隧道施工指南

1 地质预报技术

  为了保证施工期间不会引发突泥、突水、及水环境破坏，必须掌握岩溶的形态、分布、规模等地质和水文地质环境。

　　施工期如果不采取合适的超前地质预报，施工地质灾害的发生不仅影响施工，而且会造成地下水破坏，产生纠纷，为止必须进行高质量的隧道施工地质灾害超前预报。

　　需要进一步解决的问题：提高预报的精度，特别是判释技术水平；综合各方法之所长，进行综合预报；使各种方法的探测技术规范化和标准化

2 地质预报常用方法

    地质法、超前平导法、超前水平钻孔法、超前钻孔声波测井及跨孔声波透射法、声波反射法。综合运用超前地质预报的目的：探测隧道掌子面前方地质体的规模、位置及其性质，为设计施工提供决策性依据。

3 综合地质预报内容

4 长、短期超前地质预报技术

长期超前预报是采用TSP-203(隧道地震波探测),结合隧道地面地质体投射法和断层参数预测法两种长期超前预报技术。

　　长期超前地质预报是在隧道所在地区不良地质分析和宏观预报基础上进行的，它的主要任务是较准确地预报掌子面前方100m或更远距离范围内的主要不良地质体的性质、位置和规模，粗略地预报围岩的级别和地下水的情况，经过研究一般预报距离可达掌子面前方100～200m，长期超前地质预报，在隧道开挖和掘进过程中连续进行，贯穿隧道的全程。

　　短期超前预报一般是为掌子面前方15～20m，最多３０m范围内更为准确的预报，主要采用HY-303红外线探测仪及掌子面编录法。短期超前地质预报主要对象是掌子面前方可能出现的岩层，已经临近的不良地质体的性质，地下水体的可能性质，掌子面及其附近实见的不良地质体向掌子面延伸的情况和围岩的级别。短期超前地质预报是在长期超前地质预报的基础上进一步开展的预报工作，选择隧道开挖和掘进的地质复杂区段中断续进行。

　　超前钻孔是在长、短期地质预报的基础上再采用超前探水孔进行验证。孔底超出开挖轮廓线外1.5m,因岩溶裂隙管导分布很不规律，探水孔不一定遇到岩溶管道，因此在钻爆破孔时将拱顶和隧道底钻孔加深进行超前探测，孔深５m以上。

　水危害及探测预报技术

1 水的危害

    在岩溶发育区，隧道施工过程中突发涌水的出现，不仅会影响隧道施工进度，造成施工人员人身安全，而且容易造成隧道穿越区域地下水生态的破坏，从而引发法律纠分及诉讼，产生一系列社会政治问题，同时岩溶水特别是当CO3等可溶性物质含量增高时，水的流通将改变隧道结构的工作状态，影响隧道的使用寿命。岩溶堆集物因地下水和流动而坍塌下沉，改变洞穴周边应力分布形态，影响隧道的稳定。而且隧道中由于地下水的流失，使隧道顶部地面岩溶塌陷，导致环境地地质的破坏。

2 堵水防漏方案的确定

　　隧道岩溶水连通性好、水量大。岩溶破碎带多，若在施工中出现突水，不仅会对隧道施工造成极大的影响，而且会造成山顶泉水和地表水、水库等水资源的漏失，引发经济纠纷和社会问题。

3 堵水防漏原则

    为施工创造良好的无水施工条件，提高掘进速度；

    维护既有水环境不破坏

    便于施工，可操作性强

4 注浆堵水方案

    方案一、周边浅层超前预注浆：

　　优点：长段短做，施工简便。经济快速，缺点：形成止水帷幕小，不能有效土封堵隧道工作面前方地下水。

    方案二：冻结法

    冻结法是通过向沿隧道纵向布置的冻结管中循环注入低温盐水，使冻结孔周围地层冻结，形成高强度封闭性好的冻结体，在冻结体内进行施工，该方法成本高，速度幔，解冻后高压水对隧道衬砌受力不利。

    方案三：全封闭深孔帷幕注浆

    该方法适用于多种复杂的地质条件，可行成较厚的全封闭止水帷幕，但施工进度较幔，技术难度大，工艺要求严，需要较高的组织管理水平。

　　通过注浆效果、注浆工期、施工成本、结合隧道特殊地质情况和严格的环保要求，决定采用全封闭深孔帷幕注浆堵水，实施的关键是做好设备配套，选好注浆参数，制定合理的工艺，加强施工组织，以确保堵截水效果，加快进度，降低成本。

