地铁工程土建2#风道大管棚施工方案.docx

2#风道大管棚施工方案

***地铁四号线工程***站（土建）
大管棚施工方案

1大管棚施工
超前大管棚设于风道风井（即：暗挖出洞）处。管棚选用Φ108热轧钢管，t=6mm， 2#风道大管棚长度8.0m。延风道暗挖段开挖轮廓上倾角度2~3°设置。环向一桩一管，桩与桩之间分别设置一根管棚。
管棚布置图如下图：

根据现场情况有4眼管棚被2#风道临时支撑系统钢围檩阻挡，无法施工，故在5#导洞钻孔灌注桩破除后，进行小导管注浆加固。加固长度3.0m，桩间横向间隔150mm，打设两排；
根据竖井内作业条件和施工机具性能，大管棚采用3米及2米的钢管节，对口焊接联结，外套20公分长钢管套；在距端头4米范围内管壁上烧Φ8出浆孔，1m间距梅花布设，相邻两管接头位置错开。两灌桩间管棚增加2根长3米, Φ32小导管。管内注1：1水泥砂浆，控制注浆压力在0.8-1Mpa,以增加管棚刚度并填充钢管与管周土体间空隙，同时对周围地层进行一定的加固。
管棚施工工艺流程下图：

1.1工作平台搭设:
由于从竖井底至大管棚拱顶高差有13.26m.工作面宽16m,竖井宽度10m,决定搭设长16m,宽10m满堂红脚手架, 脚手架两端与竖井一衬结构对撑并与竖井第二、第三道钢围檩焊接加固，脚手架采用Φ50钢管，管间间距：长500*宽500*高500 mm，工作面层管间间距加密为长300*宽300。架上铺设10cm厚*20木板，板间用骑马钉加固，用粗铁丝绑扎在脚手架上，以上措施能保证工作平台的稳定性。
1.2破除灌桩砼：
使用双高水钻机在灌桩的管棚位置先行破除Φ200的管洞，以保证管棚纵向及水平方向夯进的准确。
1.3导向轨架立:
大管棚施作前，先安装导向轨，仰角定位2º，既导轨坡度为3.5%。由于本工程施工的环境和条件限制，管棚施工时采用两点加一线方式定位。将导向轨安置在工作平台上，根据已布设的纵向轴线准确定位导向轨的纵向方向及位置，使用水准仪确定导轨坡度；用骑马钉将导轨加固于工作平台；由于夯机只有向前的冲击力，以上措施能控制管棚的施工角度、标高和准确性。
具体布置见下图：

1.4下管
下管前要预先按设计对每个钻孔的钢管进行配管和编号，保证相邻两管接头位置错开。其中偶数管按2m-3m-2m布置，奇数管按3m-2m-3m布置。
1.1钻孔与顶进大管棚
大管棚要在基坑开挖过程中，风井结构施做前进行。
大管棚长度较长，施工过程中将钢管棚分节钻进，分节长度2m及3m两种。采用2台H190夯锤机钻机，隔二钻一成孔。
a) 若钻进过程阻力较大，可退回1m左右，多次反复，阻力减小后继续钻进。初钻用低压顶进，以保持方向，防止孔位偏斜。
b) 套管与钻具同时跟进，产生护孔功能，避免内钻杆在提出孔后产生塌孔或涌水事故，提供临时护孔，方便往孔内插管注浆。
c) 钻孔完结后，先把套管内孔注水清洗洁净后，才把钻杆取出。套管仍保留在孔内供护孔作用。
d) 钻杆取出采用钻架配置的液动夹头，进行夹紧及卸拧钻具丝扣，避免使用手动扳手操作。
e) 钢管插进完毕后，取出套管，钻进其它孔眼。套管取出时，冒落的岩土会于孔内压紧钢管。钢管口与孔口周壁用水泥密封。
f) 先用钻机钻深孔，达到设计要求，钻杆用连接套接长，直至钻至比设计孔深长0.5m。
g) 钻孔达深度要求，依次拆卸钻杆。
h) 顶管作业：采用钻机连接套管自动跟进装置连接钢管，将第一节管子推入孔内。
i) 接管，钢管孔外剩余30-40cm时，用管钳卡住管棚，反转钻机，使顶进连接套与钢管脱离，安装下一节钢管，对准上一节钢管端部，人工持管钳用钢管连接套将两节钢管连在一起，再以冲击压力和推进压力低速顶进钢管。
1.2钢管端头连接
端头连接处采用一根以0.8m的Φ100钢管,伸入Φ108钢管中40cm，在端部用电焊将管之间缝隙焊满，剩余40cm用作送入前一根钢管的尾部，并用电焊焊满，起连接和导向作用。为防止浆液倒流，每根管棚尾部均焊，有止浆板，止浆板采用2cm厚钢板制作，中间钻有Φ20带螺纹的眼，以备注浆时用。管棚连接采用长1m的φ100钢管插入焊接连接。钢管大样如图所示：

