下山口隧道管棚施工作业指导书.doc
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国家高速公路网横12杭州至瑞丽公路
大理--丽江联络线
管棚施工作业指导书
编制:
赵文要
复核:
何开斌
批准:
杨明亮
中铁十一局集团大丽高速12-1合同段项目部
2010年07月10日
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隧道管棚施工作业指导书
1.适用范围
适用于下山口隧道进口段K81+640洞门管棚施工。
2、编制依据
《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》(铁建设[2005]160号)
《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》(铁建设[2005]160号)
《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》(TZ214-2005)
《铁路隧道施工规范》(TB10204-2002)
3.施工准备
3.1内业技术准备
组织现场技术人员对已编制的管棚施工作业指导书认真学习,熟悉相关规范及技术标准,解决有关技术问题。
对施工人员进行现场技术交底、岗前技术培训,经考核合格后方可上岗作业。
3.2外业准备
3.2.1对施工所用原材料取样检验,检测指标必须符合规范要求;检查机具设备、人员配备是否满足施工要求、检查机具设备和风、水、电等管线路,施工人员安全防护用品是否佩戴,钻机就位并试运转。
3.2.2按照设计图纸要求将管棚所需钢筋笼提前加工完成。
3.3技术要求
3.3.1管棚设计参数:
3.3.1.1导管规格:
热轧无缝钢管,管径根据具体工程情况设计选用。
3.3.1.2管距:
导管环向设置间距应根据地层性质、地层压力、导管设置部位,钻孔机具性能及隧道开挖方法等确定,严格按照设计文件进行实施。
如不能满足支护需要时应立即与设计单位联系及时进行变更。
3.3.1.3倾角:
外插角1°~3°为宜,可根据实际情况作调整;
3.3.1.4注浆材料:
水泥浆或水泥砂浆;当围岩破碎,地下水发育时,为调凝需要可部分采用水泥-水玻璃双液浆,要求浆液强度等级不小于M10.
3.3.1.5设置范围:
拱部120°范围;
3.3.1.6管棚每环施做长度以15~35m为宜,建议每环管棚施做最大长度以40m为宜,当需要设置大于40m时,宜设置两组或多组管棚,且前后两组管棚搭接长度不应小于5m。
4.施工程序与工艺流程
4.1施工程序
施工程序为:
开挖周边放样布孔→管棚钻机就位→钻进、安装管棚体→第一节管棚体安装结束→钻杆退回原位→接长管棚→继续钻进安装至设计长度→下一根管棚钻进、安装管棚体→所有管棚钻进结束→安放钢筋笼→注浆→隧道开挖。
4.2工艺流程图:
管棚施工工艺流程详见图10
开挖周边放样布孔
管棚钻机就位
钻进+管棚体安装
第一节管棚体安装结束
钻杆退回原位
继续钻进安装至设计长度
下一根管棚钻进、安装管棚体
安放钢筋笼
注浆
隧道开挖
接长管棚
钻进结束
图10管棚施工工艺流程图
5.施工要求
5.1管棚钻孔
5.1.1施工准备
5.1.1.1对拱部管棚施做范围进行测量开挖周边放样布孔。
在开挖轮廓线以外拱部120°~135°范围内施做混凝土护拱作为长管棚的导向墙,导向墙采用C20混凝土浇注,导向墙纵向长度为1m,厚度为1m,导向墙内埋设钢筋支撑,钢筋与定位钢管连接成整体,定位钢管应准确安设,导向墙环向长度可根据具体实际情况确定,导向墙基础需置于稳定基础或具有足够的承载力,导向墙基础需嵌入管棚作业平台不小于0.5m。
5.1.1.2洞身段施做大管棚时,宜根据钻孔机具性能及开挖方式相应增加钻孔施工作业工作面,一般管棚施做平台至最后一根管棚的高度为1~1.5m,以保证钻孔施做。
5.1.1.3定位钢管作为管棚的导向管,它安设的平面位置、倾角、外插角的准确度直接影响管棚的质量。
