下山口隧道管棚施工作业指导书.doc

国家高速公路网横12杭州至瑞丽公路
大 理——丽 江 联络线
管棚施工作业指导书
编制： 赵 文 要
复核： 何 开 斌
批准： 杨 明 亮
中铁十一局集团大丽高速 12—1合同段项目部
2010年07月10日
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隧道管棚施工作业指导书
1．适用范围
适用于下山口隧道进口段K81+640洞门管棚施工.
2、编制依据
《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》(铁建设［2005］160号)
《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》（铁建设[2005]160号)
《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》（TZ214-2005）
《铁路隧道施工规范》(TB10204—2002）
3．施工准备
3。1内业技术准备
组织现场技术人员对已编制的管棚施工作业指导书认真学习，熟悉相关规范及技术标准，解决有关技术问题.对施工人员进行现场技术交底、岗前技术培训，经考核合格后方可上岗作业.
3。2外业准备
3.2。1对施工所用原材料取样检验,检测指标必须符合规范要求;检查机具设备、人员配备是否满足施工要求、检查机具设备和风、水、电等管线路,施工人员安全防护用品是否佩戴,钻机就位并试运转.
3.2。2按照设计图纸要求将管棚所需钢筋笼提前加工完成。
3.3技术要求
3。3。1管棚设计参数:
3.3。1。1导管规格：热轧无缝钢管，管径根据具体工程情况设计选用.
3.3。1。2管距：导管环向设置间距应根据地层性质、地层压力、导管设置部位，钻孔机具性能及隧道开挖方法等确定，严格按照设计文件进行实施.如不能满足支护需要时应立即与设计单位联系及时进行变更。
3。3.1。3倾角：外插角1°～3°为宜，可根据实际情况作调整；
3.3。1.4注浆材料：水泥浆或水泥砂浆；当围岩破碎，地下水发育时，为调凝需要可部分采用水泥—水玻璃双液浆,要求浆液强度等级不小于M10.
3。3。1。5设置范围:拱部120°范围；
3。3。1。6管棚每环施做长度以15～35m为宜，建议每环管棚施做最大长度以40m为宜，当需要设置大于40m时，宜设置两组或多组管棚，且前后两组管棚搭接长度不应小于5m.
4．施工程序与工艺流程
4。1施工程序
施工程序为：开挖周边放样布孔→管棚钻机就位→钻进、安装管棚体→第一节管棚体安装结束→钻杆退回原位→接长管棚→继续钻进安装至设计长度→下一根管棚钻进、安装管棚体→所有管棚钻进结束→安放钢筋笼→注浆→隧道开挖。
4。2 工艺流程图：
管棚施工工艺流程详见图10
开挖周边放样布孔
管棚钻机就位
钻进+管棚体安装
第一节管棚体安装结束
钻杆退回原位
继续钻进安装至设计长度
下一根管棚钻进、安装管棚体
安放钢筋笼
注浆
隧道开挖
接长管棚
钻进结束

图10 管棚施工工艺流程图
5．施工要求
5.1管棚钻孔
5。1。1 施工准备
5.1.1.1对拱部管棚施做范围进行测量开挖周边放样布孔。在开挖轮廓线以外拱部120°~135°范围内施做混凝土护拱作为长管棚的导向墙,导向墙采用C20混凝土浇注,导向墙纵向长度为1m，厚度为1m，导向墙内埋设钢筋支撑，钢筋与定位钢管连接成整体,定位钢管应准确安设，导向墙环向长度可根据具体实际情况确定,导向墙基础需置于稳定基础或具有足够的承载力，导向墙基础需嵌入管棚作业平台不小于0.5m。
5。1。1.2洞身段施做大管棚时,宜根据钻孔机具性能及开挖方式相应增加钻孔施工作业工作面,一般管棚施做平台至最后一根管棚的高度为1～1。5m,以保证钻孔施做.
5.1。1。3定位钢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.用全站仪放样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。
5.1.2 钻孔平台搭设、钻机就位
5。1.2。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。
5。1。2。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和威胁作业人员人身安全。
5.1.2。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。用全站仪、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定位钢管轴线相重合。
5.1。3 钻孔
5.1.3。1钻孔前，按测定好钻孔的范围、平面位置对每个孔进行编号。
5。1.3.2为了便于安装钢管，钻头直径采用Φ127mm.
