隧道管棚套拱施工作业指南Word格式文档下载.docx
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1GB/T6170-2000。
纵向利用Ф22mm钢筋连接，连接筋环向间距1m，均采用纵向连接套管Ф30×
2.5mm套管与工字钢架连接，连接处均焊接牢固，焊缝厚度不小于4mm。
套拱内侧设置Ф18单层钢筋网，网格间距20×
20cm，作为套拱的抗裂构造筋，全部与工字钢架焊接牢固。
套拱混凝土应预埋管棚导向管，导向管采用Ф127孔口管，长度不小于2m，见图4-1。
其环向间距及倾角同设计的管棚环向间距0.4m及外插角1º
，经精确计算测量后焊接在钢拱架上固定，一排共计59个。
左右侧均设100×
50cm的托梁。
套拱净空满足暗洞和明洞衬砌结构尺寸需求，并预留20cm的变形量。
安装套拱底模和侧模，浇筑C25混凝土厚60cm，其它详细尺寸见图4-1。
套拱施工时，必须对称分段浇注，以避免钢拱架变形而影响孔口导向管的方向。
图4-1套拱布置细部图
套拱混凝土施工应注意以下注意事项：
a、套拱钢架安装定位，经测量检查后，采用Ф25固定钢筋与钢架焊接定位，固定钢筋与Ⅰ20a工字钢采用双面焊接，焊缝长度大于13cm，厚度不得小于4mm。
b、管棚注浆孔不准用电、氧焊烧割进行制作，只能采用钻孔。
c、套拱钢架拱脚应座于坚固的基底上，确保下沉受控，当地基有空隙时应用混凝土或其他材料填塞。
d、套拱内外模均采用2.5cm竹夹板，环向支撑采用10×
10cm方木，扇形布置，方木纵横连接，确保混凝土灌筑过程中支撑系统稳定。
e、最后是混凝土的灌注必须对称分段进行，经常检查支撑是否松动，施工结束后注意混凝土的养护。
4.2.2管棚施工
管棚采用节长3米、6米Ф108×
6mm热轧无缝钢管，环向间距40cm，用Ф108×
6mm丝扣钢管连接，丝扣长15cm。
钢管设置于衬砌拱部，管心与衬砌设计外轮廓线间距67cm。
要求钢管偏离设计位置的施工误差径向不大于20cm，沿隧道纵向同一横断面内接头数不大于50%，相邻钢管接头至少须错开1m。
为使钢管接头错开，从左边数起，编号为奇数的钢管第一节均采用节长为3m钢管，编号为偶数的钢管第一节均采用节长为6m的钢管，以后所有钢管均采用节长6m钢管。
4.2.3管棚注浆
1）管棚注浆，按固结管棚周围有限范围内设计，浆液扩散半径不小于0.6m，采用分段注浆。
2）灌注浆液：
3）注浆前应先进行注浆现场试验，注浆参数应通过现场试验按实际情况确定，以利施工。
4）注浆结束后，应及时清除管内浆液，并用M30水泥砂浆紧密充填，增强管棚的刚度和强度。
4.2.4工艺流程
1）施钻
钻孔顺序为先从两侧拱脚开始，对称向拱顶钻孔顶管，使下部注浆体有力地支托其上部钻进和顶管，既能防止塌孔，又便于顶管。
施钻时，将减速器升到上限位置，把钻杆旋紧后，开启气动马达，待空载正常后，再慢慢开启推气缸，待钻头置于工作面上，关闭推进气缸，再开启冲击器，徐徐钻进，待钻头钻进100mm左右时，再以全风门冲击。
在钻进过程中，视进展快慢，慢慢开启或关闭推进气缸，使钻具始终保持一定推进力。
钻完第一根钻杆后，停止气动马达的转动，关闭冲击器停止钻进，将减速器置于下限位置，用叉子把钻杆固定在卡钻器内，反转减速器，使钻杆与减速器的接头脱开，然后将减速器升到上限位置装入第二根钻杆，连接牢固后，方可进行钻孔作业，直到设计深度。
