学位论文-—渝黔铁路建设工程施工作业指导书隧道篇.doc

铁路建设工程施工作业指导书

（渝黔铁路土建3标段）

中铁十六局渝黔铁路土建3标项目经颅部
二○一三年七
— 3 —

前 言

为认真贯彻铁路总公司建设管理精神，提高铁路建设水平，抓好建设项目管理工作，推进铁路工程建设标准化、规范化、科学化，进一步规范铁路工程施工作业程序，加快推进建设项目标准化管理，全面提高铁路建设管理水平。根据铁道部相关规定及我项目实际情况，组织编写了《渝黔铁路土建3标建设工程施工作业指导书》。
施工作业指导书，是根据分部、分项工程施工具体要求，针对特殊过程、关键工序向施工人员交待作业程序、方法及注意事项，落实各项验收规范和标准，指导现场施工作业、严格控制工程质量，确保施工安全，满足节能环保要求等需要制订的作业及工艺标准。
施工作业指导书应按照标准化管理理念，将先进成熟的工艺工法、科学合理的生产组织与建设标准、质量目标、安全要求以及现场施工条件结合起来进行编制，做到图文并茂，简明易懂，可操作性强。
施工作业指导书主要编制依据
1．国家和铁道部颁布的规范、验收标准和施工指南；
2．经审核合格的施工图设计文件；
3．合同及相关协议；
4．国家级工法和成熟的施工工艺；
5．《关于积极倡导架子队管理模式的指导意见》。
施工作业指导书的主要内容
1. 适用范围：明确施工作业指导书适用工程类别、地质、环境等作业条件。对特殊地质等条件有不适合情况时，应予说明。
2. 作业准备：说明作业开始应具备的条件和应完成的工作，包括技术准备、人员配备、机械设备及工器具配备、材料、试验等。
3. 技术要求：明确工程类别和项目应达到的技术指标、相应的技术标准。
4. 施工程序与工艺流程：说明分部工程、分项工程的内部施工段落划分，各组成部分的作业程序和先后顺序。
5. 施工要求：分解说明作业方法、采取的相关措施，需要控制的内容和参数。
6. 劳动组织：说明建设项目的劳动力组织方式，完成施工项目需要的人员构成、数量、使用安排和作业指标。
7. 材料要求：说明完成施工项目的材料种类、型号、数量和使用计划、相关技术要求。
8. 设备机具配置：说明施工项目需要的设备、机具的型号、性能和数量。
9. 质量控制及检验：明确施工项目的质量标准、控制要点、检查方法、验收程序及指标。
10. 安全及环保要求：对危险源进行识别并按照级别进行分级管理，明确施工项目安全方面的注意事项和卡控措施；按照文明施工要求，对施工现场和作业环节进行分析，提出控制要点，制定具体的环境保护措施和要求。对涉及既有线、公路、航道、高空作业等安全重点工程，根据具体情况制定相应的安全措施。
渝黔铁路土建3标段

编号：××××
隧道工程施工作业指导书

单 位： 中铁十六局
编 制：
审 核：
批 准：

二0一三年七月

目 录
第三篇 隧道工程 1
第一章 隧道工程开挖施工作业指导书 1
第二章 小导管施工作业指导书 12
第三章 管棚作业指导书 16
第四章 隧道湿喷混凝土施工作业指导书 21
第五章 铁路隧道工程锚杆、钢筋网施工作业指导书 30
第六章 铁路隧道钢架施工作业指导书 36
第七章 隧道钻孔注浆施工作业指导书 41
第八章 量测作业指导书 51
第九章 隧道防排水施工作业指导书 60
第十章 衬砌施工作业指导书 69
第十一章 仰拱、仰拱填充及底板作业指导书 82
第十二章 水沟、电缆槽施工作业指导书 88
第十三章 明洞施工作业指导书 94

