管棚施工方案Word格式.docx
《管棚施工方案Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《管棚施工方案Word格式.docx（24页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
根据《公路路基设计规范》（JTGD30-2015），该边坡岩体类型为Ⅲ类，岩体等效内摩擦角取52°
。
破裂角取62°
根据现有设计意图，隧道该段与明挖箱涵接拢后，将对已挖除部分进行回填，恢复原有地貌，故该仰坡为临时边坡，建议开挖时清除坡面易滑土体及顶门上部局部松散岩块，并作必要的临时支护措施，隧道与明挖箱涵对接后，回填土分层辗压满足规范要求。
2）、隧道出洞口：
里程桩号为K1+265（左线里程桩号CLK0+835、右线里程桩号CRK0+828），洞口路面设计高程约175.4m。
洞口段未见崩塌、滑坡等不良地质作用。
洞顶土厚3～15m，洞口段未见崩塌、滑坡泥石流等不良地质作用，现状斜坡整体稳定。
出洞口纵向地形较为平缓，横向斜坡坡度15°
～30°
，洞口与地形线近于平行出洞。
岩体内发育2组裂隙，出口段岩体较完整。
地形坡角约0～10°
，上部土体厚度3～14.5m，纵向岩土界面倾角平缓，约为5～10°
，仰坡开挖后，形成的仰坡坡向338°
，坡高约20.5m，直立切坡后上部土体整体滑移可能性不大，但易在现状填土内部形成圆弧滑移，局部易坍塌失稳；
下部基岩部分根据赤平投影可知，①裂隙与仰坡近于反向，对其影响小，②裂隙与仰坡大角度相交，对其影响小，③层面与仰坡近于直交，对其影响小。
根据现有设计意图，隧道该段与明挖箱涵接拢后，将对已挖除部分进行回填，上部修建国道212连接线，故该仰坡为临时边坡，建议开挖时对边坡岩土体按土层1:
1.5、基岩强风化1:
0.75、基岩中等风化带1:
0.5的坡率进行放坡处理，并作必要的临时支护措施，待隧道与明挖箱涵对接后，回填土分层辗压满足规范要求。
水文概况：
施工区域处于嘉陵江边，嘉陵江为区内最重要水系，构成区域最低侵蚀基准面，其一遇汛期，河水上涨，水流湍急，洪水水位对场地的方案设计及水文条件影响甚大。
嘉陵江水位特点是：
洪枯明显，水位差大，枯水期水位平稳，洪水期峰高量大，洪水陡涨陡落，历时相对长，一次过程一般6～10天，洪水过程水位变幅大，常达20～30m，使沿江两岸城镇、厂矿、码头等易被淹没。
根据水文站历年观察资料及沙坪坝区防汛办公室针对磁器口水位标识的数据，嘉陵江旱限水位约162.0m，常年枯水位173.4m（黄海高程），常年平均洪水位190.97m，50年一遇洪水位193.69m，100年一遇洪水位195.49m。
勘察期间，场地段最高水位达到约182.0m该场地位于构造剥蚀丘陵地貌上，受人类活动改造影响较大，第四系覆盖层厚度差异较大，下伏基岩为砂岩泥岩互层的陆相碎屑岩，含水微弱。
地下水富水性受地形地貌、岩性及裂隙发育程度控制，为大气降雨补给。
根据地下水的赋存条件、水理性质及水力特征，场地地下水可划分为第四系松散层孔隙水和基岩裂隙水。
松散层孔隙水不连续分布在残坡积层和人工填土层中，多为局部性上层滞水，水量小，动态幅度大，无统一地下水位，水质成分由含水介质的性质决定，主要由大气降水补给，具就近补给就近排泄的特点，总体向场地东侧嘉陵江中排泄。
