隧道大管棚施工作业指导书文档格式.docx
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管棚法开挖时在超前钢管形成连续的棚架之下进行的，对防止初期松弛，地压扩大，土体坍落等有着明显的效果。
因此，管棚法是在地质条件不好情况下能安全开挖，防止地层下沉、防护地中及地上结构物的有效的辅助方法。
管棚的布设，管间距及施工区间主要决定于地表及地质条件、施工精度等，此外，插入钢管通过注浆，使钢管及围岩密贴并强化钢管功能，形成注浆管棚。
4.2检查开挖的断面中线及高程，开挖轮廓线应符合设计要求。
4.3在钢架上沿线纵向钻设管棚孔，其外插角以不侵入隧道开挖轮廓线越小越好，孔深不宜小于10m，一般为10~40m。
孔径比管棚钢管直径大20mm，钻孔环向中心距视管棚用途确定，一般为不大于10cm。
钻孔顺序由高孔位向低孔位进行。
4.4为保证开挖后管棚钢管仍有足够的超前长度，纵向两组管棚搭接长度应大于3.0m；
4.5管棚外插角一般为1°
~3°
。
4.6管棚钢管宜为热轧无缝钢管，并分段安装，管棚每节长为4-6m。
两段之间用丝扣连接，丝扣长度不应小于15cm，接头应在隧道横断面上错开。
4.7满足设计文件及隧道规范的其他要求。
5．施工程序与工艺流程
5.1施工程序
施工准备（场地平整、施工平台搭设）→测量放样→钻机就位（校正角度）→上钻具和套管→钻进→退钻杆和钻具→管棚加工及安装→封闭管尾→注浆施工。
5.2工艺流程
施工工艺流程见图1
6．施工要求
6.1施工准备
管棚施工前应对管棚施工方法、施工技术进行详细的了解。
6.2施工工艺
6.2.1施作导向拱架（套拱）
⑴根据隧道纵断面设计线、隧道洞轴线及明暗洞开挖轮廓线，放出隧道开挖轮廓线。
洞内每循环管棚施工前，应开挖管棚工作室，工作室大小根据钻机要求确定。
管棚施工前，在长管棚设计位置安放至少2榀用工字钢组拼的管棚导向拱架，钢拱架之间的间距为50cm,导向拱架内设置孔口管作为长管棚的导向管，要求在钻机作业工程中导向管不变形、不移位。
洞口管棚一般采用套拱定位，套拱部位开挖应视现场地质条件及配套设备确定，要做到套拱底脚坚实、孔口管位置准确。
⑵孔口管作为管棚的导向管，用全站仪或经纬仪、水平仪将长1m的导向管以1~2°
的外插角精确定位，并用Φ22连接钢筋与工字钢牢固焊接。
6.2.2搭钻孔平台安装钻机
⑴钻机平台用钢管脚手架搭设，搭设平台应一次性搭好，钻孔由1～2台钻机由高孔位向低孔位进行。
管棚跟管钻进工艺流程图
钢花管结构图
⑵平台要支撑于稳固的地基上，脚手架连接要牢固、稳定，防止在施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移而影响钻孔质量。
⑶钻机定位：
钻机要求与已设定好的孔口管方向平行，必须精确核定钻机位置。
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孔口管轴线相吻合。
6.2.3钻孔
⑴钻孔前精确测定孔德平面位置、外插角，并对每个孔进行编号。
⑵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。
⑶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。
⑷钻进过程中经常用测斜仪测定其位置，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。
⑸钻进过程中确保动力器、扶正器、合金钻头按同心圆钻进。
⑹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，作为洞身开挖时的地质预测预报参考资料，从而指导洞身开挖。
6.2.4清孔验孔
