隧道洞口超前支護管棚施工方案一、工程概況本工程為隧道洞口段超前支護管棚施工，適用于Ⅴ級以上淺埋、軟弱、破碎帶圍巖隧道進洞施工。管棚設(shè)計長度40m，采用Φ108×6mm熱軋無縫鋼管，環(huán)向間距40cm，外插角1°～3°，施作范圍為拱部120°。管棚鋼管采用絲扣連接，同一斷面內(nèi)接頭數(shù)量不超過50%，相鄰接頭錯開距離不小于1m。鋼花管按梅花形布置注漿孔，孔徑10～16mm，孔間距15cm，尾部設(shè)110cm止?jié){段。管棚施工完成后進行水泥漿液注漿，水灰比1:1，注漿壓力控制在0.5～2.0MPa。隧道洞口段地質(zhì)勘察顯示，圍巖以第四系松散堆積層和全風化花崗巖為主，節(jié)理裂隙發(fā)育，地下水豐富，存在涌水、坍塌風險。施工區(qū)域上方為城市主干道，周邊有3棟多層建筑物，最近距離隧道中線15m，施工對沉降控制要求嚴格。二、作業(yè)準備2.1內(nèi)業(yè)準備技術(shù)交底：組織技術(shù)人員學習施工圖紙及規(guī)范，編制專項施工方案，對作業(yè)班組進行三級技術(shù)交底，重點明確鉆孔角度控制、注漿壓力參數(shù)及質(zhì)量驗收標準。地質(zhì)分析：結(jié)合超前地質(zhì)預報數(shù)據(jù)，繪制洞口段地質(zhì)剖面圖，標注松散地層分布范圍及地下水位線，制定針對性支護措施。方案編制：編制應急預案，包括坍孔處理、突水應對、設(shè)備故障排除等專項措施，組織演練確保施工人員熟悉處置流程。2.2外業(yè)準備場地平整：清除洞口5m范圍內(nèi)雜草、浮土，修整邊仰坡，坡率按1:1.5控制，坡面噴射10cm厚C20混凝土封閉。排水系統(tǒng)：在洞口上方20m處設(shè)置截水溝，溝寬50cm、深60cm，采用M7.5漿砌片石砌筑；洞口兩側(cè)設(shè)排水溝與截水溝連通，形成完整排水體系。測量放樣：采用全站儀按設(shè)計坐標放出隧道中線及開挖輪廓線，在導向墻位置布設(shè)4個控制點，用混凝土固定并做好保護。三、管棚技術(shù)參數(shù)參數(shù)類別具體指標備注鋼管規(guī)格Φ108×6mm熱軋無縫鋼管材質(zhì)Q235B管棚長度40m單根重量247kg環(huán)向間距40cm每環(huán)32根外插角度1°～3°洞口段2°，漸變段1°注漿孔布置孔徑10～16mm，孔間距15cm梅花形排列，止?jié){段110cm連接方式絲扣連接接頭長度15cm，采用管鉗緊固鋼筋籠配置Φ22主筋4根，固定環(huán)間距1.5m增強管棚整體剛度注漿材料水泥漿水灰比1:1，摻3%減水劑注漿壓力初壓0.5～1.0MPa，終壓2.0MPa持壓15min四、施工程序與工藝流程4.1施工程序施工準備→導向墻施工→作業(yè)平臺搭設(shè)→測量放樣→鉆機就位→鉆孔→清孔驗孔→管棚安裝→管尾封閉→注漿→效果檢查4.2工藝流程導向墻施工：測量定位→安裝鋼拱架→固定導向管→立模→澆筑混凝土→養(yǎng)護鉆孔作業(yè)：鉆機調(diào)試→開孔→正常鉆進→接桿→終孔→退鉆管棚安裝：鋼管加工→首節(jié)頂進→接管→整管安裝→偏差調(diào)整注漿施工：漿液制備→注漿管連接→壓水試驗→注漿→封孔五、施工要求5.1導向墻施工鋼拱架安裝：采用I20a工字鋼，分3節(jié)加工，節(jié)段間用Φ26螺栓連接，每榀拱架設(shè)4根Φ22鎖腳錨桿，長度3.5m，與拱架焊接牢固。導向管定位：采用Φ140×5mm無縫鋼管作為導向管，長1.2m，按設(shè)計外插角用全站儀精確放樣，與鋼拱架焊接時采用雙面色標控制角度偏差?；炷翝仓耗０宀捎?.5cm厚竹膠板，支撐系統(tǒng)用Φ48鋼管腳手架，混凝土強度等級C25，坍落度控制在180±20mm，插入式振搗器振搗密實，養(yǎng)護期不少于7d。5.2鉆孔施工平臺搭設(shè)：采用滿堂紅腳手架，立桿間距80cm×80cm，橫桿步距1.2m，掃地桿距地面20cm，平臺鋪設(shè)5cm厚木板，周邊設(shè)1.2m高防護欄桿。鉆機選型：選用XY-2PC型地質(zhì)鉆機，配備Φ127mm合金鉆頭，鉆桿采用Φ89mm×4.5mm地質(zhì)鉆桿，每節(jié)長3m。