富水地段综合超前地质预报技术

1 技术方法

在富水地段采用的综合超前地质预报技术，包括隧道洞体不良地质的宏观预报、隧道洞体不良地质体超前预报、超前钻探、和隧道洞体施工地质灾害警报等四个方面。

1.1 隧道洞体的宏观预报；

不良地质宏观预报是隧道施工地质灾害超前预报工作的前提，在隧道区域地质条件分析的基础上进行隧道不良地质宏观预测预报，可以了解隧道施工可能遇到的不良地质类型、规模、大约产生部位和方向，以及了解这些不良地质诱发施工地质灾害的可能性和发生的施工地质灾害类型、强度以及对隧道施工的影响。隧道不良地质宏观预报是进行隧道不良地质超前预报与施工地质灾害超前预报工作的工作基础。

1.2 隧道洞体不良地质超前预报

是隧道超前地质预报的第二道程序,根据本工程复杂的地质情况特别是岩溶发育情况,综合运用长期、短期超前地质预报技术.

2 长期预报

采用TSP-203（隧道地震波勘探）结合隧道地面地质体投射法和断层参数预测法两种长期超前地质预报技术，长期超前地质预报是在隧道所在地区不良地质分析和宏观预报基础上进行的，它的主要任务是较准确地预报掌子面前方100m或更远范围内的的主要不良地质体性质位置和规模，粗略地预报围岩的级别和地下水情况，一般预报距离可达掌子面前方150～200m，长期超前地质预报，要在隧道开挖或掘进过程中连续进行。，贯穿隧道的全程。

3 短期超前预报

一般为掌子面前方15～20m，最多30m范围内更准确的超前地质预报。主要采用HY-303红外线探测仪及掌子面编录预测法。

短期超前地质预报对象主要是掌子面前方可能出现的岩层，已经临近的不良地质体的性质、地下水体的可能性质、掌子面及其附近实见的不良地质体向掌子面前方延伸的情况和围岩的级别。短期超前预报是在长期超前预报的基础上进一步开展的预报工作，是隧道开挖和掘进过程中连续进行。

4 超前钻探

超前钻孔是在长短期地质预报的基础上再采用超前探水孔进行验证。全隧在岩溶地段施作5个超前探水孔，拱顶一个，两拱角各一个，另两个由现场根据实际需要确定。孔底超出开挖轮廓线外1.5m,因岩溶裂隙管导分布不规律,探水孔有时不一定穿过岩溶管导,因此在钻孔爆破时将拱顶和隧底的钻孔加深至5m以上。进行超前钻探。

5 灾害临近预报

隧道施工地质灾害临近监测、判断、和警报，是隧道施工地质灾害超前预报的核心任务，主要内容有五个方面，一是断层破碎带塌方与判断；二是岩溶陷落柱塌方与判断；三是突泥、突水的预测与判断；四是瓦斯预测与判断；五是岩爆预测与判断。

6 预测、预报精度要求

对预测、预报不良地质准确度达到基本正确~正确。

　地表观测：隧道开挖后每天一次，当水位或流量出现异常时缩短观测周期，必要时２４Ｈ连续观测，工程竣工后平均每三天一次。

　　地表监测方法：

　　洞口观测点、洞内出水点和地表泉水点流量均采用堰测法（矩形堰和三角形堰）或溶积法、浮漂法；地表水井、堰塘、水库水位采用钢卷尺、钢板尺、测绳、仪器（万用表、胶质线、测棒）观测，暗河出口视观测点分为测流法及水位观测两类。

1．预报内容

(1)对照图纸提供的地质资料，预报地质条件变化情况及对施工的影响程度。

(2)预报可能出现塌方、滑动的部位、型式、规模及发展趋势，提出处理措施。

(3)预报可能出现突然涌水的地点、涌水量大小、地下水泥砂含量及对施工的影响。

(4)预报软岩内鼓、片帮掉块地段及对施工的影响程度。

(5)预报岩体突然开裂或原有裂隙逐渐加宽的位置及其危害程度。

 (6)位移量测中发现围岩变形速率加快时，应预报对围岩稳定性的影响程度。

  (7)浅埋隧道地面出现下沉或裂缝时，预报对隧道稳定和施工的影响程度。

(8)对隧道将要穿过不稳定岩层、较大断层作出预报，以便及时改变施工方法或做应急措施。

 (9)隧道附近或穿过瓦斯地段的岩(煤)层中，预报瓦斯影响范围。

(10)隧道施工中由于措施不当，可能造成围岩失稳，应及时采取改进措施。

第3.5.3条  超前锚秆和超前小钢管

超前锚杆和超前小钢管设计宜符合下列要求

一、设汁参数可按表3.5.3选用

  二、超前锚杆、超前小钢管的设置应充分考虑岩体结构面特性，一般可仅在拱部设置，必要时也可在边墙局部设置。

    三、超前锚杆、超前小钢管纵向两排的水平投影应有不小于100cm的搭接长度，如图3．5．3所示。

    四、超前锚杆宜采用早强砂浆锚杆。

    五、超前锚杆、超前小钢管尾端一般应置于钢架腹部或焊接于系统锚杆尾部的环向钢筋以增强共同支护作用。

    六、超前锚杆可根据围岩情况、采用双层或三层超前支护。

[说明]  超前锚杆、超前小钢管是一种起超前预支护作用的措施。表3.5.3所列参数是根据近几年来铁路隧道使用超前锚杆、超前小钢管的经验得出的，设计时应根据围岩具体情况、实际施工能力、工序、进度安排等因素选择。

