隧道洞口大管棚专项施工方案.docx
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隧道洞口大管棚专项施工方案
新建铁路成都至贵阳线乐山至贵阳段CGZQSG4标段
南厂沟隧道
洞口大管棚专项施工方案
编制：
审核：
批准：
中交第二航务工程局有限公司成贵铁路项目经理部
二〇一四年四月
南厂沟隧道洞口大管棚专项施工方案
一、编制依据
⑴南厂沟隧道设计图（成贵施隧-32）；
⑵铁路隧道施工工法（成贵施隧附08）；
⑶中交二航局成贵实施性施工组织设计；
⑷《高速铁路隧道工程施工技术指南》（铁建设[2010]241号）；
⑸《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10753-2010）；
⑹《铁路混凝土结构耐久性设计规范》（TB10005-2010）；
⑺《南厂沟隧道实施性施工组织设计》；
⑻《铁路隧道工程施工安全技术规程》（TB10304-2009）；
⑼《铁路隧道风险评估与管理暂行规定》（2007）200号；
⑽现场踏勘调查所获得的工程地质、水文地质、当地资源、交通状况及施工环境等调查资料；
⑾本公司所拥有的技术力量、机械设备状况、管理水平、工法及科研成果和多年积累的工程施工经验；
⑿国家、铁道部和地方政府关于安全生产和环境保护的法律法规。
二、编制原则
⑴优先考虑施工安全、质量、环水保。
精心组织施工，合理安排工序，确保无安全、质量、环水保事故发生。
⑵在施工方案中，坚持施工技术先进、施工方案可行、重信誉守合同、施工组织科学合理、按期优质、安全、高效、不留后患。
⑶结合现场施工的实际情况。
三、工程概况
南厂沟隧道起讫里程D2K101+805～DK104+980，全长3175m，为双线隧道，隧道进口段938.857m位于R-9000的右偏曲线上，出口段2236.143m位于真线上。
隧道区为川南红层丘陵地貌，地形有一定起伏，丘包和槽谷相间分布，残丘低矮浑圆。
地面海拔高程330～430m，地面最大高差100m，进口纵坡坡度30°～40°，出口纵坡坡度20°～50°。
进口地表多为荒地、旱地；坡面植被较发育，基岩多零星出露。
隧道衬砌采用复合式衬砌。
初期支护采用喷锚支护，喷混凝土采用湿喷工艺，Ⅲ、Ⅳ级围岩采用台阶法开挖，Ⅴ级围岩采用台阶法（临时仰拱）施工。
隧道防排水采用“防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理”的原则，并达到一级防水标准；隧道设固定照明、应急照明设备、紧急呼叫电话处设置贯通整个隧道的救援通道，并设紧急呼叫电话。
隧道进口施工正线起讫里程为D2K101+805～DK103+400,施工长度1595m，其中Ⅲ级围岩690米，Ⅳ级围岩450米，Ⅴ级围岩455米。
隧道出口施工正线起讫里程为DK103+400～DK104+980,施工长度1580m，其中Ⅲ级围岩480米，Ⅳ级围岩690米，Ⅴ级围岩410米。
进口洞门用斜切式洞门，进洞采用长管棚进洞，长管棚长25m；出口洞门为单压式明洞门，采用长管棚进洞，长管棚长30m。
进口明洞起始里程D2K101+805，明暗分界里程D2K101+825。
出口明洞起始里程DK104+980，明暗分界里程DK104+975。
四、施工总体部署
4.1施工计划安排
根据总体的计划工期及控制节点工期要求，充分考虑自然条件、进场时间等因素，对本隧道洞口大管棚工程做出施工进度计划安排见图4.1-1、图4.1-2。
图4.1-1南厂沟隧道进口大管棚施工横道图
工作内容
开始时间
完成时间
2014年
3月
4月
5月
6月
施工准备
2014年3月25日
2014年5月5日
导向墙
2014年5月5日
2014年5月15日
钻孔、清孔
