隧道洞口大管棚施工方案.docx
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隧道洞口大管棚施工方案
隧道进洞超前管棚施工施工组织
1编制依据
1.1编制说明
根据设计院下发的两阶段施工图对整个合同段的地理环境、地质特点等情况进行详细的调查。
结合大管棚的具体特点，在业主提供招标文件、施工图纸、相关资料和吸取以往施工经验的基础上，组织项目经理部有关技术人员认真编制了大管棚施工方案。
1.2编制依据
⑴龙岩漳永高速公路A4合同段两阶段施工图
⑵《公路隧道施工技术规范》JTJF60-2009
⑶《公路工程质量检验评定标准》（土建工程）（JTGF80/1-2004）
⑷《公路工程施工安全技术规范》（JTJ076-95）
⑸《福建省高速公路施工标准管理化指南》
2工程概况
外福口隧道共569m，详见表4-13所示。
序号
隧道名称
起讫桩号
K86+048～K84+347
隧道型式
隧道长度（m）
隧道界限
单洞长度
平均长度
（宽×高）m
2
外福口隧道
ZK86+065～ZK86+335
分离
270
284.5
10.25×5
YK86+048～YK86+347
299
10.25×5
表4-13隧道工程概况表
隧道进洞的辅助措施均设计为大管棚超前支护进洞。
2.1大管棚设计要求
⑴导管规格：
采用Φ108mm，壁厚6mm的热轧无缝钢管，节长4m、6m；
⑵管距：
环向间距中至中50cm；
⑶外插角：
钢管轴线与衬砌外缘线1°～3°；
⑷注浆材料：
水泥浆水灰比：
0.5:
1，可添加早强剂；注浆压力：
0.5～1mpa，根据施工现场情况可调整至2mpa；
⑸钢管施工误差：
径向不大于15cm；
⑹长度：
管棚平均入土长度为40m；
⑺钢花管上钻注浆孔，孔径15mm，孔间距15cm×15cm，呈梅花型布置，尾部留不钻孔的止浆段350cm。
编号为双号的钢管不开孔，共有钢管数量35根；
⑻钢管接头采用丝扣连接，丝扣长度15cm，隧道纵向同一断面处得接头数量不大于50%，相邻钢管的接头至少错开1m；
⑼套拱基底承载力大于0.3mpa；
2.2大管棚设计图
图2.3-1大管棚立面图
A大样图
2.3-2大管棚纵面图
3施工机械、设备和人员配置
根据施工进度安排及现场施工条件，按照下表进行机械设备、人员的配备，此两表为每处套拱最低配置要求，项目部根据适度要求随时增加机械设备及人员。
表3.1-1机械设备、辅材配置计划表
序号
机械、材料类型
单位
数量
型号
备注
1
潜孔钻
台
2
100B
钻孔
2
挖掘机
台
2
922-D
基础开挖、安装大管棚
3
装载机
台
2
ZG-833
材料倒运
4
发电机
台
2
150KV
备用
5
插入式振捣器
个
20
ZX50
砼浇筑
6
混凝土罐车
辆
3
8m3
砼运输
7
电焊机
台
6
BF500
焊接孔口管、加工止浆阀
8
注浆泵
台
2
ZTG2-60/210
注浆
11
吊车
台
1
25T
浇筑砼
表3.1-2人员配置计划表
序号
工种
单位
数量
1
机械操作员
个
6
2
工班长
个
1
3
测量员
个
2
4
试验员
个
1
5
模板、钢筋、电焊、混凝土工、架子、钻孔工、爆破工
个
12
6
杂工
个
3
4施工准备
4.1技术准备
测量组根据隧道施工图纸和有关勘测资料，对交付使用的隧道轴线桩、平面控制三角网基点桩及高程控制的水准基桩等，进行详细的测量检测和核对，并对隧道进出洞口联测，进行贯通测量，贯通误差符合要求后，将测量成果报送监理工程师。
进行洞顶沉降观测点，基点布设，并取得第一组数据。
工程技术部组织技术人员熟悉施工图纸、明白设计意图，编制隧道进洞施工方案，对作业班组进行技术交底。
4.2试验准备
C15片石混凝土、C25混凝土配合比在施工前由试验室试配完毕，并经监理工程师审批。
混凝土所用原材进场后进行检验。
对进场的钢筋进行试验检验。
确保材料全部合格。
由于套拱基础设计要求基底地基承载力为＞0.3MPa，当套拱基础底部整平压实后，通知试验室做地基承载力试验，当地基承载力数值大于0.3MPa时，且监理工程师认可后即可进行下一道工序施工；如果地基承载小于0.3MPa，立即反馈技术部，经技术部同设计沟通后确定处理方案后进行处理，确保套拱基础的承载力满足设计要求。
4.3场地准备
将施工所需的场地提前进行规划，做好征迁工作。
场地规划做好排水准备，以防雨季场地内积水。
洞顶截水沟排水系统完成，洞顶上方危石全部清除。
4.4用电准备
项目经理部配备1台650KV的变压器以供隧道施工用电，并由施工协作队伍配备一台150KW以上的发电机，以备停电时保证正常施工用电。