⑴用地质岩芯钻杆配合钻头进行反复扫孔，清除浮渣，确保孔径、孔深符合要求，防止堵孔。
⑵用高压风从孔底向孔口清理钻渣。
⑶用经纬仪、测斜仪等检测孔深、外插角。
6.2.5安装管棚钢管
⑴钢管在专用的管床上加工好丝扣，导管四周钻设孔径10～16mm注浆孔（靠孔口2.5m处的棚管不钻孔），孔间距15cm，呈梅花型布置。
管头焊成圆锥形，便于入孔。
⑵棚管顶进采用装载机和管棚机钻进相结合的工艺，即先钻大于棚管直径的引导孔，然后用装载机在人工配合下顶进钢管。
⑶接长钢管应满足受力要求，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%，相邻钢管接头至少错开1m。
⑷管棚安装后，管口用麻丝和锚固剂封堵钢管与孔壁间空隙，连接压浆管及三通接头。
6.2.6注浆
⑴管棚注浆前，应向开挖工作面、拱圈及孔口管周围岩面喷射10cm厚的C25混凝土，以防钢管注浆时岩面缝隙
⑵安装好有孔钢花管、放入钢筋笼后即对孔内注浆，浆液由ZJ-400高速制浆机拌制。
⑶采用注浆机将砂浆注入管棚钢管内，初压0.5~1.0MPa，终压2MPa。
⑷注浆量应满足设计要求，一般为钻孔圆柱体的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，确保钻孔周围岩体与钢管周围孔隙充填饱满。
注浆时先灌注“单”号孔，再灌注“双”号孔。
⑸在注浆时，当发现支护变形或损坏时，应立即停止注浆，并及时清洗注浆管路。
⑹在注浆时，当发现支护变形或损坏时，应立即停止注浆，采取措施，当出现窜浆时，要及时堵塞窜浆孔。
6.3施工控制要点
⑴钻孔前，精确测定孔的平面位置、外插角，并对每个孔进行编号。
⑵钻孔外插角1°
以为宜，工点应根据实际情况作调整。
钻孔仰角的确定应视钻孔深度及钻杆强度而定，一般控制在1°
~1.5°
施工中应严格控制钻机下沉量及左右偏移量。
⑶严格控制钻孔平面位置，管棚不得侵入隧道开挖线内，相邻的钢管不得相撞和立交。
⑷经常量测孔的斜度，发现误差超限及时纠正，至终孔仍超限者应封孔，原位重钻。
⑸掌握好开钻与正常钻进的压力和速度，防止断杆。
5.4施工突发事故及处理预案
⑴钻进中塌孔及缩孔的处理
若发生塌孔及缩孔成孔空难，无法一次成孔。
可以采用前进式预注浆成孔，初钻出一段后，通过钻杆进行孔内注浆，代注浆液达到一定强度后，继续钻进，以此循环施作，直到达到设计孔深。
⑵掉块卡钻的处理
在钻进过程中若发生掉块卡钻事故，可以采用在异径接头处镶焊硬质合金，施工以少量循环水，再将以拉拔回归解决此问题。
7．劳动力组织
管棚施工工序多，工种杂、技术性强，要求技术工人具有各方面独立操作能力，有能处理管棚施工中一般的故障，管棚施工的质量很大程度上取决于钻孔和注浆的质量。
施工作业班组人员配备表
施工负责人
1
技术人员
工班长
测量、质检、试验人员
3~5
专兼职安全员
钻机操作工
8
管棚加工
2
钢管顶进
注浆
6
8．材料要求
水泥：
采用P.O42.5普通硅酸盐水泥
钢花管规格：
采用φ108mm壁厚6mm的热轧无缝钢管，出浆孔直径为15mm，梅花型布置，间距15cm×
15cm。
原材料应符合设计及技术规范要求。
9．设备机具配置
主要施工机械配置表
管棚钻机
1~2台
电动空压机
1台
注浆机
高速制浆机
储浆桶
1个
混凝土拌合站
1座
型材切割机
型钢弯制机
型电焊机
2台
砼搅拌运输车
1辆
装载机
10．质量控制及检验
10.1质量控制
10.1.1钢管的型号、质量和规格等应符合设计和规范要求。
10.1.2超前管棚与钢架支撑配合使用时，应与钢架焊接牢固。
10.1.3钢管插入孔内的长度不得短于设计长度的95%。
10.1.4钢管内注浆强度不小于设计和规范要求，管内灌浆密实饱满。
10.2质量检验
10.2.1参考质量验收规范
