新版超前小导管施工作业指导书.doc

新建铁路西安至宝鸡客运专线

小村隧道超前小导管

施工作业指导书

十二月 · 西安

目 录
1 合用范围 2
2 设计概况及编制依据 2
3 验收标准 3
4 作业准备 3
5 技术规定 3
6 施工程序与工艺流程 4
6.1工艺流程 4
6.2 施工程序 4
7 施工规定 6
8 劳动组织 7
9 材料规定 7
10 机械设备配置 8
11 质量控制及检查 8
11.1 质量控制要点 8
11.2 质量检查 9
12 安全及环水保规定 9

1 合用范围
合用于新建铁路西安至宝鸡客运专线小村隧道IV、V级围岩开挖段的超前支护施工。
2 设计概况及编制依据
2.1设计概况
2.1.1 工程概况
小村隧道，位于陕西省宝鸡市陈仓区，渭河南岸三级阶地，属秦岭山前黄土塬区；从310国道小村附近山坡进洞，下穿唐家塬，从马尾河右侧山坡出洞，隧道起讫里程DK627+747～DK628+650，全长903m，其中明挖52m,IV级围岩300m，V级围岩551m。最小埋深为16.0m最大埋深为46.0m，为双线黄土浅埋隧道；隧道位于R-8000m圆曲线上，洞内纵坡为11‰和3‰的人字坡。
隧道主体结构采用曲墙带仰拱复合式衬砌，衬砌采用C35钢筋混凝土结构。隧道初期支护由钢拱架，钢筋网、锚杆和喷射混凝土组成。隧道进口采用台阶式洞门，设立有20m明洞，洞口段基础采用φ125cm钻孔桩加固地层，并设立钢筋混凝土承台。隧道出口采用斜切式洞门，设立有32m缓冲结构。洞口边仰坡采用拱形骨架护坡，拱形骨架的上缘设排水槽，在拱形骨架内植草绿化。
2.1.2工程地质
隧道通过地层为第四系上更新统风积黏质黄土及黏质黄土(古土壤)，下部为第四系中更新统风积黏质黄土夹黏质黄土(古土壤)，底部为中更新统冲积砂砂及圆砾土等。无断裂构造。
2.1.3水文地质
隧道通过地段内地表水及地下水均不发育。
2.1.4方案设计
超前小导管规格：热轧无缝钢管，外径42mm，壁厚3.5mm。在管身设注浆孔,孔径6～8mm孔间距15cm，呈梅花形布置,前端加工成锥形，尾部长度不小于100cm，作为不钻孔的止浆段；小导管长L=4.0m，环向间距30cm，外插角10°～15°。小导管施工规定：
1、小导管安设一般采用钻孔打入法，即先按设计规定钻孔，钻孔直径比钢管直径大3～5mm，然后将小导管穿过钢架，用锤击或钻机顶入，顶入长度不小于钢管长度的90%，并用高压风将钢管内的砂石吹出;
2、小导管安设后,向小导管内填充M20水泥砂浆后，用塑胶泥封堵孔口及周边裂隙,必要时在小导管附近及工作面喷射混凝土,以防止工作面坍塌; 开挖掌子面根据地质条件采用喷C25混凝土进行封闭，厚20cm。钻孔机械设备及器材等可根据注浆技术规定及施工条件等因素合理选用。
3、配合使用的型钢钢架具体尺寸及数量详见相关设计图。
2.2 编制依据
2.2.1《高速铁路隧道工程施工技术指南》铁建设[2023]241号
2.2.2《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB 10753-2023）
2.2.3《小村隧道设计图》（西宝客专施遂1）
2.2.4《铁路隧道工程施工安全技术规程》(TB10304-2023 )
2.2.5《铁路混凝土工程施工技术指南》 铁建设[2023]241号
3 验收标准
3.1 超前小导管所用钢管的品种和规格必须符合设计规定。
3.2 超前小导管与支撑结构的链接应符合设计规定。
3.3 超前小到管道纵向搭接长度应符合设计规定。
3.4 注浆浆液配合比的检查应符合设计规定。
3.5 超前小导管注浆压力应符合设计规定，浆液必须充满钢管及其周边的空隙。
4 作业准备
4.1 岗前培训 组织技术人员认真学习实行性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准。对参与施工人员进行上岗前技术培训，考核合格后持证上岗。对施工及操作人员进行岗前培训。
4.2监控量测结果分析 对将要进行二衬的段落进行监控量测数据结果分析，消除也许产生的不利因素。运用分析结果指导施工并制定安全保证措施。
4.3 技术交底 施工前必须进行技术交底，实行三级交底制度。
4.4 制定应急预案 针对突发状况及紧急情况下的应急预案。
4.5 Ф42热轧无缝钢管、注浆材料等施工材料的采购，钻孔，注浆等设备的检查维修与验收。
4.6 材料的实验，配合比的设计。
4.7 钢花管按设计规定进行加工及验收。
4.8 施工场地平整，风，水，电的设立。
4.9 其它辅助措施的准备，施工测量、定位。
5 技术规定
5.1 超前小导管配合型钢钢架使用，应用于隧道Ⅳ、Ⅴ级围岩拱部超前注浆预支护，其纵向搭接长度不小于1m。
5.2 超前小导管设计参数：热轧无缝钢管，外径42mm，壁厚3.5mm。在管身设注浆孔,孔径6~8mm孔间距15cm，呈梅花形布置,前端加工成锥形，尾部长度不小于100cm，作为不钻孔的止浆段；小导管长L=4.0m，环向间距30cm，外插角10°~15°。注浆材料：M20水泥砂浆；设立范围为拱部140°范围。
6 施工程序与工艺流程

