火车站站一期暗挖工程大断面管棚施工方案(第2稿).doc

西安地铁四号线TJSG-11标 火车站站一期暗挖工程断面(二)管棚施工方案
目 录
1 编制说明 1
1。1 编制目的 1
1。2 编制依据 1
2、工程概况及水文地质 1
2。1工程概况 1
2。2工程地质 2
2。3水文地质 4
3 施工总体筹划 4
3。1 工期安排 4
3。2 劳动力配置 4
3.3 机械配置 4
4 管棚施工技术 5
4。1 施工工艺简述 5
4.2 施工工艺流程 5
4。3 施工现场准备 6
4.4 施工技术参数 6
4。5 施工工艺 7
4.6 质量控制标准及验收方法 12
5、质量保证措施 14
5。1质量保证组织机构 14
5。2钻孔质量保证措施 14
5。3原材料质量保证措施 14
5。4注浆质量保证措施 14
6、安全保证措施 15
6.1总体施工安全 15
6.2钻孔施工安全保证措施 16
6.3管棚接管施工安全保证措施 16
6。4注浆施工安全保证措施 16
7、文明施工及环境保护措施 17
7.1建立健全文明施工管理制度 17
7。2 现场文明施工措施 17
8、应急处理措施 18
9、管棚作业钢平台受力验算 18
西安地铁四号线TJSG—11标
火车站站暗挖隧道断面(二）
超前大管棚施工方案
编制人： 日期:
复核人: 日期：
审核人： 日期：
审批人: 日期：
中铁一局集团有限公司
西安地铁四号线TJSG—11标项目经理部
2017年2月

