施工组织设计下载简介

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III级围岩加强段和III级围岩加强段紧急停车带均采用上下台阶与反向单侧壁导坑组合开挖的方法,即先进行远离中间岩的一侧半幅上下断面开挖,然后进行靠近中间岩一侧的岩体开挖。

上下台阶与反向单侧壁导坑组合开挖法具体的施工工序如下所示，图中阿拉伯数字代表开挖步序，罗马数字代表支护施工顺序。

1（5）、外侧壁导坑上台阶开挖初支→2（6）、外侧壁导坑下台阶开挖初支→3（7）、内侧壁导坑上台阶开挖初支→4（8）、内侧壁导坑下台阶开挖初支→9（11）、浇注主洞仰拱及回填→10（12）、全断面模筑二次衬砌混凝土。

旬邑县崔家河坡改梯工程施工组织设计2.1洞口段施工工艺流程

大王顶隧道洞口段施工包括洞顶截水沟施工、洞口开挖及边仰坡防护、洞门修筑、明洞施工、注浆长管棚施工等，其中注浆长管棚的施工工艺包括导向墙施工、管棚钻进、顶入、注浆等，是洞口段施工的重点和难点。

2.1.1洞顶截水沟施工

洞顶截水沟施工的目的是为了将雨水或者山上的地表水通过沟槽引入路基边沟或者洞门外端的自然沟谷，形成完善的排水体系从而保证大王顶隧道施工的正常进行。

按设计，洞顶截水沟断面采用梯形，尺寸如下图所示。

截水沟距边仰坡开挖边缘不小于5m，沟底纵坡不小于3‰。截水沟的砌筑材料采用M7.5浆砌片石，片石材料应保证厚度不小于15cm，长度不小于30cm，抗压强度不小于30Mpa，且无风化、水锈、裂纹的情况。截水沟要在土石方开挖之前砌筑完成，以免下雨天洞顶积水下渗浸入边仰坡造成失稳危害。

在施工前应测量放样，以合适的配合比配制砂浆，并选择质地良好的石料。在砌筑过程中，应采用机械拌制使得砂浆饱和，结构线形应顺直美观，勾缝样式要统一，整体尺寸应满足设计要求。

2.1.2洞口开挖及边仰坡防护

结合隧道洞口地形、地貌、工程地质和水文地质条件，并考虑到施工开挖边坡的稳定性，洞口工程采用明挖法施工，开挖以挖掘机开挖为主，人工配合刷坡。开挖时，应该结合隧道洞口地形和地质条件，考虑边坡的稳定性，本着“早进晚出”、“少开挖”的原则，自上而下开挖。边坡开挖经复测无误后，应进行边坡防护，以保证其稳定。

在进行洞口边仰坡开挖之前，要先根据测量放样的结果确定边仰坡开挖线，然后按照自上而下的顺序分层开挖。每开挖一级，应立即复测开挖断面，当开挖结果符合设计尺寸后，搭设钢管支架进行锚杆、钢筋网、喷射混凝土的支护措施。之后进行明洞部分上台阶的开挖，并进行边仰坡的支护。明洞下台阶的开挖应在洞口长管棚超前支护完成后，进洞深度达到15m左右，并不影响出渣等工作的情况下再进行，随后进行下台阶支护结构的施作。长管棚的施工工艺将在后面进行详细的说明，在这里就不再阐述了。

洞口段边仰坡的喷锚支护结构主要包括打入Φ22砂浆锚杆、铺设Φ6的20cm×20cm钢筋网、喷射C20早强混凝土，支护顺序为先进行砂浆锚杆的灌浆和插入，然后进行钢筋网的铺设，最后进行早强混凝土的喷射。

Φ22砂浆锚杆施工顺序为：钻孔→清孔→灌入浆体→插入杆体。施工工具采用气腿式风钻钻孔，钻头的直径至少大于锚杆直径15mm，孔位和孔深的偏差应不大于10mm和50mm，。当将浆液注满钻孔后，立即插入锚杆，其插入长度不得小于设计长度的95%，如发现砂浆不满须拔出锚杆重新注浆。