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第三篇 隧道工程

第一章 隧道工程开挖施工作业指导书
1. 适应范围
适用于新建铁路隧道正洞及其辅助坑道、附属洞室的开挖施工。
2. 作业准备
2.1 内业技术准备
作业指导书编制后，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
施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集。修建生活生产房屋、混凝土搅拌站及施工便道，配齐生活、办公设施，满足主要管理、技术人员进场生活、生产、办公需要。
3. 技术要求
隧道开挖前，首先完成洞口截水沟、洞口土方及边仰坡防护施工。洞口土方采用挖掘机配合装载机自上而下分层施工，大型自卸汽车运输，并及时做好坡面防护，开挖一段（台阶）防护一段（台阶）。洞口明洞采用明挖法施工，开挖至明暗分界线后，先施做护拱混凝土，然后施做暗洞超前大管棚，随后立即做好明洞衬砌，随后进入暗洞施工，待明洞混凝土达到设计规定的强度后及时进行明洞洞顶回填。Ⅴ级地段采用短台阶法施工，Ⅳ级采用台阶法施工，Ⅱ、Ⅲ级围岩采用全断面法施工。
土质隧道开挖采用人工配合挖掘机进行，出碴采用装载机配合自卸汽车无轨运输。石质隧道采用钻爆法开挖，出碴采用装载机配合自卸汽车无轨运输。
在施工过程中不断总结经验，优化工艺。加强超前地质预测、预报，加强围岩监控量测管理。根据量测结果，及时调整预留变形量及支护参数，适时施作二次衬砌，确保隧道安全。开挖方法的改变，要严格按程序申请设计变更。
4. 施工程序与工艺流程
根据不同的围岩选应合理的开挖方法及程序，提高模筑混凝土衬砌刚度等都对控制围岩变形有效。
4.1 环形开挖预留核心土法
4.1.1 工艺流程见图1，施工工序见图2。
施工工序说明：
（一）（1）利用上一循环架立的钢架施作隧道侧壁。（2）机械开挖①部，人工配合整修。（3）施作①部初期支护和临时支护，即初喷4cm厚混凝土，架立钢架和Ⅰ18临时竖撑。（4）钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
（二）（1）机械开挖②部，人工配合整修。（2）初喷4cm厚混凝土。（3）接长型钢钢架，并设锁脚锚杆。（4）钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
（三）（1）在滞后于②部一段距离后，机械开挖③部，人工配合整修。（2）初喷4cm厚混凝土。（3）接长型钢钢架，钢架基础垫设槽钢并设锁脚锚杆。（4）钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
（四）开挖④部，并施作导坑周边的初期支护，步骤及工序同②。
（五）在滞后于④部一段距离后，机械开挖⑤部，人工配合整修。步骤及工序同③。
（六）（1）根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后，逐步拆除I18临时竖撑。（2）开挖⑥部。
（七）在滞后于⑥部一段距离后，机械开挖⑦部，人工配合整修。
（八）开挖隧底剩余部分⑧部。
（九）利用仰拱栈桥灌筑底部边墙基础与仰拱及隧底填充混凝土（仰拱与填充应分次施作）。
（十）利用衬砌模板台车一次性灌注衬砌（拱墙衬砌一次施作）。
围岩监控量测
围岩监控量测
围岩监控量测
围岩稳定性评判、修正施工方案，确定竖撑拆除及二次衬砌施作时间
测量放线
拱部超前支护
上部环行开挖、出碴
下导两侧开挖、支护
拆除临时竖撑、中部开挖、支护
仰拱开挖
下部初期支护
超前地质预报
仰拱填充施工
上部初期支护、架立临时钢架
仰拱
围岩监控量测
下一工序

图1 施工工艺流程

图2 施工工序图
4.2 台阶法
IV级围岩先开挖上半断面，待开挖至一定长度后同时开挖下半断面，上下半断面同时并进的施工方法。
施工工艺流程见图3，施工工序见图4。

