夯管法施工方案.docx
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夯管法施工方案
**地铁**站四号线主体
单层暗挖段管棚施工方案（修改）
1、编制依据
⑴**地铁4、10号线**站第六分册施工设计（BJ4-218-SS-06-JG-001—080）。
⑵**地铁4、10号线**站工程地质、水文地质勘探资料。
⑶国家及部委相关施工技术规范、规程、标准。
⑷单位多年施工经验。
2、工程简述
**地铁**站四号线单层暗挖段位于中关村大街，南北走向。
穿过地层主要为：
粉细砂、粉土及砂卵石层，拱部位于粉细砂层及砂卵石层，该地层自稳能力差，施工中极易坍塌，拱顶覆土11.95m。
四号线单层暗挖段为三跨三连拱结构，暗挖施工，长约33.80，净宽22.1m。
导洞开挖尺寸为10.03m（宽）×10.92m（高），分6步开挖。
采用Ф159大管棚与Ф32小导管组成超前支护体系，侧壁导坑法施工。
四号线单层暗挖段支护断面图见图1。
四号线单层暗挖段南北两端管棚施工：
待中拱衬砌施工3模后，开挖中拱及两侧拱底板至管棚工作室位置。
管棚工作室开挖尺寸：
8m（长）×4m（深），开挖时基坑边坡采用挂网+锚管+格栅+C20喷砼支护（端墙侧），挂网+锚管+C20喷砼支护（基坑侧），开挖至设计位置后搭设平台进行单层段大管棚施工。
该处地层为粉细砂、中粗砂、卵石圆砾，采用螺旋干成孔法施工。
3、管棚施工参数及施工方法
管棚材料：
Φ159、t=8mm热轧无缝钢管
环向间距：
400mm
管棚长度：
13-20m/根（四号线与十号线斜交）
管棚数量：
79×2根（南、北端）
管棚连接：
钢管间采用焊接，每段长度2-3m。
施工方法：
非开挖技术（水平钻机成孔＋夯管锤夯工艺）一次打设
4、管棚施工技术
管棚是保证施工过程中地层的安全稳定、控制施工引起的地表沉降的重要措施。
拱顶支护形式：
大管棚+超前小导管支护，管棚内填充水泥砂浆，为防止管棚间及管棚下土体的塌落，造成大面积超挖，在大管棚的间隙中，施作超前小导管支护。
采取大管棚结合小导管注浆超前支护加固地层，并与初期支护形成共同受力体系。
4.1大管棚施工工艺流程
大管棚施工工艺流程见图2。
4.2管棚位置布设
图2水平钻机成孔＋夯管锤夯进施工工艺流程图
4号线车站单层暗挖段进洞超前大管棚分别位于双层段中导洞21根，两侧导洞各29根，合计79根，布置在开挖轮廓外。
管棚中心距车站单层暗挖段导洞开挖外边线距离为20cm，环向间距40cm。
4.3管棚空间位置控制:
（1）水平方向：
水平方向以4号线车站单层段左线中心线和右线中心线为管棚竖向位置控制线。
由左、右中心线水平方向量取横向距离，确定管棚孔位水平位置。
（2）竖直方向：
竖直方向确定具体对应标高。
为施工方便，给定一组适合施工的标高点，换取具体支距。
（3）纵向：
单根管棚长度为13-20m，管棚纵向设计为2‰。
4.4管棚定位
（1）施工前计算每一根管棚的定位横向和竖向参数，以控制钻孔方向。
（2）以4号线车站单层段左线中心线和右线中心线和导洞内标高线XX为控制线，准确确定管棚中心位置，以管棚中心点为圆心埋设长60cm，φ200无缝热轧钢管作为套管。
（3）项目部测量班对管棚放样位置及时进行复核。
4.5大管棚施工工艺
4.5.1安装套管
开挖端墙井壁支护为格栅钢架+钢筋网+锚喷砼结构，厚350mm，在支护施工同时预埋安装φ200钢套管。
4.5.2搭建管棚作业平台
在施工之前，搭建脚手架平台或采用开挖土平台作为管棚施工的工作空间，以此保证施工的正常进行。
4.5.3钻机定位、安装调试