局部卵石位于冲洪积粉质粘土层下部，故构成局部少量的卵石层承压水。
场区上部松散层孔隙水主要接受大气降水及周边生产生活排水的补给。
大气降水大部分以地表分散流的形式排泄至嘉陵江，局部渗入土层并储存在上层松散层的孔隙内，形成潜水。
此类地下水和地表径流的流量、水质变化均与大气降水的季节和强度相对应，雨季流量增大，矿化度减少，枯季则相反，流量减小。
局部少量的卵石土承压水主要接受嘉陵江的河水补给，河水水位高于卵石层时，裸露于河床及河底的卵石为补给区。
该类地下水零星分布于场地相对低洼地段的覆盖层厚度较大区域（清水溪、童家溪两侧及原特钢厂区内覆盖层厚度较大地段），一般赋存于基岩面之上一定标高，无统一地下水位，水位高程相差大。
基岩裂隙水包括风化裂隙水和构造裂隙水。
风化裂隙水分布在浅表层基岩强风化带中，为局部上层滞水或小区域潜水，水量小，受季节性影响大，各含水层自成补给、径流、排泄系统；
构造裂隙水分布于中下部的中厚～厚层块状基岩裂隙中，以层间裂隙水或脉状裂隙水形式储存，水量大小与裂隙发育程度和裂隙贯通性密切相关，水量一般较小，多呈滴状或脉状，动态不稳定。
主要接受大气降水补给，浅部地层成为其地下水补给通道，大气降水一部分顺坡流排泄，一部分沿风化裂隙潜入地下，再从地势低洼处，以泉井形态流出地表。
场区地下水补给、排泄条件较好，地下水流量受大气降水严格控制，雨季水大，枯季水小。
场区内地下水具有补给条件单一、短途径流、就近排泄的特点。
由于岩层中构造裂隙总体不发育，不利于地下水赋存和接受补给。
当开挖揭穿贯通性好、延伸远的裂隙则涌水量大，开挖遇封闭性好、延伸短的裂隙则涌水量小。
第2章编制依据
1、《重庆市嘉陵江磁井段防洪护岸综合整治工程（清水溪-特钢厂段）第二册结构工程》
2、《重庆市嘉陵江磁井段防洪护岸综合整治工程（高家花园至磁器口）工程地质勘察报告》（重庆川东南地质工程勘察设计院2015.11）；
3、《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011；
4、《公路隧道设计规范》JTGD70-2004；
5、《公路隧道设计细则》（JTG/TD70-2010）；
6、《公路隧道施工技术规范》（JTGF60-2009）；
7、《公路隧道施工技术细则》（JTG/TF60-2009）；
8、《城市隧道工程施工质量验收规范》（DBJ50-107-2010）；
9、国家、行业、地方、企业等其他规范；
第3章施工准备及施工工艺
1.作业准备
施作管棚套拱先安装套拱内拱架和导向钢管，立模、浇筑套拱混凝土后再钻孔、顶管、注浆、封口，即完成管棚施工。
管棚完成后，借助上半断面台阶高度，进行暗洞侧壁导坑的上台阶开挖与支护工作，掘进约10～15m左右，开挖明挖段的下半断面。
明挖段下半断面随挖随喷混凝土防护，挖至两侧墙底标高后，及时施作两侧浆砌片石挡墙，同时进行暗挖段导坑下台阶开挖支护。
2.1机械配备
表1机械设备配置表
设备名称
数量
制造商名称
型号和功率
凿岩台架
2
自制
气腿式凿岩机
25
沈阳风动工具厂
YT-28
挖掘机
1
加腾公司
KOTO0820
电动空压机
3
20m3
10m3
内燃空压机
12m3
风镐
5
浙开山集团
G10
潜孔地质钻机
S200
平洞钻机
P-120
装载机
龙工
ZL-50F
自卸汽车
4
东风
5t
斯太尔双娇
8t
搅拌站
2-HZS100
JQ500