超前地质预报

测量放线

拱部超前支护

上导坑开挖、出碴

围岩监控量测
上部初期支护

围岩稳定性评判、修正施工方案，确定二次衬砌施作时间

下导坑开挖、出碴

围岩监控量测
下部初期支护

仰拱

仰拱填充施工

围岩监控量测

下一工序

图3 台阶法施工工艺流程

图4 正台阶开挖法施工工序图

台阶法施工工序说明：
第1部：开挖①部后及时进行上台阶喷、锚、网系统支护，架设钢架并复喷砼至设计厚度，形成较稳定的承载拱。
第2部：在滞后①部3～6m后开挖②部，并进行下导初期支护。
第3、4部：及时施作仰拱砼、填充混凝土，及早封闭成环。
第5部：根据围岩量测结果，适时施作二次衬砌。
4.3 全断面开挖法
Ⅱ级、Ⅲ级围岩采用全断面一次开挖成形的施工方法。循环进尺控制在3～4.0m。
5. 施工要求
施工前进行超前地质预报，探明前方地质情况。
5.1 综合超前地质预测预报
隧道地质情况复杂，存在黄土地质、大部分隧道洞身位于地下水线以下、岩石隧道破碎带等不良地质，需结合施工地质工作予以查明。为此，要求针对隧道与辅助坑道设置的具体情况，开展综合超前地质预测预报，成立专业的超前地质预报室，由总工程师负责，配置物探、水文、地质、试验专业工程师并配备先进的预测、预报设备和仪器，并将综合超前地质预测预报纳入施工工序。尤其是岩石隧道存在破碎带时，必须提前做好超前地质预报工作，确保隧道安全通过。
针对隧道具体的工程特点，采用地貌、地质调查与地质推理相结合的方法，进行定性预测。具体采取的措施有：对开挖全过程进行综合预测、预报，方法有地质素描法（常规地质法）、超前探孔近距离预报、超前导洞预报、地质雷达中短期预报、TSP长期预测预报、红外线探水及前兆法预报等。
施工中应该将几种预报手段综合运用，取长补短，相互补充和印证。综合监测结果，及时提出对不良地质的处理措施，以降低施工风险，确保工程质量和运营安全。
超前地质预报若发现前方地质情况与设计不符时要及时通知设计单位到现场核实，以便及时采取有效的设计变更方案。
①常规地质法
常规地质法适用于为近期开挖、支护提供预报（设平导时视超前正洞的长度）。开挖面围岩级别、岩性、围岩风化变质情况、节理裂隙、产状、地下水等情况进行观察和测定后，绘制地质素描图，通过开挖后利用罗盘仪、地质锤、放大镜、皮尺等简单工具对开对洞内围岩地质特征变化分析来推测开挖面前方的地质情况，据以指导施工。
②超前水平钻孔
采用超前水平钻机钻进过程中钻速和钻碴的变化对开挖面前方较短距离内的地质情况进行判断，为提高其预报的准确度，与地质素描配套使用。通过超前钻探取芯测定含水率为主要手段确定下一步施工方案。
对富水隧道应及时探明地下水的储量及分布，探水的方法主要采用钻探法。
③地质雷达
为提高地质预报的准确性，除采用常规地质法和陆地声纳以进行地质预报外，同时利用地质雷达进行地质超前预报，其探测范围在40m范围内，是一种非破坏型的探测技术，具有抗电磁干扰能力强，分辨率高，可现场直接提供实时剖面记录图，图象清晰直观。
地质雷达主要应用于探测隐伏断层、破碎带，探测地下岩溶、洞穴，探测地层划分。
5.2 爆破施工
石质隧道的爆破作业，应采用光面爆破或预裂爆破。爆破作业应根据工程地质条件、开挖断面、开挖方法、循环进尺和爆炸材料进行钻爆设计。钻爆设计应根据爆破效果不断优化爆破参数。
钻爆设计的内容包括炮眼（掏槽眼、辅助眼、周边眼）的布置、深度、斜率和数目，爆破器材、装药量和装药结构，起爆方法和爆破顺序，钻眼机具和钻眼要求等。钻爆设计土应包括炮眼布置图、周边眼装药结构图、钻爆参数表、主要经济指标和必要的说明。
爆破参数应通过试验确定。当无试验条件时，可参照表1、表2选用。
表1 光面爆破参数
岩石类别
周边眼间距E（cm）
周边眼抵抗线W（cm）
相对距离E/W
装药集中度q（kg/m）
极硬岩
50～60
55～75
0.8～0.85
0.25～0.30
硬岩
40～50
50～60
0.8～0.85
0.15～0.25
软质岩
35～45
45～60
0.75～0.8
0.07～0.12
表2 预裂爆破参数
岩石类别
周边眼间距E
（cm）
至内排崩落眼间距（cm）
装药集中度q
（kg/m）
极硬岩
40～50
40
0.3～0.4
硬岩
40～50
40
0.2～0.25
软质岩
35～40
35
0.07～0.12
注：1.表中所列参数适用于炮眼深度1.0～4.0m，炮眼直径40～50mm，药卷直径20～25mm。
2.当断面较小或围岩软弱、破碎或对曲线、折线开挖成形要求较高时，周边眼间距E应取较小值。
