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隧道管棚施工方案

新建朝阳至秦沈高铁凌海南站

联络线工程TJ-1标段隧道管棚专项施工方案编制:

审核:

批准:

中铁十九局集团有限公司

朝凌客专TJ-1标项目经理部

二O—八年四月

1编制依据

1.1编制依据.

1.2编制原则.1

2适用范围2

3工程概况2

4地质水文特征4

5施工组织方案6

5.1技术要求:

6

5.2施工程序及施工方法8

5.3施工流程8

5.4管棚车丝9

5.5搭设工作平台9

5.6钻机就位10

5.7钻孔作业10

5.8管棚跟管钻进10

5.9钢筋笼施工11

5.10管棚注浆11

5.11验收标准12

6资源配置方案

6.1劳动力计划12

6.2工期安排13

6.3材料计划13

7

14

管理措施

7.1质量管理组织机构14

7.2质量措施15

7.3施工安全及环境保护15

7.4安全注意事项15

7.5环境保护16

朝凌客专TJ-1标隧道工程

管棚专项施工方案

1编制依据

1.1编制依据

(1)隧道施工设计图、隧道参考图及其它相关设计文件;

(2)国家和辽宁省相关法律、法规及条例等;

(3)现场踏勘收集到的地形、地质、气象和其它地区性条件等资料;

(4)集团公司近年来铁路、高速公路等类似施工经验、施工工法、科技成果;

(5)《高速铁路隧道工程施工技术规程》(Q/CR9604-2015);

(6)《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》(TB10753-2010);

(7)《铁路隧道工程施工安全技术规程》(TB10304-2009);

(8)《铁路混凝土工程施工技术规程》(Q/CR9207-2017);

(9)《铁路混凝土工程施工质量验收标准》(TB10424-2010)。

(10)指导性施工组织设计。

1.2编制原则

1)保证重点、统筹安排,确保工期的严肃性。

施工组织安排

尽可能组织平行、流水作业,合理安排施工顺序,保持均衡生产;

(2)科学合理配置机械设备,全面提高机械化程度,充分发挥

设备配置生产能力,大幅度提高劳动生产率和施工进度;

(3)推行新技术、新工艺,实行规范化、标准化作业,以一流的管理确保创优规划和质量目标得以实现;

(4)科学布置现场,合理安排工序,注意环境保护,推行文明施工,确保安全生产;

(5)合理投入,控制成本,节约用地,节约投资。

2适用范围

适用于朝凌客专TJ-1标隧道洞口管棚施工。

3工程概况

3.1燕都隧道

燕都隧道工程,进口里程DIK4+868,出口里程DIK6+000,线路

长度1132m隧道最大埋深52.91m,排水采用保温侧沟和深埋中心沟。

隧道进口至DIK4+899.44713位于直线上,DIK4+899.44713至出口位

于R-3000m右偏曲线上。

隧道进口至DIK5+600段范围内纵坡为3.5%。

上坡,DIK5+600至出口段范围内纵坡为20%上坡。

3.2西营子隧道

西营子隧道位于辽宁省朝阳市东南方向,紧邻朝阳市环城公路,左侧与采石场相邻,为双线隧道,隧道进口里程为DIK13+558,出口

里程为DIK16+558,全长3000m隧道位于低山丘陵区,植被较发育。

所经山脉海拔最高高程468m,最大埋深约234m。

隧道全范围为13%。

下坡,隧道进口至DIK15+999.66672位于半径8000m的左偏曲线上;DIK15+999.66672至出口位于直线上。

3.3马架子隧道

马架子隧道位于辽宁省朝阳市双塔区长宝营子乡境内,隧道进口里程为DIK17+343,出口里程为DIK20+815,隧道位于低山丘陵区,所经山脉海拔最高高程为422.5m,最大埋深160.79m。

隧道进口至DIK20+600为9%。

的上坡,DIK20+600至出口为15.5%。

下坡隧道进口至DIK19+160.29029为直线上,DIK19+160.29029至出口位于半径10000m的左偏曲线上。

3.4马架子隧道

巴图营隧道(中心里程DK28+920位于辽宁省北票市巴图营乡任麻子沟与彩凤沟之间,为双线隧道,隧道进口里程为DK25+820,

出口里程为DK32+020全长6200m隧道位于低山丘陵区,最高山峰410.60m,最低沟谷239.46m,相对高差171.14m,冲沟发育,地势起伏较大,局部辟为耕地。

