隧道管棚施工方案.doc

郴宁高速公路第八合同段
羊角脑隧道大管棚施工方案
中铁十三局郴宁项目经理部
（2008年12月1日）

一、工程概况
郴宁高速08标羊角脑隧道进洞口段地势低缓，所处围岩自稳能力差，层间裂隙发育，处于碎石土及全风化砂岩段落。雨水季节上部会有地表水渗漏。残坡积层厚度大，土体中孤石及风化残留体普遍发育，软弱不均，土体结构性强，易受扰动破坏。
针对洞口地质条件较差，且为S5a（浅埋ⅴ类围岩），相对埋置深度较浅，不易成洞，设计要求施工时首先施工大管棚，以保证成洞面开挖的稳定和安全。设计时在S5a类围岩段落设计有大管棚，长度分别为左线进口40m（ZK151+170~210）；右线进口35m（YK151+160~195）；左线出口30m（ZK154+035~065）；右线出口24m（YK153+981~YK154+005）。
二、管棚施工参数：
1、钢管规格：热轧无缝钢管Ф108mm，壁厚6mm，节长3m，6m
2、管距：环向间距50cm。
3、倾角：仰角20（不包括路线纵坡），方向：与路线中线平行。
4、钢管施工误差：径向不大于20cm ,隧道纵向同一横断面内的接头数不大于50% ，相邻钢管的接头至少需错开1米。
5、管棚连接：采用丝扣连接。
三、施工准备：
1、利用隧道洞口的现有场地、已实现了“三通一平”即水通、电通、风通、场地平整。
2、洞口仰坡开挖已完成，锚喷防护与管棚同时平行施工。
四、施工工期：
进出口整体工期 2008年11月22日～2008年12月31日。
五、施工方法及顺序
1、管棚施工
采取台阶开挖的方法。在开挖时，距离拱顶先下挖1.5米高度，做出平台，然后施工拱部范围的管棚。拱部管棚施工钻孔时注意钻孔方向的控制，拱顶范围钢花管以隧道中心线为基础上仰20，左侧钢花管向管外插1.50，右侧钢花管向管外插1.50，用全站仪测定中线，水准仪配合垂球吊线的方法测定仰角，准确定位。拱部施工结束再继续下挖2米，进行两侧管棚施工，直至结束。
2、根据地质条件和施工条件，一个洞口采用一台钻机进行作业，施工顺序从拱顶开始，两侧对称进行施工，钻孔时钻机距工作面距离一般情况下不少于2m，同时钻孔以风动潜孔冲击钻进法为主，辅以合金管钻。
开钻时，先低速低压，等成孔几米后，再加速加压。钻进过程中，必须沿钻机定位后定下来的基线钻孔，随时检查钻孔方向的准确度，根据地质情况的变化，选择不同的钻头，当遇坚硬孤石不能钻进时，采用冲击钻头，把岩石击碎，为普通稍软岩石或土质时，采用合金管钻进行钻进。钻进过程中岩土对管壁的阻力较大，前段开孔采用φ130mm钻头，以便于钢管容易顶入，钻进过程遇特殊复杂地层，如不能钻进或难以成孔时，采用预注浆加固钻进成孔。
钻孔参数：
a、钻孔直径： 130mm（比钢管直径大22mm）　　　
b、钻孔平面误差：不大于20cm
钻孔时的孔斜测定措施：
a、扶正器扶正钻具
b、水准仪根据高差调整角度。
c、岩心管扫孔检查控制，发现孔斜超过允许范围，则停止钻孔，进行注水泥浆充填，凝固后重新钻孔。
3、按设计位置施工，先打有孔钢花管，环向间距100cm，注浆后在每两根有孔钢花管中间再打无孔钢花管，无孔钢花管作为检查管，检查注浆质量，钻机立轴方向必须准确控制，以保证孔口的孔向正确，每钻完一孔，便顶进一根钢管，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。
4、扫孔
用φ108mm岩芯管进行扫孔，目的是清除孔内岩碴和顺通孔道。岩芯管长度不小于3m为宜，长度稍长更好。如遇下管困难，连续扫孔几次，同时借助高压空气吹洗，直到孔内清扫干净。
5、下管：
φ108mm钢管管壁打孔，布孔以梅花型布置，孔径为10～18mm，孔间距为20～25cm，导管尾部留不钻孔的止浆段，最终钢管外侧预留长度应大于2米，满足套拱施工要求。
为使钢管接头错开，加工钢管时将钢管进行钢节编号，根据加工的钢管节搭配好并做好记录待用。下管时，当孔壁不易坍塌时，采用直接撞击法将导管撞击至设计位置，当孔壁容易坍塌时，用导管与钻头同时钻进的方法。钢管接头采用丝扣连接，丝扣长15cm，为使钢管接头错开，编号为奇数的第一节管采用3m管，编号为偶数的第一节管采用6m钢管，以后每节均采用6m长钢管。如钢管顶进遇到故障，顶不进时，查清原因，必要时重新扫孔后再将钢管顶进。
钻进过程中地质情况判断：根据钻孔的速度，岩土取芯，司钻压力等情况判断此钻孔管段地质情况，并及时作好施工记录，根据记录数据绘制地质剖面图和展开图，为开挖施工提供参考。
6、注浆：
管棚按设计位置施工，根据实际施工地质条件，采用一次全钻孔注浆，当岩石破碎．裂隙发育时将采用前进式注浆，即钻孔一段注浆一段，清孔钻进后再注浆，一直循环至注浆终孔。在岩石裂隙不够发育，岩层稍好时采用后退式注浆，即一次钻孔到注浆孔终深，再从孔底利用止浆塞分段压浆后退至孔口。注浆后再打无孔钢花管，无孔钢花管可以作为检查管，检查注浆质量。
管棚注浆达到浆液扩散半径不小于0.5m，根据岩石情况选定注浆方式，注浆采用水泥---水玻璃浆液，水泥浆与水玻璃体积比1：0.5，水泥浆水灰比1：1，水玻璃浓度35波美度，模数：2.4注浆压力：初压0.5—1MPa，终压2MPa。
注浆时要求：
（1）注浆前将管棚钢管口用2mm钢板做出6cm变径口，与管棚钢管口焊接，6cm变径口焊接堵浆塞与注浆管丝扣连接。
（2）在钢花管中沿管壁安设φ15mm的塑料硬管至孔底，在管口（外端）处与堵浆塞排气孔相连接，作为排气孔（安设注浆阀门）。
（3）注浆采用从孔口一次注入，为使管内浆液饱满密实，注浆时等排气孔有浆液流出，进行终压注浆，直至达到设计注浆压力或设计注浆量时终止。后闭其阀门。
（4）注浆前先进行注浆现场试验，争取通过试验按实际情况确定，以利施工注浆结束后及时清除管内浆液，并用M30水泥砂浆紧密充填，增强管棚的刚度和强度。
7、套拱施工
待管棚注浆结束后进行套拱施工，用三榀I18型钢制作而成的钢拱架作为模架，支撑稳固后，于模架外侧安设模板，按设计布筋，保证布筋准确，然后进行套拱砼的施工。
8、施工过程技术措施：
（1）在钻孔过程中用测斜仪测定量测钢管钻进的偏斜度，发现偏斜超过设计要求，及时纠正。
（2）在钻进过程中注意控制水量不过分冲刷孔壁；应能形成泥浆护壁。
（3）管棚注浆时注意调试好浆液的配合比，控制注浆压力和注浆量，以达到设计注浆效果。
（4）配制水泥-水玻璃浆液时，严防水泥包装纸及其它杂物混入。拌好的浆液在进入贮浆槽及注浆泵之前，对浆液进行过滤，未经过滤网过滤的浆液不允许进入泵内。
（5）配制的浆液在规定的时间内注完。
六、主要机具设备：
名称
规格或型号
单位
数量
功能作用
电动钻机
XY-28-300
套
2
钻孔
液压泵钻
30KW
台
2
提供钻机动力
注浆泵
BW-250/50
台
1
注浆
浆液搅拌机
7.5KW
台
1
搅制浆液