3.周边眼抵抗线W值在一般情况下均应大于周边眼间距E值。软岩在取较小E值时，W值应适当增大。
4.E/W：软岩取小值，硬岩及断面小时取大值。
5.表列装药集中度q为2号岩石硝铵炸药，选用其它类型炸药时，应修正。
周边眼应沿隧道开挖轮廓线布置，保证开挖断面符合设计要求，硬岩开眼位置在轮廓线上，软岩可向内偏5～10cm。底板和仰拱底面采用预留光爆层爆破，Ⅱ级围岩段的中心水沟应与隧底光爆层同时爆破成形。辅助眼交错均匀布置在周边眼和掏槽眼之间，力求爆破出的石块块度适合装碴需要。周边炮眼与辅助炮眼的眼底应在同一垂直面上，掏槽炮眼加深10～20cm。当开挖面凹凸较大时，应按实际情况调整炮眼深度，使周边眼和辅助眼眼底在同一垂直面上。
炸药可选用岩石硝铵炸药和乳化炸药。
6. 劳动组织
6.1 劳动力组织方式：采用架子队组织模式。
6.2 施工人员应结合试验段确定的施工方案、机械、人员组合、工期要求进行合理配置。
6.3 人员、机械设备应结合隧道开挖方法、工期要求进行合理配置。配套的生产能力应为均衡施工能力的1.2～1.5倍。根据客货共线铁路单线隧道断面的特点，每工班开挖作业人员不宜少于25人。
7. 材料要求
7.1 启用有相关证件和手续的有经验爆破施工员，如《爆破物品储存许可证》、《爆破器材安全员作业证》等证件。
7.2 坚决落实爆破物品用料登记制度爆破物品及各类爆破器材领用实行专人负责制，指定专职安全员和材料员进行爆破材料的领用，其他人员不得领用。
7.3 未使用完的爆破物品交给材料人员和安全员进行处理，施工人员不私自收藏爆破物品。
8. 设备机具配置
隧道右线单口施工，根据开挖方法配置1台大型挖掘机或1台小型挖掘机平行作业，1台装载机进行装碴施工（左线采用1台扒碴机装碴施工），大型自卸汽车不宜少于4辆，20m3/min空压机一般不应少于3台。
9. 质量控制及检验
9.1 验收规范
《铁路隧道工程施工质量验收标准》TB10417-2003
9.2 分项验收标准
9.2.1 主控项目
（1）隧道开挖断面的中线和高程必须符合设计要求。
检验数量：施工单位每一开挖循环检查一次；监理单位按施工单位检查数量的10%平行检验。
检验方法：采用仪器测量。
（2）隧道开挖应严格控制欠挖。当围岩完整、石质坚硬时，岩石个别突出部分（每1m2不大于0.1m2）侵入衬砌应小于5cm。拱脚和墙脚以上1ｍ内断面严禁欠挖。
检验数量：施工单位、监理单位每一开挖循环检查一次。
检验方法：施工单位采用自动断面仪测量等仪器测量周边轮廓断面，绘断面图与设计断面核对；监理单位见证测量，现场核对开挖断面。
（3）洞身开挖中，应在每一次开挖后及时观察、描述开挖面地层的层理、节理、裂隙结构状况、岩体的软硬程度、出水量大小等，核对设计地质情况，判断围岩稳定性。
检验数量：施工、监理单位每一开挖循环检查一次。
检验方法：施工单位进行工程地质观察和描述；监理单位见证检查。
（4）光面爆破或预裂爆破钻眼前，应根据钻爆设计图准确标出炮眼位置，钻孔时应按钻爆设计要求严格控制炮眼的间距、深度和角度。掏槽眼的眼口间距和深度允许偏差为5cm。周边眼的间距允许偏差为5cm，外插角应符合钻爆设计要求，眼底不应超出开挖轮廓线15cm。
检验数量：施工单位每一开挖循环检查全部掏槽眼和10个周边眼；监理单位按施工单位检查数量的20%见证检查。
检查方法：测量。
（5）隧底开挖轮廓和底部高程应符合设计要求。隧底范围石质坚硬时，岩石个别突出部分（每1m2不大于0.1m2）侵入衬砌应小于5cm。
检验数量：施工单位、监理单位每一开挖循环检查一次。
检验方法：施工单位用仪器测量底部高程，绘断面图与设计断面核对；监理单位见证测量，核对开挖断面。
（6）隧底开挖后应及时核对隧底地质情况。当需要进行加固处理时，应符合设计要求。
检验数量：施工单位、监理单位每处检查一次。
检验方法：施工单位进行地质描述；监理单位见证检查。
9.2.2 一般项目
（1）光面爆破或预裂爆破的炮眼痕迹保存率，硬岩不应小于80%，中硬岩不应小于60%，并在开挖轮廓面上均匀分布。
检验数量：施工单位每一开挖循环检查一次。
检验方法：对照钻爆设计资料，观察、计数检验炮眼痕迹保存率。
（2）水沟开挖位置、基底高程应符合设计要求，靠边墙的水沟应与边墙基础同时开挖、一次成型。
检验数量：施工单位每一开挖循环检查一次。
检验方法：观察、仪器测量。
10. 安全及环保要求
（1）加强对技术及施工人员的培训，提高全体参建人员的安全、质量意识。