6.1工艺流程
施工工艺流程见图6.1。
6.2 施工程序
6.2.1 制作钢花管
小导管前端做成尖锥形，尾部焊接φ6mm钢筋加劲箍，管壁上每隔15cm梅花型钻眼，眼孔直径为6～8mm，尾部不小于100cm作为不钻孔的止浆段。小导管构造见图6.2。
6.2.2 小导管安装
1、小导管安装采用钻孔打入法。测量放样，在设计孔位上做好标记。
2、用凿岩机或煤电钻钻孔开钻，采用高压风进行清孔。
3、将小导管穿过拱架，用凿岩机或锤击直接将小导管顶入，顶入长度不小于钢管长度的90%，外露30cm支撑于开挖面后方的钢架上，与钢架共同组成预支护体系，同时也便于连接孔口阀门和管路。注旨在安装小导管前，在孔口端用沾有CS胶泥麻筋缠绕成不小于孔径的纺锤形柱塞，以便钢管顶进孔内后，使孔口处的小导管外壁与孔壁间隙堵塞严密。
6.2.3 注浆
1、根据设计规定，小导管填充M20水泥砂浆。采用专用注浆泵注浆。砂浆拌制，严格按施工配合比执行。
2、注浆前先冲洗管内沉积物，由下至上顺序进行。单孔注浆压力为0.5～1.0Mpa，一般按注浆量达成设计注浆量作为注浆结束标准。当注浆压力达成终压并稳定10～15min,注浆量仍达不到设计量，但达成设计量的80%以上时，也可结束该孔注浆。
施工准备

