龙泉山隧道出口管棚施工方案t.docx
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龙泉山隧道出口管棚施工方案t
成都至南部高速公路LJ16标
龙泉山隧道出口管棚
施
工
方
案
道隧集团工程有限公司
成都至南部高速公路LJ16标项目经理部
2009年1月26日
成都至南部高速公路LJ16标段
龙泉山隧道出口端管棚
施工方案
一、工程概况
龙泉山隧道出口端即成都端左洞洞口桩号ZK159+135，设计高程+494.759，纵坡-1.943%，位于R2550m右转平曲线上；右洞洞口桩号YK159+135，设计高程494.471m，纵坡-1.954%、位于R3500m右转平曲线上。
隧道洞口地处龙泉山西侧斜坡下部，地形下陡上缓，下部地表坡度约40°，上部地表坡度8°～10°，洞口附近为直坡,其中K159+135～K159+120段地表陡峭、洞顶埋深0.9～10米，K159+120～K159+095段地表平缓、洞顶埋深10～12m。
由于K159+095～K159+135埋深浅，穿越侏罗纪蓬莱镇组强风化泥岩，围岩自稳能力极差，成洞十分困难，设计于左右洞洞口K159+095～K159+135段按外插角1°在隧道拱部125°54′48″范围采用壁厚6㎜的φ108无缝钢管长管棚注浆超前支护。
管棚长40m，每洞37根，环向间距0.4m，两侧对称布置。
为了确保管棚方位准确和施工安全，洞口设厚0.8m、长2m的C25混凝土套拱，套拱内起拱线以上设4榀纵向间距0.6m的I18工字钢拱形骨架，拱架背焊2m长、壁厚4㎜的φ127无缝钢孔口管导向。
为防二衬模板台车在模筑混凝土浇注时移位、变形及因测量误差等导致混凝土侵入设计净空断面及确保各结构层厚度，总体施组要求，隧道开挖、钢架、喷砼、二衬模板台车均按设计半径加大5cm放线施工。
为提高管棚的抗弯能力，在拱部90°范围的管棚内设置由四根φ18mm钢筋内焊固定环组成的钢筋笼，固定环用φ25mm镀锌钢管短管节、每节长2cm，按间距1m设置。
二、施工方案
洞口边仰坡由上到下水平分层逐层按设计坡率开挖并边挖边进行锚网喷临时防护至暗洞洞顶开挖线时，暂留K159+133以外2米暗洞及洞外路基中设计暗洞模筑混凝土外沿半径（或直墙每侧）加宽5㎝以内的原始岩体（以下简称核心土），其余部位按设计尺寸开挖到暗洞设计拱脚，然后在K159+133～K159+135.2核心土表面的设计拱脚～暗洞起拱线上方0.5米部铺设一层彩条布并固牢，清除距隧道中线6.88m与核心土间松动浮石，以隧道设计方向、纵坡和套拱混凝土设计断面尺寸用1530、1510标准钢模板组合安设暗洞起拱线以下套拱拱座混凝土端模、侧模、外模，支模校正并加固后，浇注暗洞起拱线以下套拱拱座混凝土。
套拱拱座混凝土浇完后终凝前，在K159+133.1、K159+133.7、K159+134.3、K159+134.9两侧套拱拱座混凝土顶面距隧道中线6.31米处各直立插入一根φ25钢筋，钢筋插入混凝土中和露出混凝土顶面各25㎝。
套拱拱座混凝土养护3天时，将4榀用I18工字钢按内半径6.22m、外半径6.4m预制加工合格的套拱骨架分单元放置在套拱拱座混凝土顶面和核心土上连接成榀，在全站仪全过程监控下逐榀将套拱骨架两侧拱脚焊接在预插于套拱拱座混凝土中的φ25钢筋上，然后在K159+133～K159+135.2核心土表面满铺一层彩条布并将先铺的彩条布覆盖至少20㎝后再与其缝接牢固。
