隧道长管棚作业指导书DOC.docx
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隧道长管棚作业指导书DOC
目录
1.适用范围-1-
2.作业准备-1-
2.1内业准备-1-
2.2外业准备-1-
3.技术要求-1-
4.施工程序与工艺流程-2-
4.1施工程序-2-
4.2工艺流程-2-
5.施工要求-3-
5.1施工准备-3-
5.2施工工艺-3-
5.3施工控制要点-8-
5.4施工突发事故及处理预案-8-
6.材料要求-9-
7.劳动组织-9-
7.1劳动力组织-9-
7.2施工人员安排-9-
8.设备机具配置-10-
9.质量控制及检验-10-
9.1质量控制-10-
9.2质量检验-10-
10.安全及环保要求-12-
10.1安全要求-12-
10.2环保要求-13-
隧道长管棚施工作业指导书
1.适用范围
适用于猫尔岩隧道Ⅴ级浅埋、软弱围岩及破碎带隧道洞口超前支护。
2.作业准备
2.1内业准备
⑴在施工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计,审核施工图纸,澄清有关技术问题。
⑵熟悉规范和技术标准,查阅相关施工案例,认真调查隧道围岩地质情况、了解施工条件、技术水平和设备装置的施工参数。
⑶制定施工安全保证措施,对施工人员进行技术交底,对参加施工人员进行上岗前技术培训,考核合格后持证上岗。
2.2外业准备
⑴管棚钢管、钢架、导向管、注浆材料等施工材料的采购,钻孔、注浆等设备的选用与采购。
⑵材料的试验,配合比的设计。
⑶施工场地的平整,水、风、电的设置,其他辅助措施的准备。
⑷施作护拱(洞口),清理好管棚施作的端墙面并进行施工测量与放样,准备安设定位钢管。
3.技术要求
⑴检查开挖的断面中线及高程,开挖轮廓线符合设计要求。
⑵钢架安装垂直度允许误差为±2°,中线及高程允许误差为±5cm。
⑶在钢架上沿纵向钻设管棚孔,其外插角以不得侵入隧道开挖轮廓线,方向角误差不大于±1°,孔深18m,径向误差不大于±50mm。
孔径比管棚钢管直径大20~30mm,钻孔环向每米3根,环向间距不大于10cm。
钻孔顺序由高孔位向低孔位进行。
⑷必须保证开挖后管棚钢管有足够的超前长度,采用φ108车丝无缝钢管进行连接,连接钢管长度15cm。
⑸管棚钢管采用热轧无缝钢管,并分段安装。
钢管外径为108mm,每段长度为3m、6m两种,隔一孔的第一根钢管设置为3m,其余为6m钢管。
接头在隧道横断面上错开,同一截面内的接头数量不得超过50%,接头至少要错开1m。
⑹钢管内注入水泥浆。
水泥浆用注浆泵灌注,注浆压力0.5MPa~1.0MPa,封堵塞有进料孔和出气孔,当出气孔流浆后,方可停止压注。
⑺满足设计文件及隧道规范的其他技术要求。
4.施工程序与工艺流程
4.1施工程序
施工准备(场地平整、施工平台搭设)→测量放样→钻机就位(校正角度)→上钻具和套管→钻进→退钻杆和钻具→管棚加工及安装→封闭管尾→注浆施工。
4.2工艺流程
详见附后“管棚施工工艺流程图”。
管棚施工工艺流程框图
5.施工要求
5.1施工准备
管棚施工前先对管棚施工方法、施工技术进行详细的了解。
5.2施工工艺
5.2.1架设导向拱
⑴测量组根据设计的隧道纵断面线、隧道洞身轴线及洞身开挖轮廓线,放出隧道开挖轮廓线;架子队根据开挖轮廓线及测量技术交底,将上半断面轮廓线以外的土石方清除掉,要求清除面平整,圆顺;为了方便导向拱及钻机安装就位,垫设施工平台时在洞口预留长6m的核心土,顶宽度为6m,核心土的高度控制在管棚顶以下1m处;在紧靠核心土四周挖一条小沟,将掌子面的水排出。
⑵测量组检查开挖断面合格后,放出洞口钢拱架的具体位置、里程、高度,并布置好桩点、做好交底。
⑶施工队根据测量交底及现场桩点,安装洞口工字钢拱架,间距为符合设计要求,焊接牢固,用锁脚锚杆锁定锚固。