4.5物资准备
套拱混凝土在拌和站集中拌合，施工前提前联系拌和站，确保套拱施工所需的各种标号的混凝土原材备料充足，能够满足施工需要。
管棚注浆浆液（水泥浆水灰比：
0.5:
1）在现场根据试验室提供的配合比进行拌制。
套拱钢筋及模板支撑钢拱架在钢筋加工场统一加工，施工前提前联系钢筋加工场，确保施工前能够将套拱施工所需要的钢筋、钢拱架加工成型。
5施工方案
5.1施工顺序
施工准备→测量放样→套拱基础浇筑→套拱浇筑→搭设工作平台→钻孔、清孔、验孔→报监理验收→安装管棚→注浆→封孔。
5.2施工流程
图5.2-1套拱施工工艺流程图
5.3施工工艺
5.3.1测量放样
由测量组将套拱位置放出，采用红油漆标记；将套拱基础开挖线放出、并撒上白灰线标记。
5.3.2套拱施工
5.3.2.1套拱基础开挖
套拱基础开挖后立即做地基承载力试验，达到设计要求的地基承载力后（大于0.3MPa），方可进行基础开挖施工，套拱基坑临时开挖坡面坡度为1：
0.5。
为方便后续安装套拱内模，明洞拱部土质开挖采用环形开挖，拱部核心土高度留至洞身开挖轮廓线下1.0m左右、自开挖成洞面向洞口方向8m。
在套拱基础开挖过程中注意保护。
图5.3-1套拱明洞核心土预留开挖
图5.3-2套拱左侧基础开挖线图5.3-3套拱右侧基础开挖线
5.3.2.2套拱基础模板、预埋筋安装
套拱基础模板采用竹胶板，后背方木或是钢管背肋，安装方式为竹胶板打孔对拉Φ16拉杆，拉杆梅花形布置纵横间距采用1m即可，模板底口内侧以竖向钢筋头做限位，模板顶口设置横向支撑方木。
模板安装完后，由测量组将套拱基础的顶标高放出，并在模板上弹墨线作为标记。
5.3.2.3套拱基础浇筑C15片石混凝土
安装固定好的模板经过报检合格后，开始浇筑C15片石混凝土，每浇筑50cm混凝土进行振捣一次，振捣密实的标志为：
混凝土不出现气泡、不下沉、表面均匀泛浆。
振捣完后由人工投放片石，片石掺入量控制20%～25%，掺加时不可乱投乱放，石块分布均匀，净距不小于10cm，距结构侧面和顶面的净距不小于15cm。
按此过程循环直至浇筑到拱墙基础设计标高为止。
5.3.2.4安装套拱底模、绑扎钢筋、安装导向管、安装堵头板
套拱底模采用弧形I18工字钢做底模支持，工字钢每榀间距为75cm，工字钢之间用Ф25钢筋纵向焊接连接以保证底模的整体性，纵向连接钢筋环向间距为1.5m。
⑴套拱基础施工完毕后，在基础边墙内侧顺边墙基础底面使用混凝土进行硬化。
⑵在2米套拱段架设整榀工字钢（间距为75cm），架立的工字钢底端与预埋的工字钢焊接牢固。
工字钢之间采用25的螺纹钢纵向连接。
详见下图：
⑷待工字钢搭设加固好以后，将厚/宽（5cm/30cm）的木板通过钢筋固定在工字钢上作为底模；
然后再用直径为15cm的圆木，长度根据现场确定，以环间距1m支撑在工字钢与核心土之上，圆木与核心土之间用5cm的木板塞垫。
⑸底模安装完之后根据设计图纸由测量组对Φ127导向钢管进行定位测量。
导向钢管位置及角度确定后，用Φ12钢筋焊接固定牢固。
导向管两端头用泡沫制成的塞子将管口塞住防止混凝土流入管中。
⑹套拱钢筋绑扎完成后，在套拱钢架上焊接法向80cm长的Ф22的架立钢筋，架立钢筋环向间距为90cm，纵向间距为100cm。
沿套拱外边缘线外侧5cm位置设置Ф22的外模外箍筋，外箍筋顺线性和架立钢筋焊接固定。
外模采用厚×宽=3×30cm的木板拼装组合而成，外模模板采用铅丝同外箍筋绑扎固定。
以保证套拱混凝土厚度，外模随套拱混凝土施工,由下至上逐段安装每次安装3个块段，环向长度90cm。
5.3.2.5浇筑套拱混凝土
套拱混凝土的浇筑采用地泵泵送入模，在套拱长边每隔3m设一个浇筑入口，每浇筑50cm采用插入式振捣棒振捣一次，振捣密实的标准为：
混凝土不在下沉，混凝土不出现气泡。
左、右对称浇筑，浇筑过程中保证左、右侧混凝土的高差不能超过60cm。
5.3.3大管棚施工
5.3.3.1钻孔
钻孔从两侧拱脚开始由下而上间隔钻孔，首次只钻奇数孔，每钻完一个孔即使用管棚钻机顶进去一根钢花管，钢花管每节4~6米，轮流使用，保证接头部位错开1米以上，接头部位使用丝扣连接牢固，钢花管顶进完毕后，开始统一自下而上统一注浆。
待奇数孔注浆凝固后，再钻设偶数孔。
两台钻机同时作业，每钻完一个孔边顶进去一根钢管。
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孔口管轴线相吻合。
使用手拉葫芦、碗扣调整钻机高度。
1了便于安装钢管，钻头直径采用Φ120mm。
⑵岩质较好的可以一次成孔。
钻进时产生塌孔、卡钻时，需补注浆后再钻进。
