超前支护施工作业指导书

超前支护施工作业指导书

一、工程概况

北京地铁5号线土建工程3标段为一站一区间。蒲黄榆站-天坛东门站区间起讫里程为K3+104- K4+794.850，全长1690.5m；包括停车线及单渡线，及设置联络通道及风井等。天坛东门站起讫里程为K4+794.850-K4+981.15，中心里程K4+900，全长186.3m,总宽度23.776m，为地下双层岛式车站，主体为三拱两柱双层结构。区间及车站初期支护均采用管棚及小导管超前支护施工工艺，管棚及小导管施工总量约1240t。因此，超前支护施工是施工过程中重点控制的环节，必须给予高度重视。为提高施工人员的超前支护的技术水平，保证本工程的施工质量，我们按相关规范及标准，编制此超前支护施工作业指导书。

二、管棚施工工艺及操作要点

2.1开挖管棚工作室

2.1.1 管棚工作室长6m，软弱围岩中开挖,必须及时施作初期支护。为便于架设钻机,安设钢管，工作室应挖至区间隧道开挖轮廓线以外0.8m。2.1.2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9m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。

2.2 搭设平台、安装钻机、测定孔位

2.2.1 钻机平台采用枕木搭建，平台满铺松木板。根据管棚孔的位置，分层加高钻机平台。钻机平台搭设好以后进行钻孔,钻孔顺序由高孔位向低孔位进行, 可缩短移动钻机与搭设平台时间,便于钻机定位、定向。

2.2.2 安装钻机。进钻前，以坐标法在掌子面标定管棚孔位。钻机

平台要稳固，钻机要安装牢固，防止施钻时钻机不均匀下沉、移动而影响钻孔质量。

2.2.3 钻机定位。钻孔方位要求根据线路中线与管棚工作室的位置确定，必须精确核定钻机位置。架立钻机时用罗盘、挂线相结合的方法，确保钻机轴线与管棚设计轴线相吻合。

2.3 管棚孔钻进

2.3.1

长管棚施工工艺流程图

组合好的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，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钻进。

2.3.2 管棚孔钻进

a.为了保证钻孔精度，开孔段钻进是关键。钻进前6～9m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。

b.管棚管下入孔内前要先配管，保证管棚管的同心度。

c.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。

2.4 注浆：

注浆参数的选择：

注浆扩散半径：0.3～0.4m；

注浆速度：30～50L／min；

凝结时间：30"～5"；

注浆终压：0.7～1.5MPa；

W／C：1：1；

HC-T凝结时间可调注浆材料

或水玻璃：波美度40，模数2.6

水泥浆：水玻璃（体积比）：1：1

平均单孔注浆量：

Q=3.14×R2×L×v×η×n

=3.14×0.32×40×0.5×1.25×0.6

=4.24(m3)

式中：Q:单孔注浆量（m3）

L:注浆段长（m），取40m

R:浆液扩散半径（m）取0.3m

v:注浆段土层孔隙率，取0.5m

η:浆液损失率，取1.25

n：浆液有效填充率，取0.6

2.4.1 采用上述设计参数配制浆液。

2.4.4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，当压力升至注浆终压时，继续压注10分钟，才结束注浆。

2.5 注浆结束标准及效果检查

2.5.1 单孔注浆结束标准：每段注浆都正常进行，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。

2.5.2 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。

2.5.3 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。

2.5.4 达不到结束标准，应补充重新注浆直到满足要求为止。

2.6 设备材料及人员组织

设备材料有：XY-2型工程水平钻机两台，BW—150型注浆泵两台，UBJ-3型注浆泵一台，自制搅浆机一台，250型搅拌机一台，盛浆桶两台，空压机一台，HC-T 凝结时间可调注浆材料、普通硅酸盐水泥、40波美度的水玻璃及带有套丝的Φ108×6mm钢管若干，方木、钢扒钉、塑料管、木板、注浆管、三通管若干。

