隧道超前小导管作业指导书

目 录

一、工程概况： ........................................................... 2 二、施工准备情况 ......................................................... 7 三、施工工序及工艺流程 ................................................... 9 四、超前小导管施工工艺 .................................................. 10 五、超前小导管施工质量要求 .............................................. 11 六、安全及环保要求 ...................................................... 13

区间超前小导管作业指导书

一、工程概况

1.1概述

2.地质概况 2.1气象、水文

工程区气候具有明显的高原性季风气候特点，系亚热带湿润温和型气候。温和湿润，雨量充沛，一般年均降雨量1200mm左右，历史上以阴雨天气多而著称，近年来受全球变暖影响，雨量减少，大雨集中在每年六、七月份。降雨量随年份分布不均，据1960~1983年统计资料，年降雨量最大值为1435.2mm（1967年），最小为718.6mm（1981年），最大一日降雨量最大为113.5mm(1970年)，最小为40.4mm（1975年）。年平均温度15.3℃，最热月（7月）平均温度24℃，最冷月（1月）平均温度4.6℃，历史上最低温度为-9.5℃；极端高温39.5℃。春秋气温、晴雨多变，相对湿度大，无霜期270天左右。

冬季主导风向北偏东，夏季主导风向南偏东，晴天多南风，雨天多北风，年均风速2.2m/s，瞬时最大风速20m/s。年平均气压35毫帕。冬季气压较高，夏季气压较低。主要灾害有倒春寒、秋雨低温、冰雹、暴雨、大风和酸雨，历史上凝冻也是灾害之一，现已常见。

2.2地形地貌

拟建区间隧道属低中山地貌类型，沿线地面高程1201～1221m，自然坡度5～15°，软质岩形成负地形，硬质岩形成陡坡、山脊，地貌上沟脊相连，波浪起伏，该区段植被较发育，主要为灌木及松林。 2.3地层岩性

2.3.1第四系覆盖层（Q）

（1）、<1-4>单元：填砼，杂色，质硬，主要线路敷设段道路路面，层厚0.5m～1.0m；

（2）、<1-2>单元：杂填土，主要为建筑垃圾、生活垃圾及矿渣堆积体，结构松散至稍密，物质成分不均一，力学性能不稳定，厚度1m～20m，主要分布于麦架车辆段以及白云行政中线站~金岭路站区间。

（3）、<4-1-4>单元：残积硬塑状红黏土层，褐黄色、砖红色，遇水易软化

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崩解，该层主要分布于场区地表附近，厚度1.0m～8.0m，力学性能相对较稳定。

（4）、<4-1-3>单元：残积可塑状红黏土层，呈褐黄色、砖红色，稍湿，遇水易软化，钻孔揭露该层厚度2.0m～15.0m，分布于场区硬塑红黏土下部，场区大部分均有分布。

2.3.2 基岩

<12-1-b>单元：三叠系中统杨柳井组（T2yl）强风化泥质白云岩夹页岩，裂隙极发育，完整性差，钻孔岩芯多呈砂状、碎块状，少量短柱状；

<12-1-c>单元：三叠系中统杨柳井组（T2yl）中风化泥质白云岩夹页岩，岩石组织结构少部分破坏，矿物成分基本未变化，裂隙较发育，裂面主要由方解石及岩屑充填，少量泥质，完整性较好，钻孔岩芯呈柱状、短柱状，少量碎块石，锤击声较脆，轻击不易碎。

<13-1-b>单元：三叠系中统松子坎组（T2sz）强风化泥质白云岩夹泥岩、页岩，裂隙极发育，完整性差，钻孔岩芯多呈碎块状；

<13-1-c>单元：三叠系中统松子坎组（T2sz）中风化泥质白云岩夹泥岩 、页岩，岩石组织结构少部分破坏，矿物成分基本未变化，裂隙较发育，裂面主要由方解石及岩屑充填，少量泥质，完整性较好，钻孔岩芯呈块碎块状、少量短柱状。