七、主要材料计划（4个洞口）
材料名称
单位
数量
功能作用
φ108×6mm有孔钢花管
kg
2740

φ108×6mm无孔钢花管
kg
2740

丝扣φ108×6mm钢管
kg
1883

M30水泥砂浆
m3
39.85

425#水泥
t
170.93
注浆用
水玻璃(35波美度)
t
151.37
注浆用
φ22螺纹钢
kg
5768
套拱
φ12螺纹钢
kg
1456
φ8圆钢
kg
1000
C25混凝土
m3
96
套拱
八、人员计划：
名称
单位
数量
功能作用
施工技术组
名
4
负责施工生产组织技术管理
成孔组
名
4
钻孔、安管
注浆组
名
4
注浆及协助下管
机修组
名
2
维修机械及辅助施工
九、施工进度计划安排
根据现场实际情况，计划4个管棚施工时间安排为2008年11月22日—2008年12月31日，总计39天。具体如下：
1、隧道进口右线35m（YK151+160~195）计划工期2008年11月22日-12月9日
2、隧道进口左线40m（ZK151+170~210）计划工期 2008年12月10日-12月30日
3、隧道出口右线24m（YK153+981~YK154+005）计划工期2008年12月16日-2008年12月31日
4、隧道出口左线30m（ZK154+035~065）计划工期2008年12月1日-12月15日
十、质量控制
1、严格按有关施工规范及标准进行施工，以工作质量保证工序质量，以工序质量保证工程质量。
2、强化以各级第一管理者为首的自检体系，自控体系，立足自检自控，责任落实到人，严格实行奖惩制度。
3、对所有工程的原材料进行检测，钢管、水泥等厂供材料必须附合格证书。不同来源的材料分类堆放，作好标志。
4、在施工时现场质检工程师要全程跟踪旁站，发现问题及时做出解决办法，同时做好施工原始记录。
5、质量保证体系框图如下：
技术负责人：赵利彦

质检工程师：徐伟东
专业工程师：郑育新
技术责任人：张利伟

成孔组
注浆组
施工技术组

十一、安全文明措施：
1、操作人员严格遵守操作规范，特殊工种须持有相应的上岗证。
2、对现场施工人员加强安全、质量教育,服从指挥,安全生产。
3、对钻孔及注浆排出的废料及时清除。
4、坚持科学管理、文明施工,做到施工现场整洁有序，工完场清。
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