管棚注浆 小导管注浆锚杆注浆 施工组织设计

1、九龙江北溪引水左干渠改造二期工程管棚、小导管、锚杆注浆施工组织设计1、工程概况九龙江北溪引水左干渠改造二期工程范围为江东进水口田边暗涵进口，采用新挖双孔输水洞涵供水方案，设计流量16 m3/s。其中，新挖输水隧洞分左洞和右洞，左洞长6.544km ，右洞长6.508km ，均采用城门型开挖断面，岩洞段开挖洞底宽5.20m ，高4.86m ，衬砌厚0.25m 0.50m ；土洞段开挖洞底宽5.40m ，高5.16m ，衬砌厚0.600.70m 。根据地质勘察资料，输水隧洞左洞引左K6+235.000引左K6+313.300，长78.3m ；右洞引右K6+195.000引右K6+273.560，长

2、78.56m ，需穿越厦漳高速公路，穿越段高速公路里程桩号为2331+786.42331+806.8。穿越厦漳高速公路隧洞为城门型隧洞，过水断面洞宽4.2m ，洞高3.858m ，水深3.0m ，隧洞水流流速0.63m/s。穿越地段隧洞地层位于全风化基岩与弱风化基岩交界处，按土洞进行设计，隧洞开挖底宽5.9m ，高5.41m ，侧墙及顶拱衬砌厚0.6m ，底板衬砌厚0.7m ，衬砌混凝土为C25砼。穿越厦漳高速公路隧洞范围公路路面高程为27.0m 27.3m ，路基高程为22.8m 25.6m ，隧洞底板面层高程为0.995m 0.988m ，洞顶高程为5.453m 5.446m ，下穿高速公

3、路隧洞上部覆盖地层厚度为17.3m 21.8m 。2、工程地质2.1 地层岩性燕山晚期第一阶段第一次侵入的辉石闪长岩，第四系松散堆积物。现由老至新分述如下： 燕山晚期第一阶段第一次侵入的辉石闪长岩（53（1）a）：灰黑色，矿物成分主要由斜长石和暗色矿物辉石、黑云母组成。结构为半自形粒状，斜长石晶形一般较好，呈板柱状，矿物颗粒均匀，块状构造。第四系松散堆积物：残积堆积（Q el ）（含砾）砂质粘土，厚度9.1515.6m ；人工堆积（Q r ）碎石土、素填土等，厚度2.55.0m 。2.2 地质构造与地震工程区以断裂构造最为突出。断裂构造大多形成于燕山期，岩浆岩侵入强烈。断裂构造以走向北西和北东

4、者最发育，其次是东西向和南北向，分布零散。北西向断裂规模一般较小，形成时代较北东向断裂晚，切割北东向断裂带和燕山早、晚期岩体，多集中分布于燕山晚期侵入岩体中。据中国地震动参数区划图（GB183062001），工程区地震动峰值加速度为0.15g 。相应的地震基本烈度为度。2.3 岩体风化岩石风化深度明显受地形、岩性和断裂构造的控制，在缓坡处岩石风化较深。全风化带下限埋深：为11.5520.50m ，强风化带下限埋深：为11.5522.47m 。 在残积土或全风化岩石中含有弱风化岩石的弧石。2.4水文地质地下水可分为孔隙潜水和裂隙潜水。孔隙潜水分布于第四系松散的坡残积层、人工填土及全风化岩体中，其

5、含水量较小，且季节性变化明显；裂隙潜水分布于断层破碎带及基岩裂隙中。隧洞洞身处于地下水位以下，隧洞围岩多属弱透水微透水。隧洞过岩性分界线可能会出现较大的渗水和涌水。3、施工总体原则与要求（1）根据穿越高速公路段工程地质剖面图提供的水文地质资料及开挖揭露出的地质情况，在左洞6+266、右洞6+229.2位置，隧洞位于全风化基岩与弱风化基岩交界处，属地下水富水区，隧洞开挖过程中该地段地下水出露的汇集处，会产生渗水。为防止地层差导致隧道塌方、高速路面变形。在左洞6+266、右洞6+229.2位置，采用超前管棚、小导管、钢支架施工，在洞挖施工前对围岩进行预注浆止水，灌浆采用水泥-水玻璃双浆液注浆，避免