<13-1-d>单元：三叠系中统松子坎组（T2sz）微风化泥质白云岩夹泥岩、页岩，结构基本未变，仅节理面有渲染或略有变色，有少量风化裂隙，岩体完整，钻孔岩芯呈柱状，少量短柱状。

<13-2-b>单元：三叠系中统松子坎组（T2sz）强风化泥质灰岩，溶蚀裂隙及风化裂隙很发育，岩体破碎，岩芯破碎，多呈土夹碎块状，局部夹中风化岩块，岩质较硬，钻孔岩芯多呈碎块状。

<13-2-c>单元：三叠系中统松子坎组（T2sz）中风化泥质灰岩，岩石组织结构少部分破坏，矿物成分基本未变化，裂隙较发育，裂面主要由方解石及岩屑充填，少量泥质，完整性较好，钻孔岩芯呈柱状、短柱状及少量碎块状。

<13-2-d>单元：三叠系中统松子坎组（T2sz）微风化泥质灰岩，结构基本未变，仅节理面有渲染或略有变色，有少量风化裂隙，岩体完整，钻孔岩芯呈柱状、长柱状，少量短柱状。

<13-4-b>单元：三叠系中统松子坎组（T2sz）强风化溶塌角砾岩，岩石溶蚀

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严重，多呈碎块夹土状，裂隙发育，钻孔岩芯多呈砂状、碎块状。

<13-4-c>单元：三叠系中统松子坎组（T2sz）中风化溶塌角砾岩，岩石表面多呈蜂窝状，裂隙较发育，钻孔岩芯多呈短柱状。

<13-4-d>单元：三叠系中统松子坎组（T2sz）微风化溶塌角砾岩，节理面有渲染或略有变色，有少量风化裂隙，岩体完整，钻孔岩芯呈柱状、长柱状，少量短柱状。

<14-1-b>单元：三叠系下统安顺组（T1a）强风化页泥质白云岩夹页岩，多呈灰白色、紫红色，岩石强烈风化或溶蚀，多呈碎块夹土状，局部夹中风化岩块，裂隙极发育，完整性差，钻孔岩芯多呈砂状、碎块状，少量短柱状；

<14-1-c>单元：三叠系下统安顺组（T1a）中风化泥质白云岩夹页岩，岩石组织结构少部分破坏，矿物成分基本未变化，裂隙较发育，裂面主要由方解石及岩屑充填，少量泥质，完整性较好，钻孔岩芯呈柱状、短柱状，少量碎块石，锤击声较脆，轻击不易碎。

<14-1-d>单元：三叠系下统安顺组（T1a）微风化泥质白云岩夹页岩，节理面有渲染或略有变色，有少量风化裂隙，岩体完整，钻孔岩芯呈短柱状、柱状，少量碎块状。

2.4地质构造及地震烈度 2.4.1 地质构造

区域地质构造单元属扬子准地台（一级构造单元）、黔北台隆（二级构造单元）、遵义断拱（三级构造单元）、贵阳复杂构造变形区（四级构造单元），以南北向构造为主。 2.4.2 地震烈度

工程区区域构造单元属扬子准地台黔北台隆遵义断拱之贵阳复杂构造变形区。无强震发生的地质背景，历史上无中、强地震记录，其地震效应主要受工程区外围地震带波及影响。

据《中国地震动峰值加速度区划图》（GB18306-2001图A1），场区地震动峰

值加速度为0.05g，相应地震基本烈度为Ⅵ度，地震分组为一组地区,其特征周期为0.35s。 2.5水文地质条件 2.5.1 地表水

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本区间隧道勘察期间未见大面积地表积水。 2.5.2 地下水

工程区分水岭高原台地，出露地层以三叠系大冶组、安顺组灰岩、白云岩、泥质白云岩为主，线路区发育区域性断裂构造有F2，岩溶发育，储水条件好，以岩溶水为主，属强富水区。

