新建铁路武汉至广州客运专线隧道洞口超前长管棚施工作业指导书.docx

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新建铁路武汉至广州客运专线隧道洞口超前长管棚施工作业指导书

新建铁路

武汉至广州客运专线

第标段

洞口超前长管棚

作业指导书

编制人：

审核人：

技术负责人：

单位负责人：

中铁X局武广客运专线标项目领导部

二0XX年X月

洞口超前大管棚施工作业指导书

1.适用条件、范围

.适用条件

洞口Ⅴ级及以下围岩，无自稳能力；洞口段地表有重要建筑物；洞身浅埋偏压段。

.适用范围

洞口大管棚设计情形一览表

隧道名称

洞口长管棚

（Ф108）

适用里程

围岩级别

隧参图

施工方法

折岭隧道

19m

进口

DK1878+193～+212

Ⅳ

01-14

04-031/2～-032/2

三台阶法

仙殿岭隧道

40+28m

进口+出口

DK1878+003～+043

DK1880+655～+665

DK1880+665～+683

Ⅴ

Ⅳ

Ⅴ

01-23

04-031/2～-032/2

CRD法

CRD法

CRD法

寒水隧道

30+25

进口+出口

DK1884+780～+800

DK1884+800～+810

DK1885+945～+955

DK1885+955～+970

Ⅴ

Ⅳ

Ⅳ

Ⅴ

01-23

04-031/2～-032/2

CD法

CD法

CRD法

CRD法

沉源水一号隧道

16+24m

进口+出口

DK1888+389～+405

DK1889+090～+110

DK1889+110～+114

Ⅳ

Ⅳ

Ⅴ

01-20

01-23

01-23

04-031/2～-032/2

CRD法

CRD法

CRD法

2.施工工艺

.工艺流程图（见洞口大管棚施工工艺）

.施工方式

管棚施工工序有开挖管棚钻机工作室，导向墙施工，搭设平台，安装钻机，安装管棚钢管，注浆。

开挖管棚工作室（见图1）

在起拱线以上半断面的工作室，若一次开挖成型，因净空高、跨度大，工期长且不安全，故宜分步开挖，分步施钻，即先在两边拱脚别离开挖两个工作室Ⅰ，钻孔、安管、注浆以后，再开挖工作室Ⅱ，开挖工作室Ⅱ时，可弃碴于工作室Ⅰ，如此既减少开挖工作量又便于移动钻机，有利于钻孔作业。

准备工作:

1.施作导向墙

2.制作钢花管

钻孔

清孔

清孔

洞口大管棚施工工艺流程图

图1

导向墙施工

1）导向墙设计：

导向墙采用C20砼，截面尺寸1m*1m,环向圆心角180°，导向墙内设2榀8节I18工字钢架，钢架外缘焊接Φ140壁厚5mm导向钢管，钢管与钢架焊接，钢架各单元由钢板+螺栓连接：

