隧道长管棚作业指导书.docx

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隧道长管棚作业指导书

阳安铁路增建二线YAZQ-3标段隧道工程

编号：

ZYZDS-SD004

隧道长管棚施工作业指导书

单位：

中铁一局集团阳安二线工程指挥部

编制：

审核：

批准：

2015年4月5日发布2015年4月5日实施

洞口长管棚施工作业指导书

1、适用条件、范围

本作业指导书适用于阳安线增建二线站前工程YAZQ-3标隧道支护工程，Ⅴ级及以下围岩；洞口段地表有重要建筑物；洞身浅埋偏压段。

2、施工工艺

2.1工艺流程图（见洞口长管棚施工工艺）

2.2施工方法

管棚是利用导向架，沿着开挖外轮廓线，以较小的外插角，向开挖前方打入钢管，形成对开挖前方围岩的预支护。

管棚施工工序有开挖管棚钻机工作室，导向墙施工，搭设平台，安装钻机，安装管棚钢管，注浆。

2.2.1导向墙施工

1、导向墙设计：

导向墙采用C20砼，截面尺寸1.0m高*1.0m宽,DK45+171内拱顶标高20.374m，导向墙内设2榀I16工字钢架，钢架外缘焊接Φ140壁厚5mm导向钢管，导向钢与钢架焊接，钢架各单元由钢板+螺栓连接，连接钢板厚14mm。

（导向墙工字钢正面布置图见附图2，导向钢管安装示意图见附图3，钢板尺寸示意图见附图4）。

附图2

导向墙工字钢正面布置图（单位cm）

附图3：

导向钢管安装示意图（单位cm）

附图4：

钢板尺寸示意图（单位cm）

2、导向钢管的安设：

导向钢管环向间距40cm,径向施工误差不大于20cm，相邻钢管之间环向误差不大于10cm。

3、导向墙采用C20砼浇筑，并且一次浇筑成型。

2.2.2钻孔及清孔

1、搭设平台，安装钻机，测孔定位：

（1）钻机平台尽量一次搭好。

钻孔顺序，由高孔位向低孔位进行，可缩短移动钻机与搭设平台时间，便于钻机定位、定向。

（2）用两台钻机平行作业，互不干扰。

（3）安装钻机。

钻孔平台要稳固，钻机安装要牢固，防止施钻时钻机不均匀下沉、摆动、位移、倾斜而影响钻孔质量。

钻机距掌子面，一般不应超过2m。

（4）钻机定位。

进钻前，用全站仪及水准仪定出掌子面管棚孔位。

根据管棚外插角，架立钻机时，可用手罗盘、经纬仪、挂线相结合的方法，确保钻机钻杆轴线与管棚外插角轴线相吻合。

2、钻孔、扫孔：

（1）先钻单号孔，钻一孔，注一孔，待全部完后，再钻双号孔，以便检查注浆质量；

（2）岩质较好或围岩注浆固结得好，可以一次成孔；围岩局部注浆效果不好的，钻进时产生坍孔、卡钻者，需补注浆后再钻进。

（3）钻进中遇未注浆之岩溶严重流泥或地质复杂带而不能钻进成孔时，一般应补注浆，待围岩固结后再钻进。

不取岩芯，不回收钻头，用异型接头把钻杆与钢管连接起来，并在钢管前端安装合金钻头。

钢管随进度逐根接长，直到设计位置。

（4）钻机开孔时，要低速低压，待成孔1.0m后，压力可升至1.0MPa。

遇软质围岩或流塑状粘土，改用低压钻进。

（5）扫孔：

钻孔完毕后，及时清理孔内余渣，即扫孔，用Ф108岩芯管扫孔，岩芯管长度一般为2.5m左右。

扫孔完毕后，即安装打入管棚、钢管。

2.2.3管棚技术参数

1、管棚钢管：

采用Φ89mm×6mm热轧无缝钢管，每9m一节，节与节之间通过接头钢管用丝扣连接，每节钢管两端外车丝扣（车丝扣为Φ114mm×6mm热轧无缝钢管，长300mm）。