上述工作完成后，在全站仪和测斜仪全过程监控下，按先拱顶后两脚再两侧从中对分的顺序用φ25固定筋将长2米、壁厚4㎜的φ127孔口管逐根焊接在套拱每榀I18工字钢拱架背面。
由于管棚位于隧道平曲线上，且左右洞纵坡、平曲线半径不同，为防管棚侵入设计开挖断面致钢架无法安装或偏离设计开挖轮廓外太远，故施工前左右洞按面对洞口方向对各管分别编号，计算出每管的方向，并以管棚方向作为孔口管的预埋方向。
详见《管棚施工参数计算表》
管棚方向计算方法为：
左洞纵坡-1.943%右转平曲线半径2550m，右洞纵坡-1.954%右转平曲线半径3500m，面对洞口各洞左侧按40米管棚头尾连线方向、右侧按洞口点切线方向加外插角1°再加设计纵坡。
焊接固定孔口管时，除严格控制好每管的位置、方向、坡度外，还必须在焊接点周围的彩条布面先铺木板，严防烧、扎、划坏彩条布。
孔口管安装完毕，经全面检查彩条布完好无损，各孔口管位置、方向、坡度无误且稳固后，在K159+133和K159+135沿法线方向用厚8㎝、长80㎝、内弧宽20㎝、外弧宽22.6㎝的硬质光面扇形木板作套拱拱部端头板安装在彩条布面，每块端头模板中部和两端距端头10㎝处各钻φ16孔穿入M16×2200双头螺纹对拉杆控制套拱长度，模外利用核心土和仰坡岩面作支点设斜撑防止端模跑模移位。
套拱拱部端头板支设牢固无误后，用1530定型模板作套拱拱部混凝土外模，外模压于端头模板外弧上，采用扣件连接后，再用四榀按设计套拱外弧半径弯曲的I18型钢拱架压在外模背面，钢拱架脚与地底锚杆焊接后箍压防止跑模。
拱顶距隧道中线各1米宽不设外模，作为混凝土浇注时的混凝土灌注入口。
套拱拱部混凝土浇注完毕达24小时，拆除套拱模板，混凝土养护3天后，采用XY-2B-300型电动油压钻机从孔口管中插入钻杆钻孔进行管棚施工。
三、施工工艺和方法
（一）、套拱施工
1、套拱拱座混凝土施工
套拱混凝土仅起拱线以上设置有骨架，故须起拱线以下套拱混凝土浇注后骨架方有固定支点架立。
K159+133以外2米除核心土外的其余部位按设计尺寸开挖到暗洞设计拱脚后，清除基底松动浮石，在K159+133～K159+135.2核心土两侧表面的设计拱脚～暗洞起拱线上方0.5米部铺设一层彩条布，彩条布上下两端裹木条用水泥钉固牢在核心土基岩上，然后每侧用扣件连接4块1530和1块1510定型钢模以隧道K159+135法线方向竖向安装套拱端模至距隧道中线6.08m，端模总宽1.3米，端模外沿用90°阳角模连接转向、以隧道设计方向竖向安装套拱外沿侧模至临时洞口，然后端模和侧模顶继续接长到起拱线，侧模内从距基底2.1m起，上部按设计斜率添加木板内模控制套拱截面尺寸，木板内模与钢侧模间用木撑支顶。
模板安装完毕并支顶稳固后，以洞口桩号设计起拱线高程为基点按左洞纵坡3.69%、右洞纵坡3.701%在模板内面用油漆画出套拱拱座混凝土顶面高度控制线，然后按混凝土浇注程序浇注套拱拱座混凝土。
套拱拱座混凝土浇完后终凝前，在K159+133.1、K159+133.7、K159+134.3、K159+134.9两侧套拱拱座混凝土顶面距隧道中线6.31米处各直立插入一根φ25钢筋，钢筋插入混凝土中和露出混凝土顶面各25㎝。
2、工字钢架制作、安装
设计套拱内于起拱线以上预埋4榀18工字钢架，安装间距60cm，端头保护层厚度10㎝。