地下水类型为第四系孔隙水及岩溶裂隙水，隧道开挖及基坑开挖过程中，存在基坑、隧道涌水的可能，需加强预测并做好引排措施。 2.6不良地质现象

（1）岩溶及岩溶水

属于观山湖台地向贵阳溶蚀盆地倾斜的斜坡地带，出露地层以三叠系安顺组、松子坎组、杨柳井组等白云岩、泥质白云岩、溶塌角砾岩夹页岩、泥岩、灰岩，属中等～弱岩溶层组；地表溶蚀现象以溶蚀残丘、溶蚀洼地为主，受较高临空面控制，区内地下水位埋深相对较深。

（2）强风化岩

砂岩、页岩、泥岩、泥质白云岩、泥质灰岩等岩石抗风化能力较弱，基岩上部多分布强风化层，厚薄不均，力学性质较差；灰岩、白云岩分布强风化溶蚀带，力学性质较差。

（3）软土

工程区沿线局部穿过岩溶洼地、水塘或河流，地表或基覆分界面附近分布淤泥质土，强度低，压缩性强，对轨道基础或隧道围岩稳定性影响较大。

（4）软弱夹层

工程区分布的岩层多为薄至中厚层结构，发育有少量软弱泥化夹层，特别是软硬相间分布的地层内软弱夹层分布较多，其结合差，力学性质差，对地下线进出口、基坑开挖过程形成的顺层边坡稳定性不利。

（5）红黏土：场区广泛分布的残积红黏土层，具明显的失水收缩及遇水膨胀的特征。

2.7 工程地质条件评价及注意事项

YCK25+170～YCK25+320段隧道顶板埋深11m～20m，隧道围岩为三叠系中统杨柳井组（T2yl）~松子坎组（T2sz）强风化至中风化白云岩、泥质白云岩、泥质灰岩夹页岩，岩层产状：N60°W/SW，倾角50°，隧道穿越F4断层破碎带及其

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影响带段，岩体破碎，围岩稳定性极差，处理不当极易产生坍塌，并导致地表变形甚至塌陷。隧道位于地下水位以下，存在顺岩溶裂隙带渗水及线状涌水的可能。

YCK25+320～YCK26+090段隧道顶板埋深20m~57m，隧道围岩为三叠系中统杨柳井组（T2yl）、松子坎组（T2sz）中风化~微风化白云岩、泥质白云岩、泥质灰岩夹页岩及溶塌角砾岩，岩层产状：N8°～16°E/NW,倾角55°～68°，围岩总体呈软岩夹硬岩，稳定性较差，顶拱支护不及时可能产生较大坍塌。隧道位于地下水位以下，存在顺岩溶裂隙带渗水及线状涌水的可能。 3.设计参数

马王庙站～北京西路站区间暗挖矿山法隧道设计起讫里程为右线YCK25+206.974～YCK26+075.312，全长868.338m；ZCK25+206.974～ZCK26+075.312，全长838.713m（其中ZCK25+870.375=ZCK25+900.000 短链29.625m）左右线间距为14m，最小曲线半径R=360m，本隧道轨面最小埋深约为16m，最大埋深约为62m，全区间段采用矿山施工。

本区间隧道右线平面：从区间起点至终点依次为603.791m（R=360m）左偏曲线和2.633m直线;左线平面从起点至终点依次为581.775m（R=360m）左偏曲线和257.024m直线（短链29.625m）。本区间隧道线路纵断面线型设计综合考虑了地域环境、及隧道两端车站的接线条件，轨面最小埋深约为16m，最大埋深约为62m。右洞：纵剖面为-28.0‰、-20.0‰、-28.0‰和-2.0‰下坡，相应坡段长依次分别为293.112m、200m、350m和25.312m。

左洞：纵剖面为-28.0‰、-20.0‰、-30.5‰和-2.0‰下坡，相应坡段长依次分别为293.112m、200m、320.375m和25.312m。 4. 马王庙站～北京西路站区间围岩级别划分

V、IV级围岩采用I18、I20工字钢，其中Vc拱架间距为60cm，IVc拱架间距为80cm，IVd拱架间距为60cm，Vd拱架间距为50cm；Ⅳ级围岩为格栅拱架，其中IVb间距为100cm。