当钻杆到卸杆器与卡杆器接触时，使钻杆尾端的第二个扁槽对正卡杆器的长方槽，插入叉子反转马达，使减速器上的接头与钻杆脱开，再调整到钻杆尾端上的第一个扁槽对上卸杆器的长方槽，插入另一个叉子，然后取出卡杆器的叉子，让卸杆器和另一个叉子带动钻杆后退（可用马达慢慢运转，切不可反转），当下一根钻杆尾端的第二个扁槽与卡钻器的长方槽对正时，插入叉子，反转马达，使上下两钻杆的联接螺纹脱开之后，拿走上一根钻杆，缓缓放下减速器，并使卸杆器的长方槽对正下一根钻杆尾端的第一个扁槽。
然后重复以上动作，依次卸下钻杆。
依照上述方法，完成钻孔作业。
钻孔时严禁反转，以免钻杆脱扣，加接钻杆时，要特别注意孔内清洁，以避免砂土冲击机器内部，损坏机体引发故障。
在钻进过程，严禁突然快速开启推动气缸，以免顶起钻机，造成事故。
钻孔工艺流程见下图：
图4-2钻孔工艺流程图
清孔
成孔后先利用高压风或高压水进行冲洗，然后用特制清孔钩认真进行清孔。
管件制作
管棚Ф108mm无缝钢管，管节长为3m和6m，预制钢管时，第一根钢管前端要焊上合金钢片空心钻头，以防管头顶弯或劈裂，钢管间连接用Ф108×
6mm丝扣钢管连接。
相邻管的接头应前后错开，避免接头在同一截面上，隧道纵向同一横断面内的接头数不大于50%，且两相邻管接头必须错开1m以上，以满足管棚受力要求。
顶管
顶进钢管利用电动机启动液压马达，以及挖掘机配合人工作业。
当第一根钢管推进孔内，孔外剩余30～40cm时，人工进行接管，严格控制角度，人工持链钳进行钢管联接，使两节钢管在联接套处联成一体。
然后再低速推进钢管，根据管棚设计长度，按同样方法继续接长钢管。
止浆墙制作
注浆前，必须进行堵露处理。
沿插管周围喷射20cm厚C20混凝土一圈，封闭该工作面，再用木塞和纸塞把无缝钢管未注浆的管头堵死，这样，止浆墙便形成。
注浆时，浆液就不会从管壁周围沿掌子面渗露，也不会从其它管露出，注浆效果明显提高。
由于施工要求，喷射混凝土时加入一定量的速凝剂，以满足施工要求。
注浆
进行管棚预注浆前，对注浆地段的岩性，涌水量、涌水压力、水温、涌水的化学特性等进行认真研究，据此确定注浆参数。
现场试验确定注浆终压力，以便浆液能够充分扩散填充，从而达到堵水和加固围沿作用。
注浆方式采用全孔一次性注浆。
拌浆
水泥浆液搅拌在拌和机内进行，严格按施工配合比，同时将缓凝剂加入搅拌，待水量加足后继续搅拌1min，再将水泥投入，搅拌时间不少于3min，并于注浆过程中不停搅拌。
配制水泥浆时，严防水泥包装纸及其杂物混入。
拌好的浆液在进入贮浆槽及注浆泵之前均应对浆液进行过滤，未经过滤网过滤的浆液不允许进行泵内。
注浆时要充分考虑浆液扩散半径，凝结时间要先予以确定，然后再作试验调整。
采用水泥浆水灰比1:
1。
注浆管路连接好后，先压水检查管路是否漏水，待设备正常后，对围岩做压水实验，以冲洗岩石裂隙，扩大浆液通路，增加浆液扩散密实性，核实围岩的渗透性。
注浆时要记录注浆时间及注浆量。
注浆中密切注意注浆压力表，初始阶段压力较低，正常阶段压力和注入量呈小的波浪式起伏，但总的比较平稳，当达到压密性注满阶段，注入量迅速递减，而压力迅速升高，直到达到注浆终压合理范围，则停止该孔注浆，进行封堵后，转注下一孔，直至完成注浆作业。
4.3主要机具设备
主要机具设备见下表4-1。
主要机具设备表
表4-1
序号
名称
规格
单位
数量
1
电动钻机
XY-28-300
台
8
2
注浆泵
BW-250/50
3
喷射机
PZ-5B
4
8m长车床
5
空压机
C-20/B-1
管棚实测项目
表4-2
项次
检查项目
规定值或应许偏差
检查方法和频率
长度（m）
不小于设计
尺量：
检查10%
孔位（mm）
±
50
钻孔深度（mm）
孔径（mm）
符合设计要求
图4-3管棚立面图
图4-4管棚套拱加固立面图
图4-5Ф108管棚施工工艺框图
五二台阶开挖施工作业
5.1二台阶开挖法施工工艺