6、地下水往洞室方向集中，同时备足抽排设备，做好洞内外防排水工作，引排水孔要采取反滤措施。排水总体指导思想为：先堵后排再封堵，确保路面无沉降。4、管棚施工工艺流程及技术要求（1）管棚施工设计隧洞下穿高速公路引左6+287、引左6+327；引右6+219、引右6+259段超前管棚设计参数如下：导管规格：外径89mm ×6mm管距：环向间距40cm倾角：外插角3°注浆材料：水泥-水玻璃双液浆，水泥、水玻璃体积比1：0.3、水泥浆水灰比1：13：1，水玻璃浓度为30波美度，水玻璃模数为2.6，无水孔采用水灰比0.5：11：1的水泥浆。 设置范围：管棚布置在拱顶圆弧段及边墙距起拱1.2

7、m 以上范围。管棚长度：左洞管棚单根长17m ，钢管采用分节安装，分节长度有2 m和3 m两种，分节采用套管接头，相邻孔中钢管接头的位置应相互错开不小于 1m ，管棚节长度为3m +2 m + 3m + 2m + 3m + 3m+1m或2 m + 3m + 2m + 3m + 2m+ 3m + 2m；右洞管棚单根长22m, 管棚分节长度为3m +2 m + 3m + 2m + 3m + 2m+ 3m + 3m+1m或2 m + 3m + 2m + 3m + 2m+ 3m + 2m +3m+2m。为使钻孔定位准确，在拱部设置管棚喷混凝土护拱，护拱中预埋127mm ，壁厚6mm ，长200cm 的

8、管棚导向管。注浆钢管上钻注浆孔，孔径10mm ，孔间距200mm ，呈梅花型布置，钢管孔口段2.0m 不钻孔，作为止浆段。管棚注浆浆液采用水泥-水玻璃双液浆，水泥、水玻璃体积比1:0.3，水泥浆水灰比1：13:1，水玻璃浓度为30波美度，水玻璃模数为2.6，无水孔可采用水灰比0.5:11:1水泥浆液。注浆压力初压0.51.5Mpa, 终压1.6Mpa 。（2）管棚施工2.1护拱施工 混凝土护拱作为长管棚的导向墙，在开挖廓线以外拱部120o 135°范围内施作，断面尺寸为1.0×1.0m，护拱内埋设钢筋支撑，钢筋与管棚孔口管连接成整体。导向墙环向长度可根据具体工点实际情况确定

9、，要保证其基础稳定性。 孔口管作为管棚的导向管，它安设的平面位置、倾角、外插角的准确度直接影响管棚的质量，测量人员要在工字钢架上定出其平面位置，用前后差距法设定孔口管的外插角。孔口管应牢固焊接在工字钢上，防止浇筑混凝土时产生位移。工艺流程如下管棚施工工艺流程图 钻机平台用钢管脚手架搭设，搭设平台应一次性搭好，钻孔由钻机由高孔位向低孔位 平台要支撑于稳固的地基上，脚手架连接要牢固、稳定，防止在钻孔时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移而影响钻孔质量。钻机定位：钻机要求与已设定好的孔口管方向平行，必须精确核定钻机位置。用钻杆导向相结合的方法，反复调整，确保钻机钻杆轴线与孔口管轴线相吻合。认真作好钻进过程

10、的原始记录，及时对孔口岩屑进行地质判断、描述，作为洞身开挖时的地质预测预报参考资料，从而指导洞身合适的开挖方法。2.2 安装管棚钢管棚管顶进采用管棚钻机在人工配合下顶进钢管。接长钢管应满足受力要求，相邻钢管的接头应前后错开，最底部刚管采用斜切口，相邻钢管接头至少错开1m 。2.3施工控制要点钻孔前，精确测定孔的平面位置、倾角、外插角，并对每个孔进行编号。钻孔外插角1°3°以为宜，根据实际情况作调整。施工中应严格控制钻机下沉量及左右偏移量，防止管棚钻入实际开挖断面。严格控制钻孔平面位置，管棚不得侵入隧道开挖断面内，相邻的钢管不得相撞和立交。（3）管棚注浆注浆材料：管棚注浆浆液

