管棚施工作业指导书.docx
《管棚施工作业指导书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《管棚施工作业指导书.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
管棚施工作业指导书
中铁四局武广客运专线
XXTJⅡ标项目经理部第三项目队
管
棚
施
工
作
业
指
导
书
编制：
复核：
审核：
2006年4月13日
目录
1.工程概述1
2.超前大管棚施工机理2
3.套拱施工2
4.长管棚施工3
4.1.长管棚钻孔工艺流程3
4.2.长管棚钻孔操作要点3
5.长管棚顶管施工5
5.1.长管棚顶管工艺流程5
5.2.长管棚顶管施工5
5.3.配制浆液7
5.4.注浆7
5.5.严格注浆施工作业现场控制，保证注浆质量8
5.6.管棚注浆施工的结束标准9
6.超前长管棚施工注意事项9
7.安全保证措施10
8.质量保证措施10
9.环境保护措施11
10.职业健康安全保障措施11
10.1组织管理措施11
10.2保障措施11
11.管棚、钢架验收要求12
管棚施工作业指导书
1.工程概述
根据施工设计图,隧道进、出口均设计有明洞，且明洞采用上下台阶法明挖法施工，台阶高度结合大管棚施工综合确定，暗挖段按CRD法、双侧壁导坑法或CD法施工，具体见图1.1。
洞口土方开挖须避开雨季施工。
开挖前先施工截水沟、天沟等排水系统，后进行洞口开挖。
明挖段开挖应自上而下逐层进行，随开挖随喷混凝土进行边、仰坡防护。
至暗挖段拱顶开挖轮廓线高度时，垂直下挖至设定的上半断面底部，临时喷设混凝土封闭暗洞掌子面。
沿开挖轮廓线环向掏槽，安装2榀I18型钢钢架，浇筑混凝土，为暗洞开挖作准备。
图1.1明挖段开挖示意图
施作管棚套管先安装套拱内拱架和导向钢管，立模、浇筑套拱混凝土后再钻孔、顶管、注浆、封口，完成管棚施工。
管棚完成后，借助上半断面台阶高度，进行暗洞侧壁导坑的上台阶开挖与支护工作，掘进约10～15m左右，开挖明挖段的下半断面。
明挖段下半断面随挖随喷混凝土防护，挖至两侧墙底标高后，及时施作两侧浆砌片石挡墙，同时进行暗挖段导坑下台阶开挖支护。
2.超前大管棚施工机理
洞口暗挖段埋深浅，易塌方，设计主要采用超前大管棚进行防护。
因此采用的进洞方法是：
首先开挖明洞段拱部部分，并根据设计进行边、仰坡支护处理，再施做C25砼套拱，尔后施作超前长管棚，最后在管棚支护下可以安全进洞。
在明暗洞衔接处设计有套拱，套拱拱部布设φ140×6mm导向钢管，进入暗洞时采用φ108×6mm长管棚超前支护，管棚中心距开挖轮廓线约30cm，外插角1～3°，采用φ108×6mm的无缝钢管制作，环向间距50cm，仰角1°（不包括路线纵坡），方向与路线中线平行。
3.套拱施工
管棚施工前应先施工套拱，利用套拱进行导向，同时借助混凝土套拱稳定仰坡面山体。
套拱混凝土达到85%强度时，方可实施管棚钻孔工作。
套拱结构如图3.1所示。
图3.1管棚混凝土套拱结构示意图
3.1.测量放样,标定套拱与暗洞开挖分界线。
3.2.进行套拱拱部及边、仰坡开挖和整修,并按设计要求进行边、仰坡加固处理。
3.3.套拱施工时，先安装①、②号Ⅰ18型钢钢架，钢架外表面的连线坡度与管棚的外插角一致。