钢筋网采用Φ6钢筋，网格尺寸为20cm×20cm，要求沿岩面起伏铺设，钢筋网应和锚杆焊接在一起，以加强整体支护能力。

为了保证喷射混凝土的质量和强度，也为了最大可能地提高洞室施工环境，保护施工人员的身心健康，C20早强混凝土的喷射方法采用湿喷法，喷射厚度为10cm。

大王顶隧道进、出口端左、右线均采用遮阳棚式洞门。

隧道洞门应在洞口土石方开挖完成后，隧道洞身开挖正常后进行施作，施工工具采用自行式全液压衬砌台车。

当进行洞门施工时，首先放样立好边墙和仰拱的模板，进行混凝土的灌注；当脱模后，凿毛施工缝并使台车就位，进行组合钢模，即外模的安装，并绑扎好钢筋，之后安装止水带等止水措施；待一切就绪之后，进行洞门拱墙衬砌混凝土的灌注，此时的灌注一定要保证两侧均匀对称的进行，并应一次灌注完成。

大王顶隧道左线进出口的里程分别为K41+700和K43+900，明暗分界设在K41+716和K43+887，明洞分别长16m和13m；右线进出口里程分别为YK41+725和YK43+884，明暗分界设在YK41+741和YK43+872，明洞分别长16m和12m。

明洞衬砌采用全液压二衬模板台车灌注混凝土。混凝土由拌和站集中拌合，由混凝土运输车运送，泵送混凝土入模。附着式振捣器结合插入式振捣器振捣密实，拱墙混凝土应一次浇筑完成。

明洞拱部、边墙、仰拱的材料采用C25钢筋混凝土，抗渗级别为S6，混凝土的选配应严格按照配合比进行，以确定最优配合比方案；仰拱开挖后采用C15片石混凝土进行回填；明洞衬砌与回填土之间设置EVA防水卷材和土工布。

当拱圈混凝土达到设计强度的80%，拆除外模，从下向上敷设防水板；敷设时粘贴紧密，相互搭接错缝，搭接长度不小于100mm，并按设计要求预留沉降缝。

当防水层和盲沟的施作完成后，进行明洞两侧的回填施工，应回填至设计填土线。当进行人工回填时，拱圈混凝土强度应达到设计强度的75%；当进行机械回填时，拱圈混凝土强度应达到设计强度且拱圈外人工夯填厚度不小于1m。

明洞的两侧采用M7.5浆砌片石和干砌片石间隔回填，即每回填5m的M7.5浆砌片石后回填1m的干砌片石。回填时应保证两侧均匀进行，并对称分层夯实，使得回填压实度达到设计要求，以保证洞身的均匀受力。每层回填厚度应不大于0.3m，两侧回填的土面高差不大于0.5m。

当浆砌片石或者干砌片石的回填高度达到6m时，在其上部回填碎石土。碎石土的回填时应分层夯填，以保证回填的密实性。当最上部的粘土隔水层施作完毕后，施作永久性仰坡防护工程网格护坡，并植草绿化。

大王顶隧道进出口端位于坡积亚粘土、强风化砂岩中，岩体中风化裂隙极发育，多呈张开～微张，岩体破碎，稳定性差，为V级围岩，加之洞口段埋深较小，洞口段施工难度大，施工时处理不当易坍塌。

为了解决上述问题，采用了注浆长管棚和超前注浆小导管作为超前支护的措施，其中长管棚的施工位于隧道的进出口端，是接下来的工程能否顺利进行的关键，因此在整个隧道的施工过程中处于极其重要的地位。

长管棚的施作采取沿隧道衬砌外缘一定距离打入一排30m长的纵向钢管的方式，插入完成后，接着往管内注入浆液，从而固结软弱围岩、充填钢管与孔壁之间的空隙，使管棚与围岩固结紧密，形成稳定的整体结构，以提高钢管的强度和刚度。之后每开挖一个步长，便架设拱形工字钢架支撑围岩，以形成牢固的棚状支护结构，使围岩能在允许的范围内产生变形从而发挥其最大的承载能力，保证施工的安全。