原材料进场检查
拱部放样布孔
小导管制作

浆液配备设计
风枪或煤电钻成孔

清 孔

注浆实验

安装小导管

注浆

M10砂浆制备

封堵孔口

结 束

图6.1 超前小导管施工工艺流程图

φ6mm加劲箍
小钢管普通焊
>100cm
15cm

图6.2 注浆小导管结构图

注浆施工中认真填写注浆记录，随时分析和改善作业，并注意观测施工支护工作面的状态。注浆参数应根据注浆实验结果及现场情况调整。
注浆结束后，用塑胶泥封堵孔口及周边裂隙，防止浆液倒流。必要时在小导管附件及工作面喷射混凝土，以防止工作面坍塌。
6.2.4 注浆异常现象解决
1、串浆时及时堵塞串浆孔。
2、泵压忽然升高时，也许发生堵管，应停机检查。
3、进浆量很大，压力长时间不升高，应重新调整砂浓度及配合比，缩短胶凝时间。
7 施工规定
7.1 小导管安设一般采用钻孔打入法，即先按设计规定钻孔，钻孔直径比钢管直径大3～5mm，然后将小导管穿过钢架，用锤击或钻机顶入，顶入长度不小于钢管长度的90%，并用高压风将钢管内的砂石吹出。
7.2 小导管安设后,向小导管内填充M20水泥砂浆，然后用塑胶泥封堵孔口及周边裂隙,必要时在小导管附近及工作面喷射混凝土,以防止工作面坍塌。
7.3 钻孔方向应顺直
7.4 钻孔深度和直径应与导管匹配。
7.5 钻孔采用吹孔法清孔。
7.6 小导管口应安装孔口阀门，外露长度不宜小于30cm。
7.7 注浆应采用注浆泵注浆，为加速注浆，可安装分浆器同时多管注浆。
7.8 配制好的浆液应在规定期间内注完，随配随用。
7.9 注浆顺序为由下至上，浆液先稀后浓。
7.10注浆压力应符合设计规定，使浆液充满钢管及其周边的空隙。
7.11设备维修保养及验收制度规定
7.11.1 设备保修规定
1、为满足生产需要减少设备运营磨损，延长设备使用寿命，保证设备施工安全，设备管理必须贯彻“养修并举，以养为主”的方针，强化设备的平常保养、定期维护和防止性维修制度，在制订施工生产计划时必须考虑安排设备的平常保养、定期维护和防止维修计划，并按计划组织实行，未经设备部门批准不得随意改变或取消。
2、对重点设备的关键部位应按说明书规定规定由操作人员进行定期检查，并作好具体记录（相关设备保养可参照使用说明书规定进行）。定期维护和防止性维修，分为施工生产中维护修理和停产维护修理，均由设备操作人员为主进行，维修人员配合进行。
3、设备部要认真组织定期检查，指导并督促操作及维修人员做好设备定期维护和防止维修工作。对维护保养差、保管不良、严重失修导致设备不能正常运营的，要追究有关人员的责任，并作出严厉解决。
4、机械设备修理应本着先内后外的原则，提倡自修。
5、根据国家和上级的有关规定，定期进行特种设备的监测和防止性实验等工作。
6、维修保养过程中的重要数据要有记录，所有原始资料要整理成册归档。
7、对于新购设备质保期内的维修和新修设备保修期内的维修要做好索赔工作。
7.11.2 设备验收规定
新购置设备进场交接时，按设备的购置协议，对新购置的设备要进行各个方面的验收，并填写《设备采购验收记录》。具体如下：
1、设备规格型号、配置的验收；
2、设备的数量，外观，工具、各种备用零部件数量的验收；
3、设备技术性能参数的验收；
4、新车空车试运营的验收；
5、各相关技术资料的验收。
8 劳动组织
8.1 每工班钻孔及注浆施工人员12人，其中小导管加工制作4人，钻孔工3人，注浆工5人。
8.2 双侧壁导坑法施工时，一个导坑的小导管约为18根。因此应根据施工中应根据现场情况及时调整。
9 材料规定
9.1 钢管
超前小导管所用的钢管必须按批抽取试件作力学性能（屈服强度、抗拉强度和伸长率）和工艺性能（冷弯）实验，其质量必须符合国家有关规定及设计规定
9.2 水泥
水泥采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣水泥，水泥强度等级采用42.5Mpa。
9.3 骨料
粗骨料：采用粒径小于25mm级配良好的二级配碎石；细骨料采用机制砂。
9.4 水
水质应符合工程用水的有关标准，水中不应具有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质。一般应采用饮用水。
9.5 物资储存管理制度
9.5.1钢筋、钢管等金属材料
1 存料场区硬化解决，四周做好排水明沟，以利于存料区内雨水顺畅排出。
2 材料进场后根据工区划分的存放区域按品种、型号、长度分别堆放，堆放时做到上盖下垫，并保证下部通风。
3 有色金属、薄钢板、小口径薄壁管应存在仓库或料棚内，不得露天存放。
4 堆放好的材料按规定做好标示。
9.5.3胶凝材料
1 胶凝材料涉及水泥。
2 散装水泥检查合格后直接打入拌和站储存筒仓，筒仓入口上锁，由收料员保管，每次来料时都由收料员带领运送车司机到指定的筒仓打料，打料完毕后及时上锁，避免不同材料打错筒仓的现象发生。
9.5.4材料储备
1 随拆、随整、随保养、码放整齐。
2 对钢、铁制的材料均采用下垫上盖的方法，防止材料受雨潮而锈蚀、损坏。
3 按照现场材料管理规定，结合现场实际情况实行分工负责制和平常检查、定期检查制度，发现问题及时整改，保证现场材料管理达标。减少人为和自然消耗，减少生产成本。真正做好增产节约，增效节支。
10 机械设备配置
10.1 超前小导管的机械设备为：KBY-50/70注浆泵2台、风动凿岩机3台、气焊机1台、BX1-500电焊机1台。其设备性能如下：
表10.1
设备名称
规格型号
数量
性能参数
公称压力Mpa
驱动功能
外形尺寸mm
重量kg
注浆泵
KBY-50/70
2
0.5-7
11
1600×720×700
约300

