长田隧道超前大管棚施工方案328.docx
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长田隧道超前大管棚施工方案328
长田隧道超前大管棚施工方案
一、工程概况
1、设计情况
长田隧道分左右线设计，左线里程ZK0+016～ZK1+050.4，长1034.4m，右线里程YK0+016～YK1+021.4，长1005.4m，全隧道均为单面上坡，其中进口端为2.49%的上坡，出口端为2.992%和3%的上坡，隧道进出口均为Ⅴ级加强复合衬砌，洞口段均采用φ108大管棚超前支护。
隧道进口左右线均设计为38.5m大管棚，出口左右线均设计为17.5m大管棚，φ108大管棚采用热轧无缝钢管，壁厚6.5mm。
2、洞口段地质情况
隧道进口斜坡陡峭，上覆5～10m厚的崩坡积物，由亚粘土和大量砂岩性碎石、块石组成，隧道出口表层为3.5m～13.5m的残坡堆积层，岩性为黄褐色块碎石夹亚粘土，表层为耕植土，施工中极易坍方，洞口段主要以紫红色水平泥岩为主，节理发育、破碎，进口段洞顶埋深约6～8m，出口段洞顶埋深约8～10m，成洞条件极差。
二、施工安排
隧道进口管棚由隧道第一作业队施工，隧道出口管棚由隧道第二作业队施工。
隧道进口先施工左洞大管棚，左洞大管棚施工完成后，再施工右洞大管棚；隧道出口先施工右洞大管棚，右洞大管棚施工完成后，再施工左洞大管棚，形成流水线作业。
1、劳动力组织
（1）、组织机构
为保证工程的施工质量，经理部组织了有经验的管理人员进行施工管理，组织机构详见下图。
组织机构图
（2）作业班组人员配置
作业班组配置表
序号
工种
进口人数
出口人数
备注
1
管理人员
8
8
2
开挖班
10
10
人工配合机械捡底，修边
3
焊工
4
4
钢架加工
4
喷浆班
10
10
导向墙混凝土施工
5
钢筋工
6
6
管棚加工、钢筋笼加工、导向墙钢筋加工及绑扎
6
管棚班
20
20
管棚打孔、安管、注浆施工
7
机械操作工
3
3
挖机司机、空压机司机
8
模型工
10
10
模型拼装
89
其它技工
2
2
电工、管路工
10
普工
15
15
合计
88
88
（3）机械设备配备
主要机械设备配备详见下表：
主要机械设备配备表
序号
设备名称
规格型号
双口数量
备注
1
管棚钻机
4
2
注浆机
3
3
电动空压机
L-22/7
4
4
风动凿岩机
YT28
20
5
装载机
ZL50C
2
6
挖掘机
PC200
2
7
湿喷机
SP-5型
2
8
自卸汽车15T
6
9
砼运输车
3
10
拌合站
套
1
11
钢筋加工设备
套
1
12
冷弯机
2
（4）主要材料数量表
主要材料数量详见下表。
主要材料数量表
序号
材料名称
规格
单位
数量
备注
1
导向墙
混凝土
C20
m3
106.24
2
工字钢架
I18
t
7.82
3
定位钢筋
φ16
Kg
229
4
固定锚杆
Φ22
根/m
48/144
5
导向管
φ140
m/Kg
188/3130
序号
材料名称
规格
单位
数量
备注
6
导向墙
连接钢板
16mm厚
Kg
432
7
螺栓、螺母
M24×80
套
144
8
连接钢筋
Φ22
Kg
96
6
管棚
大管棚
φ108
m
5358
7
水泥
P．O32.5
t
391
8
砂
小于1mm
m3
390
9
钢筋
Φ25
T
83
10
钢管固定环
φ42
Kg
3527
（5）施工进度计划安排
进口：
左线进口：
2008年4月2日完成洞口土石方及边仰坡防护。
导向墙：
2008年4月3日开始，2008年4月7日完成；
管棚：
2008年4月8日开始,2008年4月30日完成（采用2台钻机钻孔；一台注浆机注浆）。
右线进口：
导向墙：
2008年4月10日完成；
管棚施工：
2008年4月25日开始,2008年5月17日完成（采用2台钻机钻孔；一台注浆机注浆，采用进口左线设备）。
出口：
右线出口：
2008年3月28日完成洞口土石方及边仰坡防护。
导向墙：
2008年3月29日开始,2008年4月3日完成；
管棚施工：
2008年4月4日开始,2008年4月15日完成（采用2台钻机钻孔；一台注浆机注浆）。
左线出口：
导向墙：
2008年4月8日开始,2008年4月13日完成（采用出口右线模型）；
管棚施工：
2008年4月16日开始,2008年4月27日完成（采用出口右线设备）。
三、施工工艺流程
洞口大管棚施工工艺流程详见下图。
四、施工方法及措施
1、导向墙施工
在拱部开挖外轮廓线处设长为1.0m，厚为1.0m的C20钢筋混凝土导向墙，作为管棚施工导向和固定设施，在导向墙内按间距0.4m安设三榀I18工字钢架，I18工字钢架顶部焊接长1.0m的φ140导向管，导向管壁厚5mm，导向管外采用φ16钢筋帮焊，焊接均采用双面焊接。
为防止钻头因自重产生下沉而侵入隧道开挖线，孔口管设1～3°的处插角，同时导向管距开挖轮廓距离为30cm。
具体布置详见下图。
导向墙布置图