长管棚的超前支护作用主要体现在以下三个方面：

(1)在浅埋隧道施工中，一般情况下，拱顶沉降要大于地表沉降，采用管棚进行预支护在大幅度减小地表和拱顶沉降量的同时，也改变了二者的比例，使得拱顶沉降远远小于地表沉降量。

(2)由于管棚的承托作用，使得沉降槽沉降集中的程度大幅减小，沉降总量在减小的同时，向两端进行着均匀分布。

(3)长管棚可以提高土层物理参数，增大地层自稳能力。实际施工中为增大管棚的刚度以及其与围岩的黏结力，常常在管棚内注入水泥砂浆，使得管棚与其周围的岩体成为一个整体，从而极大地增强了隧道整体的自稳能力。

2.2.1长管棚施工工艺流程

大王顶隧道洞口段的长管棚采用30m长的Ф108钢花管，管棚应在洞口土石方开挖进行完毕，洞面及核心土形成后进行施作。

长管棚的施工过程主要包括导向墙施工、钻孔、顶管、注浆等，具体的工艺流程如下所示。

在管棚钻孔前，应先按照设计要求浇筑管棚导向墙，使得管棚能够准确的按照设计要求打入岩体。

导向墙采用C20混凝土浇筑，内设四榀I16工字钢，并按设计钻孔位置预埋φ127mm壁厚4.5mm导向钢管，导向钢管与工字钢焊接成整体。模版采用组合钢模版，混凝土集中拌合，运输车运输，泵送入模，机械振捣密实。导向墙施工前应在拱脚外填筑M7.5浆砌片石，以使得导向墙落在坚固的基础上。

导向管的平面位置、倾角、外插角的准确度直接影响管棚的质量，因此需要对其进行精确的控制以保证工程质量。施工时应首先采用经纬仪精确确定导管在工字钢架上的具体位置，然后用水准尺配合坡度板设定管的倾角，并用前后差距法设定管的外插角。导向钢管与钢拱架的焊接一定要牢固，防止浇筑混凝土时产生位移。

钻孔在导向墙施工完成后进行，采用电动钻机进行钻孔和清孔工作。钻进时，应注意以下几点：

（1）要以导向钢管为基准进行定位定向，严格控制钻进角度，克服钻深后钻具的自重下垂影响钻孔的角度，外插角度一般控制在1~3°。

（2）钻进的速度不能过快，应逐步提钻，以防止卡钻、掉钻现象的发生，

（3）在松散围岩地段，如发生塌孔，应拔除钻杆并进行孔内注浆，在注浆12h后原位重新钻孔。

（4）钻孔过程中应及时通过孔中岩屑判断孔内围岩的变化情况，从而为之后的洞身开挖施工提供重要的指导作用。

钻孔检测合格后，由钻机将钢管旋转顶进孔内。顶进过程中钢管按分节连续接长，节间用连接钢管丝扣连接。为使钢管接头错开，第一节管采用3m和6m交替布置，以后每节均采用6m长钢管，同一环管棚中接头位置应相互错开不小于1m，管棚分节长度为3m+6m+6m+6m+6m+3m或6m+6m+6m+6m+6m。

施工时应先打编号为单号的钢花管，注浆后再打编号为双号的钢花管。编号为双号的钢花管可作为注浆质量的检查管，若单号钢花管注浆有不密实之处，应在双号钢花管中注浆填实。

当管棚顶进完成后，利用高压风对钢管孔内的杂物进行清扫。

为提高钢管的抗弯能力，可以在钢管及钢花管内设置钢筋笼，钢筋笼由四根主筋和固定环组成，相互焊接而成。

管棚打入孔内之后，采用大型注浆机向长管棚内压注水泥液浆，以固结软弱围岩、充填钢管与孔壁之间的空隙，使管棚与围岩固结紧密，形成稳定的整体结构，以提高钢管的强度和刚度。