2014年5月15日
2014年5月31日
装管
2014年5月20日
2014年6月5日
注浆
2014年5月25日
2014年6月10日
4.2材料供应情况
⑴石料
本标段碎石取自当地石料厂，通过公路采用汽车运往沿线各工点地段。
⑵砂料
图4.1-2南厂沟隧道出口大管棚施工横道图
工作内容
开始时间
完成时间
2014年
3月
4月
5月
6月
施工准备
2014年3月25日
2014年5月15日
导向墙
2014年5月15日
2014年5月25日
钻孔、清孔
2014年5月25日
2014年6月10日
装管
2014年5月30日
2014年6月15日
注浆
2014年6月5日
2014年6月20日
本段线路工程用砂取自当地砂石厂，通过公路采用汽车运往沿线各工点地段。
⑶水泥、钢材
本线路钢材、水泥从宜宾市进行采购，通过公路采用汽车运往沿线各工点地段。
⑷水
南厂沟隧道地表水较丰富，水源可以满足施工要求，只需铺设施工所需要的给水管路。
4.3施工材料供应计划
为了保证在施工过程中材料供应的不间断性，我项目部将对材料做如下储备：
Φ108*6mm无缝钢管2090m、Φ146*5mm孔口管76m，I18工钢15t、钢筋50吨、水泥120吨、砂500方、碎石500方，其后根据施工需要，对材料进行提前采购，及时送样检验，保证材料质量。
水泥、钢筋等材料，分批分期提前申报材料及试验部门；碎石、砂均来源于经检验合格料厂的符合设计规范要求的砂石料。
4.4电力供应情况
本隧道施工用电由地方电网接引。
计划在隧道进口安装1台800KVA的变压器；隧道出口安装1台1000KVA的变压器。
施工前期洞口各配备一台300KVA的发电机组，供前期隧道施工使用。
4.5劳动力配置
管棚施工劳动力配置见表4.5-1。
图4.5-1南厂沟隧道洞口大管棚施工劳动力配置表
序号
班组
人数（人）
任务范围
1
工区经理
1
全面负责
2
工区技术负责人
1
负责方案的编制、技术交底
3
工区工程部
3
负责施工安排、调度
4
工区安质部
3
负责工程质量、安全工作
5
钢筋、钢架班
10
型钢钢架加工、管棚钢管加工、钢架连接筋制作、管棚钢筋笼制作
6
模板班
5
架立导向墙模板
77
混凝土、注浆班
5
浇筑导向墙混凝土、管棚注浆
88
机械队
5
钻孔和对设备、用电等运行管理
99
勤杂机动班
5
零杂事务、文明工地环境卫生、协调其他班组施工
110
拌合站
16
砼拌合、运输、机械维护
111
后勤管理
7
文明施工管理、技术管理、各班组各工序协调安排
12
合计
61
4.6机械配置
机械配置见表4.6-1。
图4.6-1南厂沟隧道机械配置表
序号
设备名称
规格型号
数量
进场日期
1
挖掘机
小松200
1
2014-3-20
2
挖掘机
福田220
1
2014-3-20
3
装载机
小松50
1
2014-3-20
4
装载机
ZL50C
2
2014-5-15
5
运输车
8m³
4
2014-5-15
6
空压机
22m³
4
2014-5-15
7
混凝土运输车
3
2014-5-15
8
混凝土输送泵
HBT60
2
2014-5-15
9
风镐
G10
8
2014-5-15
10
湿喷机
ZYSP-10
2
2014-5-15
11
高压注浆机
HBY50
2
2014-5-15
12
焊机
BX1-315
3
2014-5-15
13
管棚钻机
GP-150
1
2014-5-15
14
风动凿岩机
天水YT28
24
2014-5-15
五、施工方案与工艺流程
为保证工期和工程质量，本隧道按新奥法原理组织施工。
软弱围岩地段始终坚持“管超前、严注浆、弱爆破（或不爆破），短进尺、强支护、早封闭、勤量测、紧衬砌”的施工原则。