（2）岩石隧道坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则，土质隧道施工严格按照“先探测、管超前、非爆破、严控水、短进尺、强支护、勤量测、早衬砌”的原则组织施工。
（3）严格按照设计文件规定的开挖方法进行施工，否则应按照变更程序申请改变施工方案。
（4）在隧道开挖前，对隧道地表中线附近范围进行勘察，对地表冲沟、深井、滑塌、陷穴、地表附着物等不良地质情况进行统计，并按里程桩号逐一登记、拍照，尤其是隧道下穿高速公路等大型构筑物地段，施工中应加强监控量测工作，严格按设计方案施工，确保隧道安全、顺利通过。
（5）每循环进行测量放样，严格控制超欠挖。定期对测量控制点进行检查、复核，避免由于隧底下沉、上鼓、不均匀变形及人工或机械碰撞等原因对控制点的损害。
（6）边墙、仰拱或底板等的地基承载力必须满足设计要求。软弱地基处理方法和施工质量应符合设计要求。隧底开挖前应进行施工工艺设计。
（7）开挖后应按设计要求的量测项目及频率进行围岩量测，及时反馈量测信息。
（8）隧道开挖中，应在每次开挖后及时观察、描述围岩裂隙结构状况、岩体软硬程度、出水量大小，核对设计情况，判断围岩的稳定性。
（9）土质隧道在开挖过程中，尽量减少挖掘机对隧道边沿的开挖，应采用人工风镐对隧道周边进行修整，减少对围岩的扰动，避免侧壁或拱顶掉块现象。拱脚、墙角应预留30cm人工开挖，严禁超挖。土质隧道拱墙脚严禁被水浸泡。开挖完毕后，应尽早对围岩进行支护封闭，减少围岩暴露的时间。
（10）制定安全施工应急预案，日常做好应急物资储备。
（11）洞口工程施工，宜避开雨季和严寒季节。
（12）洞口施工前，应先检查边、仰坡以上山坡稳定情况，清除悬石，处理危石，施工期间实施不间断监测和防护。
（13）泥质砂岩隧道施工应做好洞顶、洞门及洞口防排水系统。洞门及洞内排水沟应进行铺砌，砂浆抹面，防止地表水及施工用水下渗，影响结构安全。地层含水量大时，上台阶掌子面附近宜开挖横向水沟，将水引至隧道中部纵向排水沟排出洞外，以免浸泡拱脚。必要时应配合井点降水等措施将地下水位降至隧道二次衬砌底部以下，确保施工顺利进行。
（14）隧道明洞段施工时，边仰坡应分层分段开挖，并按设计及时做好防护。临时边仰坡应进行适当放坡。
（15）明洞段因地基加固等施工的振动可能造成边坡失稳时，应预先在边坡上设置观测桩进行监测，并派专人检查边坡的稳定情况。发现边坡有开裂、变形现象时，应立即对边坡体进行加固处理，确保安全后方可继续进行施工。
（16）爆破作业时，所有人员应撤离至不受有害气体、振动及飞石伤害的安全地点。安全地点至爆破工作面的距离，在独头坑道内不应小于200m，当采用全断面开挖时，应根据爆破方法与装药量计算确定安全距离。当相对开挖工作面相距40m时，两端施工应加强联系，统一指挥。当两开挖工作面相距10～15m时，应从一端开挖贯通。
设置放炮前的安全检查员，及时检查现场的安全情况，以确定是否可以起爆，爆破后经专职安全员检查，排除瞎炮等安全隐患后，其他人员方可进入施工现场。
（17）暗洞分部开挖时，在满足设计规范及安全质量要求的前提下，应尽量采用适合机械化作业的施工工艺，分部尺寸划分合理，各分部尽量平行作业，从而达到快速施工的目的。
（18）弃碴时要由专人指挥、堆放整齐、边坡平整，弃碴场需设置挡墙。施工过程中杜绝随意倾倒弃碴和弃土。施工完毕后，对弃碴场及时平整，并做好绿化、防护，避免水土流失。
（19）隧道在整个施工过程中，作业环境应符合下列职业健康及安全标准：
1）空气中氧气含量，按体积计不得小于20%；
2）粉尘永许浓度，每立方空气中含有10%以上的游离二氧化硅的粉尘不得大于2mg，每立方空气中含有10%以下的游离二氧化硅的矿物性粉尘不得大于4mg；
3）有害气体最高允许浓度：
①一氧化碳的最高允许浓度为30mg/m3，在特殊情况下，施工人员必须进入工作面时，浓度可为100mg/m3，但工作时间不得大于30min；
②二氧化碳按体积计不得大于0.5%；
③氮氧化物（换算成NO2）为5mg/m3以下；
4）隧道内气温不得高于28℃；
5）隧道内噪声不得大于90Db。
（20）施工独头掘进长度超过150m时，应采取机械通风，确保洞内每人供应3m3/min的新鲜空气。
（21）便道及施工现场要注意撒水防尘，减少对周围环境的破坏。隧道施工作业地段必须保证足够的照明。不安全因素较大的地段应加大照度。在主要交通道路、洞内抽水机站应设置安全照明，漏电地段照明应采用防水灯头和灯罩。