长管棚注浆按照先下后上，先稀后浓的原则注浆，注浆由注浆量和注浆压力控制。注浆后，需清扫管内胶凝桨液，并用水泥砂浆紧密充填孔内空隙，以增强管棚的强度和刚度。

2.2.2钢管和注浆材料参数

大王顶隧道进出口端处于强风化的软质围岩段，埋深较小，地质条件差，施工难度大，若处理不当极易造成坍塌，采用沿隧道衬砌外缘一定距离往洞口端岩体内打入长30m的Ф108长钢管是一种很好的解决方案。

大王顶隧道的长管棚设计参数如下：

（1）管棚规格：长管棚是由Ф108×6mm的热轧无缝钢管制作而成，节长有3m和6m两种。

每节钢管两端均预加工成外丝扣，以便于接头钢管连接。接头钢管长0.3m，采用Ф114×6mm热轧无缝钢管制作。纵向同一横断面内钢管接头数不大于50％，相邻钢管接头至少错开lm。

钢花管上钻有注浆孔，孔径15mm，孔间距150mm，呈梅花形布置，尾部留不钻孔的止浆段150cm。

（2）管距和倾角：长管棚的环向间距设置成40cm，外插角为1~3°。

（3）钢筋笼规格：为提高钢管的抗弯能力，在钢管及钢花管内设置了钢筋笼。钢筋笼是由四根主筋和固定环组成的，其中主筋尺寸为Ф25，固定环为Ф38的钢环（壁厚3mm），采用段管节，节长5cm，与主筋焊接从而形成整体结构。

（4）误差：钢管位置允许施工误差径向不大于20mm。

注浆是长管棚施工的关键环节之一，注浆效果的好坏将直接影响管棚施工的质量。通过往钻有注浆孔的管棚内注入浆液的方式，可以充填钢管和孔壁之间的缝隙，从而固结围岩，使得管棚与围岩之间形成了整体的加固体系。

注浆前，应进行试验情况确定注浆参数。大王顶隧道的长管棚注浆浆液材料为42.5级的普通硅酸盐水泥，采用1:1的水灰比，加5%水泥重量的水玻璃，水玻璃浓度为35波美度；水玻璃模数为2.4。注浆原则上采用钻一孔注一孔的方法，但在实际施上中也可以钻多个孔再统一注浆，这样有利于加快施工速度，本工程采用分段注浆方式，初始注浆压力为0.5MPa～1.0MPa，注浆终压值为2.0~2.5MPa。

注浆时，浆液必须搅拌均匀，然后放人储浆桶中，由注浆泵经管路注入钢管中。注浆时在注浆泵和钢管头处必须由专人负责操作，并控制好注浆压力和速度，每注完一桶要及时关闭注浆阀。

每根管棚注浆结束的标准有以下几点：

（1）注浆压力逐步升高达到设计终压值并保持10min以上；

（2）单管达到设计注浆量；

（3）若注浆压力达到设计终压值，即使恒压10min后进浆量仍达不到设计要求也应结束注浆。

单根管棚的理论最终注浆量按下式计算：

式中：Rk——浆液扩散半径；

η——岩体孔隙率(%)

考虑注浆范围相互重叠的原则，扩散半径Rk一般取(0.6～0.7)L0，其中L0为钢管的中心距。

注浆结束后，要及时清除管内胶凝浆液，用M5或者M30水泥砂浆将钢管充填密实。以增强管棚的刚度和强度。

2.2.3设备机械（这段内容不大好找）

3V级围岩浅埋段施工工艺

3.1V级围岩浅埋段支护设计

大王顶隧道进出口段位于坡积亚粘土、强风化砂岩中，岩体中风化裂隙极发育，多呈张开～微张，岩体破碎，稳定性差，为V级围岩，加之洞口段埋深较小，洞口段施工难度大，施工时处理不当易坍塌。因此，此段的开挖和支护设计将是大王顶隧道暗洞开挖过程中的重点和难点。