导向墙开挖完成后，安设I18工字钢架，工字钢架采用Φ22砂浆锚杆锁脚（锚杆长3.5m）和沿外轮廓每米设Φ22砂浆锚杆固定（锚杆长3m），钢架间采用Φ22螺纹钢筋连接，边墙部份环向间距1.0m，I18工字钢架安装完成后，按设计在钢架顶部焊接长1.0m的φ140导向管，导向管外采用φ16钢筋帮焊，导向管安装完成后，安设模型，浇筑C20混凝土。
导向管加固详见下图。
2、管棚施工
（1）、大管棚加工
大管棚采用热扎无缝钢花管，外径108mm，壁厚6.5mm。
钢花管上钻注浆孔，孔径φ10mm,孔间距20mm，呈梅花型布置，靠洞口端3米不钻孔，底部15cm做成锥形。
详见下图：
钢花管大样图
钢花管接头采用丝扣连接，丝扣螺纹段长度大于15cm，相邻两根钢花管的接头要错开，其错接长度不小于是1.0m，隧道纵向同一截面内接头数不大于50%。
（2）、钻孔
钻孔前先搭设管棚钻机平台、安装钻机：
钻机平台用钢管脚手架搭设，搭设平台一次性搭好，钻孔由两台钻机从高孔位向低孔位对称进行，既缩短移动钻机与搭设平台时间，又便于钻机定位。
平台支撑着实地，连接要牢固、稳定。
防止在施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移等影响钻孔质量。
钻机定位：
钻机要求与已设定好的导向钢管方向平行，精确核定钻机位置。
用经纬仪、挂线、钻杆导向相结合的方法，反复调整，确保钻机钻杆轴线与导向钢管轴线相吻合。
开孔：
钻机开孔时要低速低压，待成1.0m后，压力可升至1.0MPa，遇软质围岩或流塑性粘土改为低压钻进。
钻进过程中经常用经伟仪检测孔深和外插角，根据钻机钻进的现象判断成孔质量，并及时处理钻进过程中出现的事故。
钻进过程中确保潜孔冲击器，扶正器、扩孔钻头按同心圆钻进。
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。
作为开挖洞身的地质预探预报，作为指导洞身开挖的依据。
检孔：
测定时拔出钻杆、钻头，将光源装置和“十”字小孔透光板沿套管送入孔底，然后用洞外的经纬仪测定其偏移量，计算校核其质量是否符合要求，如下图。
弯孔的修正：
在弯曲部分填充比周围地层强度大的砂浆，待其凝固后，从开始弯曲的地点重新钻进，如下图。
（3）、安管
每完成一个钻孔，立即进行安管，17.5m的短孔，采用人工或管棚钻机将钢花管直接顶入钻孔，38.5m的长孔，采用挖掘机配合人工将钢花管插入钻孔或采用管棚钻机顶入钻孔。
（4）、钢筋笼制作及安装
钢筋笼制作采用4根Φ25和φ42钢管（壁厚3.5mm）焊接固定，具体详见下图：
钢筋笼加工图
钢筋笼，分段加工，安装时采用搭接焊连接，采用人工安装。
（5）、注浆
钢筋笼安装完成后，即进行注浆，注浆采用φ25铝塑管作为注浆管，随着钢筋笼一起插入至孔底，随着注浆的深度匀速抽出，确保导管四周充满浆液。
浆液采用1∶1水泥砂浆，水灰比0.8～1，砂子粒径不大于1mm。
。
采用液压注浆机将水泥砂浆注入管棚钢管内，初压0.8～1.0MPa，终压2MPa，持压5min后停止注浆。
注浆量为钻孔圆柱体的1.5倍，若注浆量超限，未达到压力要求，应调整浆液浓度继续注浆，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，方终止注浆。
五、安全质量控制措施
1、质量质量措施
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。
相邻钢管的接头前后错开。
同一横断面内的接头数不大于50%，相邻钢管接头至少错开1ｍ。
钻机最大下沉量及左右偏移量为钢管长度的1%左右，并控制在20cm～30cm内。
严格控制钻孔平面位置，保证管棚不侵入隧道开挖线内，相邻的钢管不相撞和立交。
经常量测孔的斜度，发现误差超限及时纠正。
2、安全控制措施
将管棚每个钻孔都作为地质预报的手段，并贯穿于施工全过程；地质资料及时整理，为安全施工提供依据。
掌握好开钻与正常钻进的压力和速度，防止断杆。
钻孔中发生卡钻、掉钻、孔斜、坍孔等故障，要积极采取对策，尽快组织处理、抢修、打捞，防止废孔与损伤钻机，防止安全事故的发生。
六、导向墙采用钢筋骨架和型钢骨架比较
长田隧道因设计图会审优化次数多，开工晚，工期紧、任务重，现将导向墙采用钢筋骨架和型钢骨架比较如下：
1、原设计导向墙采用钢筋骨架，截面尺寸1m×1m，C20钢筋混凝土，导向墙四周悬空，极易倒塌，存在较大安全隐患，导向墙采用型钢骨架，两侧采用锚杆固定，安全系数较大。
2、导向墙采用型钢骨架比钢筋骨架工期提前10天左右。
3、导向墙采用I18型钢骨架多用钢材1.7t左右，如果将导向墙截面尺寸改为1m长×0.8m厚，C20混凝土可节约20m3左右，与原设计造价基本持平。
鉴于以上三点，建议导向墙采用I18型钢骨架，同时将导向墙截面尺寸改为1m长×0.8m厚的C20混凝土。
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