11、采用水泥-水玻璃双液浆，水泥、水玻璃体积比1:0.5，水泥浆水灰比1:1，水玻璃浓度为30波美度，水玻璃模数为2.4，无水孔可采用水灰比0.5:11:1水泥浆液或水泥砂浆。安装好有孔钢花管、放入钻好的孔内后，人工配合钻机送管，然后再插PVC 管对管内进行清洗。清水返回后即可以对孔内注浆，浆液由ZJ-400高速制浆机拌制。采用注浆机将砂浆注入管棚钢管内，初压0.51.0MPa ，终1.6MPa ，持压15min 后停止注浆。注浆量应满足设计要求，一般为钻孔圆柱体的1.5倍；若注浆量超限，未达到压力要求，应调整浆液浓度继续注浆，确保钻孔周围岩体与钢管周围孔隙充填饱满。注浆时应采用隔孔注浆。灌浆孔在

12、灌浆前应用压力水进行裂隙冲洗，直至回水清净为止。冲水压力可为灌浆压力的80%，并大于1Mpa 。注浆过程中，若地层吸浆量很大时，注浆压力长时间不上升，可通过调整浆液配比，缩短浆液凝胶时间，以达到控制注浆范围的目的；制浆材料必须按规定的浆液配比计量，计量误差应小于5%。浆液在使用前应过筛，以防堵管，不能正常注浆。地层差的深孔灌浆时，采用两根长短不同PVC 管插入孔内注浆，先进行短管注浆，长管可用于排气排水，直至长管排出浓浆（接近或等于注入浆液的水灰比）后，可将短管堵塞，再从长管注浆，以此类推，直至灌满。先注无水孔，再注有水孔，有水孔注浆时注意浆液比的调配。注无水孔时应该隔孔注浆。 灌浆结束条件：

13、压力达到规定值后无吸浆现象，延续进行灌注10min ，即可结束。3.1注浆注意事项灌浆孔在钻孔结束以后应进行钻孔清洗，冲净孔内岩粉，泥渣。注浆过程中，如遇到注浆压力突然上升，应立即停止注浆。打开泄浆阀泄压，找明原因后再决定是否继续注浆，如是管路堵塞，则清除故障后继续注浆，如管路未堵塞，接管注浆时仍旧出现压力突然上升，可结束该孔注浆。灌浆完成后，应及时对注浆设备用具的清洗与整理，以防止下次使用带来不便。 （3）机具设备正常施工需要，管棚施工机械设备配置如下：管棚钻机1台、空压机1台、拖拉机一辆、装载机一辆、注浆机1台、制浆机1台、型材切割机1台、型钢弯制机1台、交流弧焊机2台。（4）劳动力组织钻

14、机操作工6人，装载车司机1人，空压机操作员1人，管棚加工2人，钢管顶进68人，注浆6人，测量2人。3、小导管施工工艺流程及技术需要3.1小导管设计超前小导管配合型钢拱架使用，应用于穿越厦漳高速公路隧洞围岩拱部及边墙超前支护，其纵向搭接长度不小于2m 。超前小导管设计参数：小导管规格：42×4无缝钢管；小导管环向间距40cm ；倾角：外插角5°8°，可根据实际情况调整；注浆材料：1：0.51：1水泥浆液；设置范围：拱部、边墙（全风化部分） ； 注浆压力：注浆压力初压 0.51.0Mpa 。 3.2 小导管施工 小导管施工工艺流程图 施工准备、制作钢花管 上循环喷砼封

15、闭的掌子面 拱部测量放样布孔 风 钻 钻 孔 清 孔 插 入 小 导 管 注 浆 隧 洞 开 挖 3.2 钻孔 用 YT-28 风钻开孔，开孔直径为 4250mm，并用吹管将砂石吹出。钻孔应按要求的角度进 行，以保证沿裂隙或垂直裂隙走向钻进。钻孔完成后应用高压风清孔，以利于安设注浆浆管。 3.3 小导管安设 用带冲击的 YT-28 风钻将小导管顶入孔中，用塑胶泥封堵导管孔口周围及工作面上的裂缝， 并用棉絮把孔口封堵，以防喷射混凝土时将小导管堵住。 3.4 浆液拌制 现场采用机械搅拌制浆。拌浆时应注意，在水泥进入搅拌桶时要过筛，以滤掉较大颗粒和杂 物，浆液进入注浆泵前也要过滤，筛网孔眼小于 3m