隧道暗洞开挖之前通过洞口大管棚加固洞口周边一定范围围岩，与钢架组成预支护系统，防止洞口软弱围岩坍塌，创造进洞条件。
洞口大管棚设在明暗洞交界处，导向墙施工里程D2K101+825、DK104+975，设一环38根大管棚。
洞口大管棚设计参数如下：
⑴钢管规格：
热轧无缝钢管及钢花管，外径108mm，壁厚6mm，进口段长25m，出口段长30m。
每节钢管两端均预加工成外丝扣，以便连接接头钢管，每节钢管长4～6m，钢管及钢花管同一截面内的接头数不超过管数的50%；
⑵管距：
环向间距40cm；
⑶钢花管上钻注浆孔，孔径10～16mm，孔间距15-20cm，呈梅花型布置，尾部留长度不小于1m不钻孔的止浆段；
⑷外插角：
10～30，并根据隧道纵坡适当调整；
⑸注浆材料：
水泥浆、水泥砂浆或双液浆。
5.1施工工艺流程
洞口大管棚施工工艺流程见图5.1-1。
5.2施工准备
洞口大管棚施工前要做好临时住房建设、拌合站建设、空压机站、变压器站的建设，洞顶截水沟、洞口仰坡开挖及防护施工完成后方能进行洞口大管棚施工。
5.3导向墙施工
5.3.1施工工艺流程
导向墙施工工艺流程图见图5.3-1。
图5.1-1洞口大管棚施工流程图
5.3.2导向墙开挖
边测量边开挖，导向墙采用C20混凝土，截面尺寸1m×1m，导向墙环向长度为开挖廓线以外拱部120°范围，现场可根据开挖实际情况调整。
开挖时预留洞身核心土，并保证其基础稳定性，导向墙脚底设扩大拱角。
长管棚正面图见图5.3-2。
5.3.3架立型钢钢架
导向墙内设2榀I18工字钢，每榀工字钢由3个单元组成，在钢结构加工场加工成半成品后运至现场安装。
钢架各单元由连接板焊接成型，单元间由螺栓连接。
钢架之间采用Φ22连接筋连接牢固，并根据管棚外插角调整前后钢架之间的高差，导向墙钢架布置见图5.3-3。
图5.3-1导向墙施工工艺及流程图
图5.3-2长管棚正面图
图5.3-3导向墙钢架布置图
5.3.4安装导向钢管
导向钢管采用Φ127（146）×5mm无缝钢管，环向间距40cm，长1m，导向管尽量紧贴山体，并根据实际情况加长导向管，导向管两端用水泥袋或编织袋等堵塞，防止混凝土流入管内。
导向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。
用坐标法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。
孔口管牢固焊接在工字钢上，防止浇筑混凝土时产生位移。
导向墙内导向管布置见图5.3-4。
图5.3-4导向墙内导向管布置图
5.3.5安装导向墙模板
导向墙模板采用整体式钢模，模板底部用钢支撑定位，采用钢管及型钢进行加固并支撑稳固，确保模板位置准确，混凝土浇筑时不变形。
最后封外模，封外模在浇注混凝土时，从两边浇注混凝土时边浇注边封模。
导向墙顶部40°范围内不采用模板，采用人工收面的方式以保证结构面平整光洁。
导向墙模板见图5.3-5。
图5.3-5导向墙模板图
5.3.6浇注导向墙混凝土
孔口管安装结束，堵头板安装完成后进行混凝土浇筑，采用C20混凝土，混凝土采用拌和站集中搅拌，混凝土罐车运输混凝土至现场，由输送泵泵送混凝土入模，施工时严格控制浇筑顺序，并于混凝土初凝前浇筑完成，为使混凝土浇注过程中不产生过大偏心荷载，混凝土浇筑时，应左右两侧交替上升，且两侧砼面高差不超过1m，施工过程中控制振捣质量，避免出现漏振及过振要求，且振捣棒不得接触模板及导向管，从而影响整体质量。
5.3.7养护拆模
混凝土浇筑完成后，及时进行养护。
养护时间不小于7d，底模待管棚钻孔注浆施工完毕后方能拆除。
5.4钻孔
管棚钻机选用专用的管棚钻机，根据导管与孔口管管径，采用直径Φ127钻头，钻孔时注意钻孔的外倾角控制在10～30，为保证成孔质量，防止相邻孔钻进时前面的成孔倒塌，钻孔采用跳孔施工，即先施工奇数孔，再施工偶数孔。