西安西安地铁四号线TJSG-11标 火车站站一期暗挖工程断面(二)管棚施工方案
1 编制说明
1.1 编制目的
为超前支护工作面前方地层,保证地层的稳定,火车站站一期暗挖隧道断面(二）开挖前采取φ159大管棚进行超前支护。
1.2 编制依据
1。2.1 《第十六册 火车站站一期工程暗挖主体结构》图纸；
1。2.2 西安地铁四号线TJSG—11标工程土建施工合同文件；
1。2.3 地铁施工有关的施工技术规范、规程、标准：
（1）《火车站站岩土工程勘察报告》；
(2）《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）（2003年版）；
(3)《铁路隧道工程施工技术指南》(TZ204—2008）；
（4)《铁路隧道工程施工安全技术规程》（TB10304-2009）；
(5）《铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10417—2003);
（6）《中华人民共和国安全生产法》；
（7）《特种设备安全监察条例》；
(8)《建设工程安全生产管理条例》；
（9）《建设工程质量管理条例》；
（10）《建筑施工安全检查标准》(JGJ59—2011)。
2、工程概况及水文地质
2。1工程概况
火车站站一期暗挖工程左线暗挖隧道长267。1m,其中断面（二）段(开挖尺寸11。7m×10。163m）长度为212.752m；右线暗挖隧道长260.652m,其中断面（二）段（开挖尺寸11。7m×10.163m）长度为151。75m.(具体详见图2—1）
图2-1 管棚布置示意图
断面(二）暗挖隧道采用超前大管棚+超前小导管对拱顶150°范围进行超前预支护。管棚采用φ159无缝钢管,壁厚8mm。南北对向打设,左线从北向南打设长度为140.45m,从南向北打设长度为85m，搭接10m;右线从北向南打设长度为101。75m，从南向北打设长度为60m，搭接10m。从南向北打设采用Φ220mm导向管水平安装，从北向南打设直接在隧道内，采用Φ220mm的水钻开孔进行管棚打设。管棚外插方向：左线从北向南管棚打设角度约为0.122°,右线从北向南管棚打设角度约为0。169°；左线从南向北管棚打设角度约为0°，右线从南向北管棚打设角度约为0°。管棚注浆采用水泥浆液。
2.2工程地质
火车站站地层由上至下依次为：素填土、饱和软黄土、新黄土、古土壤、粉质粘土、粉土、粉砂,场地内地下潜水稳定水位埋深5。30～6。20m之间，地层渗透系数为0。9×10—4m/s，主要地层特征自上而下分述如下：
〈1>第四系全新统地层Q4ml：
地表为混凝土及灰土碎石垫层等,以下为:
1—1人工填土（杂填土）Q4ml：杂色，松散，由粉质黏土与砖瓦碎片组成，局部含大量建筑垃圾，结构杂乱，土质不均。本层厚0.20～1。80m,层底高程401。01~402.61m。
1—2人工填土（素填土)Q4ml：以黄褐色为主，主要为粉质黏土,硬塑，含少量砖瓦片,杂填土等，土质不均。本层层厚1.70～3.30m，层底埋藏深度2。90~5。30m，层底高程396。81~399。51m。
〈2>第四系上更新统地层Q3：
3-1—1新黄土（水上）Q3eol:该层分布于填土底面至地下水位以上。黄褐色，可塑，具湿陷性。虫孔及大孔隙发育。本层层厚1.40～1.70m，层底埋藏深度5。0m,层底高程397.80～397。81m。
3-1-3饱和软黄土Q3eol：褐黄色,软塑～流塑,土质均匀，具孔隙，含少量蜗牛壳碎片，工程性质较差,属中偏高压缩性土，局部具高压缩性。本层层厚2。50～4。80m,层底埋藏深度8。50～9.80m，层底高程393.01～394。31m.
3-1—2新黄土（水下）Q3eol：褐黄色，可塑,土质均匀，具孔隙,含少量蜗牛壳碎片，属中压缩性土.本层层厚5.40～6.50m，层底埋藏深度14.30～15.60m，层底高程387。20~388.51m。
3—2古土壤Q3el:棕红色，可塑.团粒结构，具针状孔隙，含钙质条纹，层底钙质结核含量较多，局部地段钙质结核富集成层。本层层厚1。20～2.20m，层底埋藏深度16。20~17.00m，层底高程413.69～415.99m.
3-4粉质黏土Q3pl：黄褐色、褐黄色，可塑，含铁锰质斑点及零星钙质结核，局部钙质结核富集。该层分布有中砂层夹层或透镜体。属中压缩性土。本次钻探未钻穿本层，最大揭露厚度13.00m,最浅埋深16.20m，最低钻至高程352。81m。
3—5粉土Q3pl：灰黄色，饱和，密实,含少量颗粒，本层多以夹层或透镜体形式分布于3-4粉质黏土层中，本层最大揭露厚度3.10m,最浅层顶埋深24。50m,相应高程378。31m。
3—6细砂Q3pl：灰黄色，饱和，密实,级配不良，矿物成分以长石石英为主，含少量云母。本层多以夹层或透镜体形式分布于3-4粉质黏土中。本次钻探最大揭露厚度4.50m，层顶埋深26.70m，相应标高376.11m。
图2.2 火车站站地质剖面图
2。3水文地质
对本工程施工有直接影响的是地下潜水，根据地质勘查资料显示，场地地下潜水稳定水位埋深5m～8m之间，相应高程为394。81m～397。14m。根据西安长期水位观测条件，勘查时接近低水位期，地下水年变幅2m左右。
3 施工总体筹划
3。1 工期安排
左线：
北竖井:2017年3月1日~2017年4月15日,施工工期为46天。
南竖井：2017年7月10日～2017年8月8日，施工工期为29天。
右线
北竖井:2017年5月1日~2017年5月31日，施工工期为31天。
南竖井：2017年8月15日～2017年9月13日,施工工期为29天。
3。2 劳动力配置
管棚施工人员可视作业面情况而定，一台管棚钻机为两个作业工班，每班配有熟练的钻工和机长作为钻孔作业的骨干,24小时进行施工,详见表3-1。
劳动力配置表 表3—1
序号
工种
数量
工作内容
1
施工负责人
1
全面负责管棚作业工作
2
主管工程师
1
施工组织与质量控制
3
技术员
2
负责进行技术指导和施工过程中的质量检查
4
安全员
2
观察施工作业附近土体变化情况
5
实验员
1
注浆浆液配置
6
空压机司机
2
负责给管棚钻机供高压风
7
管棚钻机司机
2
负责管棚钻进,记录
8
压浆机司机
2
负责管棚注浆，记录
9
操作手
4
协作司机进行作业
10
普工
6
负责钢管运输，浆液拌制
3。3 机械配置
主要施工机具设备需求见表3-2。
施工机械配置表 表3—2
序号
设备名称
型号
单位
数量
备注
1
地质水钻

台
2
用于钻孔桩部分打设
2
导向仪

台
2
管棚打设精度控制
2
23t液压定向钻

台
1
管棚打设
4
液压站

台
1
管棚打设
5
泥浆泵（含注浆）
SYB-60/5
台
1

6
工作平台

架
1

7
电焊机

台
2

8
螺纹车床
Q1319-1A
台
1

4 管棚施工技术
4。1 施工工艺简述
火车站站一期暗挖断面（二）管棚施工采用导向跟管钻进法施工，钻头采用楔子板导向钻头，在钻头内安装有线导向仪控制棒，配合导向仪进行钻孔精度控制.施工时将管棚钢管加工成钻杆，钢管之间采用丝扣连，通过水平钻机直接钻入地层，然后进行注浆填充形成超前支护。
4。2 施工工艺流程
施工准备

