大管棚施工.docx

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大管棚施工

大管棚施工作业指导书

1.适用范围

适用于新建铁路沪昆客运专线CKGZTJ-11标段大茶山隧道、刘家庄隧道处于Ⅴ级围岩以上浅埋、软弱围岩隧道洞口超前支护及极破碎的地层、塌方体、岩锥等地段。

2.作业准备

2.1内业技术准备

作业指导书编制完成后，应在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，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。

制定施工安全保证措施，提出应急预案。

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，考核合格后持证上岗。

2.2外业技术准备

管棚钢管、钢架、导向管、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。

材料的试验，配合比的设计。

施工场地的平整，风、水、电的设置。

测量放样以及其他辅助措施的准备。

3.技术要求

3.1检查开挖的断面中线及高程，开挖轮廓线应符合设计要求。

3.2钢架安装垂直度允许误差为±2。

，中线及高程允许误差为±5cm。

3.3在钢架上沿纵向钻设孔，其外插角以不侵入隧道开挖轮廓线越小越好，孔深不宜小于10m，一般为10-45m。

孔径比管棚钢管直径大20-30mm。

钻孔环向中心间距视管棚用途确定，一般为30-50cm。

钻孔顺序由高孔位向低孔位进行。

3.4为保证开挖后管棚钢管仍有足够的超前长度，纵向两组管棚搭接长度应大于3.0m。

3.5管棚钢管宜为热轧无缝钢管，并分段安装，钢管外径宜为108mm，每段长度宜为4-6m，两段之间用v型对焊或丝扣连接，丝扣长度不应小于15cm，且同截面接头数量不应大于50%。

3.6当须增加管棚钢架支护的刚度时，可在钢管内注入水泥砂浆，水泥砂浆应用注浆泵灌注，封堵塞应预留进浆孔及排气孔，当排气口流浆后，方可停止注浆。

3.7满足设计文件及隧道规范的其他技术要求。

4.施工程序与工艺流程

4.1施工程序

施工准备（场地平整、施工平台搭设）—测量放样—钻机就位（校正角度）—上钻具及套管—钻进—退钻杆及钻具—管棚加工及安装—封闭管尾—注浆施工

4.2工艺流程

管棚施工工序流程图

5.施工要求

5.1施工准备

管棚施工前应先对管棚施工方法，施工技术进行详细的了解。

5.2施工工艺

5.2.1架设导向拱

（1）测量班根据隧道纵断面设计线、隧道洞轴线及明暗洞开挖轮廓线；施工队根据开挖轮廓线及测量技术交底，将上半断面轮廓线以外的土石方清除掉，要求清除面平整，圆顺；为了便于导向拱及钻机安装就位，垫设施工平台时可在洞口预留长6米的核心土，顶面宽度6米，核心土高度控制在管棚顶以下1米处；在紧靠核心土四周挖设排水沟，将掌子面的水从中间排出。