第二章 小导管施工作业指导书

1. 适应范围
适用于新建铁路隧道正洞及其辅助坑道、附属洞室的超前小导管施工。
2. 作业准备
2.1 内业技术准备
作业指导书编制后，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
施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集。修建生活生产房屋、混凝土搅拌站及施工便道，配齐生活、办公设施，满足主要管理、技术人员进场生活、生产、办公需要。
3. 技术要求
超前小导管配合型钢钢架使用，应用于隧道Ⅳ、Ⅴ级围岩拱部超前注浆预支护，其纵向搭接长度不小于1m。
超前小导管设计参数：
超前导管规格及间距：符合设计要求；
倾角：外插角1°～3°，可根据实际情况调整；
注浆材料：M20水泥浆或水泥砂浆；
设置范围：拱部135°范围。
4. 施工工法与工艺流程
4.2.1 制作小导管
小导管前端做成尖锥形，尾部焊接φ8mm钢筋加劲箍，管壁上每隔10～20cm梅花型钻眼，眼孔直径为6～8mm，尾部长度不小于30cm作为不钻孔的止浆段。小导管构造见图2。
4.2.2 小导管安装
（1）测量放样，在设计孔位上做好标记，用凿岩机或煤电钻钻孔，孔径较设计导管管径大20mm以上。
（2）成孔后，将小导管按设计要求插入孔中，或用凿岩机直接将小导管从型钢钢架上部、中部打入，外露20cm焊于开挖面后方的钢架上，与钢架共同组成预支护体系。
4.2.3 注浆
采用KBY-50/70注浆泵压注水泥浆或水泥砂浆。注浆前先喷射混凝土5～10cm厚封闭掌子面，形成止浆盘。