测量定位

导向管安装

搭设作业平台
导向控制
跟管钻进

原材料进场
原材料进场
初选注浆配合比
初配浆液试验注浆
确定浆液配合比
浆液制备
连接注浆管路、调试
注水清洗钻杆

丝扣连接
钢管加工
管棚分节安装

终孔验收

孔口漏浆
不
合
格

管路渗漏

管路紧固
压水试验
注浆参数调整
注浆效果分析
下道工序
孔口密封

工作面泄露

注浆作业

图4-1 管棚导向跟管钻进法工艺流程图
4。3 施工现场准备
(1)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，认真调查实际地质情况及周边环境、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）施工人员及机械进场准备,做好现场劳动力的组织，准备好各种设备，保证施工机械的完好，使其满足施工要求。
（3）管棚钢管、导向管、注浆材料等施工材料的采购,钻孔、注浆等设备的进场报验。材料的试验，配合比的设计，原材料的抽样送检.施工场地的平整，水、风、电的设置，其他施工辅助措施的准备。
4。4 施工技术参数
由于南竖井拆迁进度缓慢，制约四号线整体工期，为满足工期要求，火车站站一期暗挖隧道大管棚施工时，由北向南进行三根打设长度试验,剩余管棚打设长度根据试验结果确定。从目前实际情况看，从北向南大管棚至少需要打设160m，才能与北侧的开挖相匹配，根据前期施工总结打设此长度可以保证精度，能够满足设计要求。由北向南打设管棚在保证安全、质量前提下尽可能长,尽量避免北向南开挖停等,缩短总工期。
管棚施工技术参数统计表 表4—1
序号
项目
设计参数
备注
1
钢管规格
φ159无缝钢管，t=8mm