（2）测量班检测开挖断面合格后，放出洞口钢拱架的具体位置、里程、高度，并布置好桩点做好交底。

（3）施工对根据测量交底及现场桩点，安装洞口工字钢拱架，间距为符合设计要求，焊接牢固，用锁脚锚杆锁定锚固。

用全站仪或经纬仪、水准仪将长1米的φ150×6mm导向管按照1-3。

的外插角精确定位，并用Φ22钢筋于钢拱架牢固焊接为一整体。

5.2.3钻孔

（1）钻孔前，精确测定孔的平面位置，倾角，外插角，并对每个孔进行编号。

（2）为防止钻杆在推力和振动力的双重作用下，上下颤动，导致钻孔不直，钻孔时，应把扶直器套在钻杆上，随钻杆钻进向前平移。

（3）根据孔口管的倾角和方向，利用钻杆的延伸和吊垂准确确定钻孔的方向，即可固定钻机。

钻孔倾角的确定应视钻孔深度及钻杆的强度而定，一般控制在1-3。

，利用钻机的变角度油缸，参照导向管的倾角确定钻机的倾角，确保钻杆线与开孔角度一致，以达到钻进的导向作用。

钻机最大下沉量及左右偏移量为钢管长度的1%左右，并控制在20cm-30cm。

（4）钻机开孔时钻速不宜过高，钻进20cm后转入正常钻速。

第一节钻杆钻入岩层尾部剩余20cm-30cm时钻进停止，用两把管钳人工卡紧钻杆，钻机低速反转，托开钻杆，钻机沿导轨退回原位，人工装入第二节钻杆。

钻孔达到设计深度后，按照同样的方法拆卸钻杆，钻机退回原位。

（5）换钻杆时应检查钻杆是否弯曲，有无损伤，中心喷水孔是否顺畅等，不符合要求的应及时更换以确保正常作业。

（6）钻进过程中应经常用测斜仪测定其位置，并根据钻机钻进的状态判断成孔质量，及时处理钻进过程中出现的事故。

（7）认真做好钻进过程的原始记录，及时对孔口岩屑进行地质判断、描述，作为洞身开挖时的地质预测预报参考资料，从而指导洞身开挖。

5.2.4清孔验孔

（1）用地质岩芯钻杆配合钻头进行反复扫孔，清除浮渣，确保孔径、孔深符合要求，防止堵孔塌孔。

（2）用高压风从孔底向孔口清理钻渣。

（3）用全站仪、测斜仪等检测孔深、倾角、外插角。

5.2.5管棚加工

（1）管棚采用φ108×6mm热轧无缝钢管制成，在专用的管床上加工好丝扣，管壁四周钻设孔径10-16mm注浆孔（尾部留不小于1m的不钻孔的止浆段），孔间距15cm-20cm，呈梅花型布置。

管头焊成圆锥型（长度为10cm），便于入孔，最后一节尾部焊φ10加强箍。

（2）为方便施工，将钢管进行分段加工，根据管棚长度确定下料长度，一般控制在3米或6米。

丝扣长度15cm，为2mm的螺旋方丝。

钢管一端为内丝，另一端为外丝，丝扣加工端正，不得偏位。

5.2.6安装

（1）管棚安装采用管棚机顶进方法，必要时可采用人工配合装载机顶进，每钻完一孔便顶进一根钢管，各钻孔及安装钢管均应做好施工记录。

（2）接头钢管应满足受力要求，相邻钢管的接头应前后错开，同一横断面内的接头数量不得大于50%，且错开距离应大于1m。

5.2.7注浆

（1）管棚安装完成后，插入钢筋笼，用钢板将管口封堵并预留φ40进浆孔并设止浆阀，然后对孔内进行注浆，浆液用专用制浆机拌制。

（2）注浆材料为M20水泥浆或水泥砂浆，其中水泥浆水灰比控制在0.5：

1.5-1.0：

1.5之间，注浆终压力一般为0.6-1.0MP。

注浆结束后用M30水泥砂浆填充，形成钢管混凝土。

（3）注浆量应满足设计要求，一般为钻孔圆柱体的1.5倍，若注浆量超限，未达到压力要求，应调整浆液浓度继续注浆，确保钻孔周围岩体与钢管周围空隙充填饱满。

（4）注浆时应先灌注“单”号孔，再灌注“双”号孔。

（5）注浆应从低向高进行，浆液由稀到浓，一般以单管达到设计注浆量作为注浆结束的标准。

当注浆压力达到设计终压10分钟后，进浆量仍达不到设计注浆量时，可结束注浆。

5.3施工突发事故及处理预案

（1）钻进中塌孔及缩孔的处理

若发生塌孔及缩孔成孔十分困难，无法一次成孔。

可以采用前进式预注浆成孔，初钻出一段后，通过钻杆进行孔内注浆，待浆液达到一定强度后，继续钻进，以此循环施作，直到达到设计孔深。

（2）掉块卡钻的处理

在钻进过程中若经常发生掉块卡钻事故，可以采用在异径接头处镶焊硬质合金，一旦卡钻，施工以少量循环水，再将以拉拔回归，能够较好地解决此问题。

（3）对漏浆及耗灰量过大的处理

若由于岩体破碎，浆液漏失严重，造成耗灰量过大，可以考虑加浓水灰比，降低压力，把流量限制在10升范围内，过一段时间再慢慢提升压力，直到达到设计标准。

如上述方法达不到效果，在浆液中加入速凝剂，间歇灌浆、灌注砂浆、停灌待凝方法处理。

6.劳动组织

6.1劳动力组织

采用架子队管理模式，由于管棚施工工序多，工种杂，技术性强，要求技术人员具有各方面独立操作能力，又能处理管棚施工中的一般故障，管棚施工的质量很大程度取决于钻孔和注浆的质量。