16、m。普通水泥浆从拌制到用完，时间不宜超 过 2h。 3.5 注浆 注浆采用纯压式注浆 按设计注浆压力和注浆量进行压浆，并做好现场记录。 3.6 注浆注意事项 配制浆液时严格按照设计要求按顺序投料，不得随意增减数量；水泥在倒入搅拌桶前捡去 其中的水泥纸及包装线等杂物，要在倒入口安装过滤筛。 水泥浆搅拌好放入储浆桶后，在吸浆过程中要不停地搅动，注意观察，防止浆液离析，影 响配比参数； 注浆泵水泥浆吸浆头安设吸浆笼头，水玻璃吸浆头用纱网包裹，防止大颗粒吸入卡在注浆 泵的圆球与胶圈间造成吸浆能力减弱，并间隔一定时间敲动吸浆头，防止浆液堵塞吸浆头；注 浆过程中高压口切勿对人，以免造成不必要的伤害。 注浆

17、管路连接完毕后，关闭进浆阀，打开泄压阀先做压水检查注浆管路的密闭性，确定各 种接头牢固后，在进行注浆，注浆过程中防止高压下脱开伤人； 注浆开始时，先打开进浆阀，再关闭泄浆阀；注浆结束时，先关闭进浆阀，再打开泄浆阀， 待泄压后清洗管路并拆卸注浆管路； 注浆过程中遇到突然情况不能继续注浆时，要立即拆卸下注浆胶管，用高压水冲洗干净管 内的浆液，注浆管全部拆下冲洗，确定原因不能再继续注浆时，注浆泵也要拆下清洗，搅拌机 也要冲洗干净。 注浆过程中，要保持注浆管路畅通，防止因管路堵塞而影响注浆结束标准的判断，注浆连 接件、注浆变头应经常清洗干净。 注浆结束后，一定要清洗管路，清洗完以后，拆除注浆管清洗，防

18、止下次使用时堵管造成 的不必要的麻烦。 每一孔注浆完成后，先泄压，再拆管，防止注浆管内高压伤人； 3.3 劳动力组织 钻机操作工 36 人，小导管加工 2 人，注浆 5 人，空压机操作员 1 人。 3.4 机具配备 空压机 1 台、注浆机 1 台、拖拉机一辆、制浆机 1 台、型材切割机 1 台、交流弧焊机 1 台 4、锚杆注浆施工工艺及技术要求 锚杆注浆施工工艺及技术要求 （1）锚杆设计要求 1.1 锚杆钻孔 采用风动凿岩机成孔。锚杆钻孔利用开挖凿岩台架施钻，按照设计间距布孔；钻孔方向尽 可能垂直结构面或初喷砼表面；锚杆孔深度误差不得大于±50mm；成孔后采用高压风清孔。 钻锚杆孔前

19、，其钻孔应根据设计图纸和有关规程规范要求，以及现场岩石的具体情况，测 量人员对锚杆施工位置定出孔位，作出标记，施工时其孔位偏差不大于 100mm。 锚杆的孔深应按设计图纸及有关文件要求，其误差值不宜大于±50mm。 1.2 锚杆安装前，应做好以下检查工作： 锚杆原材料型号、规格、品种、及技术性能应符合设计要求。 锚杆的孔位、孔径、孔深及布置形式等，均要符合设计图纸要求。 孔内的积水、岩粉及淤泥是否用高压水冲洗（或高压风吹）干净。 砂浆锚杆施工工艺流程图 锚杆制作 机械设备保养 各项工前准备 锚杆孔位测量放 锚杆钻机就位 钻孔角度定位 钻锚杆孔 锚杆孔清孔 锚孔成孔检查 注 浆 搅拌砂浆 注浆设备就位 准备注浆材料 插入锚杆 封 孔 锚杆竣工验收 (2锚杆注浆 注浆前，检查注浆管路必须畅通，采用高压水清洗,防止注浆空洞和管路堵塞，确保密实。 先将水注入牛角泵内，并倒入少量砂浆，初压水和稀浆湿润管路，然后再将已调好的砂浆 倒入泵内。将注浆管插至锚杆眼底，