混凝土输送泵
长沙中联重工
HBT60
长沙三一重工
衬砌模板台车
厂制
L=10.5m
喷砼台架
6m
混凝土湿喷机
JZ-5
注浆机
S120-T
压浆机
TH-2
混凝土搅拌输送车
6m3
ZL50154kw
钢筋切断机
GQ40B-FB
钢筋弯曲机
GTB7-40
型钢弯曲机
200T
钢筋调直机
GTJ4-14
交流电焊机
BX3-300
闪光对焊机
普通车床
CD6140B
柴油发电机
200KW
300KW
变压器
S9-800
低压开关柜
PBL1000
轴流通风机
SDNF2×
110kw
高压注浆泵
KBY50/70
多功能台架
泥浆泵
Q5PS
潜水泵
CQ3260
GPS接受机
全站仪
SET2100
经纬仪
DJD2
水准仪
DZS2
DZS3
2.2人员配备
表2人员配备表
工种
钢筋工
砼工
电工
电焊工
风钻工
木工
普工
试验工
测量工
机械司机
汽车司机
修理工
人数
6
合计
38
2技术要求
洞口土方开挖须避开雨季施工。
开挖前先施工截水沟、天沟等排水系统，后进行洞口开挖。
明挖段开挖应自上而下逐层进行，随开挖随喷混凝土进行边、仰坡防护。
至暗挖段拱顶开挖轮廓线高度时，垂直下挖至设定的上半断面底部，临时喷设混凝土封闭暗洞掌子面。
沿开挖轮廓线环向掏槽，安装2榀型钢钢架（型钢尺寸按设计文件），浇筑混凝土，为暗洞开挖作准备。
图1明暗交界处开挖示意图
3施工工艺流程及操作要点
3.1套拱施工
管棚施工前应先施工套拱，利用套拱进行导向，同时借助混凝土套拱稳定仰坡面山体。
套拱混凝土达到85%强度时，方可实施管棚钻孔工作。
套拱结构示意如上图所示。
3.1.1测量放样,标定套拱与暗洞开挖分界线。
3.1.2进行套拱拱部及边、仰坡开挖和整修,并按设计要求进行边、仰坡加固处理。
3.1.3套拱施工时，以图3为例，先安装①、②号Ⅰ18型钢钢架，钢架外表面的连线坡度与管棚的外插角一致。
经环向各点量测满足要求后，固定①、②号型钢。
在①、②号型钢上标注φ108×
6mm导向钢管的位置，逐根焊接于钢架上固定。
管棚采用C20砼套拱作长管棚导向墙，套拱在明洞轮廓线以外紧贴掌子面施作，长度为3米，套拱内埋设4榀18工字钢，工字钢与管棚孔口钢管φ140×
6mm焊接成整体。
Ф16固定钢筋与孔口管、18工字钢采用双面焊接，焊接长度大于5d。
3.1.4支撑稳固后，然后安装内、外侧其它型钢钢架，内、外层钢架采用钢筋焊接，布筋和安装孔口管必须符合设计要求，保证布筋、孔口管的位置和角度准确，内外模均采用5cm木模或竹胶板加工安装，然后进行套拱砼的施工，待套拱砼强度达到85%时开始长管棚施工。
3.2长管棚施工
3.2.1长管棚钻孔工艺流程
图4长管棚钻孔工艺流程图
3.2.2长管棚钻孔操作要点
（1）为保证成孔质量，防止邻孔钻进时前面的成孔坍塌，钻孔间隔进行。
先钻奇数孔，后钻偶数孔，成孔直径为φ140mm，以便顺利安装φ108×
6mm钢花管。
即采用大引导孔施工，最大程度上克服在顶管施工作业中送管难的情况发生。
（2）施作长管棚时（φ108×
6mm），打孔角度洞口段为1°
～2°
，洞内适当加大角度，但角度应控制在3°
～5°
，间距25cm，每根长24m（每节长6m，采用长15cm的丝扣连接），施作时每段应交错搭接3m，钢管上按间距15cm梅花形钻10mm的小孔。
第一节钢管顶端做成锥型，以便顶进。