鉆進工藝：開孔時低速慢進，鉆深0.5m后調(diào)整至正常參數(shù)（轉(zhuǎn)速50r/min，進給速度30cm/min）采用間隔鉆孔順序，先施工奇數(shù)孔，注漿完成后再施工偶數(shù)孔每鉆進5m用測斜儀檢查孔斜，偏差超過1°時采用掃孔糾偏終孔后用高壓風（0.6MPa）清孔，持續(xù)時間不少于5min5.3管棚安裝鋼管加工：首節(jié)鋼管前端加工成錐形，焊接合金鋼片加固注漿孔采用數(shù)控鉆床加工，確保孔徑偏差≤1mm鋼管兩端車絲，絲扣長度15cm，加工完成后進行試拼頂進作業(yè)：采用液壓頂進裝置，頂進力控制在80～100kN每節(jié)鋼管頂進剩余30cm時停止，人工安裝連接套并緊固相鄰鋼管接頭按“奇頭3m、偶頭6m”交錯布置鋼筋籠安裝：在偶數(shù)孔鋼管內(nèi)安裝鋼筋籠，主筋采用4根Φ22螺紋鋼，固定環(huán)用Φ10鋼筋加工，間距1.5m，鋼筋籠長度與管棚等長。5.4注漿施工漿液制備：采用PO42.5R水泥，水灰比1:1，每盤攪拌時間≥3min漿液溫度控制在5～30℃，夏季施工時加冰屑降溫制備好的漿液通過1.2mm濾網(wǎng)過濾后存入儲漿桶注漿工藝：采用KBY-50/70型注漿泵，注漿管連接后進行壓水試驗（壓力0.3MPa）注漿順序從兩側(cè)向中間推進，單孔注漿分3段進行（前段10m、中段20m、后段10m）當注漿壓力達2.0MPa或注漿量超過理論值1.5倍時停止注漿封孔處理：注漿完成24h后，用M30水泥砂漿封堵管口，封堵深度不小于50cm。六、材料與設(shè)備6.1主要材料鋼管：Φ108×6mm無縫鋼管，屈服強度≥345MPa，每批進場需提供材質(zhì)單并抽樣送檢。水泥：PO42.5R普通硅酸鹽水泥，初凝時間≥45min，終凝時間≤600min，進場時檢查出廠合格證及3d強度報告。外加劑：高效減水劑摻量0.8%，緩凝劑摻量0.2%，確保漿液初凝時間≥3h。6.2設(shè)備配置設(shè)備名稱型號規(guī)格數(shù)量主要參數(shù)地質(zhì)鉆機XY-2PC2臺最大扭矩3000N·m注漿泵KBY-50/701臺流量50L/min，壓力7MPa攪拌機ZJ-4001臺攪拌容量400L全站儀TS061臺測角精度1″液壓頂進裝置YDC-1002套頂力1000kN空壓機VY-12/71臺排氣量12m3/min七、質(zhì)量控制7.1鉆孔質(zhì)量控制孔位偏差：環(huán)向≤5cm，縱向≤10cm，每完成5個孔進行一次復核?？讖綑z查：采用Φ127mm檢孔器，通過率100%，發(fā)現(xiàn)縮徑立即進行掃孔處理?？咨羁刂疲航K孔深度比設(shè)計長0.5m，確保管棚插入穩(wěn)定地層。7.2注漿質(zhì)量控制壓力監(jiān)測：每孔安裝2個壓力表（量程0～4MPa），實時記錄壓力變化，發(fā)現(xiàn)異常立即停注。漿液密度：采用比重計每30min檢測一次，密度控制在1.8～1.9g/cm3。效果檢查：注漿完成7d后，選取3個檢查孔進行取芯，芯樣膠結(jié)率應≥85%。7.3沉降監(jiān)測在洞口周邊布設(shè)6個沉降觀測點，施工期間每2h監(jiān)測一次，沉降速率超過5mm/d時立即停工，采取補注漿措施。八、安全與環(huán)保措施8.1安全規(guī)定用電安全：設(shè)備采用TN-S接零保護系統(tǒng)，配電箱安裝漏電保護器（動作電流≤30mA），電纜架空高度≥2.5m。高空作業(yè)：平臺搭設(shè)完成后驗收掛牌，作業(yè)人員佩戴雙鉤安全帶，鉆孔時設(shè)專人監(jiān)護鉆機穩(wěn)定。防火措施：施工現(xiàn)場配備4具ABC干粉滅火器，氧氣、乙炔瓶間距≥5m，距明火點≥10m。8.2環(huán)境保護噪聲控制：鉆機加裝隔音罩，夜間施工噪聲≤55dB，必要時設(shè)置聲屏障。廢水處理：注漿廢水經(jīng)三級沉淀池（每級容積8m3）處理后排放，污泥晾干后運至指定棄渣場。揚塵治理：鉆孔作業(yè)面采用霧炮降塵，棄土覆蓋防塵網(wǎng)，車輛出場前沖洗輪胎。九、應急預案9.1坍孔處理當鉆孔過程中出現(xiàn)坍孔征兆（鉆機跳動、排渣量異常），立即停止鉆進，保持鉆桿原位，向孔內(nèi)注入速凝漿液（水灰比0.8:1，摻5%水玻璃），待凝固24h后重新掃孔。9.2突水應對發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)涌水量超過10m3/h時，立即啟動排水系統(tǒng)，同時向孔內(nèi)壓注水泥-水玻璃雙液漿（體積比1:1），待水位下降后改用單液漿加固。9.3設(shè)備故障配備備用鉆機1臺、注漿泵1臺，關(guān)鍵配件（鉆桿、鉆頭、密封圈）儲備量滿足3個孔施工需求，設(shè)備故障時30min內(nèi)完成更換。十、驗收標準主控項目：管棚長度允許偏差+50cm、-0cm注漿壓力符合設(shè)計要求，