钻机轴线方向调整与管棚轴线方向一致，钻头高度与管棚管口高度在同一高程面上，并按2‰上仰角度控制调整固定钻机，现场调试，试钻。
4.5.4钻孔施工
1）管棚钻进顺序
因管棚孔位距离较近，因此在成孔和夯进时采用间隔两孔钻一孔和夯进的顺序，因而避免较大范围内扰动土体，其具体钻进、夯进顺序详见管棚孔位布置图1。
2）TT40水平导向钻机成导向孔施工
a、在工作场地整理完成后，按照设计顺序准确安装导向钻机，孔位对正，安装牢固，管路连接准确无误；
b、导向仪器严格遵守使用技术规程，细心调试，直到精度测量误差小于10cm为止；
c、配置膨润土泥浆，准备钻进施工；
泥浆用膨润土标准
项目
标准值
悬浮体性能600r/min时粘度计读数
屈服值≤（Pa）
30min滤失量≤（mL）
30
1.44×塑性粘度
15.0
湿筛分析＋0.75mm筛余量≤（％）
4.0
水分≤（％）
10
d、由于钻孔位置要求严格，在每一根钻杆钻进过程中，都必须严格控制钻进参数；
e、钻孔施工中根据探测仪器曲线严格控制钻孔轴线，若有不利偏向要及时进行纠正，纠偏遵守“勤纠少纠”的原则；
f、在钻进过程中，严格控制钻进参数，确保靶位准确无误；
g、导向钻孔严格按设计轨迹施工；
h、在钻进过程中由于孔位间距很小，为防止对土壤扰动的影响，造成地表沉降，所以采取间隔钻进施工的方法以确保施工安全，更好的控制地表下沉；同时在地表布设地面沉降点，及时测量地面沉降情况。
i、扩孔
当钻机钻成导向孔后，改用φ180的扩孔器扩孔。
附钻孔作业示意图3。
图3TT40型水平导向钻机成孔施工示意图
4.5.5夯管施工
a、导向孔成孔后，按照设计顺序准确安装夯管锤基座与钢管导轨，孔位对正，安装牢固，管路连接准确无误。
b、调试高压空气压力，准备进行夯击。
c、监控、测量人员要严格遵守测试技术规范，准确测量各项参数，（如深度、轨迹方向等）及时与司夯员联系沟通，确保夯进施工准确无误。
d、夯击施工中严格控制孔位轴线，若有不利偏向要及时进行纠正，纠偏遵守“勤纠少纠”的原则。
e、夯进过程严格按导向孔位施工。
f、夯进角度控制
1）外插角：
待导向孔成孔后，铺设导轨时导轨上仰角度；
2）经验数据：
结合以往管棚施工经验，考虑实际工程地质情况，本工程管棚施工上仰角度控制在2‰。
附夯管作业示意图4。
图4TT145型夯管锤夯进钢管施工示意图
4.5.6管棚注浆
1）管棚注浆目的
增加管棚钢管自身的刚度和强度，更好的起到承载支护作用。
2）注浆浆液配制
管棚管内注浆为填充注浆，采用用1：
1水泥砂浆，水灰比控制在0.5—0.6，加5%UEA型膨胀剂进行填充管棚。
3）注浆压力控制
管棚填充注浆压力控制在0.5～0.7Mpa之间。
4）注浆方式
管棚设计为填充注浆，注浆方法采用封堵式注浆，注浆顺序采用跳孔间隔注浆，注浆顺序由下往上，由两侧往中间进行。
为保证注浆饱满，采用φ20PVC管由管口一直伸到管棚端头，在注浆时用来排气和排出稀浆，有效检查注浆饱满效果。
附管棚注浆排气管设计示意图5。
5）注浆机具
采用KJB-3/100型水泥砂浆泵和JZ350型砂浆搅拌机。
6）管棚排水
图5管棚注浆排气管设计示意图
由于管棚所在地层中存在上层滞水，在流水的管棚孔位采用引流钢花管
排水，在钢管壁上打孔，加工成钢花管，疏排上层滞水，减少主体开挖时的含水量。
7）注浆结束标准及效果检查
①单孔注浆结束标准：
每段注浆都正常进行，注浆终压达到设计终压，注浆量达到设计注浆量的80％，或虽未达到设计终压，但注浆量已达到设计注浆量，即可结束本孔注浆。
②全段结束标准：
设计的所有注浆孔均达到结束标准，无漏注现象。