大王顶隧道进出口端的V级围岩浅埋段主要包括左洞进口K41+716~+800段、左洞出口K43+795~+887段、右洞进口YK41+741~+825段、右洞出口YK43+790~+872段。

由于V级围岩浅埋段所采用的双侧壁导坑开挖法和三台阶开挖法的施工工序已经在第一章进行了详细的表述，这里就不再阐述。

本章将对上述四个V级围岩浅埋段的支护工艺进行说明。由于V级围岩较为软弱和破碎，此段的支护工艺主要包括超前支护、锚杆支护、钢筋网铺设、钢拱架施工、喷射混凝土、仰拱及二次衬砌施工，其中超前支护包括长管棚支护和超前小导管支护。由于长管棚只用于第一环的超前支护，后面开挖过程中的超前支护都将采用超前小导管，因此超前小导管的施工工艺将是V级浅埋围岩段支护工艺的重点。

V级围岩浅埋段具体的支护工艺流程和设计参数如下表所示。

大王顶隧道进出口段V级围岩浅埋段的系统锚杆采用Ф25中空注浆锚杆，长4m，按梅花形布置。对于V级浅埋段和V级浅埋加强段，锚杆分别按照100×60cm和80×60cm（环×纵）进行布置。在初次喷射混凝土之后，应按照设计要求立即施作锚杆。

V级围岩浅埋段的锚杆施工主要包括以下几个步骤：

钻孔和清孔：按照设计要求采用机械进行钻孔，孔眼尺寸必须达到设计要求，当钻孔完成后，采用高压风清理钻孔内的多余岩屑；

（2）插入杆体：将加工好后的Ф25中空注浆锚杆插入孔内；

（3）注浆：采用压浆机压制水泥砂浆，通过注浆设备将浆体注入锚杆内，并将锚杆与钢筋网焊成一体，从而使得支护结构和围岩一起形成稳定的整体受力结构，保证施工的质量和安全。

（5）进行抗拉拔试验：待注入的浆体达到设计强度后，按规范要求抽样进行锚杆抗拉拔试验。

Ф25中空注浆锚杆具体的施工工艺流程如下所示。

大王顶隧道进出口段V级围岩浅埋段的钢筋网采用Ф8mm的钢筋网，尺寸为20×20cm（双层）。

钢筋网应在Ф25中空注浆锚杆施作完成之后安设，应根据被支护岩面的实际起伏状铺设，与岩面的间隙约3cm。钢筋网之间的连接处，以及钢筋网与锚杆的连接处均用细铁丝绑扎或点焊在一起，使钢筋网在之后喷射混凝土时不晃动以免影响施工质量。

由于大王顶隧道主洞的开挖断面较大，V级围岩的自稳能力差，因此采用支护能力较强的工字钢拱架I22b进行初期支护。

工字钢具有刚度大，支护作用发挥快的特点，在自稳能力差的V级围岩浅埋段设置工字钢拱架能够迅速发挥其承载能力，控制围岩产生的松弛变形，较好的保持隧道整体结构的稳定性。

钢拱架的安装在初次喷射混凝土之后进行。首先在洞内将加工好的工字钢用螺栓连接成整体，然后将其与定位筋焊接在一起。在纵向方向上，拱架与拱架之间用Φ22的纵向连接筋和Φ30纵向连接套管相连接。此外，为了保证支护结构的稳定性和施工的质量，钢拱架的拱脚必须安放在牢固的基础之上，架立时垂直隧道中线。

为了增加支护结构的整体刚度，工字钢拱架应与其他的支护结构，如超前小导管和钢筋网焊接成一体，从而保证支护结构的稳定，不至于发生过大的变形。

工字钢拱架具体的施工流程如下所示。

3.1.4喷射混凝土施工

C25喷射混凝土所用骨料采用拌和机分次拌和而成。为了保证喷射的质量，以及最大限度的提高洞室施工环境，大王顶隧道的混凝土喷射工程均采用湿喷法。在喷射过程中，应保证钢拱架之间的空隙能被喷平，保证钢筋网的保护层厚度不小于2cm。