喷砼封闭掌子面
材料准备
设备准备
施工准备

风枪或煤电钻成孔
拱部放样布孔
机具准备

清 孔
管材加工

安装小导管

M20砂浆准备

注浆

隧道开挖

图1 超前小导管施工工艺流程图

φ8mm加劲箍
小钢管普通焊
>30cm
15～20cm

图2 注浆小导管结构图

注浆前先冲洗管内沉积物，由下至上顺序进行。单孔注浆压力达到设计要求值，持续注浆10min且进浆速度为开始进浆速度的1/4或进浆量达到设计进浆量的80%及以上时注浆方可结束。
注浆施工中认真填写注浆记录，随时分析和改进作业，并注意观察施工支护工作面的状态。注浆参数应根据注浆试验结果及现场情况调整。
注浆参数可参照以下数据进行选择：
注浆压力：一般为0.5～1.0Mpa；
浆液初凝时间：1～2min；
水泥：P.O32.5普通硅酸盐水泥；
砂：中细砂。
5. 施工要求
（1）串浆时及时堵塞串浆孔。
（2）泵压突然升高时，可能发生堵管，应停机检查。
（3）进浆量很大，压力长时间不升高，应重新调整砂浓度及配合比，缩短胶凝时间。
6. 劳动力组织情况
动力组织方式：采用架子队组织模式。每工班钻孔及注浆施工人员不宜少于10人，施工中应根据现场情况及时调整。
7. 材料要求
超前小导管采用φ42或φ50无缝钢管，管长3.5m~5.0m，每环设计数量为46根，超前小导管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。
8. 设备机具的配置
结合隧道断面的特点，每工班施工机具配置如下：KBY-50/70注浆泵1台、煤电钻（或风动凿岩机）不少于10台、气焊机1台、BX1-500电焊机1台，空压机2台。
9. 质量控制及检验
9.1 验收规范
《铁路隧道工程施工质量验收标准》TB10417-2003
9.2 分项验收标准
9.2.1 主控项目
（1）超前小导管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10%进行见证取样检测，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。
（2）超前小导管所用的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。
检查方法：观察、尺量。
（3）超前小导管与支撑结构的连接应符合设计要求。
检验数量：施工单位、监理单位全部检查。
检查方法：观察。
（4）超前小导管的纵向搭接长度应符合设计要求。
检验数量：施工单位、监理单位全部检查。
检查方法：观察。
（5）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。
（6）超前小导管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20%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
超前小导管施工允许偏差应符合表1的规定。
表1 超前小导管施工允许偏差
序号
项目
允许偏差
1
方向角
2°
2
孔口距
±50mm
3
孔深
+50，0mm
检查数量：施工单位每环抽查3根
检查方法：仪器测量、尺量
10. 安全及环保要求
施工期间，尤其在注浆时，应对支护的工作状态进行检查。当发现支护变形或损坏时，应立即停止注浆，采取措施。
注浆结束4小时后，方可进行掌子面的开挖。
相邻两排小导管搭接长度应符合设计要求，且不小于1米。
钢管要与拱架焊接牢固，注浆后注浆孔要堵塞密实。