安装前，用型钢弯曲机将I18工字钢按内半径6.22m、外半径6.4m预制加工成三个60°等分单元，每单元两端焊接220×220×15钢板、钢板在距边沿5㎝处四角各钻一φ24孔作为单元间连接接头。
钢架预制加工完毕检验合格、套拱拱座混凝土养护3天时，将拱架分单元运到使用地点，将每3个单元用螺栓连接组合成一榀，在全站仪全过程监控下逐榀将套拱骨架两侧拱脚焊接在预插于套拱拱座混凝土中的φ25钢筋上，然后在K159+133～K159+135.2核心土表面满铺一层彩条布并将先铺的彩条布覆盖至少20㎝后再与其缝接牢固。
焊接钢架时严格按照设计方向、纵坡、高程及平、纵位置控制。
3、孔口管的埋设
工字钢架两侧拱脚与预插钢筋焊接完毕后，按前表计算所得数据首先将一根Φ127㎜、壁厚4㎜、长200㎝的无缝钢管先安放在四榀工字钢架正中背部，孔口中心定位在距隧道设计圆心646.75㎝处，然后用预先弯制的φ25钢筋焊接在每榀钢架背面，焊接时严格控制好孔口位置和管道的方向、坡度及钢架间距和相对位置。
正中部孔口管安装完毕完成后，再焊接两侧正中背部孔口管，依次类推焊完所有孔口管。
孔口管与固定钢筋双面焊接，焊接长度≮12.5㎝，固定筋与工字钢架背面的焊接长度≮15cm。
为避免导向墙混凝土浇注堵塞孔口管，焊接完毕冷却后，先用封口胶封闭孔口，端模安装时，管口必须紧顶端模面。
4、套拱拱部模板安装
套拱拱部纵向长200cm，内弧半径608㎝、外弧半径688㎝、厚80cm，采用C25混凝土浇筑。
孔口管安装完毕，经全面检查彩条布完好无损，各孔口管位置、方向、坡度无误且稳固后，在套拱拱座混凝土顶面K159+133和K159+135沿法线方向用厚8㎝、长80㎝、内弧宽20㎝、外弧宽22.6㎝的硬质光面扇形木板作套拱拱部端头板安装在彩条布面，端头板垂直并与孔口管管口顶紧，每块端头模板中部和两端距端头10㎝处各钻φ16孔穿入M16×2200双头螺纹对拉杆控制套拱长度，模外利用核心土和仰坡岩面作支点设斜撑防止端模跑模移位。
套拱拱部端头板支设牢固无误后，模板与混凝土的接触面涂刷脱模剂，然后以端头板作内支撑从套拱拱座混凝土侧模顶面起由下到上横向放置、用扣件连接1530定型模板作套拱拱部混凝土外模，距隧道中线各1米宽拱顶部不设外模，作为混凝土浇注时的混凝土灌注入口。
外模压于端头模板外弧上，一端紧抵仰坡面，再用四榀按设计套拱外弧半径弯曲的I18型钢拱架压在外模背面，钢拱架脚与地底锚杆焊接后箍压，外模与仰坡接触部可在仰坡面钻水平孔30㎝后插入φ25钢筋设木撑支顶，防止跑模。
5、套拱混凝土的浇注、养护
混凝土浇注前需再次对模板、孔口管进行检查，并做必要的矫正。
模板的中线、高程及几何尺寸必须符合设计要求，预埋件的位置必须正确，模板安装及支架必须牢固紧密。
在混凝土浇筑过程中，需严格控制原材料的质量，加强混凝土的拌和、运输、浇注、养护等各个环节的质量控制。
混凝土由拌和站统一集中拌和，混凝土罐车运输，输送泵从拱顶向两侧对称入模直至拱顶。
混凝土浇注完毕24小时后拆除模板，及时进行养护。
（二）、管棚施工
1、钻孔
为利于施工，对管棚进行编号，隧道正中拱顶管棚编号为0#，两侧由上到下依次编号为左1～左18和右1～右18，双号（含0#）安装有孔钢花管、单号安装无孔钢管，有孔钢花管管棚施工完毕后再施工无孔钢管管棚。