喷射混凝土应分段、分片由下而上顺序进行，每段长度不超过6m，一次喷射厚度控制在6cm以下，喷射完成后应按规定进行养护。

初期支护的混凝土喷射分为初喷和复喷两个阶段：

（1）初喷混凝土在开挖或者部分开挖完成后立即进行，应做到尽早封闭暴露掌子岩面，以防止围岩剥落，影响施工质量；

（2）复喷混凝土在中空注浆锚杆、钢筋网、工字钢拱架施作完成后进行，从而形成完整的初期支护结构，帮助围岩承担荷载，使得围岩能在允许的范围内发生适当的形变，这也符合新奥法的核心理念。

综上所述，大王顶隧道V级围岩浅埋段初期支护的混凝土喷射施工流程如下图所示。

3.1.5仰拱及二次衬砌施工

仰拱是为改善上部支护结构（包括锚杆、钢筋网、钢拱架）承受荷载的条件而设置在隧道底部的反向拱形钢筋混凝土结构，是隧道围岩支护结构中的重要组成部分。仰拱与上部支护结构一起，形成“拱圈效应”，使整个工作断面封闭成

环，提高了隧道整体的承载能力。

仰拱不仅可以将隧道拱顶处的地层压力通过隧道的拱顶和边墙结构有效的传递到地下，而且还能有效的抵抗隧道下部地层传来的反力。仰拱与二次衬砌作为隧道整体结构受力的安全储备体系，提高了结构的稳定性和施工的安全性。

在大王顶隧道V级围岩浅埋段的施工过程中，为及时封闭开挖面，要按照仰拱先行的原则及时施作C25钢筋混凝土仰拱，设置厚度为60cm，从而起到“早闭合，防塌方”的作用，充分发挥仰拱产生的“拱圈效应”。

施作仰拱时，采用钢桥跳板跨越，保证不影响出碴等运输车辆的通过，保持洞内道路的畅通。此外应注意交通工程的预留预埋及透水管、止水条、止水带的预埋设。

隧道边墙基础的施工要注意断面尺寸的测量放样。特别要注意限位台阶的净空、高度、宽度和仰拱尺寸，边墙基础顶面高程均按设计高程施作。

大王顶隧道V级围岩浅埋段的二次衬砌采用自行式全液压衬砌台车进行施作，材料为C25钢筋混凝土，设置厚度为60cm。

二次衬砌开挖采取平行作业，当主洞开挖作业完成50～80m时开始进行衬砌作业，月衬砌约80m。

二次衬砌的施工主要包括防水板施工和衬砌钢筋混凝土施工两部分。

在台车就位之前，应进行防水板的施工，具体的施工顺序为：施工准备→土工布和热融衬垫锚固→固定防水板→焊接防水板搭接缝→质量检查→移动作业架→下一循环。

在防水板的施工过程中，应注意以下几点：

（1）在固定防水板时，为防止其被混凝土挤破。应根据初次衬砌支护面的平整度为防水板预留一定的空间；

（2）为方便接头的焊接，防水板每环铺设长度应比衬砌长度长0.5～1m；

（3）防水板接缝和衬砌施工缝宜错开0.5～1m；

（4）在V级围岩段这样的软弱围岩段，应采取一定的措施防止防水板在掌子面爆破、衬砌加强钢筋安装、各种预埋件设置、挡头模板安装、泵送混凝土等情况下发生破坏。

2、二次衬砌钢筋混凝土施工

二次衬砌钢筋混凝土施工采用自行式全液压二衬台车，混凝土应连续浇筑，全断面一次衬砌成型，对于V级围岩浅埋段这样的软弱围岩段，二衬应根据量测资料及时施作。

二次衬砌所需的C25混凝土在洞外拌和站集中拌制，采用混凝土运输车运输，输送泵泵送入模，插入式振捣器振捣。在灌注的过程中应预留和预埋照明、通风、消防等所需的洞室和线路管、孔、槽等。衬砌施工时，按预留洞室平面布置图中所示位置预留各种洞室。