奇数孔成孔后及时安装管棚钢管，压注水泥浆。
偶数孔成孔后也立即安装管棚钢管，防止塌孔，同时检查奇数孔注浆质量，另一方面也可以补充注浆，提高注浆加固围岩的效果。
在钻孔过程中，如果出现卡钻、塌孔现象，可能是隧道地质发生了变化，此时应及时退钻，然后采用往孔内压注浆液的方法，待浆液凝固后，再行开钻；如果出现掉钻头、钻杆断裂的现象，可用打捞器取出。
钻机开孔时应低速，等成孔0.5m以后再升压至1.0MPa，遇软弱围岩，再改用低压钻进。
钻孔顺序由高位孔向低位孔进行。
应随时检查钻孔是否倾斜，用测斜仪等方法测定。
钻孔完成后，用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。
并用高压风从孔底向孔口清理钻渣。
用经纬仪、测斜仪等检测孔深、倾角、外插角。
5.5装管
管棚设计长度进口段25m；出口段30m，钢管由洞外钢结构加工场加工成型，每节钢管节长4-6m，每节钢管两端均预加工成外丝扣，采用车内丝的连接钢管连接成整体，钢管构造图见图5.5-1。
把已按设计加工好的管棚钢管通过钻机一节一节顶入孔内，钢管同一截面内的接头数不超过管数的50%。
为提高管棚钢管的抗弯能力，在钢管内插入钢筋笼，钢筋笼由四根主筋和固定环，主筋直径为Φ18，固定环采用Φ42短管节，将其与主筋焊接，按1.5m间距设置，钢筋笼截面示意图见图5.5-2。
钢管在插进后，钢管口端与孔口周壁用胶泥密封。
图5.5-1钢管构造示意图
图5.5-2钢筋笼截面示意图
5.6注浆
大管棚注浆采用水泥浆、水泥砂浆或双浆液，注浆压力为0.6～1Mpa，具体浆液配合比和注浆压力由现场实验确定；注浆前应进行现场注浆试验，根据实际情况调整注浆参数，取得管棚注浆施工参数，以利于后续管棚注浆施工，装管完成一根注一根，先注奇数孔，再注偶数孔。
注浆管的止浆和固定：
在注浆管预定的位置，用沾有胶泥的麻丝缠绕成不小于钻孔直径的纺锤形柱塞，把管子插入孔口，再用台车把管顶入孔内，使麻丝柱塞与孔壁充分挤压紧，然后在麻丝与孔口的空余部分填充胶泥。
注浆前，要认真做好机具设备的检修工作并用清水进行试运转，发现问题及时排队和修复，使其处于良好工作状态。
对注浆管路系统，包括接头、阀门，不得使用不合格品，以免注浆时在较高压力下发生脱扣的危险事故。
在注浆时，为防止管路堵塞，结束注浆后，应尽快卸开孔口接头，开清水泵冲洗管路，以免造成管路中的剩余浆液凝结、堵塞管路。
在注浆过程中，所有拆卸下来的接头、阀门，都必须有专业人员清洗干净以备轮换使用。
在注浆过程中，随时注意检测所注浆液的凝结时间，是否与要求相一致，否则，要及时检查，找出原因，予以排除，以符合要求。
注浆作业前后配合，统一指挥，保证注浆计划的实现。
施工时配备专业电工，防止电路、电器设备发生问题中途停电，造成意外事故。
注浆作业完毕后，所有的机具设备，特别是搅拌机、注浆管、接头、阀门、贮浆桶等，都要认真清洗干净，以备下次注浆使用。
注浆工艺流程图见图5.6-1。
5.7管棚施工控制要点
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；
图5.6-1管棚注浆工艺流程图
⑵钻孔外插角1°～3°为宜，施工中应根据实际情况作调整。
施工中应严格控制钻机下沉量及左右偏移量；
⑶管棚施工时应对钢管主要材料进行材质检验；
⑷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；
⑸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；
⑹掌握好开钻与正常钻进的压力和速度，防止断杆；
⑺管棚施工地段，应根据《铁路隧道监控量测技术规范》的有关规定，加强监控量测，确保施工安全。