    使用超前锚杆、超前小钢管的隧道，一般岩体均甚破碎，开挖工作面有可能坍滑，因此，纵向两排锚杆或小钢管间应采用不小于100cm的水平搭接长度。由于施工进尺的要求，超前锚杆设置后，一般随即进行下一次掘进循环，当采用一般砂浆作胶结物时，爆破后可能影响其强度，为此要求采用早强砂浆作为超前锚杆杆体与岩层孔壁间的胶结物，以及早发挥超前支护作用。

第3.5.4条  管棚

    管棚由钢管和钢架组成，钢架可参照本指南第3.4.12一14条规定设计。

    钢管设计宜根铅地质情况及施工条件参照下列要求进行：

    一、钢管直径宜选用80～180mm，钢管中心间距30～50cm ;

    二、钢管长度一般为10～45m。当采用分投连接时，可采用长4～6m钢管，并用丝扣连接;

    三、钢管宜采取沿隧道开挖轮廓纵向近水平方向设置；

    四、根据需要，钢管内可灌注水泥砂浆、强凝土、或放置钢筋笼并灌注水泥砂浆；

    五、纵向两组管棚间应有不小于1.5m的水平搭接长度。

    [说明]  管棚适用于特殊固难地段，如极破碎岩体、塌方体、岩堆等地段。上述地段管内捕以灌浆效果更好。当遇流塑状岩体或岩溶严重流泥地段，  采用管棚与围岩预注浆相结合的手段，也是行之有效的方法。

    条文内所列参数是根据当前国内采用管棚的实践经验提的，有持进一步完善。

第5.5.6条小导管周壁项注浆

    小导管周壁预注浆可根据地质情况、设备能力、施工条件等参照下列要求设计。

    一、小导管外径可根据钻孔直径选择，一般选用φ42～50mm的热扎钢管，长度3—5m，外插角10°～30°；管壁每隔50～20cm交错钻限，眼孔直径6～8mm。

    二、采用水泥砂浆或水泥水玻璃浆液灌注时，桨液配合比应由现场试验确定也可参照第3.5.7条选定，注浆压力一般为0.5～1.0MPa，必要时在孔口处设置止浆塞。

    三、纵向两组小导管间应有不小于100cm的水平搭接长度，环向间距20~50cm。

四、浆液扩散半径可根据导管密度确定。

考虑注浆范围相互重叠的原贴扩散半径Rk可按下式计算：

式中  -------管之间中心距离。

    五、单根导管的浆液注入量可按下式估算

式中  -------桨液扩散半径；

    -------导管长度；

    -------岩体孔隙率。

    [说明]  小导管周壁预注浆是沿开挖外轮廓线，以一定角度，打入管壁带孔的小导管，并以一定压力向管内压注浆液的施工措施。它既能将洞周岩体预加固，又能起超前预支护作用，适用于自稳时间很短的砂层、砂卵(砾)石层、断层破碎带、软弱围岩浅埋地段或处理塌方等地段。近几年来已在我国一些铁路隧道中应用。小导管周壁预注浆施工较简单，且注浆时间短，但此法由于注浆压力不宜过高，所加固的地层范围较小，一般还需辅以钢架支撑，以稳定围岩。

条文所列参数是根据已施工隧道的资料编列出的。为防止孔口跑浆,要求止浆岩墙一般为1.5～2.0m。最后一个渗浆孔至管端的距离应大于100cm，必要时可设置止浆塞，以防浆液外漏。

    本条第五款的公式为简化计算，已将浆液充填率a(0.7～1.0)局浆液损耗系数(1.1～1.4)的乘积假定为1，故公式中未列出该两项系数。

第3.5.7条深孔预注浆

深孔顶注浆加固地层宜按下列要求设计

一、在进行地层预注浆设计前应收集有关注浆地段的岩涌水量、涌水压力、水温、涌水的化学性质等，以决定浆液、注浆压力和配合比。

二、为了掌握浆液的配合比、凝结时间、注浆量、注浆压力、注浆效果、因注浆引起的周围环境的变化等因素，应做现场单孔或群孔注浆试验。

    三、注浆范围应根据工程地质、水文地质、注浆目的及开挖方式等因素确定，洞周岩体被加固范围半径一般为毛洞开挖半径的2—5倍。每—循环注浆长度为15—40m。

    四、注桨压力应根据岩性、注浆目的、施工条件、等因素确定。一般最终压力为涌水压力的2—3倍，即：

    Pz=(2～3)P

    当涌水压力很小时，注浆最终压力可按下式计算：

    Pz＝P+(2～4MPa)

