管棚施工方案.docx
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管棚施工方案
某区间大断面洞口管棚专项施工方案
一、编制依据
（1）某区间大断面变更会议纪要；
（2）管棚施工设计图；
（3）根据地勘单位提供的工程地质、水文地质及施工环境等资料；
（4）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；
（5）国家、地方政府相关法律法规要求以及业主相关管理、要求文件等；
二、编制原则
（1）优先考虑施工安全、质量、环水保要求，精心组织施工，合理安排施工工序，确保无安全、质量、环水保事故发生。
（2）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。
（3）结合现场施工的实际情况。
三、工程概况
管棚设置在某区间明暗挖交界处，具体位于某区间B1断面，起止点里程为：
K10+590.000~K10+602.000，全长12m，采用矿山法施工，施工工法为“CD”法。
拱顶埋深约为10m，洞身处于中风化凝灰岩中。
在B1断面拱顶150°范围内设置φ108管棚，壁厚6mm，单根长度12m，环向间距0.4m，外插角1~3°，管棚内设置小型钢筋笼，钢筋笼由4根φ18钢筋与φ42小导管焊接组成。
具体工程量见表3-1。
表3-1管棚工程数量表
序号
工序名称
单位
数量
备注
1
φ108钢管
m
480
每根12m，共40根
2
钢筋笼
m
480
每根12m，共40根
3
注浆量
m
94.2
注浆半径0.5m
4
φ42小导管
m
15
四、施工总体部署
4.1施工计划安排
根据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，对本工程管棚做出施工进度计划安排，详见图4-1。
图4-1某区间管棚施工工期安排表
工作内容
开始时间
结束时间
工期（天）
施工准备
2017/12/8
2017/12/15
7
钻孔、清孔
2017/12/16
2017/12/23
7
装管以及钢筋笼
2017/12/24
2017/12/26
2
注浆
2017/12/27
2017/12/29
2
4.2材料供应情况
（1）水泥、钢材
本项目水泥、钢材由我项目部物质部提供材料计划，报给中铁物贸进行集中、统一采购。
（2）水
采用城市自来水，水量充足，满足施工要求。
4.3施工材料供应计划
为保证在施工过程中材料供应的连续性，我项目部将对材料做如下储备：
φ108*6mm无缝钢管500m，钢筋5t，水泥200t，其后根据施工需要，对材料进行提前采购，及时送样检验，保证材料质量合格。
4.4电力供应情况
本工程施工用电由地方电网接引，安装一台630KVA的变压器，并在场地内配置一台400KVA的发电机组，作为备用。
4.5劳动力配置
管棚施工劳动力配置见表4.5-1。
表4.5-1管棚施工劳动力配置表
序号
名称
人数（人）
职责
1
现场负责人
1
全面负责
2
技术管理人员
4
负责技术交底以及测量等
3
安全管理人员
4
负责工程质量、安全工作
4
现场带班人员
1
负责现场管理、协调
5
钢筋、管棚加工人员
6
管棚钢管加工、钢筋笼加工
6
钻工
5
负责钻孔、清孔等
7
文明施工、勤杂人员
4
负责文明施工以及零杂事务
8
注浆人员
4
负责注浆工作等
9
库管员
2
负责材料保管等
4.6机械配置
机械配置见表4.6-1。
表4.6-1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
现代405
1
2017/12/1
2
空压机
志高28m3
2
2017/12/1
3
管棚钻机
潜孔钻
1
2017/12/1
4
高压注浆机
HBY50
1
2017/12/1
5
焊机
BX-50
2
2017/12/1
五、施工方案与工艺流程
为保证工期和工程质量，区间隧道暗洞开挖之前通过洞口管棚加固洞口周边一定范围内围岩，并与格栅钢架组成预支护系统，防止洞口软弱围岩坍塌，创造有利进洞条件。
管棚起点设置在明暗挖交界处，起点里程为K10+590，终点里程为K10+602。
管棚具体设计参数如下：
