隧道工程超前水平旋喷桩施工作业指导书
1 适用范围
本作业指导书适用于中铁十二局集团蒙西铁路MHSS-2标万荣隧道超前水平旋喷桩施工
2 作业准备
2.1 内业准备
2.1.1在施工前组织技术人员认真学习隧道径向注浆相关文件，阅读、审核施工图纸，澄清有关技术问题。
2.1.2熟悉指南、规范和技术标准，查阅相关施工案例，认真调查隧道围岩地质情况、了解施工条件、技术水平和设备装置的施工参数。
2.1.3制定施工安全保证措施，对施工人员进行技术交底，对参加施工人员进行上岗前技术培训。
2.2 外业准备
2.2.1孔口管、注浆材料等施工材料的采购，钻孔、注浆等设备的选用与采购。
2.2.2材料的试验，配合比的设计。
2.2.3水、风、电的设置，其他辅助措施的准备。 2.2.4对径向注浆的施工里程进行施工测量与放样。 3 技术要求
3.1检查开挖的断面中线及高程，开挖轮廓线符合设计要求。
3.2全断面砂层段超前预加固采用隧道断面204.28°范围内布置水平旋喷桩，长度15m，桩径600mm，桩间距为400mm，设计外插角度3～5%，每循环搭接3m，拱部120°水平旋喷桩内插φ89钢管进行预加固，φ89钢管环向间距80cm，长度为15m。上中台阶锁脚锚管采用φ600旋喷桩先加固地层后插入φ42钢管，旋喷桩和φ42钢管角度斜向下45°。掌子面设置φ600水平旋喷桩加固地层，长度12m，等腰三角形布置，间距2×2m。
3.3拱部砂层段超前预加固采用隧道断面拱部砂层与黄土分界范围内布置水平旋喷桩，长度15m，桩径600mm，桩间距为400mm，设计外插角度3～
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5%，每循环搭接3m，拱部120°水平旋喷桩内插φ89钢管进行预加固，φ89钢管环向间距80cm，长度为15m。上台阶锁脚锚管采用φ600旋喷桩先加固地层后插入φ42钢管，旋喷桩和φ42钢管角度斜向下45°。掌子面设置φ600水平旋喷桩加固地层，长度12m，等腰三角形布置，间距2×2m。
3.4中下半断面砂层段超前预加固采用隧道断面42.14°范围内布置水平旋喷桩，长度15m，桩径600mm，桩间距为400mm，设计外插角度3～5%，每循环搭接3m。上中台阶锁脚锚管采用φ600旋喷桩先加固地层后插入φ42钢管，旋喷桩和φ42钢管角度斜向下45°。掌子面设置φ600水平旋喷桩加固地层，长度12m，等腰三角形布置，间距2×2m。
超前水平旋喷桩正面布置图见图如下图1，隧道水平旋喷桩超前支护纵向布置图见图2。
超前水平旋喷桩正面布置图1
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15m3m15m深层预加固咬合桩3~5°喷混凝土回填喷混凝土12m12m钢架（连接筋未示）
隧道水平旋喷桩超前支护纵向布置图2
4工艺流程与施工要求
4.1施工工艺
施工工艺流程图见图3。 4.2 施工准备 ① 设备进场
A、检查钻机运行是否正常。回油管的快速接头是否完好，机台各种油管有无损伤。启动柜是否完好（包括启动柜内的各种开关、继电器、变压器、机柜等）、三联泵有无损伤，检查液压油液面高度是否在油箱2/3的高度以上，电机是否受潮，钻具、工具是否齐全。
B、高压注浆泵运行是否正常，高压注浆管路是否畅通，压力表是否正常。 ② 测量放线定桩位，在隧道两侧测量放线定出两个同一里程点，隧道轴线，并在掌子面测量标出隧道开挖轮廓线，测量定出桩位，并编好每个桩号，用钢筋作好桩位标志。
③ 钻机安装
A、现场将拱形导向架两台程控液压式旋喷钻机进行组装。场地要求平整。 B、油泵、高压泵安装。要求场地平整，场地硬化，高压泵安装平稳，管路安装摆放整齐。
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施工准备 工作室设置 桩位测放 安装钻机和高压注浆泵 泥浆配置 高压泵送水 试运转 开孔安装孔口管 打设水平孔 终孔检查 废浆排放 沉淀池 灰浆搅拌、过滤 高压泵送浆 旋喷注浆、后退拔杆 距离掌子面0.5m停止旋喷 旋喷完毕后封堵孔口 清洗管道及设备 转入下一循环 水平旋喷桩施工工艺流程图3
④ 对孔位。设备安装好后，按技术交底调整钻机角度、方位，对准孔位，孔位误差控制在±50mm以内。
⑤ 制定浆液。根据施工方案和技术交底要求的配比配制水泥浆，浆液搅
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拌必须均匀。在制浆过程中应随时测量浆液比重，每孔高喷灌浆结束后要统计该孔的材料用量。浆液用高速搅拌机搅制，拌制浆液必须连续均匀，搅拌时间不小于3min。
⑥ 工作室设置