隧道最大埋深152.40m。

本隧道设置1座施工斜井,斜井与正洞交汇里程为DK29+400,斜井长度757m为双车道无轨运输形式,正洞施工完成后作为避难所使用,斜井进洞坡度11%,洞口设计超前大管棚支护,28孔,长度30m。

4地质水文特征

4.1燕都隧道

燕都隧道岩性复杂,经地质调查揭示,隧道区范围内上覆地层为第四系全新统人工填土(Q4mD种植土,第四系上全新统坡洪积层(Q4dl+pl)粉质黏土、第四系上全新统冲击积层(Q4al+pl)粉质黏土、下伏罗系上九佛堂组(J3jf)砂岩、砾岩、泥岩,岩层产状160°v19°。

隧道区地下水类型主要为基岩裂隙水。

基岩裂隙水分布较广,以浅部为主,含于基岩风化带、风化裂隙及构造节理裂隙中,水位和水量受季节性降雨量影响明显。

4.2西营子隧道

隧道位于中低山区,植被较发育,隧道区地层为第四系全新统坡残积(Q4dl+el)粉质黏土,下伏侏罗系上统阜新组(j3f)砂岩、砾岩、泥岩;二叠系下统(P1)砾岩;奥陶系中统(O2)石灰岩;奥陶系下统(01)石灰岩;寒武系上统(£3)石灰岩;寒武系中统(£2)石灰岩;寒武系下统(£1)石灰岩;震旦系中统雾迷山组(Z2W石灰岩。

隧道区地下水类型主要为基岩裂隙水,分布较广,以浅部为主,含于基岩风化带,风化裂隙及构造节理裂隙中,水位和水量受季节降雨量影响明显。

隧道地下水排泄方式主要以蒸发排泄为主,地下径流排泄为辅,蒸发为本区普遍的重要排泄方式之一。

地下水对铁路混凝土结构不具有侵蚀性。

4.3马架子隧道

隧道位于低山丘陵区,洞身穿越地层主要为二迭系下统(P1)砂岩、局部夹泥质砂岩、泥岩和页岩;二迭系上统石盒子组(P2S)砂

岩、局部夹泥质砂岩、泥岩和页岩;侏罗系中统蓝旗组(J2l)砾岩、局部夹泥质砂岩、泥岩和页岩;侏罗系中统土城子组(J2t)砾岩、局部夹泥质砂岩、泥岩和页岩。

隧道区地下水类型主要为基岩裂隙水,分布较广,以浅部为主,含于基岩风化带,风化裂隙及构造节理裂隙中,水位和水量受季节降雨量影响明显。

隧道地下水排泄方式主要以蒸发排泄为主,地下径流排泄为辅,蒸发为本区普遍的重要排泄方式之一。

地下水对铁路混凝土结构不具有侵蚀性。

4.4巴图营隧道

隧道位于低山丘陵区,洞身穿越地层主要为侏罗系中统土城子组

J2t)砾岩、局部夹泥质砂岩、泥岩和页岩

隧道区地下水类型主要为基岩裂隙水,分布较广,以浅部为主,

含于基岩风化带,风化裂隙及构造节理裂隙中,水位和水量受季节降雨量影响明显。

隧道地下水排泄方式主要以蒸发排泄为主,地下径流排泄为辅,蒸发为本区普遍的重要排泄方式之一。

地下水对铁路混凝土结构不具有侵蚀性。

5施工组织方案

5.1技术要求:

本标段隧道有©159大管棚,设计长度55m0108大管棚(燕都隧道出口80m,其他隧道40m巴图营隧道斜井30n)、089中管棚(IV级围岩6榀钢架设置一环、V级围岩11榀钢架设置一环,管棚长度一般10m一环,两环之间搭接长度不小于3m,技术要求如下:

(1、大管棚

①159大管棚

1、导管采用热轧无缝钢花管,外径159mm壁厚8mm

2)每节大管棚长度4~6m,环向间距40cm。

3)外插角:

w1°。

4、在拱部140°范围内施做

5)注浆材料:

水泥浆(1:

1)

①108大管棚

1)导管采用热轧无缝钢花管,外径108mm壁厚6mm

2)每根大管棚长度40m,环向间距40cm。

3)外插角:

w1°~3°。

4)在拱部140°范围内施做。

5)注浆材料:

水泥浆(1:

1)。

(2)中管棚

①89中管棚

1)IV级围岩6榀钢架设置一环、V级围岩11榀钢架设置一环,管棚长度一般10m—环,两环之间搭接长度不小于3m

2)钢管规格:

热轧无缝钢管及钢花管,外径89mm壁厚5mm每节钢管两端均预加工成外丝,接长钢管采用热轧①95mm热轧无缝钢管,壁厚6mm内车丝;

3)管棚长度一般10m一环,W级围岩6榀型钢设置一环,V级

围岩11榀型钢设置一环,两环之间搭接长度不小于3m。

4)管距:

环向间距40cm;

5)倾角:

外插角3°~5°为宜,可根据实际情况作调整;

6)设置范围:

拱部140°范围;

7)注浆材料:

水泥浆液,水灰比1:

1(重量比)。

8)注浆压力:

0.5〜2.0MP&

9)中管棚打设采取单双号,单号采用钢花管,双号采用钢管,施工时先打设钢花管并注浆,然后打设钢管。

注浆完成后,在管内灌注M10水泥砂浆,并保证密实。

5.2施工程序及施工方法

各隧道洞口工作面准备一台0.8Mpa空压机,一台300KW发电机,一台Q1319-1A型管子螺纹车床,一台GP-28型管棚钻机。

施作导向墙-搭钻孔平台安装钻机-钻孔-清孔验孔-安装管棚钢管-安装管棚钢筋笼-注浆-封孔

管棚加工-施作管棚工作室-钻孔-清孔-顶进刚管棚-清孔-注浆管路检查-注浆-检查合格-结束。

5.3施工流程

管棚施工采用跟管钻进法和引孔顶进法两种方法施工,根据现场

围岩及成孔情况判断,如施工现场围岩较好,成孔较易,采用引孔顶进法施工。

围岩较为破碎、容易出现卡钻、塌孔等问题宜采用跟管钻进法施工。

跟管钻进法施工工艺流程详见下图:

〈施工准备〉

测量定位

引孔顶进法施工工艺流程详见下图:

5.4管棚车丝

(1)采用Q1319-1A型管子螺纹车床,床身上最大回转直径

630mm最大工作长度1500mm

(2)燕都隧道进口采用©159大管棚,其他隧道工作面采用①

108管棚,车丝采用外车丝,燕都隧道进口接头采用©167接头钢管,其他隧道工作面接头采用①114无缝钢管,长度30cm各隧道管棚布

置详见下图:

隧道进、出口大管棚布置图

燕都隧道进口大管棚布置图

巴图营隧道斜井大管棚布置图

5.5搭设工作平台

(1)在导向墙前端,修建宽30cm*深30cm的水沟,在钻孔过程中,将水引出;

(2)距离导向墙1.8m处,硬化工作平台基础,长5.5m*宽14.33m,厚度15cmC20砼,预埋①22钢筋,预埋深度10cm外露5cm

(3)在基础平面上,平行于导向墙里程布置两根I20工字钢,中到中间距4.3m,长度14.33m,每根工字钢采用①22钢筋固定;

架上方焊接4根I20工字钢,组成桁架,长度6.0m;侧面采用I40钢管连接,长度4.5m;同时在侧面上增加剪刀撑,采用①42钢管。

5.6钻机就位

(1)采用GP-28型管棚钻机,钻孔直径©85〜190mm钻孔深度

30〜40m使用气压0.5〜1Mpa推进有效行程600mm功率35KW钻杆长度600mm钻杆直径为①73mm。

(2)在四根I20工字钢顶部采取四个手拉葫芦,控制钻机位置,然后用侧用测斜仪精确定位。

5.7钻孔作业

(1)现场采用0.8Mpa空压机与300KV发电机配合潜孔钻机施工,钻机定位后,由低向高开始钻孔,为保证钻孔方向准确,在钻进过程中采用测斜仪量测钻孔的偏斜度;

(2)如果钻孔过程中发现有塌孔现场,开始从下往上逐排注浆,浆液由低往上扩散,挤密裂隙,加固松散破碎的砂岩,然后重新钻孔。

5.8管棚跟管钻进

钻头采用与钻管等径的楔型钻头,楔板回转半径略大于钻管半

径,钻头前端有①12-15mm的水眼,当钻头正常回转钻进时钻管沿直线前进。

当钻头由于某种原因偏离预定轨迹偏向某一方向时,把钻头楔面调至已经偏斜的方向,钻机停止回转加力顶进,钻头由于斜面的作用会向相反的方向偏斜,以此调整钻进的方向。

5.9管棚引孔顶进

(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)施工先施工奇数后偶数。

(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10m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。