（1）管棚钢管规格：
热轧无缝管钢，外径108mm，壁厚6mm，长度为12m。
钢管分段分节加工，节长3~4m，每节钢管两端加工成内外丝扣，以便每节钢管进行连接，钢管同一截面内的接头不超过管数的50%；
（2）管距：
环向间距40cm；
（3）钢管上钻注浆孔，孔径为10~16mm，孔间距为15cm，呈梅花型布置，尾部留长度不小于1m不钻孔的止浆段；
（4）外插角：
1~3°；
（5）钢筋笼：
为提高管棚钢管的抗弯能力，在钢管内设置钢筋笼，钢筋笼由4根主筋和固定环组成，主筋采用φ18钢筋，固定环采用φ42小导管短管节，每节长5cm，间距为1.5m设置。
（6）注浆材料：
采用1:
1水泥浆。
5.1施工工艺流程
某明暗挖处管棚施工工艺流程见图5.1-1。
图5.1-1管棚施工工艺流程图
5.2施工准备
洞口管棚施工前要做好临时建设，空压机站、变压器站、洞口仰坡支护等，才能进行管棚施工。
5.3测量放线
我部技术人员首先复核线路中线、水平，根据线路中心线控制桩及高程控制点在仰坡面标识出隧道中心线及外拱顶标高，并根据暗洞开挖轮廓线在仰坡面画出外拱弧，做为开孔的依据，并预留相应的沉降量。
5.4钻孔
（1）钻孔采用管棚钻机进行，钻机平台的高度根据钻机的可调控范围以及钻孔顺序进行确定，由于钻机顺序按高孔位向低孔位进行，平台位置相应自上而下进行逐步降低，以满足钻孔需要。
（2）为了便于安装钢管，钻头直径采用Φ127mm，先施工奇数孔后偶数孔。
（3）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。
（4）钻机开钻时，应低速低压，待成孔1m后可根据地质情况逐渐调整钻速及风压。
（5）钻进过程中经常测定其位置，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。
（6）钻进过程中确保动力器、扶正器、合金钻头按同心圆钻进。
（7）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，作为洞身开挖时的地质预测报参考资料，从而指导洞身开挖。
（8）工艺要求
①钻机就位时用全站仪、挂线、钻杆导向相结合的方法，反复调整，确保钻机杆轴线和导向轴线相吻合。
②需要搭设钻机平台时，应满足承受机具、材料、人员荷载要求，连接牢固、稳定，防止施钻时产生不均匀的下沉、摆动、位移等影响钻孔的质量。
③钻孔时经常测量孔的斜度，发现误差超限应及时纠正，至终孔仍然超限者应封孔，原位重钻。
④在钻孔时，若出现卡钻、塌孔时应注浆后再钻。
钻孔时，应认真填好钻孔记录，除记录钻孔深度、方向角外，还应根据孔出屑或取芯情况记录不同孔时的围岩情况，达到超前探测围岩的目的。
孔钻完之后应进行清孔。
5.5管棚钢管的加工
（1）成孔后要立即消孔并下管，以免因坍孔造成内堵塞而无法顺利安装。
（2）长管棚直径为φ108无缝钢管，壁厚6mm。
管棚管壁上钻φ10mm～φ16mm注浆孔，并呈梅花形布置其纵向、横向间距为15cm，尾部为不钻孔的止浆段不小于100cm。
钢管在同一截面的接头数不得超过管数的50%。
（3）管棚在安装前用高压风对孔内进行扫孔、清孔，清除孔内浮渣，确保孔径（孔径不得小于127cm）、孔深符合要求，防止堵孔。
管棚可采用顶进安装，逐节接长。
钢管接头按奇、偶数错开，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。
（4）根据设计图纸，管棚加工及安装如下图所示：
图5.5-1钢棚钢管加工示意图
5.6钢棚钢管安装管
管棚设计长度为12m，钢管由班组自行加工成型，每节钢管节长3~4m，每节钢管两端加工成内外丝扣，钢管连接成整体，钢管构造图见图5.6-1。
把已按设计加工好的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组成，主筋直径为18mm，固定环采用42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5.6-2.钢管在插进后，钢管口端与孔口壁用砂浆密封。
图5.6-1钢管构造示意图
图5.6-2钢筋笼截面示意图
5.7注浆