5。1。3.3钻孔由高孔位向低孔位进行，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。
5。1。3.4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。
5。1。3。5钻进中经常采用测斜仪量测钢管、钻机的偏斜度，发现偏斜超过设计要求,应及时纠正,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。若至终孔时,偏斜度仍超过设计要求值,应补浆封孔后再原位重钻。
5.1。3.6在施工钻进过程中认真作好钻进过程的原始记录和绘制孔位布置图，及时对孔口岩屑进行地质判断、描述，以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。
5.1。3.7钻进机具施工用电应遵循“三线五相制”要求，机械外接电源必须做到“一机一闸、一箱一保护"，当电路出现故障时，非专业电工严禁擅自对任何用电设备及电源、电箱进行修理。
5。1。3。8在钻机作业时,要严格按照操作规程进行操作，确保作业人员安全，防止触碰机械伤害。
5.1。4 清孔
5。1。4。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。
5。1。4。2用高压风从孔底向孔口清理钻渣，确保孔内无残留杂物。
5.1。5 验孔
5.1。5.1用全站仪、测斜仪等检测孔深、倾角、外插角。
5.1.5。2管棚不得侵入隧道开挖线内,相邻的钻孔不得相撞或立交。
5。1。5。3检查钻孔的间距、深度、直径等,允许偏差为：方向角误差为1°，孔口间距±50mm,孔深±50mm。
5.2 管棚安装
5.2。1 材料准备
5。2.1。1管棚采用热轧无缝钢管，壁厚不小于6mm,节长为3～6m,采用丝扣连接.
5.2。1。2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20cm，呈梅花型布置,尾部留不小于100cm的不钻孔止浆段,管头焊成圆锥形,便于入孔.
5。2.2 管棚顶进
5。2.2.1验孔合格后应及时安装钢管，下管前应对每个钻孔的的钢管进行配管编号,下管时按照编号分段施工。
5。2。2.2棚管顶进采用装载机和管棚钻机钻进相结合的工艺，即先钻大于棚管直径的引导孔（直径Φ127 mm），然后用装载机在人工配合下顶进钢管。前期靠人工送管，后期借助钻机顶进，直至孔底，达到设计长度.
5.2。2。3当地质条件较差时,为防止塌孔事故发生，下管要及时、快速，必要时可采取套管下管。
5。2。2。4钻机顶进时,作业人员作业时应高度注意安全防护,防止机械伤人。
5。2。3 管棚连接、搭接
5.2。3。1钢管连接采用丝扣连接牢固，丝扣长15cm.
5。2。3.2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。
5.2。3。3为使钢管接头错开，编号为奇数的第一节钢管采用4m长钢管，编号为偶数的第一节钢管采用10m长钢管，以后每节均采用10m长钢管。
5。2。3.4单环或终环大管棚尾部5m范围内一般宜设小管棚搭接，纵向两组管棚间的搭接长度视开挖空间大小,掌子面封闭与否确定，搭接长度不小于5m.
5。2.3。5钢管焊接采用单面帮条焊，焊缝宽度不小于2cm；钢管焊接时，电焊机线路做到“一机一闸、一箱一保护”。
5.3 管棚注浆
5。3.1施工准备
5。3。1。1施工人员应佩戴好安全帽、手套、水鞋等安全防护用品，拌制浆液的操作人员要戴好护目镜，穿长筒胶鞋。
5.3.1.2采用高压水对管棚内的杂物进行冲洗,由下至上的顺序进行。
5.3.1。3为提高钢管的抗弯能力，可在导管内增设钢筋笼，钢筋笼有四根主筋和固定环组成，主筋直径为16～20mm，固定环采用短管节，将其与主筋焊接，按1m间距设置。
5。3.1.4安装好有孔钢管、放入钢筋笼后，钢管内插入注浆管和排气管，排气管要插入孔底,对孔口缝隙采用混凝土进行封堵,确保孔口封闭.
5。3.2 浆液拌制
5.3。2.1注浆材料：注浆材料为M10/M20水泥浆或水泥砂浆。
5。3.2。2每盘浆液时间不得少于5min,浆液搅拌要均匀、不得有结块、沉淀，否则应适当延长搅拌时间，待浆液拌匀后，方可注入管棚内.
5。3。2。3浆液应在现场随伴随用,浆液要具有良好的流动性、可注性.
5.3.2.4当围岩破碎、地下水发育时，为调凝需要,可部分采用水玻璃双液浆。当采用化学浆液时，应注意防腐、防毒。
5.3。3 注浆
5.3。3。1注浆施工应严格按照注浆机操作规程作业,注浆时注浆管孔不得对准人体，避免高压浆液对人体伤害，作业过程中还应防止注浆管爆管对施工人员造成伤害。
5。3。3。2注浆顺序按照由低到高、由下往上,交错进行。
5。3.3。3注浆机注浆压力应控制在：初压0.5～1.0MPa，终压2.0MPa，注浆压力一般为1。0～2。0MPa，浆液注满后应持压15min后停止注浆.
5.3。3。4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。
5。3。3.5注浆时先灌注“单”号孔，再灌注“双"号孔。
5。3。3.6当注浆压力泵压力突然升高时，可能发生堵管,应立即停机检查，并及时清洗注浆管路.