根据长湘高速公路隧道断面、地质情况，拟定Ⅲ级围岩全部采用二台阶法施工。
5.1.1施工步骤：
（1）上台阶开挖→
（2）上台阶支护→（3）下台阶左马口开挖（围岩较弱侧）→（4）下台阶左马口初支→（5）下台阶右马口开挖→（6）下台阶右马口初支→（7）下部核心土开挖→（8）施作仰拱→（9）施作二衬。
如下二台阶开挖法施工工序图图示：
图5-1二台阶开挖法施工工序图
每部开挖后均应及时支护，隧底开挖后应及时施作仰拱，完后及时施作二衬尽早封闭成环。
二台阶开挖法的施工工艺流程见图5-2。
图5-2二台阶开挖法施工流程
5.1.2施工作业
1）将超前地质预报纳入施工工序，并根据工程水文地质变化情况，及时调整各部台阶长度或施工方法，采取相应的技术措施，及早封闭成环，保证施工安全。
2）根据工程水文地质条件，按设计要求做好超前支护，防止围岩松弛，保证隧道开挖安全。
在断层、破碎带、浅埋段等自稳性较差或富水地层中，现场技术干部及技术主管应及时反映现场的围岩情况，项目部及时报告业主、设计院和监理处调整支护系数。
3）二台阶开挖法施工应符合下列要求：
a、上、下台阶开挖采用凿岩机钻眼，塑料导爆管非电起爆系统、毫秒微差有序起爆，光面爆破，每循环进尺2.4m，每天1.5个循环，每月成洞90m。
上台阶由挖掘机扒碴，装车，自卸车运碴。
施工中合理调整工序，实行“钻爆、装碴、运输”机械化一条龙作业。
b、上台阶开挖后及时支护；
c、其他分步平行开挖，平行施作初期支护，各分部初期支护衔接紧密，及时封闭成环；
d、仰拱紧跟下台阶，及时闭合构成稳固的支护体系；
e、施工过程通过监控量测，掌握围岩和支护的变形情况，及时调整支护参数和预留变形量，保证施工安全；
f、完善洞内临时防排水系统，防止地下水浸泡拱墙脚基础。
5.1.3二台阶开挖法施工步骤
第1、2步，上台阶开挖循环进尺应根据初期支护钢架间距确定，最大不得超过2.4m，开挖后立即初喷3～5cm混凝土。
上台阶开挖后应及时进行喷、锚、网系统支护，架设钢架，在钢架拱脚以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿向下打设锁脚锚杆，打设角度与围岩层面呈最大夹角。
锁脚锚杆与钢架牢固焊接，再复喷混凝土至设计厚度。
第3、4、5、6步，左、右侧下台阶开挖：
开挖进尺应根据初期支护钢架间距确定，最大不得超过2.4m，左、右侧台阶错开8～10m，开挖后立即初喷3～5cm混凝土，及时进行喷、锚、网系统支护，接长钢架，在钢架墙脚以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿向下打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度。
第7步，下台阶预留核心土开挖，开挖进尺与各台阶循环进尺相一致。
第8步，隧底开挖：
每循环开挖长度宜为2～3m，开挖后及时施作仰拱初期支护，完成两个隧底开挖、支护循环后，及时施作仰拱，仰拱分段长度宜为4～6m。
见图5-1。
5.2初期支护
二台阶开挖法的初期支护由喷射混凝土、锚杆、钢筋网和钢架等组成，各部分联合受力。
初期支护应在开挖后立即施作，以保护围岩的自然承载力，其施工工艺流程见图5-3。
图5-3初期支护施工工艺流程
5.2.1初喷混凝土封闭岩面
初喷混凝土应在开挖后排除危石立即进行。
用高压风自上而下吹净岩面，埋设控制喷射混凝土厚度的标志钉。
工作面滴水或淋水时，应按照设计要求安设弹簧排水管或者塑料排水板。
喷射混凝土必须满足设计强度、厚度及其与岩面粘结力要求。
喷射作业应分段分片依次进行，喷射作业从拱脚或墙脚自下而上进行，应避免上部喷射回弹料虚掩拱（墙）脚；