1、管棚安装完成后进行注浆，浆液采用水灰比为1：
1的水泥浆液。
注浆顺序原则上由低孔位向高孔位进行。
首先对钢管进单液注浆，初压0.5~1.0MPa，终压2.0MPa。
根据实际情况调整参数，取得管棚注浆施工经验。
2、工艺要求
①注浆前应采用喷混凝土加注浆或其它的方式对开挖工作面进行封闭，形成止浆墙，防止浆液回流影响注浆效果。
②注浆的顺序原则上由低向高依次进行，有水时从无水孔向有水孔进行，一般采用逐孔注浆。
③注浆压力根据岩层性质、地下水情况和注浆材料的不同而定，一般情况下注浆初始压力取0.5~1.0MPa，注浆终压取2.0MPa。
④注浆方式：
在管棚口直接注浆，注浆管深入管棚内0.2~0.5m。
⑤以单孔设计注浆量和注浆压力作为注浆结束标准，其中应以单孔注浆量控制为主，注浆压力控制为辅，注浆到φ108无缝钢管（壁厚6mm）与基面之间的空隙连续流出水泥浆为止；注浆时要注意对地表以及四周进行观察，如压力一直不上升，应采取间隙注浆方法，以控制注浆范围。
⑥注浆时，应对注浆管进行编号（注浆编号应和埋设导向管的编号一致），每个注浆孔的注浆量、注浆时间、注浆压力作出记录，以保证注浆量、注浆记录包括：
注浆孔号、注浆机型号、注浆日期、注浆起止时间、压力、水泥品种和标号、浆液容量和注浆量。
⑦灌浆的质量直接影响管棚的支护刚度，因此必须设法保证、检验灌浆的饱满、密实。
⑧注浆孔封堵方式：
采用钢板在钢管口焊接封堵，预留注浆管，注浆管必须安装阀门，堵头必须封闭严实。
注浆完成后采用快干水泥砂浆进行封堵φ108无缝钢管（壁厚6mm）与基面之间的空隙。
图5.7-1钢管堵头加工示意图
3、注浆异常现象处理：
（1）发生串浆现象，即液浆从其他孔中流出时，采用多台泵同时注浆或堵塞串浆隔孔液浆；
（2）水泥浆压力突然升高，可能发生堵管，停机检查；
（3）注浆进浆量很大，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歇式注浆，使浆液在裂隙中有相对停留时间，以便凝胶，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。
4、注浆时应注意事项：
（1）浆液配制：
水泥浆采用卧式搅拌机拌和，水灰比1：
1。
在注浆前试验合理确定浆液配比、注浆压力等注浆参数。
浆液配比选择要考虑岩石裂隙情况及浆液扩散半径，现场通过试验确定。
配制浆液时，要注意加料顺序和速度，防止浆液结块。
浆液随配随用，用多少配多少，以免造成浪费。
配制好的浆液，需经过滤后方可进入泵体，以防杂物堵塞管路或泵体。
（2）注浆施工：
采用1台HBY-50型注浆泵注浆。
清孔后，按由下孔至上孔的顺序施工，浆液先稀后浓、注浆量先大后小程序注浆，如遇串孔或跑浆则隔孔灌压。
（3）注浆压力控制：
注浆压力按分级升压法控制，由注浆泵油压控制调节。
具体调法是：
启动注浆泵，正常运转后关闭泵口阀门，泵停止运转后，旋转压力调解旋钮，将油压调在要求的油压刻度值上。
随着注浆阻力的增大，泵压随之增高，当达到调定值时，自动停泵。
为防止由于压注速度过大，造成上压过快返浆、漏浆等异常现象，影响注浆质量。
（4）结束标准：
采用终压和注浆量双控制。
一般以单管设计注浆量为标准，当注浆压力达到设计终压不小于20min，进浆量仍达不到设计标准时，也可结束注浆。
（5）清洗注浆系统：
达到结束标准后，停止注浆，随即卸下注浆混合器及注浆系统，并用清水清洗干净。
以保证下次注浆顺利进行。
施工中要加强劳动保护，防止浆液沾染人体。
（6）效果检查：
开挖检查浆液渗透及固结状况；据压力浆量曲线分析判断；没达到设计要求时，须补注处理。
5.8管棚施工控制要点
（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°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；
（3）进尺量测孔的斜度，发现误差超限时及时纠正，至终孔仍超限应封孔，原位重钻；
（4）管棚施工时应对钢管等主要材料进行材质检验；
（5）严格控制钻孔平面位置，管棚不得入侵隧道开挖线内，相邻的钢管不得相撞和立交；
（6）掌握好开钻的正常钻进压力和速度，防止断杆；