经环向各点量测满足要求后，固定①、②号型钢。
在①、②号型钢上标注φ140×6mm导向钢管的位置，逐根焊接于钢架上固定。
管棚采用C25砼套拱作长管棚导向墙，套拱在明洞轮廓线以外紧贴掌子面施作，长度为3米，套拱内埋设4榀18工字钢，工字钢与管棚孔口钢管φ140×6mm焊接成整体。
Ф25固定钢筋与孔口管、18工字钢采用双面焊接，焊接长度大于5d。
3.4.支撑稳固后，然后安装内、外侧其它型钢钢架，内、外层钢架采用钢筋焊接，布筋和安装孔口管必须符合设计要求，保证布筋、孔口管的位置和角度准确，内外模均采用5cm木模或竹胶板加工安装，然后进行套拱砼的施工，待套拱砼强度达到85%时开始长管棚施工。
4.长管棚施工
4.1.长管棚钻孔工艺流程
4.1长管棚钻孔工艺流程图
4.2.长管棚钻孔操作要点
4.2.1.1.为保证成孔质量，防止邻孔钻进时前面的成孔坍塌，钻孔间隔进行。
先钻奇数孔，后钻偶数孔，成孔直径为φ140mm，以便顺利安装φ108×6mm钢花管。
即采用大引导孔施工，最大程度上克服在顶管施工作业中送管难的情况发生。
4.2.1.2.施作长管棚时（φ108×6mm），打孔角度洞口段为1°～2°，洞内适当加大角度，但角度应控制在5°～10°，间距25cm，每根长24m（每节长6m，采用长15cm的丝扣连接），施作时每段应交错搭接3m，钢管上按间距15cm梅花形钻10mm的小孔。
第一节钢管顶端做成锥型，以便顶进。
φ108×6mm钢管采用4.0m和6.0m两种规格，奇数孔首根4.0m，偶数孔首根6.0m，
其余的均为6.0m，以避免钢管接头在同一断面上。
钢管采用丝扣联接。
钢花管大样及布置见图4.2。
图4.2钢花管大样及布置示意图
4.2.1.3.为了确保钻杆接头有足够的强度、刚度和韧性，钻杆连接套应与钻杆材质一致，两端加工内螺纹（配合钻杆首位端外螺扣），连接套的壁厚≥10mm。
连接套及连接方式见图4.3。
4.3钻杆连接器示意图
为防止钻杆在推力和振动力的双重作用下，上下颤动，导致钻孔不直，钻孔时，应把扶直器套在钻杆上，随钻杆向前钻进向前平移。
4.2.1.4.钻机立轴方向必须准确控制，在浇注好的套拱上标出孔位和孔号，孔号分为奇数孔和偶数孔，奇数孔采用无缝钢管，偶数孔采用梅花钢管。
奇数孔成孔后及时安装钢花管或无孔钢管，压注水泥浆。
偶数孔成孔后也必须立即安装钢管，防止塌孔，同时偶数孔的施工一方面可以检查奇数孔注浆质量，另一方面也可以进行补充注浆，提高注浆加固围岩的效果。
4.2.1.5.施钻时，台车大臂必须顶紧在掌子面上，以防止过大颤动影响施钻精度。
4.2.1.6.钻机开孔时的钻速宜采用低速，钻进20cm后转入正常钻速。
4.2.1.7.第一节钻杆钻入岩层，尾部剩余20～30cm时停止钻进，人工用两把管钳卡紧钻杆，钻机低速反转，脱开钻杆。
钻机沿导轨复位，再装入第二根钻杆。
4.2.1.8.引导孔的孔径较管棚钢管外径大15～20mm，孔深较管长长0.5米以上。
5.长管棚顶管施工
5.1.长管棚顶管工艺流程
5.2.长管棚顶管施工
5.2.1.顶管工艺:
根据快速施工的要求，决定采用大引导孔和棚管钻进相结合的工艺，及先钻大于钢管外径的引导孔，然后利用钻机的冲击和推力（顶进管棚时凿岩机不使用回转压力，不产生扭矩）将安有工作管头棚管沿引导孔顶进，逐节接长管棚，直至孔底。
管棚顶进连接套及管棚扶直器见图5.2。
图5.2.1管棚顶进联接器及管棚扶直器示意图
5.2.2.管件制作：
管棚采用Φ108的无缝钢管，钢管采用3m、6m管节逐段接长，连接接头采用厚壁箍，上满丝扣，丝扣长度为15cm；为保证受力均匀性，钢管接头应纵向错开，偶数第一节用3m，奇数第一节用6m，以后各节均用6m。
管棚入土长度为24m。
管棚接长时先将前一根钢管顶入钻好的引导孔后再行连接。
第一根钢管前段要焊上合金钢片式空心钻头，以防止端部顶弯或劈裂。
5.2.3.清孔检查钻孔合格后，安装钢管，应每钻完一孔便顶进一钢管，钻进中应经常采用测量仪量测钢管钻进的偏斜度，发现偏斜超过设计要求及时纠正。
接长管件应满足管棚受力的要求，相邻管的接头应前后错开，避免接头在同一个断面受力。
5.2.4.顶管作业：
将钢管安放在台车大臂上后，凿岩机对准已钻好的引导孔，低速推进钢管，其冲击力控制在18～20MPa，推进压力控制在4.0～6.0MPa。
5.2.5.接管：
当第一根钢管推进孔内，孔外剩余30～40cm时，开动凿岩机反转，使顶进联接套与钢管脱离，凿岩机退回原位，大臂落下，人工装上第二节钢管，大臂重新对正，凿岩机缓、慢、低速前进对准第一节钢管端部（严格控制角度），人工持链钳进行钢管联接，使两节钢管在联接套处联成一体。
凿岩机再以冲击压力和推进压力低速顶进钢管。
根据管棚设计长度，按同样方法继续接钢管。
5.2.6.封闭钢管尾部先用麻布条封堵管棚钻孔空隙，后用环形楔环顶紧，最后用电焊将楔形环焊接在管棚上。
见图5.2.2所示。
图5.2.2环形楔环示意图
5.2.7.管棚管补强：
为了加强管棚的刚度和强度，按设计将管棚钢管全部打好后，先用钻头掏尽钢管内残渣，进行棚管补强。
5.3.配制浆液
5.3.1.水泥浆的搅拌应在高速搅拌机内进行，严格按照施工配合比进行投料，在钢管中注水泥水玻璃浆液，其配比为水泥:
水玻璃=1:
1，水泥浆水灰比1:
1，水玻璃模数m=2.4，浓度Be=35，注浆时初压0.5～1MPa，终压2.0Mpa，注浆结束后用1:
1水泥砂浆充填无缝钢管，以增强钢管强度和刚度。
5.3.2.搅拌水泥浆的投料顺序：
在放水的同时，将缓凝剂、外掺剂在水中按一定比例加入，搅拌溶解，再将需要的水泥倒入，搅拌2～3min。
5.3.3.外掺剂的重量为水泥重量的5%-10%，缓凝剂的掺量占水泥重量的2%～3%。
5.3.4.制备水泥浆或稀释水玻璃时，严禁水泥块或纸片进入浆液，放浆进入储浆桶时要用滤网过滤，以防止堵塞注浆泵。
5.3.5.做好配置浆液的施工纪录，为分析注浆效果提供依据。
5.3.6.配置好的浆液存放在由低速搅拌器的储浆罐内，防止浆液由于存放时间稍长产生沉淀、离析等现象。
5.4.注浆
5.4.1.注浆工艺系统：
双液注浆工艺系统如图5.4所示。
图5.4双液注浆工艺系统示意图
1、高速搅拌机；2、吸浆管；3、回浆管；4、进浆阀；5、泵；6、压力表；7、输浆管；8、快速接头；9、孔口压力表；10、钢管接头；11、混合器；12、单向阀；13、三通；14、止浆塞；15、注浆孔
5.4.2.注浆顺序