围岩级别分段表 表1

左洞 序围岩号 里程 长度(M) 级别 里程 (M) 级别 长度围岩右洞 第5页

1 2 3 4 5 6 ZCK25+206.974～320 ZCK25+320～450 ZCK25+450～650 ZCK25+650～668.7 ZCK25+668.7～678.7 ZCK25+678.7ZCK26+055 ZCK26+055～～113.026 130 200 18.7 10 346.675 Ⅴc Ⅳd Ⅳc Ⅳb Ⅳd Ⅳb YCK25+206.974～290 YCK25+290～320 YCK25+320～450 YCK25+450～650 YCK25+650～695 YCK25+695～705 YCK25+705～83.062 30 130 200 45 10 Ⅴc Ⅴd Ⅳd Ⅳd Ⅳb Ⅳd 7 ZCK26+07.312 8 / 20.312 Ⅳd YCK26+050 YCK26+050～350 Ⅳb / / YCK26+07.312 20.312 Ⅳd 6．马王庙站～北京西路站区间隧道超前支护类型 超前支护类型 表2

锚杆部位 序号 1 2 3 4 5 支护类别 拱部 Ⅳb复合 Ⅳc复合 Ⅳd复合 Vc复合 Vd复合 拱部 拱部 拱部 拱部 拱部 Ф22超前锚杆 3.5m / / / / Ф42超前导管 4.5m 3.5m 3.5m 3.5m 环向间距 0.4 0.4 0.4 0.35 0.35 超前支护类型 设计尺寸 二、施工准备情况 1、内业技术准备

隧道施工前应根据设计提供的工程及水文地质资料，结合现场实际情况，制定超前支护方案，制定施工安全保证措施，提出应急预案。对施工作业人员进行现场技术交底、安全交底和岗前技术培训，经考核合格后方可上岗。

2、外业技术准备

按照施工组织设计及合同承诺，隧道施工加工机械设备均已到场，施工所用材料均以准备充足，均已具备施工。主要设备机具配置如下表：

主要设备机具表 表3 序号 机具 第6页

数量 备 注 序号 1 2 3 4 5 机具 风 空压机 电焊机 注浆机 切割机 数量 20 4 2 1 1 备 注 20立方 3、人员进场情况

按照施工组织设计及合同承诺，施工所需的管理人员、施工人员均已到场。施工人员主要配置如下表：

主要施工人员配置表 表4

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 人 员 技术主管 安全负责人 质检工程师 质检员、安全员、技术员 工班长 钻 孔 注 浆 焊 工 空压机操作员 数量 1 1 1 3 1 7 4 2 2 备注 负责现场技术标准、负责施工指导 负责现场安全管理工作 负责现场质量管理工作 负责现场技术、质检及安全工作 负责现场施工队组织和协调 钻孔、安装小导管 制浆及注浆 焊接固定小导管 负责空压机操作及日常维护 4、人员培训情况 对所有进场施工人员按要求完成岗前培训和技能考核，完成设计交底、技术交底工作，对锚杆现场操作人员进行现场操作示范。 5、试验、材料准备情况

根据现场施工组织情况，施工前已将所需材料提前运至施工现场，所有材料进场均应通过试验室检验，并满足招标文件对原材料各项指标的要求。

超前小导管所用的钢管原材料进场检验必须符合规定：检验数量以同牌号、同炉罐号、同规格、同交货状态的型钢，每60T为一批，不足60T也按一批计。施工单位每批抽检一次，监理单位见证取样检测或平行检验，抽检次数为施工单位抽检次数的30%或10%，但至少一次。

检验方法：施工单位检查每批质量证明文件并进行相关性能试验；监理单位检查全部质量证明文件和试验报告，并进行见证取样检测或平行检验。 三、施工工序及工艺流程

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1、 施工顺序

隧道拱部120°范围内，超前小导管每环施工作为一个作业循环，包括四个主要步骤：放样、钻孔、安装小导管和注浆。

施工程序为：施工准备→测量放样→风钻孔→安装小导管→注浆→验收。 2、施工工艺流程

小导备 管制施工准备 测量定位 钻孔作业 清 孔 不合格 钻孔验收 合格 下管、封堵孔口 喷射混凝土 封堵工作面 连接、调试注浆管路 注浆作业 原材料进场检验 浆液配比设计 浆液试验 浆液制备 调整注浆系数 注浆效果分析 满足要求 管尾与钢架焊连 结 束 不能满足要求