（7）管棚施工地段，应根据《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
本工程地质条件复杂，施工精度高，钻孔间距小，施工难度大。
为了保证质量、保工期、顺利完成，必须严把质量关，技术质量保障体系的总体要求是：
现场各工序均由专人负责，严格实施岗位责任制，力求做到分工明确，责任到人。
具体措施包括如下：
1．工程开工前，认真做好技术交底，做到人人明白技术要求，个个分担技术责任；
2．上岗人员必须经过技术培训，特殊工种必须持证上岗；
3.施工人员严格执行当地的有关规定；
4.严格按照管棚打设施工的总体要求和设计技术交底的具体要求进行每一工序的施工；
5.主要工序均由本工序的负责人进行自检，合格后上报工程技术负责人，会同监理检验合格后方可进行下一工序施工；
6.认真执行《施工组织设计及施工技术措施》规定的质量标准；
（1）开孔孔位偏差≤±50mm，若须移位，应调整开孔角度进行回归；
（2）开孔孔位距隧道开挖线设计为250mm，不允许向内偏斜。
设计向外偏角（放射角）在0.2-0.3°范围内；
（3）管棚的偏斜应控制在5‰以内，终端最大控制间距为300mm；
（4）为了保证钢管连接的同轴性，连接一定要拧紧、到位；
（5）终孔后，管棚的注浆压力要控制在2MPa。
（6）管棚打设长度与设计长度误差不得大于200mm；
7．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；
8．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；
9．施工前向甲方详细了解地下障碍物分布情况，最大埋深，根据调查结果做出相应防范措施；
10．严把材料质量关，对所有使用的各种材料和零部件，均须由专人一一检测，不合格者必须剔除，严禁勉强使用或漏检；
11．钢管运到现场，须由专人清理管内铁屑、杂物、避免漏清。
钻工在加尺前须进行复查，确保管内干净；
12．现场质量员对每道工序质量必须认真监督与检查。
如发现质量问题，须在质量人员监督下及时给予补救；
13．定期召开质量分析会议，就出现的质量问题及工作重点进行研讨。
及时总结所采用技术参数对打设质量的影响，根据情况适时调整技术参数；
14．建立有效的质量奖惩制度，连续质量优良者奖，出质量责任事故者惩。
七、安全保证措施
7.1安全用电措施
（1）所有施工人员应掌握安全用电的基本知识和所用设备性能，用电人员各自保护好设备的负荷线、地线和开关，发现问题及时找电工解决，严禁非专业电气操作人员乱动电器设备；
（2）配电系统分级配电，配电箱、开关箱外观完整、牢固、防雨防尘、外涂安全色、统一编号。
其安装形式必须符合规定，箱内电器可靠、完好，造型、定值符合规定，并标明用途；
（3）现场内支搭架空线路的线杆底部要实，不得倾斜下沉，与基坑边及临近建筑应有一定安全距离，且必须采用绝缘导线，不得成束架空敷设，达不到要求必须采取有效保护措施；
（4）所有电器设备及其金属外壳或构架均应按规定设置可靠的接零及接地保护；
（5）施工现场所有用电设备，必须按规定设置漏电保护装置，要定期检查，发现问题及时处理解决；
7.2焊接作业安全措施
（1）工作时应穿戴工作服、绝缘鞋、电焊手套、防护面罩、护目镜等防护用品，高处作业时系安全带；
（2）焊接作业现场周围10米内不得堆放易燃易爆物品；
（3）作业前检查焊机、线路、料机外壳保护接零，确认安全；
（4）焊接时二次线必须双线到位，严禁用其他金属物作二线回路；
（5）焊把线不得放在电弧附近或炽热的焊缝旁，不得碾压焊把线；
（6）气焊时先开乙炔阀点火，后开氧气阀调整火焰。
关闭时先关乙炔阀，再关氧气阀；
（7）氧气瓶和乙炔瓶应保持距离在5米以上，与焊炬、割炬和其他明火不小于10米；
（8）作业中若氧气管着火应立即关闭氧气阀门，不得折弯胶管断气；若乙炔管着火，应先关熄炬火，可用弯折前面一段软管的办法止火。
（9）电焊机必须设单独的电源开关、自动断电装置。
外壳设可靠的保护接零；
（10）电焊机的电源线长度不大于5米，焊接线长度不大于30米。
7.3安全生产措施
（1）项目经理负责安全领导工作，各班设安全检查员负责现场昼夜施工安全。
安全员要具备技术全面，责任心强，不畏上不护短的素质。