1.2管棚内注浆
按照设计要求，为确保拱部地层的稳定，形成一层加固壳，对大管棚进行注浆处理。根据现况地质情况，采用水泥砂浆进行注浆，水灰比为0.5：1～1：1。管棚采用花管，使浆液充分渗透分即在钢管上末端2/3长度钻孔径为Φ6-8mm的注浆孔，孔眼排列呈梅花形布置，间距为200mm。每根管的注浆结束与否，不是以时间来判断，而是以注浆压力来控制，当注浆压力持续升高，接近或达到注浆预定压力时，该管注浆才可结束。注浆压力0.5～0.8Mpa，注浆结束后用C10水泥砂浆充填管棚钢管，增强钢管的强度和刚度。
1、 注浆程序
当管棚安装完毕后，用小木楔在钢管与围岩壁楔紧，再用防水胶泥（锚固剂）将空隙封闭住。注浆采用后退式注浆。
注浆时先注无水孔，后注有水孔。在无水地段可从拱脚起顺序注浆。注浆速度根据注浆孔出水量大小而定，一般从快到慢。注浆结束时将闸阀关闭，卸下进浆管，进入下一循环。
2、 注浆注意事项：
（1） 时刻注意观察注浆管周围防水胶泥变化情况，防止浆液压力增加时将其冲裂。
（2） 注浆前备足管接器。
（3） 管接器必须待浆液凝固后才能卸下，清洗后循环使用。
1.3技术质量要求
1、 确保渗浆孔的直径和数量，以保证渗浆效果；
2、 钻孔要求精度高，终孔位置准，各开孔的孔眼与终孔的孔眼均落在同一周界面上。避免较大的偏差与变形。
3、 管棚仰角按设计要求为2°～3°；
4、 确保钻孔的同轴度，以避免管棚送入时受卡；
5、 钢管连接处不能在同一截面上，以免产生受力薄弱面。
6、 确保两节钢管之间的连接；
7、 钢管位置允许偏差5cm,成孔长度允许偏差10cm;
8、 钢管施工轴线偏差不大于1%；
9、 管棚钢管长度允许偏差10cm;
2小导管注浆
管棚间打入2根小导管，小导管选用Φ32的热轧钢管，t=3.25mm，长度3m，管壁每隔200交错钻眼，眼孔直径6~8mm。
2.1小导管制作：
小导管采用φ32热轧钢管，管长3m，注浆管一端做成尖形，另一端焊接上铁箍，在距铁箍端1.0m开始钻孔，钻孔使用气焊机沿管壁间隔200mm交错布置，孔位互成90度。
2.2注浆
注浆浆液根据地层情况选用水玻璃浆液，浆液配合比由现场试验确定。要求加固直径不小于0.5m。
注浆压力：根据地层性质，初步设定注浆压力0.1～0.3Mpa，注浆最终值为0.5Mpa，稳定压力3分钟后即可停止注浆。
注浆速度不得大于50ml/min。
注浆前先喷混凝土封闭掌子面以防渗漏，对强行打入的钢管进行冲清管内积物，然后再注浆，注浆顺序由下而上，浆液用搅拌桶搅拌。
根据现况地质情况，采用水泥水玻璃浆进行注浆。在施工前取现况土样进行水玻璃浆液配比试验，来指导现场注浆施工。要求水玻璃模数范围为：2.8~3.3，浓度要求在40Be’以上。硫酸浓度在98%以上。
1、水玻璃浆液的配置
水玻璃的稀释：先算出加水量，之后加入水搅拌均匀。
V原=