2
钢管连接方式
丝扣连接,连接长度150mm

3
管棚孔口位置
拱顶开挖轮廓线外250mm位置

4
管棚布置形式
拱部150°布置，环向间距0。4m

5
外插角
1°～2°

6
注浆水灰比
1:1

7
注浆压力
0。5～0。8MPa

4。5 施工工艺
(1）测量定位
测量组根据设计图纸,现场实地放样出每根管棚的具体位置,采用水泥钉作准确标记，并用醒目的油漆对孔口位置作明显标识，对管棚位置进行编号，详见图4—2。
图4-2 管棚施工编号图
（2）搭设作业平台
1）钻机平台用I22a的工字钢搭设，平台长度尺寸为9m，高度根据施工现场实际尺寸加工，步距设置为2m。顶部满铺厚度为8cm×8cm方木条。立柱间距为1.5m×1.5m，立柱顶部横梁间距为1。5m，纵梁间距为1.5m,工字钢节点连接采用2块0。36m×0.22m×0.01m钢板配合4个M20mm长70mm螺栓连接,钢板与工字钢焊接连接。立柱底部焊接0。36m×0.36m×0.01m的钢板，钢板与初支仰拱采用膨胀螺栓连接。为保证作业平台安全和临时仰拱结构的稳定，在隧道临时仰拱下方设置支撑体系,支撑体系的设置要求同平台加固要求.管棚作业平台及支撑体系搭设示意图4-3、4-4：
图4-3 管棚作业钢平台整体效果示意图
图4—4 管棚作业钢平台节点连接大样图
(4）管棚开孔
施工前，测量人员对已预埋的套管管位、角度进行认真复测，误差超限者应进行调整。开孔定位，调试角度必须由专人负责,并且做好复检，确保无误。管棚开孔采用地质水钻进行对封闭掌子面部分进行开孔，使用时钻机固定在平台底部,人工配合打设定位。
(5）管棚加工
采用台式多用钻床对φ159×8mm的管棚进行加工，根据长管棚的长度，考虑相邻钢管接头必须错开以及受现场施工条件限制的因素，奇数孔第一根下管长度2m,其余为4m，偶数孔最后一根下管长度2m，其余为4m.丝扣长度为150mm，丝扣为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。
（6）钻机就位
钻机定位：钻机要求与已设定好的放样点重合，必须精确核定钻机位置。用水准仪、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管棚轴线相吻合。钻机的安置的位置距离工作面不小于1m为宜.钻机安置后,根据钻孔要求进行严格定位定向，钻杆穿过孔口钢管,把钻杆的平行线延伸固定下来，以达到钻机钻进的导向作用.
(7）钻孔
1）钻机调试完成后,安装管棚钢管及有线导向仪器进行钻孔定位，精确测定孔的平面位置、方向和外插角，采用水平尺和导向仪互检办法精确施工角度,并对每个孔进行编号。
2）钻孔时直接用φ159mm，壁厚8mm棚管钢管做钻杆，形成满眼钻进，有效地约束钻头。钢管前端安装φ185mm楔子板合金钻头,钻头前端有两个直径约6mm的小孔.泥浆泵将冲洗液先注满棚管，然后冲洗液通过小孔高压喷射出去,对土体进行切割破除，钻头楔形板旋转顶进过程中同时对土体进行修复性切割，使土体形成略大于管径的孔,原地层渣土通过与冲洗液的搅拌形成泥浆，泥浆从管壁与土体之间的间隙中外流,直至流到孔口。如此循环棚管不断前进.钻孔时由底至高,隔孔施钻.起钻时，钻机保持低速低压,待入孔2。0m后,适当加压.
图4—5 导向楔形板钻头
图4—6 管棚钻进原理图
3）在钻进过程中跟管随钻头进行跟进,采用φ159壁厚8mm分节式无缝钢管，采用螺纹套丝连接,丝扣螺纹段长度150mm。在钻进过程中禁止钻杆回旋,防止钻头、钻杆脱节,造成掉钻现象.
4）为防止地下水土流失,控制沉降.在管棚施工时采用中小水量、低转速、中低压力、快速给进的钻孔原则.钻进时泵压控制在0。4～0.8MPa,泵量为20—50L/min为宜，保持中低压力,匀速中速钻进.并在管棚开孔后在孔口安装孔口回水阀,控制水压，确保钻孔时孔内回水量小于等于进水量，以平衡孔内压力。
图4—7 孔口回水阀示意图
5）角度控制:每跟进一节管棚，必须使用导向仪器进行施工角度检查,如果发现偏转，立即采用楔形钻头进行角度纠正。
6）认真作好钻进过程的原始记录，及时对土体进行地质判断、描述，作为洞身开挖时的地质预测预报的参考资料,指导洞身开挖。
（8）导向及精度控制
1）导向控制：在钻头部位安装有线导向仪信号棒，根据钻头在钻进过程中的位置和方向同设计轨迹的差异，利用能进行调节方向的楔型钻头改变钻头的钻进方向。钻头内装有特制的传感器，传感器通过有线线缆同管外的PLD显示屏连接。当钻机匀速旋转钻进时，钻杆轨迹基本是平直的.利用显示屏反馈的信息来控制导向钻头在施工过程（控制原理见图4—8）中的方位。