安全员发现事故隐患时，有权责令立即停工，采取有效除患措施；
（2）进入施工现场的所有人员必须戴安全帽；
（3）现场施工人员，穿戴要符合安全规定，不得做与生产无关的事情；
（4）现场施工常常立体作业，上部施工人员必须兼顾下部人员，以免误伤；
（5）电器设备的安装、拆卸、维修,须由专职电工操作；
（6）各工种施工时，均应遵守相关安全操作规程；
（7）现场内各用电设备，尤其是电焊、电热设备、电动工具，其装设使用应符合规范要求，维修保管专人负责；
（8）各种机械要有专人负责维修、保养，并经常对机械的关键部位进行检查，预防机械故障及机械伤害的发生；在钻机操作时，严格遵守操作规程，防止机械伤人事故发生；
（9）设备管材吊运时吊臂下严禁站人，吊运时必须有专人指挥；
（10）施工人员必须认真执行为本工程专门制定的《安全生产措施》和甲方制定的安全生产措施和规定。
八、环境保护、文明施工措施
1.严格要求全体施工人员对文明施工的重要意义必须有充分的认知，使之成为每个人的自觉行为；
2.认真贯彻、严格执行有关的《文明施工条例》；
3.机械设备、材料、物资的搬运、装卸时应保证不损坏已建好的工作井和设施；
4.施工中，应保持良好的工作环境，材料工具、备用设备等均要整齐有序；
5.对钻进时产生废浆和涌出的地下水，应及时排出，泥砂按时清理，并运卸到指定地点；
6.养成做文明人、讲文明话的良好风气，严禁打架斗殴，寻衅滋事；
7.施工中要讲奉献、讲团结、讲合作、讲配合，工作认真负责；
8.爱护施工机具和材料，杜绝浪费；
9.保持住所环境卫生、讲究个人卫生。
严禁穿工作服逛附近村落；
10.加强文明施工管理，每班班长除以身作则外，更应对不文明的施工和行为进行管理和制止。
8.1施工环保、水土保持方案
（1）建立与质量安全保证体系并行的环境保护保证体系，配备相应的环保设施和技术力量，与当地政府和环保部门联合协作，全面控制施工污染，减少污水、空气粉尘及噪音污染，严格控制水土流失，达到国家环保标准。
（2）施工方案同时要具备环保防范措施，以保护现场环境，避免由于施工方法不当引起对环境的污染和破坏。
强化环保宣传和思想教育工作，是环保意思全面深入人心，真正认识到环保的重要作用。
把环保当作文明施工的首要任务来抓，抓措施、抓落实、抓设施，制定施工现场环境保护的目标责任书，定岗定责，责任到人。
8.2生态环境保护措施
（1）施工前组织全体干部职工进行生态资源环境保护知识学习，增强环保意识，保证环保工程质量，采取有效措施，使施工过程对生态环境的损害程度降到最低。
（2）工程完工后，拆除一切临时设施。
（3）做好生产区的卫生工作，保持工地清洁，定时打扫，垃圾定点存放，定期运到环保部门指定位置。
8.3水保措施
（1）为了保护城市地下管道排水系统，在工地内设置三级沉淀池，将施工用水集中、过滤，设置专人值班管理，直到排水质量符合国家标准后，才能排放。
（2）控制施工注浆使用的水泥浆等材料的泄。
（3）施工期间生产场地内修建必要的排水沟，经沉淀池处理后，达到国家标准后，才能排往城市管网中。
8.4大气污染及粉尘、噪音污染防治
（1）对施工现场和运输便道等易产生粉尘的地段定时进行洒水降尘，勤洗施工机械车辆，使产生的粉尘危害减至最小程度。
（2）对施工人员发放口罩劳保用品，并定期检查体检。
（3）对易松散和易飞扬的各种建筑材料采用彩条布、篷布等严密覆盖。
（4）加强施工机械设备的维护保养，减少噪音污染。
九、应急预案
1.钻进中发现孔斜明显超限，须查明原因，报告项目部经理，采取有效纠偏措施，例如：
调整角度或补打等。
2.严格控制泵压、泵量，泵工时刻观察冲洗液消耗量及循环状况，避免出现“干钻”；
3.钻进时严格控制出砂量，出砂量超限，可能孔内出现塌孔，塌孔会影响地面沉降，应急时调制泥浆稠度，增强钻进孔内护壁，确保施工质量；
4.特殊情况的处理，应严格执行奖惩：
4.1.对责任心强,能及时发现可能发生的特殊情况的征兆、隐患，并积极防患于未然者奖；
4.2.对认真、有效、得当地进行积极处理者和为处理提出有效方案者给予奖励；
4.3.对发生特殊情况时和处理过程中，擅离职守、消极怠工或起不良作用者应重罚。
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