城东隧道左洞进口洞顶地表注浆方案

1、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 452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 11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

2、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

3、 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+781K65+788段山 体进行拱顶地表注浆处理，具体参数

4、如下：注浆加固范围为 ZK65+78ZK65+788长度7m 宽度15m地表注浆导管采用© 42 x 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；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。3. 地表注浆方案城东隧

5、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 42 x 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+781K65+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

6、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

7、CAT320B14空压机20m32隧道队5. 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1.4mX 1.4m,梅花型布置，孔内安装42小导管，小导管底部2.0m长区段上钻8mm的注浆孔，注浆 孔在钢管断面上成120°角，纵向间距10 cm,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 o

8、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。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。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© 42 x 3.5mm超前小导管，打入深度控制在管棚轮廓外 线，钻孔角

9、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48 x 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。材料选用采用外径48mm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。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

10、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。 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。 脚手架基础1.2m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。 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

11、，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。 脚手架的搭设脚手架：检查准备、材料配备f清理场地f纵向扫地杆f立杆f横向扫地杆f横杆 -剪刀撑一铺脚手板一铺安全平网。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。rpo图5-2 脚手架搭设纵断面图I IPOI ?：) 九 I 卫:I 1HO LHO5-3脚手架搭设横断面图支架力学验算 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； 最不利荷载位置计算综

12、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2.4 m该断面面积为15X 2.4=36 卅。对该位置进行支架检算：A、支架布置以1.2mX 1.2m布置考虑,钻机重量为2.5T计则单位面积承重为：qi=2.5*9.8KN/ (15X 2.4 ) =0.68( KN/tf)由于钢管布置为1.2mX1.2m，贝U单根承载力为：0.68KN/ tfX 1.2 X 1.2=0.98(KN/根)(KN/tf)B脚手板等附属构造荷载取 q2=0.3C扣件式钢管支架自重（按9m高度计算）a、立杆自重（采用48x 3.5mm，钢

13、管单位重量为3.84kg/m ）q3i=0.0384KN/mX 9m=0.313（ KN/根）b、托座q32=0.045KN/mX 1 个=0.045（ KN/根）c、横杆自重q33=0.0384KN/mX 8 X 0.8=0.246（ KN/根）d、扣件自重直角扣件：q 34=0.0132KN/mX（ 8X 2+3）个=0.251（ KN/根）对接扣件：q 35=0.0184KN/mX 1 个=0.0184（ KN/根）所以扣件式钢管支架自重：q3 =q31 + q 32+ q 33+ q 34+ q 35=0.313+0.045+0.246+0.251+0.184=1.039（KN/根）D

14、施工活荷载（参照规范4.2.2表中结构脚手架施工均布活荷载标准值，取3KN/m2）q4=3KN/tfE、单根钢管设计轴向力荷载组合：施工恒载：NGK=（qi+ q2）X 0.5 X 0.3+qa=（0.68+0.3 ） X 0.5 X 0.3+1.039=1.19（KN/根）活荷载:NQK= q4X 0.5 X 0.3=3 X 0.5 X 0.3=0.45（KN/根）轴向力：N =1.2 NGK+1.4NQK=1.2 X 1.19+1.4 X 0. 45=2.06（KN/根）F、钢管支架的稳定性检算单根钢管截面面积（考虑钢管为旧管，按壁厚3mm计，另外乘以0.75折减系数）：A=423.9X

15、0.75=318mm2 回转半径：i=1.58cm，查表得© =0.412 ;则:N/( ©X A) = 2060 /(0.412 X 318)=15.72MPaC 164Mpa其中，Q235钢管容许应力为205MpX 80% =164 Mpa, 80%为旧管疲劳折减系数。 根据以上计算可知，钢管立杆的稳定性符合要求，安全系数 164/15.72=10.4 。G扣件受力分析对于底板及腹板位置钢管均采用搭接控制标高，主要依靠扣件进行受力，现我部施 工的搭接全部采用三扣件搭接，现对扣件抗滑力进行验算：从整体验算结果可知：单根钢管承载力为：2.48KN/根单个扣件受力为：2.48

16、/3=0.83KN/个根据扣件式规范表5.1.7中知：直角扣件、旋转扣件(抗滑)承载力设计值 为8.0KN，所以扣件抗滑符合要求，安全系数为：8/0.83=9.6。安装地质钻机采用CAT320B空掘机吊装XY-2PC型地质钻机，地质钻机水平移动采用滑道电动自 行，上下移动采用5t倒链。5.2.3. 拱顶地表注浆钻孔在注浆点位钻孔，钻进设前调整好钻入角度，钻孔过程中经常检查钻入角度，以防 偏孔。扫孔为保证注浆效果，地表注浆采用两次扫孔分段注浆的方式。钻孔完毕后，采用后退 式方式扫孔一遍，清孔完毕后，再将钻杆插入孔底，重复扫孔一次即可。注浆管安装注浆小导管采用外径42mm壁厚3.5mm热轧无缝钢管

17、加工制成，注浆管大样见图 5-4注浆管大样图。钢管尾部焊上© 6钢筋加劲箍，钢管长根据现场实际情况确定，前 端加工成锥形。小导管底部2m范围内四周钻四排 © 8mm的注浆孔，其余管段不钻孔， 作为注浆用导浆管。图5-4注浆管大样图制浆注浆采用P.O42.5水泥单液浆，小导管注浆注浆参数如下：水泥浆水灰比：1:1注浆压力：1.0-1.5Mpa注浆参数应通过现场试验按实际情况确定，注浆量按施工实际情况作相应调整；配 制时先在搅拌机内放入定量清水进行搅拌，水泥浆边拌边用，停留时间不多于半小时以 内，超过半小时，重新拌浆使用。注浆注浆方式采用分段间歇式注浆，开泵前旋转压力调节旋钮将

18、油压调在要求的油压刻 度上，随注浆阻力的增大，泵压随之升高，当达到调定值时，会自动停机，不致于产生 超压注浆的危险。注浆泵流量大小由注浆泵的排量调节控制钮和排量记录仪加以控制。 注浆按从低至高的顺序进行注浆。注浆过程时刻观注注浆情况，观察注浆地表的变化，并根据注浆情况调整注浆的浆 液浓度。5.3. 拱顶地表注浆施工质量控制5.3.1. 基本要求钢管的型号、规格、质量等应符合规范要求。钻孔角度与隧道开挖轮廓线垂直。小导管不侵入管棚钢管的位置。5.3.2. 实测项目注浆管实测项目见表6-1注浆小导管实测项目。表6-1注浆小导管实测项目项次检查项目规疋值或允许偏差检查方法和频率1长度(m)不小于设计尺量：检查10%2孔位(mm)± 50尺量：检查10%3钻孔深度(mm)± 50尺量：检查10%4孔径(mm)大于杆体直径+20尺量：检查10%6.拱顶地表注浆安全与环保措施施工前对现场人员进行详细技术、安全交底，重点强调施工平台搭设的安全操作 规程及搭设的规范化；重点管控工作平台安装及钻孔过程，全程施工施工人员必须戴安 全帽、系安全绳；钻机固定牢固，防止机械滑下坡体伤及其