二次衬砌施作前要进行的准备工作包括：所用的原材料各项指标应符合设计和规范要求；防水层表面粉尘应清除并洒水湿润；模板台车必须锁定牢固；施工机械设备应先检查，并进行试运转。

准备工作完成之后就要进行正式施工，施工顺序为：预埋件的设置与检查、铺轨→模板台车就位→尺寸检查验收→定位锁定→预埋件、预留孔洞设置→刷脱模剂→安设挡头板→混凝土泵送灌注、刹尖封顶→脱模、养生→再循环。

在二次衬砌钢筋混凝土的施工过程中，应注意以下几点：

（1）混凝土应由下而上依次对称浇筑，前后左右的混凝土面高差不得大于50cm；

（2）初期支护与二次衬砌之间的空隙必须回填密实或进行注浆处理；

（3）浇筑混凝土应捣固密实，防止过捣振或漏捣振现象出现，确保混凝土表面光滑，尤其应确保拱顶混凝土饱满密实；

（4）当二次衬砌的C25混凝土强度达到2.5Mpa方可拆模；

（5）当混凝土拆模后，应立即洒水养护，使得混凝土达到良好的强度，以作为安全储备保证隧道的正常运营。

3.2.超前小导管施工工艺

由于大王顶隧道的进出口段位于地质状况较差的V级围岩浅埋段，土质不均且结构松散，岩石的节理、裂隙极发育，闭合或微张，岩体破碎，导致围岩的稳定性较差，施工中处理不当极易引起坍塌事故。因此在此段需采取超前支护措施以保证施工安全，使得围岩能在允许的范围内发生一定的变形，从而充分的发挥其承载能力。

30m长的Ф108注浆长管棚只用于隧道进出口段第一环的超前支护，在上一章已做了详细说明，在之后的开挖过程中，为了保证安全掘进，洞身拱部均采用Φ50mm的注浆超前小导管作为超前支护的方案。

超前小导管预注浆技术是隧道工程中用于改良地层的重要手段，它既能将隧道周围岩体预加固，又能起超前预支护作用。这种方案是沿开挖轮廓线以一定角度打人带孔的小导管，然后以一定的压力把足量的浆液由小导管注入到软弱围岩的孔隙和裂缝中，浆液经过扩散、凝固、硬化，可以将裂隙中松软的泥质充填物排到注浆范围以外，进入裂隙的浆液会增加软弱松散岩体的密实性和胶结强度，并减小其渗透性，使得隧道整体结构的强度和刚度得到很大的提高，从而保证施工的质量，达到安全、快速施工的目的。超前小导管预注浆通常与钢支撑一起形成支护系统，与管棚的机理类似。

3.2.1超前小导管施工工艺流程

超前小导管的施工工艺主要包括封闭工作面、钻孔、安设小导管、注浆、效果检验等工序，具体的流程如下所示。

为确保注浆效果，首先应对掌子面喷射厚度为5cm的C25混凝土，从而封闭掌子面形成止浆岩盘，以防止漏浆现象的发生。

钻孔时应保持匀速，且使钻孔通畅。由于地层松软破碎、强度不均匀、钻进距离长，钻杆在钻进时容易发生偏斜，因此应经常用测斜仪测定钻杆位置，并根据钻机钻进的现象及时判断成孔质量，并及时处理钻进过程中出现的事故，当钻孔有较大偏斜时一般需重新钻孔。

当钻孔完成后，应及时吹出孔内浮渣，并在拱部120°左右的范围内安设小导管。施工过程中，将导管以10~15°的外插角打入围岩(角度过小，会影响下钢拱架的架设，极易造成侵限；角度过大，易出现超挖现象)，环向间距40cm，前后两环小导管应保持不小于1.0m的搭接长度。