先找平凹洼部分，后喷射凸出部分，各部平顺连接。
喷头应与受喷面垂直，喷嘴口至受喷面距离宜保持在1.0～1.2m，沿水平方向以螺旋形划圈移动。
5.2.2系统锚杆（管）、钢筋网施作
初喷3～5cm混凝土后应及时施作系统锚杆，Ⅲ级围岩段采用3m长药卷锚杆，间距1.2×
1.2m，呈梅花型布置，锚杆制作时，在杆体尾部1.2m范围内作M16-2.5螺纹；
锚杆必须设置垫板，垫板规格150×
150×
6mm，中间钻Ф22圆孔，与锚杆体用M16螺母连接。
钢筋网采用ф8的HPB235钢制作，网格尺寸宜采用20cm×
20cm，搭接长度应为1～2个网格，网片间采用焊接方式连接。
钢筋网随受喷面起伏铺设，其间隙不应大于3cm，钢筋网应与锚杆、钢架连接牢固，且钢筋保护层厚度不应小于4cm。
5.3安装钢架
5.3.1拱部钢架安装工序：
放样确定钢架基脚位置→施作定位锚杆→架设钢架→布设纵向连接筋。
边墙钢架安装工序：
墙脚部位铺设槽钢垫板→施作定位锚杆→对应拱部钢架设边墙钢架→布设纵向连接筋。
拱、墙部钢架须采用螺栓连接。
加强钢架拱（墙）脚锁脚锚杆施工，各台阶每个钢架拱（墙）脚以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°
打设2根锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，锁脚锚杆采用Ф22药卷锚杆，长度3.5m，以控制基脚变形。
5.3.2施工注意事项及要求：
1）钢架拱（墙）脚应架设在稳固的基岩上或底部铺垫槽钢，以保证钢架基础稳固。
安装前应清除基脚下的虚碴、虚土及杂物。
2）钢架安装允许偏差：
钢架间距和钢架横向位置与设计位置的偏差不超过±
50mm；
钢架的竖向位置偏差不得低于设计标高；
倾斜度允许偏差为±
2°
。
3）钢架应与纵向连接筋、锁脚锚杆焊接牢固，以增强钢架的整体稳定性。
4）锁脚锚杆施工应作为施工质量控制的重点，锁脚锚杆尾部宜加工成“L”型。
钢架连接板应采用螺栓连接牢固。
5）钢架应紧靠围岩，当钢架和初喷混凝土间有较大间隙时，每隔2m应采用骑马或C20楔形垫块顶紧；
钢架与围岩的间隙不得用片石回填，而应喷射混凝土填实。
5.3.3拱脚标高不足时，不得用块石、碎石砌垫，而应设置钢板进行调整，或用混凝土浇筑，混凝土等级不得小于C20。
5.4仰拱施工
隧底开挖应采用全幅分段施工，上面铺设仰拱栈桥，每循环开挖长度宜控制在2～3m。
当仰拱施工滞后下部台阶开挖面30～40m时，应停止前方工作面开挖或短距离跳槽进行隧底开挖。
5.4.1隧底开挖后，应及时清除虚碴、杂物、泥浆、积水。
5.4.2仰拱填充混凝土应在仰拱混凝土终凝后浇筑，浇筑前应清除仰拱表面的杂物和积水，连续浇筑，一次成型，不留纵向施工缝。
填充混凝土强度达到5MPa后允许行人通行，达到设计强度的100％后允许车辆通行。
仰拱填充表面坡度应符合设计要求，应平顺、排水通畅、不积水。
洞身开挖实测项目
表5-1
规定值或
应许偏差
1△
拱部
超挖
（mm）
破碎岩软土等
（Ⅳ、Ⅴ级围岩）
平均100，最大150
激光断面仪：
每20m抽一个断面，测点间距≤1m
中硬岩、软岩
（Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级围岩）
平均150，最大250
硬岩
（Ⅰ级围岩）
平均100，最大200
边墙超挖
每侧
+100，-0
全宽
+200，-0
仰拱、隧底超挖（mm）
平均100，最大250
水准仪：
每20m检查3处
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