式中  Pz------注浆压力；

      P------涌水压力(MPa)。

    对密实性好、颗粒较小的中砂、细砂、粉砂及砂粘土，注浆压力可稍高些；有特殊要求的地段，如为防止地表隆起影响地面建筑物安全时，注浆压力应适当降低些。

    五、浆液可采用水泥浆液、水泥水玻璃桨液或其他水泥类、化学类桨液。水泥浆液的水灰比可采用1:1～0.5:1，水泥与水玻璃两液的体积比可取1:0.5～1:1。

    水玻璃模数n=2.4～3.4，波美度。Be＝30～40。

    六、注浆孔直径一般采用75～110mm，注浆孔孔底间距应根据各个注浆孔的扩散半径相互重叠的原则，一般按注浆孔孔底约1.0～1.5m间距布置。浆液扩散半径一般应通过现场试验定,有困难时也可以工程类比法选用。

    七、总注浆量根据岩体空隙率及浆液在其中的充填率进行估

算。一般可按下式计算：

式中-------总注浆量(m3)；

    V-------注桨有效范围内岩体体积(m3)；

    -------岩体空隙率(％)；

a——浆液充填率(％)，其取值为：粘土类2040，砂类40～60，砾石类约60。

    [说明]  深孔预注装加固地层的注浆设计参数(包括注浆范围、浆液的选定和设计配合比、胶凝时间、注浆量、注浆孔布置、注浆顺序、注浆压力等)，受岩性、注浆目的和开挖方法等因素的影响。条文中所列的参数是根据我国的注装实践并吸收日本国铁《注浆设计施工指南》的数据给出的，可作为预设计的参考。要较准确地确定设计参数，需作现场注浆试验，确切地掌握岩土的渗透性、土颗粒的组成、空隙率、饱和度及地下水量、水压和水质等物理化学性质。

    深孔预注浆加固地层，费工、费科、常要时间长、技术难度大、投资高，故仅在特殊困准地段必要时采用。

  第3.7.5条及时施作仰拱形成封闭结构

    为控制变形，避免墙基应力集中和及早形成闭合环，一般要求仰拱距开挖工作面的距离不大于一倍洞径，施工时应据此编制施工计划。为保证仰拱及早受力，仰拱设计可选用早强混凝土。

    [说明]  仰拱滞后于拱墙的施工方法，有可能导致衬砌结构处于不利的应力状态，开裂、不均匀沉陷等现象经常发生，大沙线枫林1号、2号隧道的实践表明，只要妥喜安排，及时施作仰拱，洞内其余工序施工仍可照常进行。

施工原则与方案确定

第4.1.3条  施工基本原则和要点

    施工中应少扰动围岩，尽快施作初期支护，及时量测和反馈，并使断面及早封闭。

    [说明〕  新奥法施工的基本要点已在本指南第1.0.3条的说明中予以阐明。根据我国的经验，可扼要地概括为：‘少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭”。具体地说，无论用钻爆或单臂掘进机开挖，必须严格控制，达到成型好、对地层扰动最小的要求，对开挖暴露面及时进行地质描述和喷锚加固，施工全过程应在对周边位移的监控下进行并及时反馈、修正设计和施工方法。在软弱围岩地段应使断面及早闭合。

  茧4.1.4条  辅助施工措施

  在软弱、含水围岩或浅埋等不易自稳的地段施工时，应采用辅助施工措施或进行预先加固处理。

    [说明〕  辅助施工措施系指稳定开挖工作面、处理涌水的各项措施。依我国施工经验，其中较为成功的，如下所示。

分为三种变化方突：

    2．  长台阶法：上下台阶距离较远，一般上台阶超前50m以上或大于5倍洞跨施工中上下部可配属同类较大型机械进行平行作业，当机械不足时也可交替作业。采用此方案当遇短隧道或Ⅳ~Ⅵ类硬岩长隧道各区段需尽早贯通时，亦可改用半断面法，即将上半断面全部挖通后，再挖下半断面。它施工干扰少,机械配套、施工通风和测量工作均较简单，可进行单工序作业。

    2．  短台阶法：上台阶长度小于5倍但大于1~1.5倍洞跨，适用于Ⅲ、Ⅳ类国岩，可缩短仰拱封闭时间，改善初期支护受力条件，但是，上台阶施工干扰较大，当上台阶石碴运输采用悬吊式长皮带价送机时，石碴跨过仰拱施工区役，可减少施工干扰。