6.2施工人员安排

序号

人员

人数

职责

1

架子队长

1

组织和协调

2

技术负责人

1

掌握技术标准，负责施工指导，监督施工质量，记录

3

测量人员

2

测量放样，检测验收、并收集整个施工过程影像资料

4

钻孔、安装人员

5-10

凿孔施工、准备材料、安装导管

5

浆液制备人员

5

准备材料、制备浆液、搅动浆液、清洗设备

6

注浆泵司机

2

注浆泵操作、维修保养

7

清洗废浆工

1

清理废浆

8

注浆记录员

1

记录诸将压力、注浆量、流量、胶凝时间及其他情况

9

安全员

1

负责施工安全

10

搬运工

4

搬运材料、机具

11

其他

8

电工、管棚加工、空压机司机等

合计

29-34

注：

（以φ108为例组织）

7.材料要求

水泥：

采用P.O42.5普通硅酸盐水泥

水玻璃：

模数2.4，浓度35波美度

钢花管规格：

采用φ108mm，壁厚6mm热轧无缝钢花管，出浆孔直径为15mm，梅花型布置，间距15cm×15cm

原材料应符合设计及技术规范要求

8.设备机具配置

序号

设备名称

数量

参考型号

1

管棚钻机

2

2

空压机

1

空压机（≥20m3）

3

注浆机

1

注浆压力≥10-12.5MPa,排浆量≥100L/min,并可连续注浆

4

高速制浆机

1

ZJ-400

5

储浆桶

1

≥23

6

混凝土拌合站

1

750

7

切割机

1

J3G-400A

8

弯曲机

1

9

电焊机

2

BX1-400

10

混凝土运输车

1

11

装载机

1

9.质量控制及检验

9.1质量控制

9.1.1钢管的型号、质量和规格等应符合设计和规范要求。

9.1.2超前管棚与钢架支撑配合使用时，应于钢架焊接牢固。

9.1.3钢管插入孔内的长度不得小于设计的95%。

9.1.4钢管内注浆强度不小于设计和规范要求，管内注浆密实饱满。

9.2质量检验

9.2.1参考质量验收规范

《铁路隧道工程施工技术指南》

《客运专线铁路隧道工程质量验收暂行标准》

9.2.2分项验收标准

（1）主控项目

①管棚所用钢管进场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）试验，及质量必须符合国家有关规定及技术要求。

检验数量：

以同牌号、同炉罐号、同规格、同交货状态的钢管，每60t为一批，不足60t按一批计。

施工单位每批抽检一次；监理单位按施工单位抽检的20%进行见证取样检测或按施工单位抽检的10%进行平行检验，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；监理单位检测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试验。

②管棚所用钢管的品种和规格必须符合设计要求。

检验数量：

施工单位、监理单位全部检查。

检验方法：

观察，钢尺检查。

③注浆浆液的配合比应符合设计要求。

检验数量：

施工单位、监理单位全部检查。

检验方法：

施工单位进行配合比选定试验；监理单位检查配合比选定单，并进行见证试验。

④注浆压力应符合设计要求，注浆浆液应充满钢管及周围的空隙。

检验数量：

施工单位全部检查；监理单位施工单位抽检数量的20%进行见证检查。

检验方法：

施工单位检查施工记录的注浆量和注浆压力，观察；监理单位见证检查。

（2）一般项目

管棚钻孔的允许偏差应符合下表规定：

序号

项目

允许偏差

1

方向角

1。

2

孔口距

±50mm

3

孔深

±50mm

检验数量：

施工单位全部检查。

检验方法：

仪器测量、尺量。

10.安全环保要求

10.1安全要求

10.1.1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。

10.1.2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。

10.1.3施工区域应设置警示标志，严禁非工作人员出入。

10.1.4施工中应对机械设备进行定期检查、养护、维修。

10.1.5坚持安全教育，加强安全员安全意识教育。

10.1.6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。

10.1.7加强对围岩进行动态监控量测，实行信息化管理，科学的组织施工。

10.1.8拆卸钻杆时，要统一指挥、明确联络信号，板钳卡钻方向应正确，防止板钳打伤人。

10.1.9钢管内注浆时，操作人员应戴口罩、眼镜和胶手套。

10.1.10氧气瓶和乙炔瓶隔离存放，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。

10.1.11施工现场使用的手持照明灯使用36V安全电压。

10.1.12室内配电柜、配电箱前要有绝缘垫，并安装漏电保护装置。

10.1.13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。

10.1.14严格按照作业指导书进行施工，提前做好安全技术交底。

10.1.15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。

10.2环保要求

10.2.1成立施工环境卫生保证管理机构，在工程施工过程中严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规和规章。

10.2.2对各类施工机械和机具采取定人定点控制，对操作人员进行安全环保教育。

10.2.3对特种作业人员采取持证上岗，并对作业人员配有相关的防护。

对可能出现的粉尘采取喷雾降尘的方法。

10.2.4隧道内保持良好的通风排气效果，禁止使用排气量超标的工程车辆。

10.2.5设立专业的排浆沟、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。

10.2.6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。

10.2.7采用先进的环保施工机械，采取设立隔音墙，隔音罩等消音措施降低施工噪音。