d原-1
d配-1
*V配
V水= V配- V原

式中：d原、 d配——分别为原水玻璃和预配水玻璃比重；
V水、 V原、V配——分别为加水、原水玻璃和预配水玻璃的体积；
或采用边加水边搅拌边用波美计测量的方法进行浆液的稀释。
硫酸的稀释：先算出所需浓硫酸量和加水量，然后缓慢将浓硫酸倒入水中，搅拌均匀，切忌水入硫酸。
改性水玻璃配置：在高速搅拌条件下，将水玻璃缓慢倒入稀硫酸中。用试纸测其PH值。
2、注浆设备
选用可连续生产的单液注浆泵三台（其中一台备用）、搅拌器、计量筒及其它辅助工具。
注浆连接管采用2分镀锌钢管三根，单根长度为20m，其中一根备用。
3、注浆施工
连接注浆管路，进行稀释试验，测试吸水率。
注浆时，要时刻观察压力和流量变化，压力逐渐上升，流量逐渐减少，注浆压力达到0.5Mpa后要稳定3min，转入下孔注浆。
单孔注浆结束后，用棉纱塞紧孔口。
3质量保证措施
每道工序严格把关，层层监督，加强质量过程控制，保证工程的施工质量。
（1）、严格贯彻、执行国家有关质量工作的方针、政策、法律、法规和行业有关质量管理的规程、规范、制度。
（2）、严格贯彻、执行项目经理部编制颁发的质量手册。
（3）、我施工对内部建立完善的质量管理制度，监督现场施工质量，为项目部争创优质工程。
（4）、配备专职量测人员，随时监测管棚的纵向方向及仰角，做到勤测勤纠。
（5）、确实保证导轨的固定，以保证管棚精度控制在有效误差内。
（6）、钢管接口焊接时保证焊缝宽度及高度，焊工持证上岗。
（7）、清孔时做到管内清洁，注浆孔无堵塞，安置集料斗收集渣土，保持工作面的整洁。
（8）、管棚注浆压力和注浆量双控标准，注浆中如发生与其他孔串浆应将串浆孔堵住，轮到注该孔时，拨出堵塞物，用高压风或水冲洗，如拨出堵塞物时，仍有浆液外流，则可不冲洗，立即接管注浆。压力突升则可能发生堵管，应立即停机检查处理。如果压力长时间上不去，应检查是否窝浆或流往别处，否则将应调整浆液配比，缩短胶凝时间，进行小泵量低压或间歇注浆，但间歇时间不能超过浆液胶凝时间。以保证管棚刚度并填充钢管与管周土体间空隙为要。注浆后采用钻孔取芯方式检查注浆效果。
4安全质量、文明施工
1．施工前对机械设备进行全面的检查保养，保证设备的正常运转。
2．施工设备定位稳定，固定牢固，防止钻进时发生位移。
3．钻进过程中导轨附近禁止站人，防止发生意外伤害事故。
4．焊接钢管过程中注意电焊机的接地以及电缆的防护工作，杜绝漏电事故的发生。
5．钢管焊接完成后，防止焊接部位骤然遇水降温和烫伤施工人员。
6．注浆前必须牢固封闭钢管端部与钻孔间的空隙，采用喷射混凝土封闭，喷混凝土达到强度后方可进行压浆施工，压浆过程中管口正面杜绝人员逗留，防止浆液喷出伤人。
7.施工过程中随时处理掌子面的渣土和撒漏浆液，保持掌子面干燥。
8.注浆人员必须佩带防护用品，防止浆液对皮肤的损害。
9.施工过程中人员设备较多，派专人现场协调指挥，杜绝混乱场面造成安全质量事故。