    3．  超短台阶法：上台阶仅超前2~5m，断面闭合较快。此法多用于机械化程度不高的各类围岩地段，当遇坎弱围岩时需慎重考虑，必要时应采用辅助施工措施稳定开挖工作面，以保证施工安全。

    三、分部开挖法  可分为三种变化方案：

    1．  台阶分部开挖法：  又称环形开挖留核心土法，适用于一般土质或易坍塌的软弱国岩地段。上部留核心土支档开挖工作面，利于及时施作拱部初期支护增强开挖工作面稳定，核心及下部开挖在拱部初期支护保护下进行，施工安全性好。一般环形开挖进尺为0.5～1m左右，不宜过长，上下台阶可用单臂掘进机开挖。台阶分部开挖法的主要优点是与超短台阶法相比，台阶可以加长，一般双钱隧道为1倍洞跨，单线蹬道为2倍洞跨；而较侧壁导坑法机械化程度高，施工速度可加快。此法曾在大秦线军都山隧道黄土及断层带布地段、北京地铁复兴门折返线工程采用，取得良好的效果。

  2．  单仍壁导坑法：因岩较差，跨度大，地表沉陷难于控制时采用。此法单侧壁导坑超前，中部和另一侧的断面用正台阶

法施工，故兼有正台阶法扣双侧壁导坑法的优点，且洞跨可随机械设备等施工条件决定。此法巳在北京地使复兴门析返线，埋深与洞跨之比为0.67、宽15m的渡线断面中应用并获得成功。

    3．  双侧壁导坑法：适用于浅埋大跨度隧道，地表下沉量务求严格，围岩条件特别差时。此法安全可靠，但速度慢，造价高。

    第4.2.3条  下部断面开挖

    采用台阶法施工时，下部断面的落底和封闭应在上部断面初期支护基本稳定后进行或采取其他有效措施确保支护体系的稳定性。

    〔说明]  在上部断面初期支护的保护下，进行下部断面开挖时要求做到以下几点：

    一、认真加固拱脚，如扩大拱脚、打拱脚锚杆、加强纵向联接等，使上部初期支护与围岩形成完整体系。

    二、尽量单侧落底或双侧交错落底，避免上部断面两侧拱脚同时悬空。

    三、落底长度，视围岩状况而定，一般采用1～3m，并不得大于6m。

    四、下部边墙开挖后必须立即喷射混殷土，并按规定做好支护。

    五、量测工作必须及时，以现察拱顶、拱脚和边墙中部的位移值，当发现速率值增大，应立即进行仰拱封闭。

    第三节开  挖

第4.3.1条一般规定

    按新奥法施工时，应根据地质、机械设备等条件，采用尽量少扰动围岩的开挖方法。当用钻爆法开挖时，应采用光面爆破、预裂爆破技术。

    说明:  隧道开花方法有钻爆开挖法、机械开提法、人工和机械混合开挖法等，应视地质、环境、安全等条件选用。

    钻爆法可用在各类岩层中，是隧道开挖中采用最普遍的方法。

按此法开挖时，光面爆破和预裂爆破技术，能使开挖轮廓线符合设计要求，减少对围岩的扰动破坏。机械开挖法一般适用于软弱破碎围岩，目前施工中多选用小功率、小尺寸的小型挖掘机或单臂掘进机，它具有能耗少、灵活性大、效率高等优点。

    第4.3.2条爆破设计

    采用钻爆法开挖时，为了减少超挖和控制对围岩的扰动，应在综合研究地质、开挖断面、开挖进尺、爆破器材等基础上编制爆破设计。

    [说明]  爆破设计内容应包括：炮眼布置图、周边眼装药结构图、钻爆参数表、主要技术经济指标及与设计施工有关的文字说明。

    第4.3.3条  光面爆破技术要点

    一、根据围岩特点合理选择用边眼间距及周边眼的最小抵抗线；

    二、严格控制周边眼的装药量，并尽可能使药量沿炮眼全长均匀分布；

    三、周边眼宜采用小直径药卷和低爆速炸药。为满足装药结构要求可借助传爆线以实现空气间隔装药；

    四、采用毫秒微差有序起爆，应使周边爆破时有最好的临空面。周边眼同段的起爆雷管时间误差要求越小越好。

    第4.3.4条  光面爆破参数选择

    应采用工程类比或根据爆破漏斗及成缝试验选择光面爆破参数。在无条件试验时可参照表4.3.4选用光面爆破参数。

    [说明]  硬岩隧道采用全断面开挖，进尺为3—5m的深扎爆破时，单位体积岩石的耗药量一般为0.9～2.0kg／m3；

    软岩隧道采用半断面或台阶法开挖，孔深为1.0～3.0m的浅孔爆破时，单位体积岩石的耗药量一般为0.4～0.8kg／m3。同

[说明]

