管棚施工作业指导书.docx
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管棚施工作业指导书
新建铁路北京至沈阳客运专线
辽宁段TJ-4标隧道工程
编号:
管棚施工作业指导书
单位:
中铁九局集团京沈客专辽宁段TJ-4标一工区
编制:
审核:
批准:
2015年7月27日发布2015年7月27日实施
管棚施工作业指导书
一、适用条件及范围
适用于新建铁路北京至沈阳客运专线辽宁段TJ-4标一工区姜杖子隧道、北地隧道、打草沟隧道超前管棚施工。
二、作业准备
2.1内业技术准备
在施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,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。
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,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,施工队伍的选择。
施工场地的平整,水、风、电的设置。
其他辅助措施的准备。
施工测量与放样。
三、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管棚孔,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70~180mm,
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,接头应在隧道横断面上错开。
3.6当需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。
封堵塞应有进料孔和出气孔,当出气孔流浆后,方可停止压注。
3.7满足设计文件及隧道规范的其他技术要求。
四、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)→上钻具和套管→钻进→退钻杆和钻具→管棚加工及安装→封闭管尾→注浆施工。
4.2施工工艺流程图
五、施工要求
5.1施工准备
①对管棚施工所用原材料进行检测需满足设计及规范要求。
②管棚施工前首先进行导向墙套拱施工。
③首先根据地质情况进行注浆试验,确定注浆参数。
④在充分考虑到上抬量和上抬角度后,正确算出各钻孔位置,利用测量仪器定出钻孔的位置和倾角。
5.2.施作导向墙
⑴混凝土护拱作为长管棚的导向墙,在开挖廓线以外拱部140°范围内施作,导向墙采用C20混凝土,截面尺寸1m厚×1m宽,采用木模板,模板表面平整度允许偏差5mm,环向长度可根据具体工点实际情况确定,应保证其基础稳定性。
为保证长管棚施工精度,导向墙内埋设三榀I18工字钢架支撑,间距300mm(中对中),钢架外缘设ф140壁厚5mm导向钢管。
⑵孔口管作为管棚的导向管,安设的平面位置、倾角、外插角的准确度直接影响管棚的质量。
用全站仪以坐标法在工字钢架上定出其平面位置;用水准尺配合坡度板设定孔口管的倾角;用前后差距法设定孔口管的外插角。
孔口管应牢固焊接在I18工字钢上,防止浇筑混凝土时产生位移。
钢管与钢架焊接,钢架各单元由连接板焊接成型,单元间由螺栓连接,接头焊缝高度:
腹板hf=9mm,翼缘hf=12mm。
5.3.钻孔
⑴为了便于安装钢管,钻头直径采用Φ127mm,钻进地层易于成孔时,宜采用引孔顶入法。
地质情况复杂不宜成孔时,可采用跟管钻进工艺。
⑵岩质较好的可以一次成孔。
钻进时产生坍孔、卡钻时,需补注浆后再钻进。
⑶钻机开钻时,应低压慢转,待成孔10m后可根据地质情况逐渐调整钻速及风压。
⑷钻进过程中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。
⑸钻进过程中确保动力器、扶正器、合金钻头按同心圆钻进。
⑹认真作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。
5.4.清孔验孔
⑴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。
⑵用高压风从孔底向孔口清理钻渣。
⑶用测斜仪等检测孔深、倾角、外插角。
5.5.安装管棚钢管
⑴钢管在专用的管床上加工好丝扣,导管四周钻设孔径10~16mm注浆孔,孔间距15cm,呈梅花型布置,尾部留不小于150cm不钻孔的止浆段。
管头焊成圆锥形,便于入孔。
⑵棚管顶进采用装载机和管棚机钻进相结合的工艺,即先钻大于棚管直径的引导孔,然后用装载机在人工配合下顶进钢管。
⑶接长钢管应满足受力要求,相邻钢管的接头应前后错开。
顶进时,采用6m和3m节长的管节交替使用,同一横断面内的接头数不大于50%,相邻钢管接头至少错开1m。
5.6.钢筋笼制作及安装
为了提高导管的抗弯能力,根据各工点设计情况及实际情况在导管内增设钢筋笼。
钢筋笼由4根主筋和固定环组成,主筋直径为22mm,钢筋之间每1m间距用50cm长φ42钢管连接,钢管壁厚3.5mm。
管棚安装完成后,分段插入钢筋笼。
钢筋笼焊接采用双面搭接焊。
5.7.注浆
⑴安装好有孔钢花管、放入钢筋笼后即对孔内注浆,浆液由ZJ-400高速制浆机拌制,管棚注浆前,宜将开挖工作面用喷混凝土封闭,管棚注浆应将钢管及其周围的空隙充填密实。
⑵注浆材料:
注浆材料为水泥浆。
⑶采用注浆机将砂浆注入管棚钢管内,初压0.5~2.0MPa,终压2MPa,持压3-5min后停止注浆。
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孔隙充填饱满。
注浆时先灌注“单”号孔,再灌注“双”号孔。
⑷注浆结束后及时清除管内浆液,并用等级不低于M30的水泥砂浆填充,增强管棚的刚度和强度。
⑸注浆过程派专人填写注浆记录表,记录注浆时间、浆液消耗量及注浆压力等数据,观察压力表值,监控连通装置,避免因压力猛增而发生异常情况。
六、劳动组织
劳动力配置表
序号
人员
人数
职责
1
技术人员
3
掌握技术标准、负责施工指导、监督施工质量、记录
2
工班长
1
组织和协调
3
测量人员
2
测量放样、检查验收、并对整个施工过程进行摄像
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
注浆泵的操作、维修保养及鼓掌排除
7
清洗废浆工
1
清理废浆
8
注浆记录工
1
记录注浆压力、注浆量、流量、胶凝时间及其他的情况