六、质量管理措施
6.1质量保证体系
6.1.1质量管理组织机构及部门职责
6.1.1.1质量管理组织机构
建立由项目经理任组长，项目总工程师、项目副经理、质检负责人员参与组成的经理部质量管理领导小组，经理主抓，工程部、综合管理部、安全质量部、物资设备部、计划财务部、试验室、精测队负责人为成员，负责全面质量管理工作，工区及架子队负责人、主管工程师具体落实。
经理部质量管理领导小组是负责工程质量管理的实施组织机构，领导和组织各质量QC小组开展保证工程质量的各项攻关和管理活动。
安全质量部是本合同段工程实施过程中质量管理的执行机构，在进行质量专检的同时，对质量管理制度、标准和规定的执行情况进行监督、检查，实行质量管理“一票否决权”。
质量管理组织机构见图6.1-1。
图6.1-1质量管理组织机构图
6.1.1.2部门职责
经理部根据项目的特点设置满足项目管理要求的职能部门，明确各部门及人员的职责，在进行质量控制时必须严格按照相应的职责实行层层负责制，同时将奖罚与质量责任挂勾。
各部门定期召开质量碰头会议，指出施工中存在的问题，并明确是哪个部门的责任，由谁负责落实，在下期会议中要对上期会议提出的问题进行跟踪，做到有问题随时解决问题。
各部门职责见表6.1-2。
6.1.2质量管理制度
6.1.2.1建立教育、培训、持证上岗制度
组织参加本工程施工的全体工作人员学习施工规范、规则、规定和验标，
表6.1-2主要部门及人员质量职责表
序号
部门或
负责人
主要质量职责
1
项
目
经
理
经理是工程质量的第一责任人，对本标段的工程质量负直接领导责任。
认真组织实施质量目标和创优规划，制定落实质量管理制度和技术保证措施。
定期向建设单位、监理和质量管理部门汇报工程项目的质量情况。
监督检查所属施工单位及施工作业点严格按设计图纸、施工组织设计、施工规范、操作规程、作业指导书、技术措施和编制的施工工艺设计、内控标准进行施工，强化全方位的管理，突出施工全过程动态控制。
定期或不定期的组织质量检查，发现问题及时纠正，行使工程质量一票否决权。
2
项目
副经
理
副经理全面做好现场管理和项目规划工作。
分管工程调度、统计工作，及时收集整理各种施工技术材料，统计报表准确、及时、全面，并做好统计分析。
3
项
目
总
工
程
师
组织项目专业技术人员进行施工图纸自审，参加业主或设计单位组织的施工图纸会审和技术交底，并做好会审和交底记录；组织编制项目质量计划、实施性施工组织设计和关键、特殊工序作业指导书，并按有关规定报业主和单位主管部门组织评审，经批准后实施；审核项目材料需用计划和加工定货计划，监督、指导过程和最终试验；
监督有关人员做好进货检验和过程的质量自检、专检和交接检，保证进货和过程质量控制符合标准的要求。
组织重要部位和特殊过程的隐蔽工程验收，对发现的不合格或潜在不合格及时采取纠正和预防措施，并验证措施的落实情况；组织推广应用新工艺、新技术、新材料、新设备，提高施工工艺水平和操作技能；定期组织召开质量分析会，检查质量体系运行的适应性和有效性，及时研究处理质量活动中的重大技术问题，对质量持有否决权；定期组织项目工程质量检查，主持工程质量验收，仲裁质量争议；
4
工
程
师
研究施工对象的质量要求，将这些质量要求下发至施工队、班组，组织他们在工前学习、工中对照检查、工后评比。
从质量预控角度出发，研究各成员或外单位过去类似工程质量存在问题，提出施工中质量管理工作重点作为质量管理重点。
按铁路桥梁、隧道、轨道等现行施工规范及铁路验收标准对各分项工程、工序的质量要求编写技术标准、实施细则及内部质量控制方面的政策、管理规定。
按质量管理规定，定期组织质量检查及验收，并向项目（总）经理、总工程师汇报实施质量检查报告，负责向项目部相关部室传达业主或监理关于质量方面的改进意见及执行情况，负责试验室、测量班测试工作的复核与监督。