图4-8 导向纠偏系统原理图
2）精度控制:根据该地段地质情况,现场Φ159管棚打设采用水切割钻进方法，为确保管棚打设精度，采用有线导向仪(导向仪系统包括接收仪、探棒为有线连接)控制钻杆的水平精度，用楔掌斜板导向钻头调整管棚管进行打设.为保证安全、准确、高效进行施工，探棒安装在导向钻头后部200mm处。导向钻头示意详见图4-9：
图4-9 导向钻头示意图
在钻进过程中能准确测定钻头在地下的位置和方向.根据钻头在钻进过程中的位置和方向同设计轨迹的差异，利用随时可调节方向的钻头（一般为楔型钻头)改变钻头的钻进方向，从而按设计要求完成管棚的打设.
探棒内装有特制的传感器，传感器直接由15V直流供电。显示屏显示钻头的倾角（水平角度）、面向角（导向板的方向：导向板朝上即为12点，如同钟面）.
打设角度如果偏下,可以把钻头调整到12点，即导向板朝上，直接顶进，此时由于导向板底板斜面面积大.受到一个向上的力，钻头轨迹就会朝上运动。同时在6点纠偏可以使钻头轨迹朝下，9点、3点分别是为左、右纠偏方向。如果角度合适，钻机会匀速旋转钻进，此时钻杆轨迹一般是平直的。终孔偏差可以控制在5‰以内。
3）纠偏控制：显示屏可实时显示钻头部位的仰俯角度和楔形板的朝向.正常打设管棚过程中，棚管一边旋转一边前进，如果钻头处角度低于设计轨迹角度，则将楔形板旋转至正上方（如图朝向），此时停止旋转、直接顶进，钻头楔形板通过土层的反作用力产生向上前进的趋势，此时角度会逐渐上升，达到往上纠偏的效果，角度达到设计规定后再继续旋转前进。同样道理，上、下、左、右各个方向均可以进行纠偏。
（9）注浆
1）注浆原理
管棚打设完毕后，调整孔口密闭装置，从孔口开始注浆。浆液采用水泥浆，浆液通过管棚，从管头钢管外环状间隙开始回流，管内空气则通过设置在孔口密封装置上的排气孔排出。当排气孔流出浆液后,关闭排气孔，继续灌注浆液，使浆液充满钢管及周围空隙。注浆要有保压措施，环状间隙保压靠单向阀与开关回水阀门及孔口密封,管棚内保压靠单向阀与孔口密封装置，见图4—10.
图4-10 管棚注浆原理图
2）注浆参数
注浆浆液采用水泥浆，注浆参数：水泥浆水灰比1:1，注浆压力0。5～0。8MPa,施工中应根据实际地质情况,在满足设计要求的情况下，对注浆参数进行适当的调整。
3）注浆顺序
管棚注浆遵循“先两侧后中间、由稀到浓"的原则.注浆施工由两端开始施工,向隧道拱顶方向推进,开始时的注浆的浆液浓度要低一点，逐渐加浓至设计浓度.
4）浆液拌制
水泥浆水灰比采用1:1，浆液的拌制要均匀，其具有良好的流动性和粘稠度，严格按照设计配合比进行水泥浆液的拌制,搅拌工作不能停止,一直至注浆完毕为止.
5）管棚注浆
注浆应严格按照设计压力进行，压力控制在0。5～0.8 MPa，注浆前先检查管路畅通和机械运转状况， 注浆前对掌子面进行封闭，确保注浆过程不漏浆，注浆要填充满钢管及周围的间隙，注浆量必须满足设计要求。注浆顺序为先低孔后高孔，先注无水孔后注有水孔，从两拱脚向拱顶对称进行。
注浆时应徐徐加压，注浆标准为单管注浆量达到设计值或注浆压力达到终压并稳压20分钟以上，孔内不再进浆,表示已注满，注满后，浆液有时会从封口处均匀溢出。注浆完毕后，应把注浆量与理论数值相比较，当注浆量小于理论数值时,说明管内未注满,此时应该停止注浆查明原因后再进行压注.
（10）洞内防排水
超长大管棚施工为带水作业，同时受地下水影响，成孔过程中孔内出水量较大，为避免仰拱初支结构长期浸泡影响结构稳定,钻孔之前，在隧道仰拱初支表面铺设防水卷材一道，将施工用水及地下水导引至集水坑后集中排出。
4。6质量控制标准及验收方法
(1）原材料控制措施
管棚所有钢管进场应按批次抽取试件做力学性能（屈服强度、抗拉强度和伸长率）和工艺性能（冷弯）试验，其质量应符合国家有关规定及设计要求。检验批次数量：同批号、同炉罐号、同规格、同交货的钢管，每60t为一批，不足60t按一批计。现场每批抽检一次。
水泥采用P·O 42。5普通硅酸盐水泥，其质量因满足施工要求。检验批次数量：对同一水泥厂生产的同期出厂的同品种、同强度等级水泥,以一次进厂的同一出厂编号的水泥为一批，但一批的总量不得超过200t.随机地从不少于20袋中各采取等量水泥，经搅拌均匀后,从中称取不少于12kg水泥作为检验试样.
（2)钻孔质量控制措施
