试验，开挖取样等方法进行.达不到结束标准，应补充重新注浆直到满足要求为止.2.8管棚施工注意事项根据施工基准点,按管棚施工图布置管棚孔；孔位偏差不应大于100mm;管棚孔钻进深度误差为0。
39、2+0。3m；钻孔偏斜率控制在0。8%以内。 钻孔应由高孔位向低孔位进行。 钻孔孔径应比钢管直径大3040mm. 遇卡钻、坍孔时应注浆后重钻。 钻孔合格后及时安装钢管,其接长时连接必须牢固。 管棚采用的钢管纵向连接丝扣长度不小150mm,管箍长200mm,并均采用厚壁钢管制作. 注浆浆液必须充满钢管及周围空隙，其注浆量和压力应根据试验确定。5.3。2 超前预支护小导管施工5.3。2.1 小导管参数32小导管长3m，环向间距0。35m， 拱部150O范围内布设,插入大管棚之间，每排小导管搭接1.52。0m，采用水泥水玻璃双浆液进行劈裂注浆.5。3.2.2 小导管施工.2。1小导管制作超前小导管采
40、用323.25mm普通钢管，管长4。0m,注浆管一端做成尖形，另一端焊接上铁箍，在距铁箍端1。01.5m处开始钻孔，钻孔沿管壁间隔200mm,呈梅花型布设，孔位互成90，孔径810mm。如图57所示。图5-8 小导管加工示意图5。3.2.2.2小导管施工通过在隧道拱部超前打入带孔眼的导管，并注浆.其施工工艺程序如下图58所示。小导管采用3.0m长32普通水煤气管，搭接长度2.0m,环向间距0.30m，浆液采用HCT凝胶时间可调注浆材料（超细）单液浆或水泥水玻璃双浆液。小导管采用不开孔直接顶入地层施工。施工准备注 浆喷砼封闭开挖面钻孔与打入小导管测量、放线、定位图5-9 小导管施工工艺程序图图5
41、-10小导管顶入法施工现场照片图5。3.2。2.3小导管超前注浆注浆参数如下：水泥采用32.5普硅水泥水玻璃模数2.6，2535BeO水泥浆水玻璃浆液体积比1：1水灰比0。60。8注浆压力0。81。5MPa小导管注浆工艺示意如图510所示图511 小导管注浆工艺示意图5。3.2。2.4注浆要点注浆之前，清理注浆孔,安装好注浆管，保证其畅通,必要时应进行压水试验。注浆必须连续作业，不得任意停泵，以防浆液沉淀，堵塞管路，影响注浆效果。 注浆顺序注浆应由低处向高处，由无水向有水处依次压注，以利充填密实,避免浆液被水稀释离析。注浆时，必须严格控制注浆压力，以防大量跑浆和使结构产生裂缝。在注浆过程中，如
42、发现从施工缝、混凝土裂缝少量跑浆可以采用快凝砂浆钩缝后继续注浆，当冒浆或跑浆严重时,应关泵停压，待浆液凝固后进行第二次注浆。注浆结束标准 当注浆压力稳定上升，达到设计终压；浆压注入量达到计算值80以上并持续稳定10分钟（土层中要适当延长时间）后，不进浆或进浆量很少时,即可停止注浆，进行封孔作业。停浆后，立即关闭孔口阀门，然后拆除和清洗管路，待浆液初凝后,再拆卸注浆管,并用高标号水泥砂浆将注浆孔填满捣实。注浆管理a、为了确实地获取注入浆液质量和数量，必须保管好全部证明书及测量数据等。b、施工中应经常监视注入量、注浆压力及地面建筑地下管线和二衬结构状况，必要时应变换注浆参数.c、根据注浆情况，事先
43、应计算出注浆量，并与实际注浆量进行对照，及时跟踪、变更施工参数。 掌子面加固施工5。3。3。1掌子面加固施工参数掌子面采用L=10m小导管进行注浆加固,掌子面注浆加固如图7所示，导管间距1。00。75m，梅花型布置，小导管为42PVC劈裂注浆管,采用水泥水玻璃双浆液劈裂注浆,注浆参数如下：水泥采用32。5普硅水泥水玻璃模数2。6，2535BeO ，水泥浆水玻璃浆液体积比1:1水灰比0.60.8，注浆压力0.51。0MPa.止浆墙为25cm厚C20网喷砼。如注浆效果不理想，我们将采用流动性大、注浆效果较好的新型材料，如HC-T凝结时间可调注浆材料。5。3.3.2 掌子面加固施工注浆孔的布置采用等
44、边三角形全断面布置，注浆的先后顺序：先四周,后中间,中间布置一排水孔，以利于软土地层中的滞水在注浆过程中受到挤压时顺利排出。主要施工步骤为：a采用钻机钻孔，钻孔的垂直度误差控制在1以内.b孔内灌封闭泥浆，待钻孔到设计深度后从孔内灌入封闭水泥浆,其作用是封闭单向阀管和钻孔壁之间的孔隙，迫使从管浆孔内开环，压出的浆液挤破套壳料注入四周土层.c在封闭泥浆达到一定的强度后，在单向阀管内插入双向密封注浆芯管进行分层注浆.首先增大压力使浆液顶开橡皮套，挤破套壳料，在土体产生劈裂,并沿着裂缝扩散，扩散范围受注浆压力、时间、浆液配比、土层特征等因素的影响。一般从底部向上注浆，达到一定压力后,提起一段再注浆，这
45、样重复进行。注浆完成后，清洗管内残留浆液，以便于第二次重复注浆（单向阀塑料管即留在注浆后的土层中）。5。3.4 开挖及初期支护为保证施工安全，开挖采用台阶分部法施工.上台阶环形开挖，预留核心土,及时进行挂网初喷，架立格栅钢架，每个拱脚施作两根锁脚锚杆，锁脚锚杆为25中空锚杆,L=2.0m，施作边墙3。5m长、环纵向间距1.0m的置入式中空注浆锚杆、注浆,及时架设I16工字钢临时仰拱。根据土体情况,必要时对临时仰拱网喷砼封闭.下台阶开挖后及时架设格栅钢架，每个拱脚施作两根锁脚锚杆,锁脚锚杆为25中空锚杆,L=2.0m施作边墙3.5m长、环纵向间距1.0m的置入式中空注浆锚杆、注浆。如地质条件不好
46、，开挖时如掌子面不稳，则每次开挖后均采用网喷砼封闭掌子面。喷砼均采用双快(硫铝酸盐）水泥。初期支护施工完成后，立即对初期支护背后进行回填注浆加固。5。3。5 基底加固在进行仰拱初期支护喷砼之前,打设42钢管，钢管间距5050cm,待施作完初期支护喷砼之后，进行劈裂注浆加固.浆液为水泥水玻璃双浆液，注浆参数如下：水泥采用32.5普硅水泥水玻璃模数2.6,2535BeO ，水泥浆水玻璃浆液体积比1：1水灰比0。60.8，注浆压力1.01.5Mpa5。3。5防水与二次衬砌防水层和二次衬砌施工在开挖完成,初期支护结构稳定后施工。施工先施工仰拱，边墙和拱部一次浇筑成型，混凝土采用商品混凝土。6。机具设备表2软流塑地层矿山法施工投入的主要机械设备表序号设备名称数量规格型号主要性能指标1水平钻机2MKD-5S37。5KW2注浆泵4KBY5050/7011KW,10.5MPa3搅浆机机机4QV-300/50300l/盘，25KW4砼喷射机4PZ-5B5m3/h,5