一、装药不偶合系数系指炮眼直径与药卷直径的比值。

二、表4.3.7适用范围：

1．  炮眼深度1.0～3.5m；

2．  炮眼直径40～50mm，药卷直径20～32mm；

3．  装药集中度按2号岩石硝铵诈药考虑，当采用其他炸药应进行换算。换算可时采用相应炸药的猛度和爆力的平均值。

三、开挖断面小于8m2或坚井爆破时，表4.3.7中q值宜相应增加5～10％。

    第4.3.  爆破器材选择

    光面爆破的周边眼应选择低爆速、低密度、低猛度、高爆力、小直径、传爆性好的炸药。爆破时应选用分段多、起爆同时性好的毫秒雷管.

    第4.3.10条  钻凿周边眼

一、沿隧道设计轮廓线的炮眼间距误差不宜大于5cm；

二、周边眼外斜率不应大于5cm／m；

三、周边眼与内圈限距离误差(最小抵抗线)不宜大于10cm，

四、除内圈眼的孔深宜比周边眼深5～10cm，其它各类炮挖，并不妨碍操作，一般外斜角为2～3。国产支架式凿岩机的钻孔外偏值可以控制在3—5cm／m的范围内。

    第四节  开挖中的辅助施工措施

第4.4.1条  稳定开挖工作面的措施

稳定开挖工作面常用的措施有：

一、环形开挖留核心土。

二、喷射混凝土封闭开挖工作面。

    三、超前锚杆或超前小钢管。

    四、管棚。

    五、超前小导管注浆。

    六、临时仰拱封底。

    七、开挖工作面及围岩预注浆。

    上述措施施工时应视地质条件、涌水状况、施工方法进行选择，宜采取几种措施综合治理。

第4.4.2条  超前锚扦和超前小钢管施设原则

    一、超前锚杆和超前小钢管宜从拱架腹部穿入。特殊情况下

亦可从拱架底部或顶部穿入。

    二、超前铀秆和超前小钢管长度宜为3～8m。

    三、超前锚杆宜采用早强型砂浆锚秆。

    第4.4.5条  超前锚杆施工

    超前锚杆的施工方法可参照本章第六节有关规定执行。

    第4.4.4条  超前小钢管施工

一、小钢管外插角偏差不应超过5°。

二、孔位钻设编差不应超过100mm。

三、孔眼长应大于小钢管长度。

四、施设前应检查小钢管尺寸是否符合设计要求。

五、小钢管应平直，尾部焊箍，顶部成尖锥状。

六、采用锤击或钻机顶入，顶入长度不应小于管长的90％

    第4.4.5条  管棚的施设

    一、管棚长度应按地质情况选用，但应保证开挖后管棚有足够的超前长度。

    二、管棚钢管每节长4～6m为宜，纵向以丝扣连接,丝扣长度不应小于15cm

    三、管棚钢管宜采用厚壁钢管，其间距按管棚用途(防塌、防水)合理设置。

    四、为增加管棚刚度，可在钢管内灌入混凝土或设置钢筋笼，注入水泥砂浆。

    第4.4.6条管棚施工要点

    一、在开挖工作面处应先安设受力拱架,并在其上标明管棚位置。

    二、架立钻机时，应精确核定孔位,保证钻机钻杆线与管棚设计轴线吻合以及钻机在钻进时不产生偏移和倾斜。

    三、钻孔顺序一般由高孔位向低孔位进行。

    四、钻孔直径一般比设计管棚直径大20～30mm。

    五、管棚在顶进过程中，必须用测斜仪严格控制上仰角度，一般为1°～2°。

    六、在钻进时，若出现卡钻、坍孔时，应注浆后再钻，也可直接将管棚钢管钻入,开孔时应低速低压，待成孔后可加压到1.0～1.5MPa。

    七、接长管棚钢管时，接头应采用厚壁管箍，上满丝扣,确保连接可靠。

    八、管棚钢管内水泥砂浆应用牛角泵灌注，封堵塞要有进料孔和出气孔，出气孔隙后应停止压注。

三、中、细、粉砂层及细小裂隙岩层、断层泥段堵水注浆，宜选用渗透性好，低毒及遇水膨胀的化学浆液。

    第4.4.9条  注浆效果检查

    注桨结束后，必须对注浆效果进行检查,如未达到要求,应进行补孔注浆。

    [说明]  注浆效果检查通常有以下几种：

    一、分折法；分析注浆记录，看每个孔注桨压力、是否达到设计要求；注浆过程中，漏浆、跑浆是否严重；以浆液注入量估算浆液扩散半径，分拆是否与设计相符。

    二、检查孔法：用地质钻机按设计孔位和角度钻检查孔，取岩心进行鉴定。同时测定检查孔的吸水量(漏水量)应小于0.2～0.4L／min．m。