丝扣示意图（单位cm）

附图6：

4、导向钢管：

Φ140mm×5mm,热轧无缝钢管，节长1m，共27根，27×1m＝27m。

5、导向墙内工字钢：

I16工字钢，共设置2榀，每榀间距50cm，两侧两榀距施工端头25cm。

6、位提高导管的抗弯能力，在钢管内设置钢筋笼，钢筋笼由四根主筋和固定环，主筋直径为Φ18，固定环采用短管节，节长5cm，将其与主筋焊接，按1.5m间距设置。

如下图：

2.2.4安装管棚钢管

1、顶进钢管采用4m和6m两种长度规格，管棚钢管节与节之间通过丝扣接头连接，丝扣长15cm。

为使钢管接头错开，编号为奇数的第一节管采用4m钢管，编号为偶数的第一节管采用6m钢管，以后每节钢管采用6m长钢管。

2、安装时，可用人工配合钻机顶进，如遇故障，须清孔，然后再将管插入。

也可用4.5kW卷扬机反压安装。

3、隧道纵向同一断面内的接头数不大于50%，相邻钢管的接头至少须错开1m。

2.2.5注浆

1、注浆浆液：

注浆前进行现场注浆试验，根据实际情况调整注浆参数，取得管棚注浆施工经验，尾部110cm段作为止浆段，注浆完后，用M10水泥砂浆紧密充填，增强管棚的刚度和强度，设计注浆参数为：

（1）水泥浆水灰比：

1:

1（重量比）。

（2）注浆压力0.5～2.0MPa。

2、注浆顺序：

打好一孔，注浆一孔，先注无水孔，后注有水孔，从拱顶顺序向下进行，如遇窜浆或拒浆，则可间隔一孔或数孔注浆。

3、注浆应符合下列要求：

（1）浆液的浓度、胶凝时间应按交底执行，不得任意更改。

（2）应经常检查泵口及孔口注浆压力的变化，发现问题，应及时处理。

（3）注浆结束的条件如下：

a单孔结束条件，注浆压力达到设计终压2.0MPa，浆液注入量已达到计算值的80%以上。

注浆在达到结束的条件后，应利用止浆阀或木塞将注浆孔口堵塞，以保持孔内压力，直至浆液完全凝固。

b全段结束条件，所有注浆孔均符合单孔结束条件，无漏泥情况。

c注浆完毕用铁锤敲击钢管，如响声清脆，则说明浆液未填充满钢管，需采取补注或重注；如响声低哑，则说明浆液已填充满钢管，如未达到要求，应进行补孔注浆。

2.2.6施工注意事项

1、管棚环向圆心角按拱部150°计算，共19孔，全孔灌注M10水泥砂浆；

2、钻孔时，先钻单号孔，钻一孔，灌注一孔，待单号孔全部完后，再钻双号孔，钻一孔，灌注一孔；

3、钢架半径以中心线计算；

4、导向钢管外倾3°，施工时严格控制以防侵限；

5、钻孔速度应保持匀速，特别是钻头遇到夹泥夹沙层时，控制钻进速度，避免夹钻现象。

6、注浆过程中随时检查孔口、邻孔、覆盖较薄部位有无串浆现象，如发现串浆现象，立即停止注浆或采用间歇式注浆封堵串浆口，也可采用麻纱、木楔、快硬水泥砂浆或锚固剂封堵，直至不再串浆时再继续注浆。

7、注浆压力突然升高，可能发生堵管，应停机检查；浆液进浆量很大，压力长时间不升高，则应调整浆液浓度及配合比，缩短凝胶时间，进行小量低压力注浆或间歇式注浆，使浆液在裂隙中有相对停留时间，以便凝结，但停留时间不能超过混合浆的凝胶时间，才能避免产生注浆不饱满；