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
七、材料要求
7.1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,其质量必须符合国家有关规定及设计要求。
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次数的20%进行见证取样检测或按施工单位抽检次数的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试验。
7.2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。
7.3注浆浆液的配合比应符合设计要求。
检验数量:
施工单位对同性能的浆液进行一次配合比选定试
验。
当使用的原材料、施工工艺发生变化时,均应重新进行配合
比选定试验;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,监理单位见证配
合比选定试验或平行检验并检查确认配合比选定单。
八、设备机具配置
设备机具配置表
序号
人员
数量
参考型号
1
管棚钻机
2
2
电动空压机
1
空压机(≥20m3)
3
注浆机
1
注浆压力≥(10~12.5)MPa,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
≥2m3
设备机具配置表
6
混凝土拌和站
1
JZ500
7
型材切割机
1
J3G-400A
8
型钢弯制机
1
9
电焊机
2
BX1-400
10
混凝土运输车
1
11
装载机
1
九、质量控制及检验
9.1.质量控制
⑴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。
⑵钻孔外插角1°~3°以为宜,工点应根据现场围岩实际情况作调整。
钻孔仰角的确定应视钻孔深度及钻杆强度而定,一般控制在1°~1.5°。
施工中应严格控制钻机下沉量及左右偏移量。
⑶严格控制钻孔平面位置,管棚不得侵入隧道开挖线内,相邻的钢管不得相撞和立交。
⑷经常量测孔的斜度,发现误差超限及时纠正,至终孔仍超限者应封孔,原位重钻。
⑸掌握好开钻与正常钻进的压力和速度,防止断杆。
⑹大管棚必须在洞身开挖前完成。
洞口开挖时应预留管棚施工台阶,搭设管棚施工工作室,钻机脚手架平台应支撑在稳固的地基上。
在软弱围岩地段,立柱底应加设垫板或垫梁。
⑺在施作大管棚预支护的过程中应设置必要的监测项目,根据监测反馈信息及时采取相应的措施以保证施工安全和施工质量。
⑻大管棚搭接长度不应小于5m,中管棚搭接长度不得小于3m。
(9)浆液配比必须按设计配合比进行,浆液拌制必须使用机械拌合,严格控制拌合时间。
(10)注浆工程中随时检查孔口、邻孔、覆盖层较薄部位有无串浆现象。
(11)注浆时相邻孔眼需间隔开,不能连续注浆,以确保固结效果,同时达到控制注浆量的目的。
(12)注浆时,注浆机压力应与规定压力配套,不宜升压过快;注浆压力达到规定值时应予以稳定一定的时间,应持压3-5min,以利浆液进一步渗入缝隙;要经常检查注浆压力表的准确度;要根据注浆终压和注浆量双控注浆质量;要根据单根钢管注浆量并结合岩体的松散程度,综合考虑注浆量。
9.2质量检验
9.2.1主控项目
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,其质量必须符合国家有关规定及设计要求。
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次数的20%进行见证取样检测或按施工单位抽检次数的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试验。
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。
管棚搭接长度应符合设计要求。
检查数量:
施工单位、监理单位全部检查。
检验方法:
尺量。
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。
注浆压力应符合设计要求,注浆浆液应充满钢管及其周围的空隙。
检验数量:
施工单位全部检查;监理单位按施工单位检查数量的10%见证检查。
检验方法:
施工单位查施工记录的注浆量和注浆压力,观察;监理单位见证检查。
9.2.2一般项目
管棚钻孔的允许偏差应符合下表的规定:
管棚钻孔允许偏差
序号
项目
允许偏差
1
方向角
1°
2
孔口距
±30mm
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
十、安全及环保要求
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,科学地组织施工;
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,防止管钳及扳手打伤人;
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。
10.1.11施工现场使用的手持照明灯使用36V的安全电压。
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严格按作业指导书进行施工,提前作好安全技术交底。
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、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。
10.2.6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。
10.2.7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。
10.2.8加强隧道的监控量测工作、通过分析与预设计时的地质资料对比,得出地质变化情况,及时向监理、设计单位反馈。
同时,将管棚施工方法和要求向全体施工人员详细交底。
10.2.9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。
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