用全站仪放样在工字钢架上定出其平面位置;用水准尺配合坡度板设定孔口管的倾角;用前后差距法设定孔口管的外插角。
孔口管应牢固焊接在工字钢上,防止浇筑混凝土时产生位移。
5.1.2钻孔平台搭设、钻机就位
5.1.2.1钻机平台用钢管脚手架搭设,搭设平台应一次性搭好,钻孔由1~2台钻机由高孔位向低孔位进行。
5.1.2.2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和威胁作业人员人身安全。
5.1.2.3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定位钢管轴线相重合。
5.1.3钻孔
5.1.3.1钻孔前,按测定好钻孔的范围、平面位置对每个孔进行编号。
5.1.3.2为了便于安装钢管,钻头直径采用Φ127mm。
5.1.3.3钻孔由高孔位向低孔位进行,开钻时应低速低压,待成孔10m后可根据地质情况逐渐调整钻速及风压。
5.1.3.4岩质较好的可以一次成孔,钻进时产生坍孔、卡钻时,需补注浆后再钻进。
5.1.3.5钻进中经常采用测斜仪量测钢管、钻机的偏斜度,发现偏斜超过设计要求,应及时纠正,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。
若至终孔时,偏斜度仍超过设计要求值,应补浆封孔后再原位重钻。
5.1.3.6在施工钻进过程中认真作好钻进过程的原始记录和绘制孔位布置图,及时对孔口岩屑进行地质判断、描述,以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。
5.1.3.7钻进机具施工用电应遵循“三线五相制”要求,机械外接电源必须做到“一机一闸、一箱一保护”,当电路出现故障时,非专业电工严禁擅自对任何用电设备及电源、电箱进行修理。
5.1.3.8在钻机作业时,要严格按照操作规程进行操作,确保作业人员安全,防止触碰机械伤害。
5.1.4清孔
5.1.4.1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。
5.1.4.2用高压风从孔底向孔口清理钻渣,确保孔内无残留杂物。
5.1.5验孔
5.1.5.1用全站仪、测斜仪等检测孔深、倾角、外插角。
5.1.5.2管棚不得侵入隧道开挖线内,相邻的钻孔不得相撞或立交。
5.1.5.3检查钻孔的间距、深度、直径等,允许偏差为:
方向角误差为1°,孔口间距±50mm,孔深±50mm。
5.2管棚安装
5.2.1材料准备
5.2.1.1管棚采用热轧无缝钢管,壁厚不小于6mm,节长为3~6m,采用丝扣连接。
5.2.1.2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,孔间距20cm,呈梅花型布置,尾部留不小于100cm的不钻孔止浆段,管头焊成圆锥形,便于入孔。
5.2.2管棚顶进
5.2.2.1验孔合格后应及时安装钢管,下管前应对每个钻孔的的钢管进行配管编号,下管时按照编号分段施工。
5.2.2.2棚管顶进采用装载机和管棚钻机钻进相结合的工艺,即先钻大于棚管直径的引导孔(直径Φ127mm),然后用装载机在人工配合下顶进钢管。
前期靠人工送管,后期借助钻机顶进,直至孔底,达到设计长度。
5.2.2.3当地质条件较差时,为防止塌孔事故发生,下管要及时、快速,必要时可采取套管下管。
5.2.2.4钻机顶进时,作业人员作业时应高度注意安全防护,防止机械伤人。
5.2.3管棚连接、搭接
5.2.3.1钢管连接采用丝扣连接牢固,丝扣长15cm。
5.2.3.2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。
5.2.3.3为使钢管接头错开,编号为奇数的第一节钢管采用4m长钢管,编号为偶数的第一节钢管采用10m长钢管,以后每节均采用10m长钢管。