③达不到结束标准，应补充重新注浆直到满足要求为止。
5、人员组织
人员组织见表1
人员组织表表1
序号
岗位
数量
职责
1
施工员
2人
施工现场指挥、调度
2
技术员
2人
施工技术指导
3
测量工
2人
负责布孔、定位、量测
4
工人
16人
负责破孔、移动钻机、装卸钻杆、安装钢管、拌浆、注浆等
5
电焊工
2人
6
司机
4人
钻机操作
7
材料员
2人
材料调度和供应
合计人数
30人
6、工期安排
安装套管2006.2.3-2006.2.5
管棚施工和注浆2006.2.6-2006.3.6
7、质量控制措施
（1）严格按照设计、施工规范施工。
（2）大管棚管节堆放垫平，严禁翘曲。
（3）精确定位、调整钻机立轴，确保钻具入土角度及方位的精度。
（4）在钻进过程中，要经常用罗盘或经纬仪量测钻具的角度变化，发现异常及时调整。
（5）下管节要及时、准确、快速。
（6）注浆量和注浆参数在施工允许范围内。
（7）施工钻机的正常运转，配备足够的维修技术人员和零配件。
8、质量保证措施
⑴组织保证体系
建立由项目总工、质检工程师和主管工程师过程控制的组织保证体系，质量保证组织机构如图8.1所示。
⑵质量保证措施
1）主管工程师负责四号线单层段管棚施工的技术和质量的日常工作，经常与监理工程师沟通，及时听取监理工程师对本分项工程质量工作的意见，特别对监理提出的改进意见和措施及时组织有关人员进行落实。
2）质检员主要对工班施工人员进行质量教育，提高施工人员质量意识，并对管棚施工进行全过程检查。
3）技术员主要对施工人员进行技术交底，让每个职工都做心中有数，明确管棚施工技术标准及技术要求等。
4）如发生质量问题，主管工程师立即口头上报监理，并在4小时内递交有关质量问题的书面详细报告，包括时间、部位、细节描述、产生原因等。
5）生产主管、技术人员、机手在施工中应熟悉地层变化，分析偏斜规律，根据情况变化适时调整技术参数和开孔角度。
6）各班记录人员准确丈量钻具，准确记录钻杆长度、根数。
各种数据记录要及时。
禁止追记或补记，及时校正孔深，交接班要交接清楚。
7）管棚管接缝补焊，严格实行专人专岗，严禁他人替焊，如必须替焊时，须经班长批准，并记录在案。
交接班时要记录班次焊口数量。
8）严把材料质量关，对所用的材料和零部件，均须由专人逐一检测，严禁不合格品进场。
9）现场质检员对每道工序质量必须认真监督与检查。
发现质量问题，及时纠正。
10）定期召开质量分析会议，就出现的质量问题进行分析，优化、总结并结合实际情况及时调整技术参数。
9、应急预防处理措施
⑴材料存储：
在施工现场储备一定数量的方木、钢支撑、钢格栅、水泥、砂石等材料，以备出现塌方、涌水等事故应急处理使用。
⑵地表塌方沉陷的应急处理：
地表出现塌方沉陷时，立即封闭塌方沉陷区域，疏导行人车辆绕行，探查原因，对塌方空洞和沉陷部位及时采取砼回灌和注浆处理。
⑶土体塌方的应急处理：
小面积塌方时，立即采取“钢筋网+格栅+锚杆+喷砼+注浆”措施处理；较大面积塌方或塌方体较大时，首先采用钢支撑+方木作支撑，工字钢+木板横在支撑上作挡板，水泥袋+砂袋码在挡板上堵塞塌腔，打设锚杆和导管注浆加固塌方土体。
同时封闭塌方对应地表区域，禁止行人车辆通过，根据情况适当进行地表注浆处理。
⑷涌水处理：
如为管线渗漏，先查清管线，对管线进行加固处理，必要时可协商关闭管阀，渗漏水用水泵排出；如为土层滞水，可先进行，当效果不佳时可采取轻型井点降水措施；如为不明水囊，应先将水排出，再对水囊腔进行灌浆回填处理。
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