⑶钻机开钻时，低速低压，待成孔1m后可根据地质情况逐渐调整钻速及风压。
⑷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。
⑸钻进过程中确保动力器、扶正器、合金钻头按同心圆钻进。
⑹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。
5.3.3.2清孔
⑴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。
⑵用高压风从孔底向孔口清理钻渣。
5.3.3.3安装管棚钢管
⑴钢管在专用的管床上加工好丝扣，管节长度为4m、6m两种，导管四周钻设孔径15mm注浆孔（靠孔口3.5m处的棚管不钻孔），孔间距30cm。
奇数号孔采用注浆钢花管，钢花管由热轧无缝钢管加工而成，即在钢花管壁上设置15mm直径的注浆孔，呈梅花形布置，孔间距为15×15cm。
第一节入孔管头焊成圆锥形，便于入孔，加工大样图见图7.2-3钢花管加工大样图。
图5.3-13钢花管加工大样图
⑵棚管顶进采用管棚钻机和人工相配合下顶进钢管。
⑶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。
5.3.3.4注浆
完成所用奇数孔钢管的下管后，在管端头焊接如图7.2-3所示的止浆阀，并用砂浆将导向管与管棚间的缝隙填塞住，并预留排气孔，待砂浆凝固后准备注浆。
图7.2.3止浆阀门
连接注浆管路后，利用注浆泵先压水检查管路是否漏水，设备状态是否正常，而后再做压水试验。
以检查设备的完好性。
浆液及凝胶时间控制：
注浆前先进行注浆现场试验，以调整注浆参数，注浆压力取初压0.5Mpa，终压2.0MPa。
结束标准：
⑴注浆压力逐步升高，达到设计终压并持续15min以上；⑵进浆量，一般在20～30L/min以下。
6施工质量要求
⑴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。
⑵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。
⑶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。
⑷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。
⑸掌握好开钻与正常钻进的压力和速度，防止断杆。
⑹孔径比管棚钢管直径大15～30mm，钻孔顺序由高孔位向低孔位进行。
⑺接头应采用厚壁管箍，上满丝扣，丝扣长度为15cm。
接头应在隧道横断面上错开。
⑻管棚施工前的工作面封闭，喷射混凝土厚度要满足要求，其误差小于5cm。
孔内止浆施工难度较大，选择责任心强、经验丰富的专人负责施作。
⑼管棚施工精度要求极高，不仅应测量放样标注孔位，其允许误差小于1.0cm；就位后的钻机应以钻杆前后端的坐标测定，前后端三维坐标点测定误差应小于0.5cm，并对每个孔进行编号。
⑽管棚钻进过程中密切注意钻进时的岩层情况并作好详细记录为进洞提供初步地质情况。
7安全要求
⑴套拱施工为高空作业，作业条件差，要求所有施工人员系好安全带，配备必要的安全防护用品。
⑵拱架等笨重物品搬运安装时必须有专人指挥，确保作业人员安全。
⑶个别部位开挖需要爆破时，只须采用松动弱爆破，爆破前必须对周边进行警戒。
⑷在套拱施工前，对开挖边仰坡按设计要求进行临时支护措施，喷砼、施作锚杆等，确保大管棚作业时边仰坡的稳定。
⑸隧道洞口地势较陡，各种作业台架搭后进行认真检查，确保各连接部件牢靠。
在施工过程中经常性对台架进行检查。
所有台架搭设时要加密支撑，确保其稳定牢固。
⑹下雨或雨天后施工时要派人检查边仰坡的稳定性。
⑺钻眼前，首先检查工作面是否处于安全状态，灯光照明是否良好，仰坡上有无松动的岩石，如有松动的石及时支护或清除；检查加固操作平台，确保钻眼平台不变形不垮塌。
⑻工程脚手架、工作平台应搭设牢固，并设有扶手、栏杆。
脚手架不得防碍车辆通行。
⑼所有进入隧道工地的人员，必须按规定配带安全防护用品，遵章守纪，听从指挥。
8环保要求
⑴控制施工注浆使用的水泥泄漏，避免浆液污染洞外的生活、生产用水。
对有害物质（如油料、废旧材料和生产垃圾等）经处理后运至当地环保部门所指定的地点进行掩埋，防止泄露、腐蚀造成对生态资源的破坏。
⑵施工区域、砂石料场在施工期间和完工后，妥善处理、以减少对河溪流的侵蚀，防止沉碴进入河流。
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