φ108×
6mm钢管采用4.0m和6.0m两种规格，奇数孔首根4.0m，偶数孔首根6.0m，其余的均为6.0m，以避免钢管接头在同一断面上。
钢管采用丝扣联接。
钢花管大样及布置见图5。
图5钢花管大样及布置示意图
（3）为了确保钻杆接头有足够的强度、刚度和韧性，钻杆连接套应与钻杆材质一致，两端加工内螺纹（配合钻杆首位端外螺扣），连接套的壁厚≥10mm。
连接套及连接方式见图6。
为防止钻杆在推力和振动力的双重作用下，上下颤动，导致钻孔不直，钻孔时，应把扶直器套在钻杆上，随钻杆向前钻进向前平移。
（4）钻机立轴方向必须准确控制，在浇注好的套拱上标出孔位和孔号，孔号分为奇数孔和偶数孔，奇数孔采用无缝钢管，偶数孔采用梅花钢管。
奇数孔成孔后及时安装钢花管或无孔钢管，压注水泥浆。
偶数孔成孔后也必须立即安装钢管，防止塌孔，同时偶数孔的施工一方面可以检查奇数孔注浆质量，另一方面也可以进行补充注浆，提高注浆加固围岩的效果。
图6钻杆连接器示意图
（5）施钻时，台车大臂必须顶紧在掌子面上，以防止过大颤动影响施钻精度。
（6）钻机开孔时的钻速宜采用低速，钻进20cm后转入正常钻速。
（7）第一节钻杆钻入岩层，尾部剩余20～30cm时停止钻进，人工用两把管钳卡紧钻杆，钻机低速反转，脱开钻杆。
钻机沿导轨复位，再装入第二根钻杆。
（8）引导孔的孔径较管棚钢管外径大15～20mm，孔深较管长长0.5米以上。
3.3长管棚顶管施工
3.3.1长管棚顶管工艺流程
见图7。
图7长管棚顶管工艺流程
3.3.2长管棚顶管施工
（1）顶管工艺:
根据快速施工的要求，决定采用大引导孔和棚管钻进相结合的工艺，及先钻大于钢管外径的引导孔，然后利用钻机的冲击和推力（顶进管棚时凿岩机不使用回转压力，不产生扭矩）将安有工作管头棚管沿引导孔顶进，逐节接长管棚，直至孔底。
管棚顶进连接套及管棚扶直器见图8。
（2）管件制作：
管棚采用Φ108的无缝钢管，钢管采用3m、6m管节逐段接长，连接接头采用厚壁箍，上满丝扣，丝扣长度为15cm；
为保证受力均匀性，钢管接头应纵向错开，偶数第一节用3m，奇数第一节用6m，以后各节均用6m。
管棚入土长度为24m。
管棚接长时先将前一根钢管顶入钻好的引导孔后再行连接。
第一根钢管前段要焊上合金钢片式空心钻头，以防止端部顶弯或劈裂。
图8管棚顶进联接器及管棚扶直器示意图
（3）清孔检查钻孔合格后，安装钢管，应每钻完1孔便顶进1钢管，钻进中应经常采用测量仪量测钢管钻进的偏斜度，发现偏斜超过设计要求及时纠正。
接长管件应满足管棚受力的要求，相邻管的接头应前后错开，避免接头在同一个断面受力。
（4）顶管作业：
将钢管安放在台车大臂上后，凿岩机对准已钻好的引导孔，低速推进钢管，其冲击力控制在18～20MPa，推进压力控制在4.0～6.0MPa。
（5）接管：
当第一根钢管推进孔内，孔外剩余30～40cm时，开动凿岩机反转，使顶进联接套与钢管脱离，凿岩机退回原位，大臂落下，人工装上第二节钢管，大臂重新对正，凿岩机缓、慢、低速前进对准第一节钢管端部（严格控制角度），人工持链钳进行钢管联接，使两节钢管在联接套处联成一体。
凿岩机再以冲击压力和推进压力低速顶进钢管。
根据管棚设计长度，按同样方法继续接钢管。
（6）封闭钢管尾部先用麻布条封堵管棚钻孔空隙，后用环形楔环（见图9）顶紧，最后用电焊将楔形环焊接在管棚上。
图9环形楔环示意图