3、施工要求

（1）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。

（2）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2°～3°。

施工中应严格控制钻机下沉量及左右偏移量。

（3）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。

（4）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。

（5）掌握好开钻与正常钻进的压力和速度，防止断杆。

4、劳力组织

动力组织方式：

采用架子队组织模式。

钻机操作工3～6人，管棚加工2人，钢管顶进8人，注浆6人。

5、材料要求

管棚采用外径108的热轧无缝钢管，钢管壁厚大于6mm，丝扣长度为15cm，采用方丝，同一截面的接头不能大于50%，管棚间距为40cm，管棚长度大于15m，管棚所用钢管进场必须按批抽取试件作力学性能（屈服强度、抗拉强度和伸长率）和工艺性能（冷弯）试验，其质量必须符合国家有关规定及设计要求。

6、设备机具的配置

结合正常施工需要，管棚施工机械设备配置如下：

管棚钻机1～2台、电动空压机1台、注浆机1台、ZJ-400高速制浆机1台、混凝土拌合站一座、混凝土振动棒2个、钢模板、木模板、J3G-400A型型材切割机1台、铣床、钻床各1台、BX1－400型交流弧焊机2台、砼搅拌运输车（3.5m3）1辆、ZLC50C装载机1辆。

7、质量控制及检验

7.1验收规范

《铁路隧道工程施工质量验收标准》

7.2分项验收标准

7.2.1主控项目

（1）管棚所用钢管进场必须按批抽取试件作力学性能（屈服强度、抗拉强度和伸长率）和工艺性能（冷弯）试验，其质量必须符合国家有关规定及设计要求。

检验数量：

以同牌号、同炉罐号、同规格、同交货状态的钢管，每60t为一批，不足60t按一批计。

施工单位每批抽检一次；监理单位按施工单位抽检次数的10%进行见证取样检测，至少一次。

检验方法：

施工单位检查每批质量证明文件并进行相关性能试验；监理单位检查全部质量证明文件和试验报告，并进行见证取样检测或平行试验。

（2）管棚所用钢管的品种和规格必须符合设计要求。

检验数量：

施工单位、监理单位全部检查。

检验方法：

观察，钢尺检查。

（3）管棚搭接长度应符合设计要求。

检查数量：

施工单位、监理单位全部检查。

检验方法：

尺量。

（4）注浆浆液的配合比应符合设计要求。

检验数量：

施工单位、监理单位全部检查。

检验方法：

施工单位进行配合比选定试验；监理单位检查配合比选定单，并进行见证试验。

（5）注浆压力应符合设计要求，注浆浆液应充满钢管及其周围的空隙。

检验数量：

施工单位全部检查；监理单位按施工单位检查数量的20%见证检查。

检验方法：

施工单位查施工记录的注浆量和注浆压力，观察；监理单位见证检查。

7.2.2一般项目

管棚钻孔的允许偏差应符合下表的规定：

管棚钻孔允许偏差

序号

项目

允许偏差

1

方向角

1°

2

孔口距

±50mm

3

孔深

±50mm

检验数量：

施工单位全部检查

检验方法：

仪器测量、尺量

8、安全及环保要求

（1）钻孔、注浆人员熟练掌握有关作业规程；禁止在不停机械的情况下进行任何修理；注浆泵及管路内压力未降至零时，不拆除管路或松开管路接头，以免浆液喷出伤人；钻机和注浆泵由专人负责操作，未经同意其他人不得操作；注浆人员在拆管路、操作注浆泵时戴防护眼镜，以防浆液溅入眼睛；

（2）注意用电安全，高空作业应有防坠落措施，采用合格电线，并安装漏电保护装置，防止漏电，布线、接头时要做到安全无障；

（3）在扫孔过程中，人员撤离到安全地带，防止由孔口吹出土石块伤人；

（4）每一孔注浆完成后，先泄压，再拆管，防止注浆管内高压伤人；

（5）钻孔、注浆上下同时作业时，搭设支架必须牢固，同时支架上必须面铺木板，以满足支架上人员和机械设备的安全正常使用；

（6）钻机、注浆泵应定期保养，修护，加油；

（7）注浆过程中的漏浆、泻浆等废弃物不能随意排放，防止污染周围生活用水等，污染灌溉用水等。