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）保证钻机就位及施工过程中，地面沉降量小于10mm.
3）钻孔外插角1°～2°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，控制在1°～2°。施工中应严格控制钻机下沉量及左右偏移量。
4）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.
5）钻机立轴方向必须准确控制，以保证孔口的孔向正确,钻进中应经常采用测斜仪量测钢管钻进的偏斜度，发现偏斜度超过设计要求,及时纠正。
6）钻杆晃动时，应适当降低钻速，防止因扩孔而改变仰角。
7）钻进结束后应对孔深进行量测。
8）孔口距偏差不超过±150mm,孔深偏差不超过±50mm。
9)掌握好开钻与正常钻进的压力和速度，防止断杆。
（2)管棚接管质量控制
1)隧道纵向同一横断面内的接头数量不大于50%,相邻光管的接头至少错开1m.
2）接管时，两钢管的断面应相吻合,并保证中心线在一轴线上。
3）丝扣连接钢管时,单、双序孔的连接丝扣宜错开半个节长，丝扣连接钢管做到各丝扣连接必须拧死。
4）钢管插入孔内的长度不得短于设计长度的95%.
5）钢管型号、质量和规格等应符合设计要求。
6）钢管插入后，应外露孔口管长度不小于0.1m。
（3)注浆质量控制
1）严格按照设计配合比配置浆液。
2）施工中调整好各工序，尽量缩短注浆的时间。并在灌入前,进行孔外的凝结时间试验。
3）搅拌浆液应随施工不间断进行。
4）严格保证注浆持压时间。
5）注浆应持续进行,中途不得中断，如被迫中止时,应用清水将孔内浆液冲洗。
6）注浆时压力要严格按照要求进行控制，不能太大,以免浆液压力影响邻近周边建（构）筑物。并应在适当位置检查注浆效果，根据检查结果，调整注浆压力等有关施工参数。
7)卸管后应立即进行封堵,并在注浆过程中随时观察周边土体有无溢浆现象,待浆液均匀流出时，再进行封堵。
8)施工前对各个孔位进行编号，认真做好注浆记录。
5、质量保证措施
5。1质量保证组织机构
为保证工程质量，组织创优管理，成立以项目经理为组长的质量领导小组。小组定期进行质量检查，召开质量分析会议，分析质量保证计划的执行情况，及时发现问题,研究改进措施，积极推动项目经理部全面质量管理工作的深入开展.质量领导小组组织机构如下:
组 长:梁西军
副组长:徐岩军、仇峰涛
成 员:李钊、郑飞、郑腾、高鹏、张宏刚
5。2钻孔质量保证措施
为保证钻孔孔位、深度及钻孔垂直度满足设计要求，保证喷射管能够顺利下到设计深度，施工中要按以下技术要求进行控制：
(1）用全站仪打设中线，以及控制点，经纬仪以及水准仪控制导向管高程、倾角、方向，并填写工程控制点放样（复核）记录表及施工放样报验单。
(2）钻机定位要稳固,钻具安装好后，做到钻机与孔口同心。
（3)钻机定位后，根据管位高度，用仪器精确测定其仰角和方位角，通过前后微调进行调整，以确保施工精度与质量。
（4）钻进中，每次加尺后，须先钻进，后起出进行棚管丝扣连接（即先钻后接），以免钻进时扭力造成开焊.
（5）随着不断地钻进，经验的积累结合地质情况的变化，对技术参数不断地适时调整。
（6）如遇到异物，不可钻进时，机手与钻工要特别注意孔内变化，发现异常（卡钻、别钻，见硬物等）须立即停钻,做出判断，采取措施。以防发生工程事故。
5.3原材料质量保证措施
所用水泥，在使用前确保每批都须有质保书,并按规范要求批量、批次抽样送有资质检验单位检测合格后方可投入施工使用。
5。4注浆质量保证措施
（1）严格控制水泥浆液的水灰比，利用机械搅拌水泥浆液，水泥采用进料机均匀进料.对拌料工人进行灰浆配比技术交底，并对搅拌桶做明显标记，已确保浆液配比的正确性。
(2）不定期用比重计检测水泥浆液密度，确保浆液质量。
（3)配置好的水泥浆用滤网过滤，喷浆过程中浆液应连续搅动，防止水泥沉淀。
（4)浆液存放时间：当环境气温10℃以下时,不超过5h;当环境气温10℃以上时，不超过3h；当浆液存放时间超过有效时间时,按废浆处理.
（5)注浆过程应派专人负责填写《注浆记录表》,记录注浆时间、浆液量、注浆压力等数据, 观察压力表值。
6、安全保证措施
6。1总体施工安全
（1）施工现场安全
1)进入施工现场必须戴安全帽，严禁穿拖鞋；特殊工种必须持证上岗，严禁无证作业；严禁酒后上岗，上班时作业认真,严禁嬉戏、打闹。
2）施工材料堆放有序,不侵入运输通道施工界限。