当导管到达设计孔深时，应及时安装好止浆塞。其尾端应外露20cm，外露端应支撑于开挖面后方的钢拱架上，与钢拱架共同组成预支护体系。

注浆前，应先检查注浆管路，确保管路畅通、不阻塞、不跑浆，机械性能良好，并确定合理的浆液参数。

本次注浆采用的是掺有水玻璃的水泥砂浆，注浆的材料参数将在后面进行详细阐述。如地下水较大，为堵水需要则采用双液注浆，注浆时将两种不同的浆液分放在两个容器内，使用双液注浆泵按配合比分别吸入两种浆液，通过在混合器进行混合后再注入浆管。

通过注浆，可以固结软弱和松散的围岩体，使围岩强度和自稳能力得到提高。待浆液达到一定的凝固强度后，就可以进行洞身的开挖。

注浆时要注意以下几点：

（1）注浆过程中，若浆液从其他孔流出，应将串浆孔及时堵塞，轮到该管注浆时再拔下堵塞物，将管内杂物清除并用高压风或水冲洗之后再注浆。

（2）如注浆压力突然升高，换注清水，待泵压正常时，再进行双液注浆。

（3）当注浆时进浆量很大，压力长时间不升高，则应调整注浆浆液浓度及配合比，进行小泵量低压力注浆或间歇式注浆，使浆液在裂隙中有相对停留时间从而凝胶，但是停留时间不能超过混合浆的凝胶时间。

3.2.2钢管和注浆材料参数

超前小导管采用无缝钢管，在洞外加工厂制作完成。导管的前端做成尖锥形，便于插打，并防止浆液前冲。长度5m，壁厚4mm，在拱部按环向间距40cm布置，外插角为10~15°。管口段50cm范围内不开孔，其余部分按15cm间距呈梅花形布置注浆孔，以防止注浆出现死角，孔径8mm。。

大王顶隧道进出口段处于V级软弱围岩段，在此地层进行超前小导管注浆时，应当严格考虑浆液的渗透性和可注性。由于岩土体在受压后对浆液的渗透能力存在一定的影响，因此普通的水泥浆液可能会无法注入，或者产生凝结时间太长和跑浆的现象，因此可以采用掺有水玻璃的浆液。水玻璃类浆液不仅具备水泥浆固结体强度高的特点，而且凝结时间短且较好控制，可注性强，因此可以有效保证施工质量，提升整个围岩支护体系的强度和稳定性。

大王顶隧道超前小导管所注浆液采用的是42.5级普通硅酸盐水泥，采用1：1的水灰比，水玻璃浓度为35波美度；水玻璃模数为2.4，注浆压力0.5~1.0Mpa，必要时在孔口设置止浆塞。由于小导管预注浆施工多与钢拱架支撑一起形成支护体系，因此应将小导管尾部焊接在钢支撑上。

本次注浆的初始压力为0.5MPa，因软弱围岩浅埋段的压力很难在一次就达到设计值2.0MPa，可采取分次注浆的方式，即在初始注浆初凝达到一定强度后，再二次注浆，当达到最终注浆压力2.0MPa时停止注浆。

每根导管注浆结束的标准有以下几点：

YB／T 4457-2015 建筑用连续热镀锌钢板及钢带（1）注浆量达到设计注浆量则应停止注浆；

（2）当注浆压力达到设计压力不少于20min，而注浆量仍达不到设计注浆量时也应结束注浆。

单根导管注浆量Q可以按照下式计算：

DB41／T 1994-2020 电子商务物流园区（基地）建设与经营服务规范.pdf式中：R——浆液扩散半径；

n——围岩孔隙率(%)

对于上式，浆液扩散半径R要综合考虑导管排列密度、节理发育情况、浆液浓度、凝固时间、注浆压力和速度、压注量等诸多因素，并考虑注浆扩散范围相互重叠的情况，一般取R=（0.6～0.7）
，其中
为导管中心间距。