管棚注浆顺序原则上遵循着“先两侧后中间”、“跳孔注浆”、“由稀到浓”的原则。
注浆施工由两端管棚钢管开始注浆，跳孔进行注浆施工，向隧道拱顶钢管方向推进，开始时注浆的浆液浓度要低一些，逐渐加浓至设计浓度。
这样做法有利于注浆的浆液向拱顶方向扩散，而且促进浆液的致密程度，利于防渗的要求。
孔号为偶数的管棚完成后，对这部分管棚进行注浆。
长管棚注浆按固结管棚周围有限范围内的土石设计，浆液扩散半径不小于0.5m，注浆采用分段注浆
5.4.3.注浆施工要点
5.4.3.1.为了保证管棚注浆施工作业顺利进行和保证管棚施工质量和安全，注浆前应做好止水止浆墙的施工：
为防止注浆薄弱地段地下水涌出作业面及注浆时跑浆，注浆地段的起始处掌子面应喷射20CM厚混凝土（加单层钢筋网）。
此后，每个注浆段终止处留出3米厚围岩作为止浆岩盘。
5.4.3.2.注浆孔位要准确，定位偏差应小于5cm，孔底偏差不大于孔深的1%～2%。
顶管施工作业过程中会使管内混入一些碎石和碎屑，在注浆施工前一定要用高压风水进行吹洗，如果管内仍有较大的碎石，应采用小于钢管内径的钻头，利用凿眼台车钻进将其钻碎，吹洗干净。
5.4.3.3.拌浆时严禁纸屑等杂物混入浆液，拌好的浆液要过滤，未经过滤的浆液严禁进入泵体，以防堵塞。
注浆过程中，要时刻注意泵口及孔口的压力变化情况，发现问题及时处理。
双液注浆时，要经常测定混合气候的浆液的凝结时间，防止由于泵及管路故障，造成浆液比例改变而发生事故。
注浆过程中，如发现孔口及工作面漏浆，要采取封堵，缩短凝胶时间及采用间歇注浆方式。
做好钻孔、注浆纪录，为分析注浆效果提供依据。
注浆结束后，要彻底的清洗泵体和管路，以保证下次注浆安全顺利进行。
5.4.3.4.注浆施工过程中如发现掌子面漏浆，应及时用麻布进行封堵。
5.4.3.5.注浆结束：
进浆量小于20～25L/min；注浆压力逐步升高，达到设计终压后稳定10min以上；注浆结束后采用1：
1水泥砂浆填充无缝钢管。
完成长管棚注浆施工后，在管棚支护的保护下，按设计的施工步骤进行开挖。
5.5.严格注浆施工作业现场控制，保证注浆质量
注浆施工作业中，浆液注入的压力是一个最为关键的现场施工过程控制因素。
根据流量计显示的孔口压力变化可以判断注浆施工的基本发展状况，并及时采取相应措施。
5.5.1.压力逐渐上升，但达不到设计要求的压力。
原因分析是：
浆液浓度低、凝胶时间较长、浆液在碎石中形成劈裂脉或者是部分浆液溢出。
此时应适度加大浆液浓度、小时间间隔注浆。
5.5.2.注浆开始后压力不上升，甚至离开初始压力呈下降的趋势。
原因分析是：
表明浆液已经外溢。
此时应该采取大浓度浆液和较低注入速度，如果情况无改变，则应先停止注浆。
5.5.3.注浆压力上升后突然下降，表明浆液从注浆管周围溢走，或者是注入速度过大，扰动碎石岩层，或遇到空隙薄弱部位。
此时应适度降低注入速度。
5.5.4.压力反复升降，但总趋势呈上升态势。
原因分析：
由于注浆浆液的凝胶时间较短。
此时应该是度调长浆液凝胶时间。
5.5.5.压力上升很快，而注入速度上不去。
原因分析：
表明注浆岩层较为密实或者浆液的凝胶时间太短。
5.5.6.压力有规律上升，即使达到容许压力时，注浆速度也比较正常，这表明注浆施工作业是成功的。