用全站仪、水平仪将长为1米的导向管按照1~2°的外插脚精确定位,并用Φ25连接钢筋与工字钢牢固焊接为一整体。
⑷导向管安装完毕后,经测量组复测,满足精度要求后,安装模板,按照规范要求浇筑套拱混凝土,并养生。
5.2.2搭设作业平台
⑴钻机平台用钢管脚手架搭设,搭设平台一次性搭好,钻孔由1~2台钻机由高孔位向低孔位进行。
⑵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。
⑶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孔口管轴线相吻合。
5.2.3钻孔
⑴为了确保钻杆接头有足够的强度、刚度和韧性,钻杆连接套管与钻杆同材质,两端加工成内螺扣(钻杆首尾端外螺扣),联结套管的最小壁厚≥10mm。
为防止钻杆在推力和振动力的双重作用下,上下颤动,导致钻孔不直,钻孔时,把扶直器套在钻杆上,随钻杆钻进向前平移。
⑵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。
⑶根据孔口管的倾角和方向,利用钻杆的延伸和吊锤准确确定钻孔的方向,即固定钻机。
钻孔仰角的确定视钻孔深度及钻杆强度而定,一般控制1°~2°.利用钻机的变角度油缸,参照导向管的倾角确定钻机的倾角,确保钻杆线与开孔角度一致,以达到为钻进导向的作用。
钻机最大下沉量及左右偏移量为钢管长度的1%左右,最大不超过20 cm~30 cm。
⑷钻机就位前,先利用M20的沉头螺栓将钻机固定在基台木上,再按确定好的方位角将基台木固定在搭设的井型钻进作业平台上,四周用横木支撑,必要时打设地锚。
⑸钻机开孔时钻速不易过高,钻深20㎝后转入正常钻速。
第一节钻杆钻入岩层尾部剩余20~30㎝时钻进停止,用两把管钳人工卡紧钻秆,钻机低速反转,托开钻杆,钻机沿导轨退回原位,人工装入第二根钻杆,并在钻杆前端安装好联结套,方向对准后联结成一体。
钻孔达到深度要求后,按同样方法拆卸钻杆,钻机退回原位。
⑹换钻杆时,注意检查钻杆是否弯曲,有无损伤,中心喷水孔是否顺畅等,不符合要求的及时更换以确保正常作业。
⑺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。
⑻引导孔直径比管棚大20~30mm,孔深不大于管长加0.5m。
⑼钻进过程中确保动力器、扶正器、合金钻头按同心圆钻进。
⑽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,并保留渣样,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。
5.2.4清孔验孔
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。
⑶用经纬仪、测斜仪等检测孔深、倾角、外插角。
5.2.5管棚加工
⑴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(靠孔口1.1m处的棚管不钻孔),孔纵向间距15cm,呈梅花型布置。
管头加工成圆锥形便于入孔,长度10cm。
⑵采用Z525-2A型台式多用钻床对φ108×6mm的管棚进行加工,根据长管棚的设计长度,来确定下料长度,一般单根长度控制在3m或6m,丝扣长度为15cm,丝扣为2mm的螺旋方丝,钢管一端为内丝,另一端为外丝,丝扣加工端正,不得偏位;钢管上每隔15cm交错钻孔直径为孔径10~16mm的注浆孔。
先下奇数管孔,第一节用3米长的钢管,偶数孔时第一节采用6米长的钢管,以后每节均采用6米长钢管。
每孔第一节端头加工成锥型,长为10cm,最后一节尾部焊φ10mm加强箍。
在距孔口1.1米内不得加工注浆孔。
5.2.6安装
⑴管棚顶进采用装载机和管棚机钻进相结合的工艺,即先钻大于管棚直径的引导孔,然后用装载机在人工配合下顶进钢管。