超前小导管施工工艺流程图

3、材料要求

小导管：Ф42无缝钢管，壁厚4mm，长度3.5～4m。环向间距0.35-0.4m 水泥浆材料：水泥标号P.O42.5，施工用水采用生活用水。 2、 施工要求

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（1）施工准备：超前小导管的钢管材料的品种、级别、规格必须符合设计要求；对注浆材料所用的水泥、水等材料应符合设计要求。提前加工制作小导管，并维修、保养及调试风、水泥浆搅拌机、注浆机等机械设备，保证其运转正常。

（2）小导管制作：采用φ42无缝钢管，长3.5~4.0m，壁厚4.0mm，小导管前端做成约10cm长圆锥状，尾部焊接φ6mm钢筋箍，距后端100cm内不开孔，剩余部分按15cm梅花形布设直径6mm的溢浆孔。小导管加工如下图所示。

注浆小导管结构示意图

φ6mm加劲箍 小导管 100cm

15cm

（3）水泥浆制备：根据注浆先稀后浓的原则，将水泥浆水灰比控制在0.5：1~2:1范围内，先制备水灰比大的水泥浆，随着注浆的进行，水灰比逐渐变小。水泥浆制备需在打设超前小导管过程中进行，配制好的浆液应在规定的时间内注完，确保随配随用。根据配比试验单，先将每盘拌和用水量加入水泥浆搅拌机内，开启搅拌机搅拌，将水泥缓慢倒入搅拌机内，待搅拌均匀，打开搅拌机底部阀门，水泥浆流入储浆桶，并继续搅拌，待注浆使用。 四、施工工艺

1、测量放样

架立钢架隧道围岩地段拱部需要施作超前小导管，根据钢架间距合理确定每循环导管施作间距，保证小导管搭接长度不小于1.0m。小导管安装一般采用钻孔打入法，即先按设计要求钻孔，然后将小导管穿过钢架，用锤击或钻机，小导管间距40cm。

2、风钻孔

根据标记的点位，参照已完初期支护边线控制风施钻外插角10~15°，纵向与隧道线路方向保持一致。小导管孔径50mm。施钻过程要做到定人、定位、定数量。

3、安装小导管

孔全部钻完后，采用高压风吹孔，用一根4分粗细钢管弯成L型，长端长4~5m，短端长1m左右，将短端与高压风管相连，长端伸入钻孔内，由外向里反

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复推拉钢管，将孔内碎屑吹净。清孔干净后立即安装小导管 ，以免孔内有石子掉落卡住小导管。小导管安装时，在孔口端用沾有CS胶泥的麻丝缠绕成不小于孔径的纺锤形柱塞，把小导管插入孔内，利用风顶推到设计深度，使麻丝柱塞与孔壁压紧。小导管顶入长度不小于设计长度的90%，且外露适宜长度以利于注浆管路的接入，以便用高压风将钢管内的砂石吹出。

4、小导管注浆

第一循环小导管安设后，应对开挖工作面进行喷射混凝土封闭，厚度为10~15cm。小导管安装完成后，应进行压水试验，压力一般不大于1.0MPa，并根据设计和试验结果确定注浆参数。

注浆顺序由下至上，浆液先稀后浓、注浆量先大后小，注浆压力由小到大。注浆压力应符合设计要求，浆液必须充满钢管及其周围的空隙 。当注浆压力达到设计注浆终压并稳定10~15min，注浆量达到设计注浆量的80%以上时，可结束该孔注浆。注浆工作完成后，将小导管管尾与钢架焊接牢固，起到棚架支护效果。

5、施工注意事项

（1）配制好的浆液在规定的时间内注完，做到随配随用。

（2）当发生串浆时，应采用分浆器多孔注浆或堵塞串浆孔隔孔注浆。当注浆压力突然升高时应停机查明原因；当水泥浆进浆量很大、压力不变时，则应调整浆液浓度及配合比，缩短凝胶时间，采用小流量低压力注浆或间歇式注浆。