    三、声波监测法：用声波探测仪测量岩体声速，判断注浆效果。

    第4.4.10条  注桨后的开挖

    注浆后，应视浆液种类，等待4—8h方可开挖。每开挖循环长度应根据注浆段(导管)长度而定。但必须留3～7m，（导管注浆时3～5M)止浆墙。

    [说明]  单液水泥浆开挖时间为注浆后8h左右，水泥--水玻璃浆为4h左右。

    第4.4.11条  乎行导坑向正洞预注浆

    当开挖工作面注浆有困难或为了增加开挖工作面时,经技术经济比选后，可设置平行导坑向正洞预注浆。

    平行导坑向正洞预注浆与开挖工作面预注浆只是注桨地点不同，其注浆参数、工艺、材料及机具设备都基本相同。

    第4.4.12条  周边劈裂注浆及周边短孔项注浆

    对于粒径小于0.05mm以下的粉砂及粘性软弱地层，进行加固围岩和封堵出水，为节省注浆材料可使用水泥类、水泥一水玻璃类浆液，并采用周边劈裂注浆法。施工中需排放少量地下水的隧道，为节约注浆材料和加快施

工进度，可采用周边短孔围岩预注桨。

    第4.4.13条  注浆机具设备的选择

    根据注浆目的、范围、注浆液类型和数量等，应选择性能好,操作简易的注浆机具设备。

  [说明]  常用的注桨泵、钻机和搅拌机分别见说明表4.4.13l一3，可供选用时参考。

    第六节  锚杆施工

第4.6.1条  一般规定

一、开开挖后应尽安设锚杆。

二、宜先喷混凝土，再安设锚杆。

三、锚杆孔位、孔径、孔深及布置形式应符合设计要求.

四、锚杆杆体露比岩面的长度不应大于该喷层厚度。

五、应确保锚扦施工质量符合要求。

第4.6.2条  施工前准备

    一、采用砂浆锚杆时，除应保证锚杆原材料规格、品种、锚杆各部质量及技术性能符合设计要求外，尚应做好以下准备工作：

    1．  锚杆杆体应平直、除油；

    2．  应优先使用普通硅酸盐水泥，条件不具备时可用矿碴硅碳酸盐或火山灰硅酸盐水泥，

    3．  宜采用清洁、坚硬的中细砂,粒径不宜大于3mm,使用前应过筛。

二、采用缝管锚杆时应做好以下形备工作

1．  必须检查管径，同批成品管径径差不宜超过o．5mm 

2．  根据围岩情况选择钻头，使钻孔直径符合设计要求,

3．  安装用冲击器尾部必须淬火，硬度宜为HBC48—53，

4．  钻杆长度必须大于锚扦长度。

三、采用楔缝锚杆时应做好以下准备工作

1．  检查楔块与楔缝的尺寸和配合情况；

2．  检查锚扦尾部螺栓和螺纹的配合情况，

  3.  备齐配套工具，做好螺扣的保护措，

  4．  在钻杆上标出锚杆的长度。

  四、应检查钻孔工具、风压以及其他机械设备正常状态。

  第4.6.5条  锚杆孔的施工要求

 一、孔位应根据设计要求和围岩情况作出标记，偏差不大于20cm。

二、宜沿隧道周边径向钻孔，但钻孔不宜平行于岩层层面。

三、银行孔深应符合下列规定：

1．  砂浆锚扦孔深误差不宜大于士10cm；

    2．  缝管锚杆孔深不得小于杆体长度；

    3．  楔缝锚杆孔深不应大于杆体长度，并应保证尾部垫板螺栓安没紧固。

    四、锚扦孔应保持直线。

    五、锚杆孔径应将合下列规定：

    1．  砂浆锚秆孔径应大于杆体直径15mm；

    2．  缝管锚杆孔径应根据设计要求并经过试验确定，

    3．  楔缝锚杆孔径应根据围岩的软硬程度以及楔缝的张开度严格掌握。

    [说明]采用缝管锚杆时，锚杆管径与孔径差值的大小，应根据锚杆的管径、长度以及围岩的软硬情况而定，一般应经过现场试验，根据拉拔结果选择合理的钻头直径，钻头直径应较管外径小l—3mm。

  第4.6.4条  普通水泥砂浆锚杆的施工

一、砂浆配合比：水泥：砂宜为1：1～1：1.5水灰比宜为0.45～0.50，砂的粒径不宜大于3mm。

二、砂浆应拌合均匀，随摔随用，一次拌合的砂浆应在初凝前用完。

三、灌浆前应将钻孔吹净

  四、灌浆作业应遵守以下规定：

  1．  注浆开始或中途停止超过30min时,应用水润滑灌浆罐及其管路；

  2.  注浆孔口压力不得大于0.4MPa;