施工前首先做好导墙,导墙长度大于明暗分界线50cm,按设计位置布孔、并标注,架设管棚钻机,配备电动油压钻机1台,钻孔及推进钢管,钻孔时钻机立轴方向必须准确控制,每钻完一孔便顶进一根钢管。
钢管接头采用丝扣连接,丝扣长15cm。
各钻孔均做好施工记录。
⑵接长钢管满足受力要求,相邻钢管的接头前后错开。
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。
5.2.7注浆
⑴安装好有孔钢花管、放入钢筋笼后即对孔内注浆,浆液由ZJ-400高速制浆机拌制。
⑵注浆材料为水泥浆。
其中水泥浆水灰比控制在1:
1之间,注浆压力为0.5~1.0MPa。
坍方及围岩破碎且富水地段,根据实际情况在钢管内先放置Ф25钢筋和直径42mm×3.5mm钢管固定环(间距0.5m)组成的钢筋笼,注浆结束后用M30水泥砂浆填充,形成钢管混凝土,增加强度。
⑶注浆量满足设计要求,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,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。
注浆时先灌注“单”号孔,再灌注“双”号孔。
注浆从低向高进行。
浆液由稀到浓,一般单管达到设计注浆量作为注浆结束的标准。
当注浆压力达到设计终压10分钟后,进浆量仍达不到设计注浆量时,结束注浆。
5.3施工控制要点
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°~2°,工点根据实际情况作调整。
钻孔仰角的确定视钻孔深度及钻杆强度而定,一般控制在1°~1.5°。
施工中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。
5.4施工突发事故及处理预案
⑴钻进中坍孔及缩孔的处理
若发生塌孔及缩孔成孔十分困难,无法一次成孔。
采用前进式预注浆成孔,初钻出一段后,通过钻杆进行孔内注浆,待注浆液达到一定强度后,继续钻进,以此循环施作,直到达到设计孔深。
⑵掉块卡钻的处理
在钻进过程中若经常发生掉块卡钻事故,采用在异径接头处镶焊硬质合金,一旦卡钻,施以少量循环水,再将以拉拔回归,较好地解决此问题。
⑶对漏浆及耗灰量过大的处理
若由于岩体破碎,浆液漏失严重,造成耗灰量过大。
加浓水灰比,降低压力,把流量限制在10升范围内,过一段时间在慢慢提升压力,直到达到设计标准。
如上述方法达不到效果,使用在浆液中加入速凝剂,间歇灌浆、灌注砂浆、停灌待凝等方法处理。
6.材料要求
水泥:
采用P.O42.5普通硅酸盐水泥。
钢花管规格:
采用φ108mm壁厚6mm的热轧无缝钢花管,出浆孔直径为15mm,梅花型布置,间距15cm×15cm。
原材料符合设计及技术规范要求。
7.劳动组织
7.1劳动力组织
管棚施工工序多,工种杂、技术性强、要求技术工人具有各方面独立操作能力,又能处理管棚施工中一般的故障,管棚施工的质量很大程度上取决于钻孔和注浆的质量。
7.2施工人员安排
序号
人员
人数
职责
1
技术人员
1
掌握技术标准、负责施工指导、监督施工质量、记录
2
工班长
1
组织和协调
3
测量人员
2
测量放样、检查验收、并对整个施工过程进行摄像
4
钻孔、安装人员
5~10
凿孔施工、准备材料、安装导管
5
浆液制备人员
5
准备材料、制备浆液、搅动浆液、清洗设备
6
注浆泵司机
2
注浆泵的操作、维修保养及故障排除
7
清洗废浆工
1
清理废浆
8
安全员
1
负责施工安全
9
搬运工
4
搬运材料、机具
10
其他
8
电工、管棚加工、空压机司机等
合计
30~35
(备注:
以φ108为例组织)
8.设备机具配置
序号
人员
数量
参考型号
1
管棚钻机
2
KR80412
2