（3）采用单液水泥浆，开挖时间为注浆后8h。

（4）开挖过程中应检查浆液渗透及固结状况，并根据压力-流量曲线分析判断注浆效果，及时调整预注浆方案。 五、超期小导管施工质量要求

1、质量控制

（1）超前小导管施工质量控制要点主要为2个方面： ①原材料（钢管、水泥、水）； ②水泥浆配合比。

（2）超前小导管所用钢管进场必须按批抽取试件做力学性能（屈服强度、抗拉强度和伸长率）和工艺性能（冷弯）试验，其质量必须符合国家有关规定及设计要求。

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（3）超前小导管所用的钢管的品种、级别、规格和数量必须符合设计要求。 （4）水泥进场时，必须按批对其品种、级别、包装、出厂日期等进行验收，并对其强度、凝结时间、安定性进行试验，其质量必须符合现行国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175）等的规定。

当在使用中对水泥质量有怀疑或水泥出厂日期超过3个月时，必须再次进行强度试验，并按试验结果使用。

（5）水泥浆配合比在实际应用之前应针对围岩地质状况进行试验，优化配比。

2、质量检验

（1）超前小导管与支撑结构的连接应符合设计要求。 检验数量：全部检查。 检查方法：观察。

（2）超前小导管的纵向搭接长度应符合设计要求。 检验数量：全部检查。 检查方法：观察。

（3）超前小导管注浆浆液强度和配合比应符合设计要求，且浆液必须充满钢管及周围的空隙。

检查数量：全部检查。

检查方法：查施工记录的注浆量和注浆压力，观察。 （4）超前小导管施工允许偏差和检查方法应符合下表规定。

超前小导管施工允许偏差（mm）和检验方法

项 目 小导管 超前小导管 2° 孔间距 ±150 孔 深 +50 0 检验数量 检查方法 每环抽查3根 仪器测量、尺量

六、安全及环保要求

1、安全要求

（1）施工作业前必须认真检查和处理支护作业，施工机具尽量布置在安全区域内。

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（2）施工作业台架应牢固可靠，并应设置安全栏杆，挂设安全网。 （3）必须定期检查电源线路和设备的电器部件，确保用电安全。 （4）施工中检修机械或设备故障时，必须在断电、停风条件下进行，检修完毕向机械设备送电送风前必须事先通知有关人员。

（5）非施工人员不得进入安装施工作业区，施工中安装作业面下严禁站人。 （6）高空作业时，施工人员必须佩带安全帽及安全带。

（7）发现隧道内有险情，必须在危险地段设置明显标志或派专人看守并迅速报告施工现场负责人，及时采取措施处理。情况危急时，须将工作人员全部撤离危险区，并立即向上级报告。

（8）隧道各作业班组间需建立完善交制度，每班开工前必须认真检查工作面安全状况。

（9）进入隧道内，手持照明灯具必须使用安全电压（12～36伏），开挖及衬砌作业地段必须使用安全电压（12～36伏），成洞地段方可使用220伏照明电压。隧道内应有充足的照明。

（10）进出隧道的人员必须靠边行走，不得与机械或车辆抢道，严禁扒车、追车或搭车。

（11）严禁在隧道内停放的施工机械或车辆下坐卧或休息 2、环保要求

（1）开始施工前，必须进行环境因素识别，确定重要环境因素，制定相应的管理方案。临时工程及场地布置应采取措施保护自然环境。

（2）施工场地布置在水源保护地区内不得破坏植被等，不得堆放任何含有害物质的材料或废弃物。施工废水及施工垃圾不得随意排放、丢弃，施工废水得经过处理池处理后再排放到指定地点，施工垃圾倒置在指定地方统一处理。

（3）小导管注浆产生的废液不得直接排出洞外河沟、河流及农田内，应排在洞口已按设计做好的污水处理池内。经污水处理池处理后，检测达到《污水综合排放标准》或当地有关部门环保要求后方可排入河沟、河流及农田内。

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