《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204-2008）
《客运专线铁路隧道工程质量验收暂行标准》（铁建设［2005］160号）
10.2.2分项验收标准
⑴主控项目
●管棚所用钢管进场必须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）试验，其质量必须符合国家有关规定及设计要求。
检验数量：
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；
监理单位按施工单位抽检次数的20%进行见证取样检测或按施工单位抽检次数的10%进行平行检验，至少一次。
检验方法：
施工单位检查每批质量证明文件并进行相关性能试验；
监理单位检查全部质量证明文件和试验报告，并进行见证取样检测或平行试验。
●管棚所用钢管的品种和规格必须符合设计要求。
施工单位、监理单位全部检查。
观察，钢尺检查。
●管棚搭接长度应符合设计要求。
检查数量：
尺量。
●注浆浆液的配合比应符合设计要求。
施工单位进行配合比选定试验；
监理单位检查配合比选定单，并进行见证试验。
●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空隙。
施工单位全部检查；
监理单位按施工单位检查数量的20%见证检查。
施工单位查施工记录的注浆量和注浆压力，观察；
监理单位见证检查。
⑵一般项目
●管棚钻孔的允许偏差应符合下表的规定：
管棚钻孔允许偏差
序号
项目
允许偏差
方向角
1o
孔口距
±
50mm
3
孔深
施工单位全部检查
仪器测量、尺量
11．安全及环保要求
11.1安全要求
11.1.1建立完善的施工安全保证体系，加强施工作业中的安全检查，确保作业标准化、规范化；
11.1.2为保证施工安全，现场要求专人统一指挥，并设一名专职安全员负责现场的安全工作，坚持班前进行安全教育制度；
11.1.3施工区域应设置警示标志，严禁非工作人员出入；
11.1.4施工中应对机械设备进行定期坚持、养护、维修；
11.1.5坚持安全教育，加强全员安全意识教育；
11.1.6严格按设计及施工规范要求进行施工，认真执行相关的施工安全规程；
11.1.7加强对围岩进行动态监控量测，实行信息化管理，科学组织施工；
11.1.8拆卸钻杆时，要统一指挥、明确联络信号，板钳卡钻方向应正确，防止管钳及扳手打伤人；
11.1.9钢管内注浆时，操作人员应戴口罩、眼镜和胶手套；
11.1.10氧气瓶与乙炔瓶隔离存放，严格保证氧气瓶不沾染油脂、乙炔发生器有防止回火的安全装置；
11.1.11施工现场使用的手持照明灯使用36V法人安全电压；
11.1.12室内配电柜、配电箱前要有绝缘垫，并安全漏电保护装置；
11.1.13施工现场的临时用电严格按照《施工现场临时用电安全技术规范》的有关要求执行。
11.1.14严格按专业指导书进行施工，提前做好安全技术交底；
11.2环保要求
11.2.1成立施工环境卫生保证管理机构，在施工过程中严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规和制度；
11.2.2隧道内保持良好的通风排气效果，禁止使用排气量超标的工程车辆。
11.2.3设立专用排浆沟、集浆坑，对废浆、污水进行集中沉淀处理后，再进行排放至指定位置，认真做好无害化处理，从根本上防止施工废浆乱流。
11.2.4将施工场地和作业限制在工程建设允许的范围内，合理布置、规范围挡、围护，做到各种标牌清楚、齐全，标识醒目，施工场地整洁文明。
11.2.5采用先进的环保施工机械。
采取设立隔音墙、隔音罩等消音措施降低施工噪音。
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