5.5.7.压力上升后又下降，然而后来压力又再度上升，并达到设计的要求值。
这可以认为该种情况的空隙部位已被浆液填满，此种情况也是成功的。
5.6.管棚注浆施工的结束标准
5.6.1.单孔注浆结束条件。
注浆过程中只要满足以下两个条件之一，即可认为单孔注浆达到设计的要求并可结束注浆施工。
单孔注浆结束条件：
a、注浆压力达到注浆设计所规定的终压5.0MPa。
b、单孔注浆量达到设计注浆量的80%以上。
注浆量的计算公式如下：
Q=A*β=л*R*L*β
式中：
Q---总注浆量（M3）；
A---注浆范围岩层体积（M3）；
β---填充率，根据图纸及岩石地层的情况而定。
R---注浆半径（M）；
L---注浆长度（M）。
5.6.2.全地段结束条件：
所有注浆孔均以符合单孔注浆结束条件，无漏注浆的情况。
6.超前长管棚施工注意事项
6.1.长管棚应注意两次循环之间的搭接，大管棚长度不宜小于2m，两相邻接头不允许出现在同一断面内。
6.2.顶进过程应随时注意防止堵孔、坍孔。
6.3.注浆前，必要时对开挖面及5m范围内的坑道喷射厚50～100mm的砼封闭作为止浆墙。
6.4.注浆过程应随时注意注浆压力的变化，压力达到设计值且注浆量也与设计相符后，即可停止注浆。
6.5.注浆结束后，再钻孔检查注浆效果是否达到设计要求，如未达到应根据实际情况调整注浆参数进行补孔注浆。
6.6.注浆后至开挖前时间的间隔，根据浆液种类控制在4～8h。
在管棚相接处开挖时保留1.5～2.0m的止浆墙，以防止注浆时孔口跑浆。
6.7.整个过程中做好记录，内容包括打孔的角度、间距、深度、钢管的长度、注浆压力、注浆数量、起止时间等，作为后续施工调整注浆参数依据。
7.安全保证措施
7.1.加强全员安全意识教育；
7.2.针对本隧道工程长管棚施工特点和要求，参照有关规范制订安全规章制度；
7.3.加强对围岩进行动态监控量测，实行信息化管理，科学地组织施工；
7.4.拆卸钻杆时，要有统一指挥、明确联络信号，扳钳卡钻方向应正确，防止管钳及扳手打伤人；
7.5.钢管内注浆时，操作人员应戴口罩、眼镜和胶手套；
7.6.要有良好的照明条件。
8.质量保证措施
8.1.优良工程目标实现，项目部成立了创优领导小组，由项目经理、总工程师、工程技术及质量检测和物资设备等部门负责人组成，负责全项目的创优领导工作。
8.2.建立创优责任制，强化工作管理监督、检查和奖惩机制，层层落实，建立逐级考核评比制度，奖优罚劣，优质优价，强化管理。
8.3.项目经理部成立质量管理领导小组，成员主要是质检工程师、班组质检员，定期召开质量分析会，对发现的问题及时研究，制定改进措施。
8.4.加强技术管理的基础工作，施工中认真执行“三检”，严把“五关”，即施工前、施工中、完工后检查，和技术图纸资料复核关、技术交底关、工程试验关，原材料进场关和隐蔽工程检查签证关。
8.5.严格按照技术规范操作，严格按照监理程序办事。
每道工序都要通过各施工班组自检、项目经理部复检，上报监理工程师检查认可后再进行下道工序，确保各工序质量优良。
8.6.开展重点、难点工程技术攻关和群众性QC小组活动，通过工序控制和工艺控制，推行标准化作业，提高质量意识，杜绝各类质量通病，消除薄弱环节。