接头处焊缝高度要求底板hf=9mm,翼缘hf=12mm.钢架尺寸以中心线计算。

2）导向墙模板：

采用I20A工字钢，2榀8节，环向圆心角180°，上铺**小钢模，5分板堵头，顶模立**小钢模，具体见图2。

图2

3）导向钢管的安设：

导向钢管环向间距40cm,上仰角3º，具体见图9；

图３

4）导向墙开挖五寸台（以某一隧道为例,见图４）

图４

5）搭设平台，安装钻机，测孔定位：

（1）钻机平台尽可能一次搭好。

钻孔顺序，由高孔位向低孔位进行，可缩短移动钻机与搭设平台时刻，便于钻机定位、定向。

（2）用两台钻机平行作业，互不干扰。

（3）安装钻机。

钻孔平台要稳固，钻机安装要牢固，避免施钻时钻机不均匀下沉、摆动、位移、倾斜而影响钻孔质量。

钻机距掌子面，一般不该超过2m。

（4）钻机定位。

进钻前，用全站仪及水准仪定出掌子面管棚孔位。

按照管棚外插角，架立钻机时，可用手罗盘、经纬仪、挂线相结合的方式，确保钻机钻杆轴线与管棚外插角轴线相吻合。

6）钻孔、扫孔：

（1）先钻单号孔（钢花管），钻一孔，注一孔，待全数完后，再钻双号孔（钢管），以便检查注浆质量；

（2）岩质较好或围岩注浆固结得好，能够一次成孔；围岩局部注浆效果不好的，钻进时产生坍孔、卡钻者，需补注浆后再钻进。

（3）钻进中遇未注浆之岩溶严峻流泥或地质复杂带而不能钻进成孔时，一般应补注浆，待围岩固结后再钻进。

也可采用一步钻孔法，即不取岩芯，不回收钻头，用异型接头把钻杆与钢管连接起来，并在钢管前端安装合金钻头。

钢管随进度逐根接长，直到设计位置。

（4）钻机开孔时，要低速低压，待成孔后，压力可升至。

遇软质围岩或流塑状粘土，改用低压钻进。

（5）扫孔：

钻孔完毕后，及时清理孔内余渣，即扫孔，用Ф108岩芯管扫孔，岩芯管长度一般为左右。

扫孔完毕后，即安装打入管棚、钢管。

7）安装管棚钢管、钢花管：

（1）管棚钢管、钢花管节与节之间通太长300mm的Ф114钢管用丝扣连接；

（2）安装时，可用人工配合钻机顶进，如遇故障，须清孔，然后再将管插入。

也可用卷扬机反压安装。

（3）安装钢筋笼：

管棚钢管安装好后，放置钢筋笼并注浆。

管内设

置的钢筋笼，由4根Ф18螺纹钢筋焊接在壁厚、长5cm的管节上而成，钢筋笼在加工中心分控制作，在工作面逐节焊接起来（钢筋接头能够不搭接），直至与钢管同长。

管内设置钢筋是为了增加管棚刚度。

8）注浆

（1）钢花管：

编号为单号的钢花管注水泥单液浆，注浆前进行现场注浆实验，按如实际情形调整注浆参数，取得管棚注浆施工经验，尾部150cm段作为止浆段，注浆完后，用M5水泥砂浆填塞，设计注浆参数为：

A、水泥浆液水灰比：

1:

1

B、注浆压力～，终压，并稳压15分钟；

C、单孔注浆量（参考）：

Q=πRK2Lηξ=**2*40**=

D、注浆顺序：

打好一孔，注浆一孔，先注无水孔，后注有水孔，从拱顶顺序向下进行，如遇窜浆或拒浆，则可距离一孔或数孔注浆。

E、注浆应符合下列要求：

A）浆液的浓度、胶凝时刻应按交底执行，不得任意更改。

B）应常常检查泵口及孔口注浆压力的转变，发觉问题，应及时处置。

F、注浆结束的条件如下：

A）单孔结束条件，注浆压力达到设计终压，浆液注入量已达到计算值的80%以上，即以上。

B）全段结束条件，所有注浆孔均符合单孔结束条件，无漏泥情况。

C）注浆完毕用铁锤敲击钢管，如响声清脆，则说明浆液未填充满钢管，需采取补注或重注；如响声低哑，则说明浆液已填充满钢管，如未达到要求，应进行补孔注浆。

F、注浆结束：

A）注浆在达到结束的条件后，应利用止浆阀或木塞将注浆孔口堵塞，以维持孔内压力，直至浆液完全凝固。

B）钢管：

双号孔为钢管，待单号孔（钢花管）全数注浆完毕后，再向双号孔中灌注M5水泥砂浆。

.管棚主要材料及技术参数

管棚钢花管：

单号孔为钢花管，Φ108mm×6mm热轧无缝钢管，每9m一节，节与节之间通过接头钢管用丝扣连接，每节钢管两头外车丝扣，长150mm,并间距188mm钻Φ10～16mm的注浆孔，钻孔呈梅花形布置，见图5；

管棚钢管：

双号孔为钢管，Φ108mm×6mm热轧无缝钢管，每节钢管两头外车丝扣，共23孔×40m=920m；

导向钢管：

Φ140mm×5mm,热轧无缝钢管，节长1m，共47根，47×1m＝47m，见图6；

接头钢管：

Φ114mm×6mm钢管，节长300mm，内车丝扣，见图7；

管棚内钢筋笼：

Φ42mm×mm钢管，每节长5cm；Φ18钢筋，匀布于钢筋笼周围；

导向墙内工字钢：

I18工字钢，2榀8节，见图8；

、导向墙模板工字钢、小钢模：

I20A工字钢，2榀8节，小钢模为**。

图8

图5

.施工注意事项

管棚环向圆心角为140º，共47孔，单号安设钢花管，计24孔，注单液浆，尾端灌注水泥砂浆，双号为钢管，全孔灌注M5水泥砂浆；

钻孔时，先钻单号孔，钻一孔，注一孔，待单号孔全数完后，再钻双号孔，钻一孔，灌注一孔；

钢架半径以中心线计算；

导向钢管外倾3°，施工时严格控制以防侵限；

钻孔速度应维持匀速，专门是钻头碰到夹泥夹沙层时，控制钻进速度，避免夹钻现象。

注浆进程中随时检查孔口、邻孔、覆盖较薄部位有无串浆现象，如发觉串浆现象，当即停止注浆或采用间歇式注浆封堵串浆口，也可采用麻纱、木楔、快硬水泥砂浆或锚固剂封堵，直至再也不串浆时再继续注浆。