5.2.3.4单环或终环大管棚尾部5m范围内一般宜设小管棚搭接,纵向两组管棚间的搭接长度视开挖空间大小,掌子面封闭与否确定,搭接长度不小于5m。
5.2.3.5钢管焊接采用单面帮条焊,焊缝宽度不小于2cm;钢管焊接时,电焊机线路做到“一机一闸、一箱一保护”。
5.3管棚注浆
5.3.1施工准备
5.3.1.1施工人员应佩戴好安全帽、手套、水鞋等安全防护用品,拌制浆液的操作人员要戴好护目镜,穿长筒胶鞋。
5.3.1.2采用高压水对管棚内的杂物进行冲洗,由下至上的顺序进行。
5.3.1.3为提高钢管的抗弯能力,可在导管内增设钢筋笼,钢筋笼有四根主筋和固定环组成,主筋直径为16~20mm,固定环采用短管节,将其与主筋焊接,按1m间距设置。
5.3.1.4安装好有孔钢管、放入钢筋笼后,钢管内插入注浆管和排气管,排气管要插入孔底,对孔口缝隙采用混凝土进行封堵,确保孔口封闭。
5.3.2浆液拌制
5.3.2.1注浆材料:
注浆材料为M10/M20水泥浆或水泥砂浆。
5.3.2.2每盘浆液时间不得少于5min,浆液搅拌要均匀、不得有结块、沉淀,否则应适当延长搅拌时间,待浆液拌匀后,方可注入管棚内。
5.3.2.3浆液应在现场随伴随用,浆液要具有良好的流动性、可注性。
5.3.2.4当围岩破碎、地下水发育时,为调凝需要,可部分采用水玻璃双液浆。
当采用化学浆液时,应注意防腐、防毒。
5.3.3注浆
5.3.3.1注浆施工应严格按照注浆机操作规程作业,注浆时注浆管孔不得对准人体,避免高压浆液对人体伤害,作业过程中还应防止注浆管爆管对施工人员造成伤害。
5.3.3.2注浆顺序按照由低到高、由下往上,交错进行。
5.3.3.3注浆机注浆压力应控制在:
初压0.5~1.0MPa,终压2.0MPa,注浆压力一般为1.0~2.0MPa,浆液注满后应持压15min后停止注浆。
5.3.3.4注浆量应满足设计要求,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,应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。
5.3.3.5注浆时先灌注“单”号孔,再灌注“双”号孔。
5.3.3.6当注浆压力泵压力突然升高时,可能发生堵管,应立即停机检查,并及时清洗注浆管路。
5.3.3.7在注浆时,当发现支护变形或损坏时,应立即停止注浆,采取措施,当出现窜浆时,要及时堵塞窜浆孔。
5.3.3.8注浆施工中,现场技术人员应认真填写注浆记录,随时分析和改进作业。
6.劳动组织
6.1劳动力组织方式:
采用架子队管理模式。
6.2施工人员应结合制定的施工方案、机械、人员组成、工期要求进行合理配备。
其中现场负责人、工班长、技术人员、专职安全员由施工企业正式职工担任,并可根据施工现场情况适当配备若干劳务工人。
7.材料要求
管棚施工所用原材料应符合设计要求,设计未明确时应符合以下要求:
7.1水泥
喷射混凝土应优先采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,强度等级不小于32.5MPa,必要时可采用特种水泥。
水泥的安定性、凝结时间均应合格,当有抗冻、抗渗要求时,水泥强度等级不应低于42.5MPa,当喷射砼遇含有较高可溶性硫酸盐的地层或地下水地段,应按侵蚀类型和寝室程度采用相应的抗硫酸盐水泥,当需要喷混凝土有较高的早期强度时,可选用硫铝酸盐水泥或其他早强水泥。
现场负责人
1人
技术主管
1人
专职安全员
1人
工班长
2人
钻机操作人员
3~5人
技术、质检、测量及试验人员
4~6人
管棚加工
3人
钢管顶进
6人
其它各种机械操作人员
3人
主要施工人员配备表
7.2细骨料
细骨料应采用坚硬、耐久的细砂,细度模数应小于2.0,含水率宜控制在5%~7%。
含泥量不应大于3%,泥块含量不应大于1%。
7.3钢管
钢管外径为89~108mm,壁厚6.5mm,钢管进场检验力学性能指标应符合热轧无缝钢管的技术标准要求。
7.4拌合用水
水质应符合工程用