人员组织：可分两个工班进行作业，每工班15人。其中：施工指挥1人，施工技术指导1人，测量工1人（负责布孔、定位、量测），工人8人（负责破孔、移动钻机、装卸钻杆、安装钢管、拌浆注浆等），电焊工1人，钻机司机2人，材料调度1人。

2.7 防护及预防措施

2.7.1 垫高钻机所使用的方木一定要稳固，防止产生沉降、位移及塌落。

2.7.2 施工中使用的电力线(注意有否老化，漏电现象)、风管线、水管线

要布置整齐，有条理。

2.7.3 施钻时，按机械操作规程操作，严防机械伤人。

2.7.4 注浆前严格检查机具、管路及接头处的牢靠程度，以防压力过大爆

破伤人。

2.7.5 要注意及时排水，防止作业面泥泞。

2.7.6 钢管内注浆时，操作人员必须带好口罩、眼镜及胶手套。

2.7.7 必须具备良好的照明条件。

2.7.8 实时注意掌子面的情况，防止注浆压力过大掌子面开裂。

2.8 质量要求

2.8.1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-0.2～+0.3m；钻孔偏斜率控制在0.8%

以内。

2.8.2 钻孔应由高孔位向低孔位进行。

2.8.3 钻孔孔径应比钢管直径大30~40mm。

2.8.4 遇卡钻、坍孔时应注浆后重钻。

2.8.5 钻孔合格后及时安装钢管，其接长时连接必须牢固。

2.8.6 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。

三、超前小导管施工

3.1、准备工作：

（1）所需设备：双液注浆泵2台、浆液拌合机2台、注浆阀门若干、套丝若干、高压胶管、盛浆液桶6个、混合器、玻美计若干、压力表若干。

（所投入设备根据各施工队工作面数量确定，状态良好，以必须保证

能及时注浆为宜。）

（2）小导管加工，采用Φ42.3，壁厚3.25mm普通水煤气焊管，长度根据设计确定，其加工图如附图所示，前端加工10cm尖锥并予以封焊严实，后端预留1.0m不钻孔，中间段沿钢管纵向20cm钻孔，孔径为φ6～

12mm，孔位互成90°，梅花形布置，管尾焊接上铁箍，防止用风枪

打入土层时尾部钢管压裂，并要保持管身顺直的要求。小导管制作加

工如图下图所示。

4）成立专业注浆工班，工人操作熟练，人数以每注浆工作面不少于8人。

3.2、钻孔，打设小导管（工艺流程图如下图所示）

（1）严格按照设计要求打设超前小导管（环向与纵向间距满足要求）。

（2）测量放样，小导管钻孔根据各工作面设计要求确定。

（3）钻孔：用手持风钻钻孔或用风枪直接将钢管按设计要求角度打入土中，沿隧道开挖轮廓线布置向外倾斜，角度符合设计要求。

（4）焊接套丝：在每根需要注浆的小导管末端焊接套丝，以连接注浆阀门。

（5）注浆压力根据实际情况，一般为0.5～1.0Mpa。

（6）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，或地表及掌子面漏浆，即可结束本孔注浆。

3.3、注浆：（注浆工艺流程图如附图所示）

（1）注浆前，先喷5厘米厚的砼封闭掌子面，以防漏浆。

（2）注浆顺序由下向上进行，浆液用拌合机搅拌。

（3）把注浆阀门旋紧固定于每根小导管末端的套丝上，注浆阀门另一端连接高压胶管（高压胶管前端带有套丝）。

（4）注浆时将两种不同的浆液分放在两个容器内，使用双液注浆泵或两台注浆泵按配合比分别吸入两种浆液，混合后注入注浆管。

3.4、防护及预防措施

（1）钻孔及注浆过程中时刻注意地表及围岩的变化，防止地表冒浆或掌子面坍塌。

（2）注浆前严格检查机具、管路及接头处的牢靠程度，以防压力过大爆破伤人。

（3）注浆前工人必须配带好各种防护用品（胶皮手套、防护眼镜等）。