单液注水泥浆压力突然升高，可能发生堵管，应停机检查；水泥浆单液浆进浆量专门大，压力长时刻不升高，则应调整浆液浓度及配合比，缩短凝胶时刻，进行小量低压力注浆或间歇式注浆，使浆液在裂隙中有相对停留时刻，以便凝结，但停留时刻不能超过混合浆的凝胶时刻，才能避免产生注浆不饱满；

3.质量控制

.质量标准

管棚钻孔允许误差

序号

项目

允许偏差

1

方向角

1°

2

孔口距

±50mm

3

孔深

±50mm

.查验

管棚所用钢管进场必需按批抽取试件作力学性能（屈服强度、抗拉强度和伸长率）和工艺性能（冷弯）实验，其质量必需符合国家有关规定及设计要求。

查验数量：

以同牌号、同炉罐号、同规格、同交货状态的钢管，每60t为一批，不足60t按一批计。

施工单位每批抽检一次。

管棚所用钢管的品种和规格必需符合设计要求。

查验数量：

全检。

管棚搭接长度应符合设计要求。

查验数量：

尺量，全检。

注浆压力应符合设计要求，注浆浆液应充满钢管及其周围的间隙。

查验数量：

全检每孔注浆量及注浆压力。

.

.质量保证办法

钻孔定位可用罗盘、经纬仪、挂线相结合的方式，确保钻机钻杆轴线与开孔角度一致。

开钻时，先低速低压，待成孔几米后，再加速加压。

钻孔最大下沉量及左右偏移量为钢管长度的1%左右，并应控制在20～30cm。

管棚钢管不得侵入隧道开挖线内，相邻的钢管不得相撞和立交。

管棚钻孔时应在开孔后2m处、孔深1/2处、终孔处量测斜度，发觉误差超限即进行纠偏，至终孔仍超限者应封孔，原位重钻。

钢管与连接钢管丝扣应上满。

管棚钢管安装后，注浆量一般为钻孔圆柱体的倍，注浆压力一般应达到～，并稳压15分钟。

若注浆量超限，仍未达到～时，应调整浆液继续注浆，直至符合注浆质量标准，确保钻孔周围岩体与钢管周围孔隙均为浆液充填，方可终止注浆。

注浆完毕用铁锤敲击钢管，如响声清脆，则说明浆液未填充满钢管，需采取补注或重注；如响声低哑，则说明浆液已填充满钢管，如未达到要求，应进行补孔注浆。

4.主要机具设备

机械设备配备

机械名称

规格

单位

数量

备注

水平钻机

ZY-150

台

1～2

注浆机

BW-250

台

3

电焊机

台

2

台式钻机

台

1

砂浆搅拌机

台

2

5.劳动力组织

机械设备配备

序号

工种

数量（人）

备注

1

钻孔

12～18

2

钢筋制作

3

3

钢管加工

3

4

注浆工

6

5

修理工

2

6

电工

1

6.安全、环保办法

.安全办法

施工前对全部作业人员进行培训，增强施工人员安全意识；

施工时必需选用经查验合格的料具，避免机械事故的发生；

施工作业平台必需搭设牢固，平整；

注浆作业人同必需按要求配带防护用品，不得直接接触浆液；

施工的各班组间，应成立完善的交交班制度，并将施工、安全等情形记载于交交班的记录簿内。

工地值班负责人应认真检查交交班情形；

所有进入隧道工地的人员，必需按规定配带安全帽等安全防护用品，遵章守纪，现场有专人指挥；

无关人员严禁入场；

将管棚每一个钻孔都作为地质预探预报的手腕，并贯穿于施工全进程。

地质资料及时整理，为安全施工提供依据。

在钻孔作业中，要采取办法避免孔口突水突泥发生，如有迹象发生应及时处置。

掌握好开孔与正常钻进的压力和速度，避免断钻杆事故。

钻孔中发生卡钻、掉钻、孔斜、坍孔等故障，要踊跃采取办法组织处置。

所有从事钻孔注浆作业的人员必需听从机长统一指挥。

机长有权处置钻孔现场发生的紧急事宜，直至停钻和撤离施工人员。

.环保办法

严禁乱踩乱塌乱伐、破坏隧道周边原有生态环境；

注浆废浆液运至弃碴场掩埋处置。

尽可能安排白天施工，避免夜间扰民。