套拱混凝土浇注完毕3天时，人工将洞外原留的核心土下挖修整成三级平台，第一级平台距位于隧道中心的孔口管中心垂高1.4m、宽6.72m，第二级平台与第一级平台高差1.45m、宽1.52m，第三级平台与第二级平台高差1.4m，在边坡与核心土间及台阶交汇部相宜时机用φ40无缝钢管搭设纵向宽4m的钻孔施工脚手架，利用核心土面台阶和脚手架作工作平台，采用2台XY-2B-300型电动液压钻机、120钻头分两侧先由上到下逐个钻制有孔钢花管管棚孔，每钻成一孔便及时清除孔内渣石、泥浆后顶入有孔钢花管注入M30砂浆。
所有孔钢花管管棚由上到下施工完毕后，再由下到上按前述程序逐个钻制无孔钢管管棚孔安管注浆。
钻孔时，钻杆从孔口管口插入，钻头顶至岩面时，在全站仪和测斜仪监控下，根据前表列出的各孔位置、方向、坡度调整好钻机位置及钻杆方向、钻机固牢后再开钻钻孔。
搭设的脚手架必须满足承受人员、机具、材料等荷载要求，连接牢固、稳定，防止钻孔时产生不均匀的下沉、摆动、位移等影响钻孔的质量。
为保证钻孔方向准确，采用光靶测斜仪，在钻进时随时测量钢管钻进的偏斜度，发现误差超限应即使纠正。
在钻孔时，若出现卡钻、塌孔时应注浆充填封孔后重钻。
钻孔时，应认真填好钻孔记录，除记录开停钻时间、钻孔深度、方向、角度外，还应根据钻孔出屑情况记录不同孔深时的围岩变化情况，达到超前探测的目的。
2、管棚的加工及安装
（1）、长管棚采用φ108mm、壁厚6mm的热轧无缝钢管按节长4m和6m等量加工制作，钢管切断后，两端按标准螺纹车丝各15cm，管节间采用Φ114×6mm内丝钢管外套对口连接。
单号管每孔用一节4m、双号管每孔用一节6m管节一端加工成10cm长锥头作为孔底管，以利管道插入孔内。
（2）、双号管棚管壁上按纵向间距15cm钻φ10mm孔作为出浆孔，出浆孔按梅花型布置、钻通对壁。
每根双号管棚留一节4m管节尾部3m不钻孔作为止浆段，未钻孔端和每根单号管棚留一节6m管节一端不加工丝口端接长焊接和垂向各一段长20㎝的φ15镀锌钢管作为注浆嘴和检查管。
（3）、为保证钢管在同一截面的接头数不超过管数的50%，每根管棚先装入锥头管后，再4m管和6m管间隔逐节接长安装。
管棚采用顶进方法安装，先顶入管节外露0.4～0.6m时，用φ114×6mm内丝钢管与下一管节外套对口连接后再顶入孔内，严防用力过猛管口进入钻孔内无法连接。
焊有注浆嘴的管节最后安装，注浆嘴朝向孔口即大桩号方向。
拱部90°范围的管棚在焊有注浆嘴的管节安装前，先将预制好的钢筋笼全部插入管道内后，再安装焊有注浆嘴的管节。
（4）、管棚在管节安装前，用高压风将孔内浮碴、泥浆吹洗干净，防止注浆时堵孔。
3、注浆
（1）、注浆前先进行注浆现场试验，注浆参数通过现场试验按实际情况确定，以利于施工。
（2）、管棚安装后，及时用注浆机通过注浆管连接注浆嘴，向管棚灌注水灰比1：
1的M30水泥砂浆，注浆压力1.0～2.0Mpa，孔口溢浆时，用止浆塞堵塞钻孔孔口后再注，直至检查管孔口正常砂浆溢出，确保注浆效果。
（3）、为避免注浆时发生串孔造成相邻钢花管堵塞，故钻成一孔即插入管道后及时注浆，同时可以让浆液在松散的岩层中进行扩散填充，固结破碎的岩体，提高成孔率，加快施工进度。
（4）工艺要求
①、注浆前，采用喷混凝土封闭开挖面进行形成止浆墙，防止浆液外透影响注浆效果。
②、每钻成一孔便及时清除孔内渣石、泥浆后安装管道注浆。
所有双号管由上到下依次施工完毕后，再由下到上按前述程序依次逐个钻制单号孔安管注浆。
③、注浆压力根据岩层性质、地下水情况以及注浆材料的不同而定，一般情况下注浆终压取1.0～2.0MPa。