3）危险品必须严格管理，其存放、运输、使用均要符合国家和地方的有关规定。
4）调制水泥浆时，应戴好防尘口罩.
5)加强仓库的防火措施，设置安全岗哨和标志，配足灭火器材，发现事故苗头和隐患及时排除，杜绝重大事故发生。
(2）施工机械安全
1）施工设备进场后及时验收,设备报验的资料要齐全，不得使用报废设备进场施工.
2）施工机械的转动部分要有安全罩。
3)机械定期维修，确保作业安全。
4）钻机高速钻孔施工时，负载荷太大及电机工作电流超过额定值时,应减慢提升速度或补给清水，一旦发生卡钻或停钻现象，应切断电源。
5）在危险地段设立安全标志。机械移位，须切断电源，必须有专人照管电缆。
6)高压泵、钻机、浆液搅拌机等要密切联系配合协作,一旦某部位发生故障,应及时停泵停机，及时排除故障。
（3）施工用电安全
1）严格执行《施工现场安全生产保证体系》、《施工现场临时用电安全技术规程》相关规定。
2）在施工过程中，应特别注意用电安全，电工必须持证上岗,安全防护设施合理配备齐全,严禁乱拉、乱接电线，严禁一闸多用。夜间施工，照片应采用12V以上的安全灯。
3）临时设施及变压器等供电设施，应按《施工现场临时用电安全技术规范》的规定，采取防护措施，并增设屏障、遮栏、围栏、防护网。凡可能漏电伤人或者易受雷击的电器设备，均设置接地装置或避雷装置，并派专业人员检查、维护、管理。
4）电缆接头不许埋设和架空，必须接入线盒，并固定在开关箱上，接线盒内应能防水、防尘、防机械损伤,并远离易燃、易爆、易腐蚀场所。
5）所使用的配电箱必须符合规范要求的电箱，配电箱电气装置必须做到一机一闸一漏电保护,配电箱开关有操作指示和安全警示。
6）所以电机、电气、照明器具,手持电动工具的电源线应装置二级漏电保护器。
6.2钻孔施工安全保证措施
(1）在钻进过程中,应随时观察钻进对周围土层的扰动,如发生少量局部坍塌、涌水等情况，必须停止施工，汇同监理、设计单位对地层重新进行分析。
（2）施工平台应满足施工要求，高空作业时，应考虑施工人员系安全带的位置。
（3）钻机维修保养应在停机后进行。
6.3管棚接管施工安全保证措施
（1）搬抬、安装、焊接钢管时其端部禁止站人。
（2）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；
（3）机械配合时接管时，应由专人进行指挥.
(4）切割钢管时应戴好防护目镜。
（5)电焊工按要求穿好劳动保护。
6.4注浆施工安全保证措施
（1)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。
（2)注浆过程中，需观察注浆施工对周围土体的扰动,发生险情时，应立即暂停施工，组织人员撤离.
（3）机械制浆时，在制浆机钻动过程中，作业人员不得将工具放入搅拌容器中.
(4）注浆施工中管口不得对着人员.
（5)注浆完毕后,卸管及封堵人员应侧身进行操作。
（6)掺入化学浆液时，应避免入眼内或与皮肤接触。
7、文明施工及环境保护措施
7.1建立健全文明施工管理制度
项目部成立文明施工领导小组，全面负责含元路站的文明施工工作，并严格执行西安市和业主单位的施工管理要求,推行现代管理方法,科学组织施工，做到现场文明施工的各项管理工作。文明施工管理由项目经理全权负责，现场由安全总监负责文明施工工作,制定现场文明施工规则，检查文明施工执行情况,对职工进行文明施工教育.
7.2 现场文明施工措施
(1）施工现场布局合理，材料、物品、机具、土方堆放符合要求，并严格按照总平面图布置。对危险的施工区域及设施、设置醒目的警示牌.夜间照明充足.各工序衔接井然有序,工人操作标准化、规范化和制度化.场内道路要平整、坚实、畅通。场地内车到人到的地方应全部硬化，并设置相应的安全防护设施和安全标志。施工现场内有完善的排水设施，不允许有积水存在。进出、临边、危险作业点必须设置警告、禁止、提示标牌。
(2)所有管理人员持有统一制作的标有姓名、部门、职位及编号的工作证，在现场期间佩带，且穿戴整齐，行为文明。现场的所有施工机械及设备都醒目地注上集团公司的名称。
（3）通过设隔音罩、隔音板、减震底座，尽量使用环保机具等措施，将施工期间施工机械的噪音控制在最低限度，满足国家和西安市有关法规要求,符合《建筑施工场地噪声限界》（GB12523—90）。
（4）采取有效措施将施工产生的振动减小到最低幅度，以使施工不影响周围建筑物安全，不影响居民身体健康，控制标准符合《城市区域环境震动标准》（GB10070—88）的要求。