施工外插角自然形成工作室，不作单独预留。在下一循环施工中保证钻杆平行于外插角即可。其最低高度包括初期支护厚度、钻机尾端高度及桩体半径两个因素决定外插角度。
⑷ 钻进
① 安装孔口管。采用Φ130mm钻头开孔，钻进深度为1.6m，初始开孔角度0.5°。然后将直径为Φ127mm、长0.8m的钢管埋入已开好的孔内，外露0.3m，作为孔口管。并在掌子面植Φl2mm钢筋4根，钢筋用锚固剂固结，将钢筋与孔口管焊接牢固，加固孔口管。
② 钻孔。为确保钻孔质量，首先打设2～3个探孔，查明地层变化情况及地层对钻孔角度的影响，然后根据探孔情况确定旋喷桩钻孔的打设角度；调整钻机，使机身与设计的桩身在同一垂直面，对好孔位；将旋喷钻头及第一根钻杆送入孔口管内；安装密封装置；打开循环液排出口；开始钻进，进孔角度按探孔确定的角度开始钻进，直到钻至设计深度；钻进过程中要保持循环液压力1.0～2.0MPa，防止在钻进过程中，砂石堵住喷嘴。
⑸ 高压喷射注浆
保证高压注浆泵的泵压读数达到设计要求（35～40MPa），管路没有漏气，喷嘴无堵塞时开始喷浆。在孔底高压喷浆时应停留一定时间，然后再缓慢外拔钻杆，同时高压喷浆；当钻杆拔至孔口0.5m时停止注浆，关闭浆液通道，再缓慢拔出钻杆，立即封孔。
⑹ 封孔
停止注浆后，卸下孔口管最外端的密封装置，关闭循环液排出口；快速拔出钻杆和钻头，关闭大球阀；高压旋喷浆完成后在循环液排出口处安装压力表，然后用泵补注浆，注浆压力控制在0.8～1.0MPa；补注浆完成48h后缷下大球阀。
⑺ 清洗管道及设备
每根桩施工完毕后都应用清水高压冲洗管道及设备，确保管道内不留在残渣，避免残留浆液凝固及残留颗粒物堵塞喷嘴，清洗完毕后移至下一桩位。
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⑻ 相邻桩的成桩时间控制
钻机移到下一孔位开钻前，核查相邻桩的成桩时间，后施工的桩必须在相邻桩成桩时间超过初凝时间后，前一根桩浆液达到一定强度时才能开钻，确保相邻桩相互咬合，因此移至下一孔位时应跳过1至3根后再施作较合适。 5技术要求
5.1 施工误差控制在±3‰范围内。
5.2为确保相邻旋喷桩的相互咬合，控制各桩的方位角误差在±2‰范围内。
5.3成桩后的桩体满足强度要求，桩体连续，均匀。 6设备机具配置
导向水平旋喷钻机1台、风动凿岩机不少于10台、高压旋喷注浆泵1
台。
7质量控制及检验
7.1通过检查隐蔽工程验收记录，验证注浆孔的数量、布置的间距、钻孔深度必须符合设计要求。
7.2所有注浆孔均已符合单孔注浆标准，无漏浆现象。 8 安全及环保要求
8.1 安全要求
8.1.1建立完善的施工安全保证体系，加强施工作业中的安全检查，确保作业标准化、规范化。
8.1.2为保证施工安全，现场要求专人统一指挥，并设一名专职安全员负责现场的安全工作，坚持班前进行安全教育制度。
8.1.3施工区域设置警示标志，严禁非工作人员出入。 8.1.4施工中对机械设备进行定期检查、养护、维修。 8.1.5坚持安全教育，加强全员安全意识教育。
8.1.6严格按设计及施工规范要求进行施工，认真执行相关的施工安全规程。
8.1.7加强对围岩及初支进行动态监控量测，实行信息化管理，科学地组织施工。
8.1.8注浆时，操作人员戴口罩、眼镜和胶手套。
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8.1.9氧气瓶与乙炔瓶隔离存放，严格保证氧气瓶不沾染油脂、乙炔发生器有防止回火的安全装置。
8.1.10配电柜、配电箱前要有绝缘垫，并安装漏电保护装置。
8.1.11施工现场的临时用电严格按照《施工现场临时用电安全技术规范》的有关规范规定执行。
8.1.12严格按作业指导书进行施工，提前作好安全技术交底。 8.1.13注浆施工时由技术人员统一指挥，各就其位，并严格执行注浆管理程序。注浆结束后需对注浆设备进行认真清洗，设备退出现场后及时保养。全面保证注浆作业安全、工程环境安全和设备人员安全。
8.2 环保要求
8.2.1在工程施工过程中严格遵守国家、地方政府、铁路部和铁路局下发的有关环境保护的法律、法规和规章。
8.2.2对各类施工机械、机具采取定人定点控制，对操作人员进行安全、环保教育。
8.2.3特种作业人员持证上岗，并对作业人员配有相关的劳动防护。对可能出现的粉尘采取喷雾降尘的方法。
8.2.4设立专用排浆沟、集浆坑，对废浆、污水进行集中沉淀处理后，再进行排放至指定位置，认真做好无害化处理，从根本上防止施工废浆乱流。
8.2.5将施工场地和作业限制在工程建设允许的范围内，合理布置、规范围挡、围护，做到各种标牌清楚、齐全，标识醒目，施工场地整洁文明。
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