第三章 管棚作业指导书

1. 适应范围
适用于隧道浅埋洞口及浅埋破碎洞身的管棚施工。
2. 作业准备
2.1 内业技术准备
作业指导书编制后，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
施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集。修建生活生产房屋、混凝土搅拌站及施工便道，配齐生活、办公设施，满足主要管理、技术人员进场生活、生产、办公需要。
3. 技术要求
设计参数：
导管规格、外径、壁厚、管距等，满足设计要求；
倾角：外插角1°～3°为宜，可根据实际情况作调整；
注浆材料：M20水泥浆或水泥砂浆；
设置范围：拱部120°～135°范围；
长度：10～40m。
4. 施工工法与工艺流程
4.1 管棚施工
施工工艺流程见下页图1。
4.1.1 施作护拱
（1）混凝土护拱作为管棚的导向墙，在开挖廓线以外拱部120°～135°范围内施作，断面尺寸为1.0×1.0m，护拱内埋设钢筋支撑，钢筋与管棚孔口管连接成整体。导向墙环向长度可根据具体工点实际情况确定，要保证其基础稳定性。
（2）孔口管作为管棚的导向管，它安设的平面位置、倾角、外插角的准确度直接影响管棚的质量。用经纬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工字钢上，防止浇筑混凝土时产生位移。
4.1.2 搭钻孔平台安装钻机
（1）钻机平台用钢管脚手架搭设，搭设平台应一次性搭好，钻孔由1～2台钻机由高孔位向低孔位进行。
（2）平台要支撑于稳固的地基上，脚手架连接要牢固、稳定，防止在施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移而影响钻孔质量。
开挖周边放样布孔

管棚钻机就位

钻进＋管棚体安装

一节管棚体安装结束

接长管棚
钻杆退回原位

继续钻进安装至设计长度

下一根管棚钻进

钻进结束

安放钢筋笼

注浆

隧道开挖

图1 管棚施工工艺流程图
（3）钻机定位：钻机要求与已设定好的孔口管方向平行，必须精确核定钻机位置。用经纬仪、挂线、钻杆导向相结合的方法，反复调整，确保钻机钻杆轴线与孔口管轴线相吻合。
4.1.3 钻孔
（1）为了便于安装钢管，钻头直径宜比管径大20mm左右。
（2）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。
（3）钻机开钻时，应低速低压，待成孔10m后可根据地质情况逐渐调整钻速及风压。
（4）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。
（5）钻进过程中确保动力器、扶正器、合金钻头按同心圆钻进。
（6）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。
4.1.4 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。
（2）用高压风从孔底向孔口清理钻渣。
（3）用经纬仪、测斜仪等检测孔深、倾角、外插角。
4.1.5 安装管棚钢管
（1）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（靠孔口2.5m处的棚管不钻孔），孔间距15～20cm，呈梅花型布置。管头焊成圆锥形，便于入孔。
（2）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。
（3）接长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不大于50%，相邻钢管接头至少错开1m。
4.1.6 注浆
（1）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。
（2）注浆材料：注浆材料为M20水泥浆或水泥砂浆。
（3）采用注浆机将砂浆注入管棚钢管内，初压0.5～1.0MPa，终压2MPa，持压15min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。
5. 施工要求
（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）钻孔外插角1°～3°以为宜，工点应根据实际情况作调整。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。
（3）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。
（4）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。
（5）掌握好开钻与正常钻进的压力和速度，防止断杆。
6. 劳力组织
动力组织方式：采用架子队组织模式。钻机操作工3～6人，管棚加工2人，钢管顶进8人，注浆6人。
7. 材料要求
管棚采用外径108的热轧无缝钢管，钢管壁厚大于6mm，丝扣长度为15cm，采用方丝，同一截面的接头不能大于50%，管棚间距为40cm，管棚长度大于15m，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。
8. 设备机具的配置
结合正常施工需要，管棚施工机械设备配置如下：
管棚钻机1～2台、电动空压机1台、注浆机1台、ZJ-400高速制浆机1台、混凝土拌合站一座、混凝土振动棒2个、钢模板、木模板、J3G-400A型型材切割机1台、铣床、钻床各1台、BX1－400型交流弧焊机2台、砼搅拌运输车（3.5m3）1辆、ZLC50C装载机1辆。
9. 质量控制及检验
9.1 验收规范
《铁路隧道工程施工质量验收标准》
9.2 分项验收标准
9.2.1 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，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10%进行见证取样检测，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。
（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）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。
（4）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。
（5）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20%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；