5。3。3。7在注浆时，当发现支护变形或损坏时，应立即停止注浆，采取措施,当出现窜浆时，要及时堵塞窜浆孔。
5.3.3.8注浆施工中,现场技术人员应认真填写注浆记录，随时分析和改进作业。
6．劳动组织
6。1劳动力组织方式：采用架子队管理模式。
6.2施工人员应结合制定的施工方案、机械、人员组成、工期要求进行合理配备。
其中现场负责人、工班长、技术人员、专职安全员由施工企业正式职工担任，并可根据施工现场情况适当配备若干劳务工人。
7．材料要求
管棚施工所用原材料应符合设计要求,设计未明确时应符合以下要求：
7。1 水泥
喷射混凝土应优先采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，强度等级不小于32。5MPa,必要时可采用特种水泥.水泥的安定性、凝结时间均应合格,当有抗冻、抗渗要求时,水泥强度等级不应低于42。5MPa,当喷射砼遇含有较高可溶性硫酸盐的地层或地下水地段，应按侵蚀类型和寝室程度采用相应的抗硫酸盐水泥，当需要喷混凝土有较高的早期强度时,可选用硫铝酸盐水泥或其他早强水泥。
现场负责人
1人
技术主管
1人
专职安全员
1人
工 班 长
2人
钻机操作人员
3~5人
技术、质检、测量及试验人员
4～6人
管棚加工
3人
钢管顶进
6人
其它各种机械操作人员
3人
主要施工人员配备表
7。2 细骨料
细骨料应采用坚硬、耐久的细砂，细度模数应小于2。0,含水率宜控制在5％～7%。含泥量不应大于3％，泥块含量不应大于1%。
7。3 钢管
钢管外径为89～108mm，壁厚6。5mm，钢管进场检验力学性能指标应符合热轧无缝钢管的技术标准要求.
7.4 拌合用水
水质应符合工程用水的有关标准,水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质。不应使用污水、海水、PH值小于4的酸性水,一般应采用饮用水。
8．设备机具配置
管棚施工机械设备配置分为两大部分，即水泥砂浆搅拌站和现场管棚钻进、安装、注浆施工工序所用机械设备.
主要施工机械设备配置表
混凝土搅拌站
1座
混凝土运输罐车
2台
管棚钻机
1~2台
空压机
2台
注浆机
1个
ZJ—400高速制浆机
1台
BX1—400型交流弧焊机2台
2台
ZLC50C装载机
2辆
混凝土振捣棒
2个
9．质量控制及检验
9.1质量控制
9。1。1管棚所用钢管进场必须按批次抽取进行力学性能试验(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《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》（铁建设［2005］160号）规范要求。
9。1.2 浆液、C20导向墙混凝土配合比必须经试验调配并经审批后方可使用，浆液及C20混凝土配比所用原材料质量检验结果应符合《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》（铁建设［2005］160号）、《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》（铁建设［2005]160号）的规范要求。
9.1。3 在钻孔过程中应经常量测孔的偏斜度，发现误差超限及时纠正,掌握好开钻与正常钻进的压力和速度,防止断杆。
9.1。4 管棚搭接长度必须符合设计要求，搭接长度为5～10m。
9。1。5 相邻钢管接头要前后错开，且至少错开1m，同一断面内的接头数不得大于50%.
9。1.6 注浆顺序应遵循“从低到高、从下往上”的施工顺序。
9.1。7 注浆压力：注浆压力一般为1.0~2。0MPa，初压0。5～1。0MPa,终压2.0MPa，浆液注满后应持压15min再停止注浆.
9。2 质量检查
9.2。1 管棚钻孔允许偏差：
①方向角:1°；
②孔口距：±50mm；
③孔深：±50mm。
9。2。2 注浆现场应随机制取2组浆液试件,待达到28天龄期后进行抗折、抗压强度试验。
9.2。3 管棚所用钢管的品种、规格、搭接长度、钢管节长应现场采用钢尺检查，必须符合设计要求。
9。2。4 在钢管顶进接长时,应根据每节钢管编号分段施工，按照编号顺序逐节接长。
9。2。5 注浆过程中现场测定浆体的流动度、比重及凝结时间，应满足配合比设计要求。
9.2。6 按现场施工实际情况认真填写注浆记录，对照注浆记录情况分析、改进注浆施工作业。
10．安全及环保要求
10.1安全要求
10.1。1施工现场应有专人统一指挥，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。2施工区域设置警示标志，非工作人员严禁出入.
10。1.3施工中应对机械设备进行定期检查、养护、维修。
10.1.4在注浆施工过程中，严禁注浆管口对准作业人员，避免高压浆液对人体伤害，作业过程中还应防止注浆管爆管对施工人员造成伤害。
10。1.5 在注浆施工中，应严格按照注浆机操作规程进行作业。
10.1.6安全员应随时观察周边地质变化，发现有松动滑块现象,应立即组织所有人员撤离到安全地带.
10.1。7在施工过程中，所有施工用电必须做到“一机一闸、一箱一保护”的标准。
10。2 环保要求
10。2。1对施工中产生的污水及油水设置沉淀池进行沉淀过滤，对沉淀池中污油水加以处理，达到环保部门要求的排放标准后方可排放,采取油水、污水分类排放。
10。2。2注浆施工中,施工操作人员要戴好护目镜、手套及穿长筒胶鞋。
10。2.3生产中的废弃物及时处理，运到当地环保部门指定的地点弃置.
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