④、注浆量以单孔设计量和注浆压力作为注浆结束标准，但以注浆压力控制为主，确保注浆充分填充围岩空隙固结岩体，但注浆时注意对地表和四周进行观察，如压力一直不上升，应采取间隙注浆方法，以控制注浆范围。
⑤、注浆时作好详细记录，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、浆液容重和注浆量。
（三）、质量要求
1、套拱施工前，应严格复核线路中心线、高程，确保套拱各部分尺寸及预埋件位置正确无误。
脚手架搭设必须平稳，确保钻机工作时稳定。
2、模板安装接缝必须严密、平整。
3、严格控制混凝土原材料质量，加强混凝土拌合、运输、浇注、养护、拆模等各道工序质量管理。
4、钻机就位时应调整好钻孔角度及高度，钻机平台需平整、稳固，防止施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移等影响钻孔质量。
钻机钻孔时应随时检查孔位偏差并及时纠正。
5、为保证管棚安装顺利进行，管棚安装前用高压风对钻孔进行扫孔、清孔，清除孔内浮渣，确保孔径、孔深符合要求、防止堵孔。
6、管棚所用钢管的原材料品种、规格必须符合设计要求，搭接长度应符合设计要求，管棚注浆压力必须满足设计要求。
7、严格控制水泥浆及砂浆原材料质量，注浆浆液配合比符合设计要求，浆液充满钢管及周围空隙。
（四）、安全保证措施
1、进入施工现场人员的一切人员必须戴安全帽，高空作业人员必须系好安全绳，严防人身伤害事故发生。
2、施工现场配备专职安全员，佩戴安全人员袖标，严格监督安全施工。
3、建立安全生产值班制度，做到时时有监督，分分讲安全；建立安全生产奖罚制度，提高员工安全生产警惕性与责任心。
4、建立严格的安全生产责任制和高效灵敏的安全管理信息系统。
5、新工人上岗前必须进行安全教育培训，工人调换工作岗位前，必须进行新工作岗位和新操作方法的培训安全教育，未经教育、不达标准不得上岗。
6、制定实现安全目标和保障目标的详细规章制度，并且从上到下逐一落实制度，严格实施安检人员一票否决制。
严格执行施工安全协议书和批准的施工计划，遵守安全规定，互相监督，协调配合，尽职尽责，堵塞漏洞，消除不安全因素。
7、认真贯彻学习落实各种制度
（1）安全组织制度——建立积极有效的安全生产管理机构，切实可行的把安全意识落实到位。
（2）安全生产责任制度——以岗位责任制为中心，任务到人、责任到人、奖罚分明。
（3）安全教育培训制度——坚持定期进行安全学习活动，对施工现场安全隐患以及场内外的安全事故展开讨论，总结反思，做到警钟长鸣，防患于未然；安全员、爆破员、瓦检员、电钳工、机械手等特殊工种作业人员必须持证上岗。
（4）安全生产值班制度——做到时时有监督，分分讲安全。
（5）安全生产奖罚制度——提高员工安全生产警惕性与责任心。
（6）重大安全事故上报制度——一旦发生重大伤亡事故，必须立即报告上级主管部门和当地劳动部门、检察机关，并通知业主。
（7）安全保证金制度——为安全生产提供资金保障。
（8）安全生产技术措施的编制、实施、总结制度——切合实际的科学编制安全生产技术措施，并予以实施、定期总结。
（9）安全生产资料归档、备案制度——统计数据、总结经验，更好地实施安全施工。
（五）、环境保证措施
1、防止大气污染的主要控制措施
（1）利用洒水车，对施工现场和临时便道进行洒水湿润，防止尘土飞扬，减少空气中的固体颗粒。
（2）施工垃圾及生活垃圾清运时，适量洒水，以减少扬尘。