组织开展QC小组活动，并在项目部组织成果发表会，对有价值成果向上级单位推荐。
5
工
程
部
复核设计图纸及技术文件，理解设计意图、结构构造和技术要求，使可能出现的质量缺陷最大限度的消灭在开工前；做好技术交底工作，编制施工组织设计，优化施工方案。
对项目技术工作的指导、检查和监督，贯彻执行国家和铁道部有关规范、验收标准及上级和业主指定的规章制度措施。
负责提出工程所需原材料、成品、半成品及构配件、非标准加工件的技术标准。
负责工程项目部范围内的技术性文件和资料的统一管理，并组织竣工资料的编目组卷移交工作，保存各项检验和试验记录。
负责编制材料、设备需要计划，协助物资设备部作好材料设备的选型、定货工作。
负责组织新技术、新材料、新工艺、新设备的推广应用和实施。
负责工程半成品、成品的防护及交付过程中的防护；
负责履行合同要求的工程交付后维修保养工作。
6
安
全
质
量
部
认真执行国家及铁道部颁发的施工规范，质量验收标准。
负责编制本项目质量目标、质量计划，并报业主及相关的职能部门审批。
编写项目质量管理的规章制度，包括工程项目部内部质量方面的政策、法规、技术标准、施工细则等下发各施工队执行。
研究各成员或外单位过去在某类似工程中存在的质量问题，总结质量工作，及时对重点工程、关键工程提出施工中质量管理工作重点防范措施，制定项目和重点工程的预防措施。
制定环保方案和措施，在施工过程中按环境保护要求组织施工，落实各项环保措施。
负责按照《产品的监视和测量控制程序》组织施工全过程的检验、试验并记录。
负责重要物资、工程设备、构配件、新型材料的试验检验或运行。
负责对工程中出现的不合格品进行控制，并制定和组织实施纠正措施。
对各厂家提供的产品进行技术性能确认，发现产品不合格时，组织评审，提出处置方案。
负责按照《监视和测量装置控制程序》要求，管理各种计量设备的使用。
校准维修和保养，并按合同要求向业主提供有关技术资料。
组织开展QC小组活动和统计技术的推广应用。
按技术规范、验收标准实施检查工程质量，并向业主、监理和项目经理通报检查结果，对质量和安全不合格的提出处理意见，实施质量一票否决权。
7
物
资
设
备
部
对用于工程的原材料、半成品、成品及设备质量负主要责任。
主要职责是：
检查督促各类司机对设备进行保养，备足各类机械的零配件，确保机械良好运营，定期向项目（总）经理和质检工程师提供有关机械完好率、技术条件状况的报告。
对购进的材料质量负责，所有材料有出厂质量保证书、合格证及应有的化验报告，并配合试验室进行抽检。
负责所需物资的供应工作，执行物资采购供应控制程序，采购供应施工所需材料。
负责汇总和编制材料采购计划，明确采购产品和技术标准的性能，并签订采购合同。
负责按《标识和可追溯性控制程序》对现场材料进行产品标识，并对其检验和试验状态进行有效性标识。
8
中
心
试
验
室
负责按照进货检验和试验程序、过程检验和试验程序和最终检验和试验组织施工全过程的检验、试验，并记录。
建立试验计量器具管理台帐，定期按规定进行计量设备的校准，并进行标识。
严格遵守试验操作规程，认真填写试验记录，并对试验方法和提供的试验数据承担法律责任。
对于现场使用的原材料，按规定采集样品，进行复验。
监督指导施工过程有关钢筋、砼、土方压实、轨道等工序的施工。
9
精
密
测
量
队
在项目总工师领导下，根据施工组织设计和施工工艺，负责编制施工测量方案、计算放样数据，并报审、报验、组织实施。
负责标段内精密控制网的复测，建立施工加密控制网，并定期复测，做好控制桩的标识和保护工作。
负责测量组织的建立和分工，编制测量工作总结和竣工测量资料。
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