8.7.提高质量意识。
只有提高全体施工人员的质量意识，才能确保工程的整体质量，定岗定责，奖惩分明。
9.环境保护措施
9.1.环境保护做到全面规划，合理布局，综合治理，化害为利；
9.2.隧道弃碴按设计碴场弃置，按设计要求用浆砌片石进行支挡防护。
未设计支挡防护的坡面加土壤种植草皮、树木进行绿化。
弃碴场进行复耕或绿化；
9.3.水泥采用罐装或袋装运输；
9.4.施工用的废水、生活污水，利用临时排水系统及永久性排水设施排至污水坑内，经处理达到允许排放标准后再进行排放。
废弃物采用车辆运输的方法，整齐合理地堆放在图纸或监理工程师指定的地方深埋覆盖；
9.5.工程用料根据具体情况，堆放在施工场地和征地线内，不影响农田耕种和污染环境。
每道工序施工时做到工完料清，并对场地进行及时清理，保证施工场地整洁；
9.6.在筑路材料和弃土弃碴的运输过程中，根据需要定时对施工便道洒水，以消除灰尘。
10.职业健康安全保障措施
10.1组织管理措施
项目队成立职业健康安全保障领导小组，各项目分队设立工地医务所，配备必需的现场检测、检验、治疗设备及药品。
主治医生承担临床病人的诊治，卫生防疫专业人员负责工地日常卫生防疫工作，做好工地食堂、饮食、饮水卫生管理、传染病防治及工地劳动卫生监督检测，组织人员定期进行健康体检，协助处理公共卫生突发事件，对发生的传染病及时报告。
10.2保障措施
10.2.1劳动保护是为了保障劳动者在劳动过程中的安全和健康而采取的各种保护措施，在施工中，加强行政管理，搞好劳动保护工作;利用工地板报、宣传栏、班前点名等形式加强劳动卫生防护知识教育，提高个人防护意识。
施工管理者加强监督，有毒有害作业人员坚持佩带个人劳动防护用品上岗作业，并建立奖惩制度;建立工作时间的限制和休息时间，规定休假制度，从时间角度保护劳动者的安全和健康;采取各项劳动安全与卫生措施，从作业场所、环境条件保护劳动者的安全和健康;施工前与施工技术人员密切联系，使施工组织措施符合劳动卫生保障要求。
合理组织劳动力，严格按照劳动定额组织施工。
在实际施工中，由劳动卫生保障中心负责劳动卫生保障工作的监督与落实，必须强化管理，保证施工人员的身体健康，保障施工顺利完成。
10.2.2视施工需要、施工场所中危害因素和劳动安全与卫生要求，合理配备足够、齐全的劳保防护用品;选择齐全防护用品，如安全帽、安全带、雨衣、雨靴、手套、防护口罩、面罩等，既要使用方便，又要对危害和危险具有较好的防护效果;选购防护用品符合国家标准，并且保证质量，选购时应审核其产品的生产许可证，产品合格证，安全鉴定证。
在使用前用简易方法进行质量检察，发现不合格，及时更换;劳保用品必须提前采购，配置充足，统一发放。
11.管棚、钢架验收要求
管棚钻孔允许偏差
序号
项目
允许偏差
1
方向角
1ο
2
空口距
±50mm
3
孔深
±50mm
钢架安装允许偏差
序号
项目
允许偏差
1
间距
±100mm
2
横向
±50mm
3
高程
±50mm
4
垂直度
±2ο
5
保护层和表面覆盖层厚度
-5mm
6
钢架周边拼装
±3cm
7
平面翘曲
2cm
8
钢架节点焊接长度
大于4cm
9
钢架的混凝土厚度
不得小于4cm
10
钢架的混凝土表面覆盖层厚度
不得小于3cm
升级会员 