（3）各种运输车辆使用装有符合国家卫生标准的净化装置，并符合当地机动车尾气排放量标准。
（4）拆除临时设施时，应随时洒水，减少扬尘污染。
2、防止水污染的主要控制措施
（1）开工前首先完成施工现场排水和废水处理设施的修建，作到施工现场无积水、排水不外溢、不堵塞、水质达标。
（2）确定雨季施工的有效排水措施，施工现场及生活区内保持排水管网通畅，防止污水和废水外流污染环境或堵塞排水沟。
（3）设置专用油漆和油料库，库房地面墙面作防渗漏处理，储存、使用、保管由专人负责。
（4）按设计图纸要求建设好施工临时排水管和排水明沟，注意排水管、沟的维护，保护好排水入口和出口，保持管、沟的畅通，确保施工期间不加重施工区段水泛程度。
3、防止固体废弃物污染的主要控制措施
（1）开挖的弃土、弃碴运到指定弃土场堆放，弃土场弃土堆放整齐，边坡稳定平整，做好排水设施，防止泥、水冲刷淤积施工场地。
（2）及时回收和清退剩余料具、包装，回收利用可再利用的废弃物，垃圾应及时进行清扫和外运，不得随意倾倒。
（3）施工现场作到无废弃砂浆和混凝土，及时清除运输道路和操作面落地料，砂浆、混凝土倒运时防止撒落。
（4）施工现场设置垃圾站，垃圾按规定集中收集，并统一进行外运，作到每班清扫、每天清运。
附表-1
机械设备一览表
序号
机械名称
型号
单位
数量
1
电动液压钻机
XY-2B-300
台
2
2
挖掘机
小松PC200-8
台
2
3
装载机
龙工LG855侧卸
台
2
4
康明思发电机组
88KW
台
1
5
耿力注浆机
GZJB
台
4
6
耿力湿喷机
GWST-9
台
8
7
钢筋切断机
GQ-65
台
1
8
钢筋弯曲机
GW-40
台
1
9
冷弯机
LWGJ-250
台
2
10
电焊机
ZX7-500GBT
台
2
10
空压机
台
2
12
砂浆搅拌机
JSY500
台
1
13
混凝土拌和站
JW1000
台
1
14
混凝土罐车
JCQ8
台
1
15
自卸汽车
罗曼QR10
台
2
16
测量仪器
（全站仪、水准仪）
套
1
附表-2
管棚施工参数计算表
左洞
右洞
编号
孔口位置
方位角
坡度
备注
编号
孔口位置
方位角
坡度
备注
X
Y
H
°′″
%
X
Y
H
°′″
%
起拱线
1.943
无管棚
起拱线
1.954
无管棚
左18
有孔管
左18
有孔管
左17
左17
左16
有孔管
左16
有孔管
左15
左15
左14
有孔管
左14
有孔管
左13
左13
左12
有孔管
左12
有孔管
左11
左11
左10
有孔管
左10
有孔管
左9
左9
左8
有孔管
左8
有孔管
左7
左7
左6
有孔管
左6
有孔管
左5
左5
左4
有孔管
左4
有孔管
左3
左3
左2
有孔管
左2
有孔管
左1
左1
中
3.69
有孔管
中
3.701
有孔管
右1
右1
右2
有孔管
右2
有孔管
右3
右3
右4
有孔管
右4
有孔管
右5
右5
右6
有孔管
右6
有孔管
右7
右7
右8
有孔管
右8
有孔管
右9
右9
右10
有孔管
右10
有孔管
右11
右11
右12
有孔管
右12
有孔管
右13
右13
右14
有孔管
右14
有孔管
右15
右15
右16
有孔管
右16
有孔管
右17
右17
右18
有孔管
右18
有孔管
起拱线
1.943
无管棚
起拱线
1.954
无管棚
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