表10.2
设备名称
规格型号
数量
性能参数
重量kg
耗气量
L/s
凿孔直径mm
凿孔深度m
钎尾尺寸mm
工作气压MPa
风动凿岩机
YT28
3
26
≤81
φ34-42
5
22×108
0.63

表10.3
设备
名称
规格
型号
数量
性能参数
额定电流A
额定电压V/Hz
负载连续率%
额定输入容量KVA
电流调节范围

绝缘等级
空载电压V
冷却方式
相数
重量kg
电焊机
BX1-500
1
500
380/50
35
41.8
100-500
F
76
逼迫风冷
1
140
11 质量控制及检查
11.1 质量控制要点
11.1.1小导管安装一般采用钻孔打入法，即先按设计规定钻孔，钻孔直径比钢管直径大3～5mm，然后将小导管穿过钢架，用锤击或钻机顶入，顶入长度不小于钢管长度的90％，并用高压风将钢管内的岩土吹出。
11.1.2小导管安设后，用塑胶泥封堵孔口及周边裂隙，必要时在小导管附近及工作面喷射混凝土，以防止工作面坍塌。
11.1.3隧道的开挖长度应小于小导管的注浆长度。
11.1.4注浆前应进行压水实验，检查机械设备是否正常，管路连接是否对的，为加快注浆速度和发挥设备效率。
11.1.5注浆量达成设计注浆量或注浆压力达成设计终压时可结束注浆。防止堵管，跑浆，漏浆。做好注浆记录，以便分析注浆结果。
11.1.6小导管加工注意下料长度符合设计。
11.1.7前端做成尖锥形，尖锥长度5~10cm。
11.1.8花眼采用电钻成孔，不得气割或点焊成孔。
11.2 质量检查
11.2.1超强小导管所采用钢管的品种和规格必须符合设计规定。
11.2.2钢花管成品检查：尾部焊接φ6mm钢筋加劲箍，管壁上每隔15cm梅花型钻眼，眼孔直径为6～8mm，尾部不小于100cm作为不钻孔的止浆段。
11.2.3检查超前小导管与支撑结构的连接必须符合设计规定。
11.2.4超前小导管的纵向搭接长度必须符合设计规定。
11.2.5检查超前小导管注浆压力必须符合设计规定，注浆浆液应充满钢管及其周边的空隙。
11.2.6超前小导管施工允许偏差应符合表11.2的规定。

表11.2 超前小导管施工允许偏差
序号
项目
允许偏差
1
方向角
2°
2
孔口距
±50mm
3
孔深
+50
0mm
12 安全及环水保规定
12.1 施工现场应有安全标志。在陡坎，沟，槽，坑，井等危险部位必须设有防护设施和安全标志。
12.2 施工用电设备应实行一机一闸一漏一箱；漏电保护装置应与设备相匹配。不得用一个开关直接控制二台及以上的用电设备。
12.3在作业台车等高处作业中的安全标志和各种用于高处作业的设施，使用前应检查。
12.4高处作业必须系安全带，安全带应挂载牢固的物件上，，临边作业应设立防护围栏和安全网；悬空作业应有可靠的安全防护设施。
12.5小导管施工前检查钻机、注浆机及配套设备、风水管等施工机具的安全性能。
12.6施工过程中保证钻机稳定牢固，注浆管接头及高压风水管连接牢固。
12.7施工期间，特别在注浆时，应对支护的工作状态进行检查。当发现支护变形或损坏时，应立即停止注浆，采用措施。
12.8施工中的废料、弃渣不得随意丢弃，应按规定运至渣场；按环保部门规定解决施工废水和实验用废水，不得随意排放。