  3． 灌桨时应堵塞孔口，灌浆管应插至距孔底5—10cm处，随水泥砂浆的注入缓慢匀速拔出，随即迅速将杆体插入，若孔口无水泥砂浆溢出，应将杆体拔出重新灌注。

    五、锚杆杆体宜对中插入，插入后应在孔口将杆体固定。

    六、锚杆杆体插入孔内的长度不宜小于设计规定。

    七、锚杆安设后，不得随意敲击。

    第4.6.5条  早强水泥砂浆锚杆的施工

    早强水泥砂桨锚秆的施工除应遵守第4.6.4条规定外，

符合以下规定：

    一、早强水泥砂浆锚杆采用硫酸盐早强水泥并掺早强剂。

    二、灌浆作业开始或中途停止超过30min时，应测定砂浆坍落度，其值小于10mm时不得注入罐内使用。

    [说明]  早强刑具有早强、缓凝、减水与防锈的效果，其主要成份是亚纳与缓凝型糖蜜成水剂。亚钠掺量为1—3％，

缓凝型糖密掺量宜为0.2％。

    第4.6.6条早强药包锚杆的施工

    早强药包钻杆的施工除应遵守第4.6.4条规定外，

以下规定：

    一、药包使用前应检查，要求无结块、末受潮。

二、药包的浸泡宜在清水中进行，随泡随用，药包必须浸透。

三、药包应缓慢推入孔底，不得中途破裂。

四、应配备专用的装药包工具。

五、药包直径宜较钻孔直径小20mm左右，药卷长度一般为20—30cm。

    六、锚杆杆体插入时应注意旋转，使药包充分搅拌。

    [说明]  锚杆药包国内已有多种产品通过鉴定，主要有硅酸盐与硫酸盐两大系列，分速凝型、早强型、早强速凝型凡种．锚杆药包也可自行生产。铁科院研制并生产的ZM—2型早强锚杆药包，采用硫铝酸盐水泥加TS速凝剂和阻锈剂，属速凝早强型。TS速援剂含锂盐，具有速凝早强作用，掺量4—6%。阻锈剂为亚掺量0.5％。药包的浸水时间是施工的关键，应根据产品试验确定，一般为1—2min。

    第4.6.7条  缝管锚杆的施工

    一、采用一般风动凿岩机时应配备专用冲击器。

    二、宜随钻随安设锚杆；也可集中钻孔、集中安设锚杆，此时不得隔班隔日安没.

    三、安设前应检查风压，风压不得小于0.4MPa。

    四、安设前应吹孔，并核对孔深是否符合要求。

    五、安设推进过程中，要保持凿岩机一锚杆一钻孔的中心线在同一轴线上。

    六、凿岩机推进过程中应适当放水、冷却冲击器。

    七、推到末端时，应降低推进力，当垫板抵紧岩石时应立即停机，以免损坏垫板和挡环。

    第4.6.楔缝锚杆的施工

    一、安设前楔子与锚杆朴体必须安装好，送入孔内时不得偏斜。

二、打紧楔块时必须注意丝扣不被破坏。

三、楔缝锚杆安设后应立即上好托板，拧紧螺帽。

    第4.6.9条  有水地段锚杆施工措施

    一、采用普通水泥砂浆锚杆时，如遇孔内流水，应在附近另行钻孔后，再安没锚杆。

二、可采用缝管锚杆。  

三、可采用速凝早强药包锚杆。

    四、可采用锚管锚杆向围岩压力注浆。

    第4.6.10条锚扦施工机械

    一、钻孔  可采用一般凿岩机他当在土层中钻孔时用干式排碴的回旋式钻机

    二、灌桨  可采用风动牛角泵，也可使用挤压式注浆泵。

    [说明]  用于土层钻孔的干式排碴回旋式钻机(风吹电钻)，在铁道部隧道工程局、第一工程局等单位均已应用成功。

第七节  喷射混凝土施工

    第4.7.1条喷射方式的选择

    喷射混凝土可分为干喷、潮喷和湿喷三种方式。其中湿喷混凝土按其输送方式的不同可分为风送式、泵送式、抛甩式和混合式，应根据实际情况选择。

    [说明]  喷射的工艺流程大致分为下列几种：

    一、干喷——用搅拌机将骨料和水泥拌合好，投入喷射机料斗，同时加入速凝剂，将混合料输出，在喷头处加水喷出(见说明图4.7.1—1)。

说明图4.7.1—1干喷工艺流捏

    二、潮喷——将骨科预加水浸润成潮湿状，  再加水泥拌合，从而降低上料和喷射时的粉尘。