5.10钢筋笼施工

1159大管棚钢筋笼为3根©18钢筋,外切于©50定位钢管,

©108大管棚钢筋笼为4根①22mm钢筋组成,外切于①42mn定位钢管,宽度5cm,间距5.0m,管棚施工完毕后,开始送钢筋笼至设计位置,钢筋笼节长为3m。

1)配置浆液并注浆,注浆采用分段注浆,浆液扩散半径不小

于0.5m。

水泥浆液水灰比为1:

1,注浆压力0.5〜2MPa

(2)注浆结束后及时清除管内浆液,并用M10号水泥砂浆紧密充填,增强管棚的刚度和强度。

5.12施工注意事项

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。

孔钻完之后应进行清孔。

5.11验收标准

(1)外插角:

钢管轴线与衬砌外缘1°~3°;

(2)钢管径向不大于20cm,环向不大于5cm

6.1劳动力计划

根据施工组织安排,车丝班组4人(工班长1人,操作手1人,普工2人),施工时间4天;管棚班组5人(工班长1人,操作手1人,开泵1人,普工2人),施工时间14天。

6.2工期安排

序号

施工部位

持续时间(天)

备注

1

燕都隧道进口

18

2

燕都隧道出口

15

3

西营子隧道进口

15

4

西营子隧道出口

15

5

马架子隧道进口

15

6

马架子隧道出口

15

7

巴图营隧道进口

15

8

巴图营隧道斜井

15

9

巴图营隧道出口

15

6.3材料计划

1.材料计划详见下表:

管棚跟进施工材料计划

骨口.序号

材料名称

规格型号

单位

数量

备注

1

混凝土

C20

n3

12

基础硬化

2

工字钢

120

m

29

走形轨

3

工字钢

120

m

24

桁架立柱

4

工字钢

I20

m

5

托架横梁

5

HRB400钢筋

①22mm

m

3.6

基础锚固钢筋

6

无缝钢管

①42mm

m

48.8

走形轨及桁架剪刀撑连接

7

无缝钢管

①140mm

m

27

桁架连接

8

手拉葫芦

6

9

空压机

0.8Mpa

1

10

发电机

300KW

1

11

管子螺纹车床

Q1319-1A型

1

12

管棚钻机

GP-28型

1

13

氧气乙炔

3

14

焊条

8

15

钻杆

73mm

m

40

16

冲击器120mm130mmf垂头

10

17

注浆泵

9

18

运输车

8

7.1质量管理组织机构

成立以隧道架子队队长为组长,架子队技术负责人为副组长的质量管理领导小组,明确各级管理职责。

7.2质量措施

管棚安装前,精确测放出导向管位置及插入角度,按图纸施作导向墙,钢管应在专用的管床上加工好丝扣,装管时相邻钢管的接头应前后错开,同一横断面内的接头数不大于50%。

注浆顺序由拱脚向拱顶逐管注浆。

注浆材料满足下列要求:

浆液流动性好,固结后收缩小,具有良好的粘结力和较高的早期强度。

7.3施工安全及环境保护

项目部成立安全生产领导小组,由隧道架子队队长任组长,隧道架子队专职安全员任副组长;小组成员包括各级技术负责人、各工班长等。

7.4安全注意事项

施工中检修机械或设备故障时,必须在断电、停风条件下进行,检修完毕向机械设备送电送风前必须事先通知有关人员;

重视洞口的稳定和排水,做好截水沟、边沟,经常检查洞顶边坡的稳定情况;

加强现场施工人员个人防护工作,应带防尘口罩、防护帽、防护眼镜、防尘面具等防护用具;

施工安全措施加强现场施工人员的安全教育,提高施工人员的安全意识,并配备一名现场专职安全员。

7.5环境保护

临时工程及场地布置应采取措施保护自然环境;

施工废水、生活污水和生活垃圾不得随意丢弃,并在生活区、生产区及洞口设置污水外理池,生活污水或施工废水必须经过处理后排放或倒置指定地点。

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