(5）开钻前应提前查明地下管线及地下建（构)筑物,对有影响的应及时提出改移和保护措施,没有查明管线不得盲目进行施工.
(6）施工中废弃泥浆必须经过沉淀池沉淀处理后,方可排入市政污水管，严禁直接排入市政污水管。废浆陈佳必须用密封的渣土车外运至指定地点处置。
(7)设专人负责管理，垃圾清扫、堆放，并纳入市垃圾管理系统。
8、应急处理措施
（1)施工前详细了解地下障碍物（市政管线、军用通信、人防工程等）分布情况、最大埋深。根据调查结果做出相应防范措施。
（2)遇特殊情况时,在采取紧急处理措施的同时应立即向项目部汇报。
（3）组织研究处理方案，涉及工程质量和安全的处理方案须得到甲方批准，方可实施.
（4）钻进中发现孔斜明显超标(限）：查明原因，报告项目经理部，采取有效纠偏措施,例如：调整钻机角度或补打棚管等。
（5）严格控制泵压、泵量,泵工时刻观察冲洗液消耗量及循环状况，避免出现“干钻”。
（6）钻进中途应避免随意停钻（例如用餐、交接班等）,必须停钻时尽量压缩停钻时间。
（7)断钻杆事故:备有必要的打捞工具.
（8）特殊情况的处理,应严格执行奖惩：
（9）对责任心强，能及时发现可能发生的特殊情况的征兆、隐患,并积极防患于未然者奖。
（10)对认真、有效、得当地进行积极处理者和为处理提出有效方案者应予以奖励。
（11)对发生特殊情况时和处理过程中，擅离职守、消极怠工或起不良作用者应重罚。
9、管棚作业台架受力验算
钻机台架用I22a的工字钢搭设，平台尺寸为9.7m（宽)×8(长)×5。4m（高）,顶部铺设5块1。5m×9.5m×15mm的钢板。立柱间距为3m×3m,立柱顶部横梁间距为2m（共5道），纵梁间距为3m（共3道）.
9.1 I20a钢梁受力验算
(1）荷载分析
根据现场施工需要,管棚作业钢平台主要受力为施工机械23t液压定向钻及原材料荷载q，及工字钢自重荷载P两部分组成，如图1所示：
图1
为简便计算方法，机械荷载按均布荷载考虑，材料荷载集中荷载考虑。以单片工字钢受力情况分析确定q、P值。
1、q值确定
由资料查得I22a工字钢每米重27。9kg,再加平台顶部钢板重量，单片工字钢自重按0.5KN/m计算，及q=0.5KN/m。
2、P值确定
根据施工需要,并通过调查，经调查核实，23t液压定向钻及配套设施总重量约为4t,原材堆放考虑一次堆放管棚材料40根，每根长8m计算.
作用在钢梁的竖向荷载为：
P=钻机重量+管棚原材重量=4T+2.12T=6。12T=60KN
（2）结构强度检算
由图1所示单片工字钢受力图示,已知q=0.5KN/m,P=60KN，工字钢计算跨径=3m,根据设计规范，工字钢容许弯曲应力=210MPa，容许剪应力=120MPa。
① 计算最大弯矩及剪力
最大弯距（图1所示情况下）：
最大剪力（当P接近支座处时）
② 验算强度
正应力验算：
（为20a工字钢净截面弹性抵抗矩，查表得到为309cm3）
③ 剪力验算：
由于工字钢在受剪力时，大部分剪力由腹板承受,且腹板中的剪力较均匀，因此剪力可近似按计算。为腹板净高(除去翼板厚度）,为腹板厚度，由图2可得到=186mm，=7mm。
计算得到:
,满足要求.
（3)整体挠度验算
工字钢梁容许挠度，而梁体变形为整体变形，由单侧工字钢为一整体进行验算,计算得到：
其中q=0。5KN/m F=360KN E=206×105/cm2 I=33760cm4×8
由于挠度主要由车辆荷载产生，因此可近似将视为挠度的折减系数，及,满足要求.
9。2 I20a立柱稳定性验算
考虑到荷载的分布和作业形式，工字钢立柱按的轴心受压杆件计算。同时柱子的轴心力计算值满足钢材支架容许荷载,所有竖向荷载均有立柱承受。
式中：
—轴心拉力或轴心压力，N=61KN
—净截面面积，An=42。1×2=84。2cm2=8420mm2；
—轴心受压构件的稳定系数,查表得;
λ=L/ix—长细比，λ=L/ix=11.6/0.0899=129,其中L=11。6m，ix=8.99cm；
f—设计最大应力,取值f =215N/mm2
型钢稳定性： 20.75N/mm2＜f=215N/mm2 ；
经验算，型钢立柱稳定性满足要求。
9.3验算结论
根据以上验算，I20a工字钢钢梁及立柱满足受力要求，因此次设计可以完全满足使用要求。
中铁一局集团有限公司
西安地铁四号线TJSG-11标项目经理部
2017年2月
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