（7）管棚管补强：
为了加强管棚的刚度和强度，按设计将管棚钢管全部打好后，先用钻头掏尽钢管内残渣，进行棚管补强。
3.3.3配制浆液
（1）水泥浆的搅拌应在高速搅拌机内进行，严格按照施工配合比进行投料，在钢管中注水泥水玻璃浆液，其配比为水泥:
水玻璃=1:
1，水泥浆水灰比1:
1，水玻璃模数m=2.4，浓度Be=35，注浆时初压0.5～1MPa，终压2.0Mpa，注浆结束后用1:
1水泥砂浆充填无缝钢管，以增强钢管强度和刚度。
（2）搅拌水泥浆的投料顺序：
在放水的同时，将缓凝剂、外掺剂在水中按一定比例加入，搅拌溶解，再将需要的水泥倒入，搅拌2～3min。
（3）外掺剂的重量为水泥重量的5%-10%，缓凝剂的掺量占水泥重量的2%～3%。
（4）制备水泥浆或稀释水玻璃时，严禁水泥块或纸片进入浆液，放浆进入储浆桶时要用滤网过滤，以防止堵塞注浆泵。
（5）做好配置浆液的施工记录，并且在注浆过程中要做好注浆记录，为分析注浆效果提供依据。
（6）配置好的浆液存放在由低速搅拌器的储浆罐内，防止浆液由于存放时间稍长产生沉淀、离析等现象。
3.3.4注浆
（1）注浆工艺系统：
双液注浆工艺系统如图10所示。
1、高速搅拌机；
2、吸浆管；
3、回浆管；
4、进浆阀；
5、泵；
6、压力表；
7、输浆管；
8、快速接头；
9、孔口压力表；
10、钢管接头；
11、混合器；
12、单向阀；
13、三通；
14、止浆塞；
15、注浆孔
图10双液注浆工艺系统示意图
（2）注浆顺序
管棚注浆顺序原则上遵循着“先两侧后中间”、“跳孔注浆”、“由稀到浓”的原则。
注浆施工由两端管棚钢管开始注浆，跳孔进行注浆施工，向隧道拱顶钢管方向推进，开始时注浆的浆液浓度要低一些，逐渐加浓至设计浓度。
这样做法有利于注浆的浆液向拱顶方向扩散，而且促进浆液的致密程度，利于防渗的要求。
孔号为偶数的管棚完成后，对这部分管棚进行注浆。
长管棚注浆按固结管棚周围有限范围内的土石设计，浆液扩散半径不小于0.5m，注浆采用分段注浆
（3）注浆施工要点
①为了保证管棚注浆施工作业顺利进行和保证管棚施工质量和安全，注浆前应做好止水止浆墙的施工：
为防止注浆薄弱地段地下水涌出作业面及注浆时跑浆，注浆地段的起始处掌子面应喷射20CM厚混凝土（加单层钢筋网）。
此后，每个注浆段终止处留出3米厚围岩作为止浆岩盘。
②注浆孔位要准确，定位偏差应小于5cm，孔底偏差不大于孔深的1%～2%。
顶管施工作业过程中会使管内混入一些碎石和碎屑，在注浆施工前一定要用高压风水进行吹洗，如果管内仍有较大的碎石，应采用小于钢管内径的钻头，利用凿眼台车钻进将其钻碎，吹洗干净。
③拌浆时严禁纸屑等杂物混入浆液，拌好的浆液要过滤，未经过滤的浆液严禁进入泵体，以防堵塞。
注浆过程中，要时刻注意泵口及孔口的压力变化情况，发现问题及时处理。
双液注浆时，要经常测定混合气候的浆液的凝结时间，防止由于泵及管路故障，造成浆液比例改变而发生事故。
注浆过程中，如发现孔口及工作面漏浆，要采取封堵，缩短凝胶时间及采用间歇注浆方式。
做好钻孔、注浆记录，为分析注浆效果提供依据。
注浆结束后，要彻底的清洗泵体和管路，以保证下次注浆安全顺利进行。
④注浆施工过程中如发现掌子面漏浆，应及时用麻布进行封堵。
⑤.注浆结束：
进浆量小于20～25L/min；
注浆压力逐步升高，达到设计终压后稳定10min以上；
注浆结束后采用1：
1水泥砂浆填充无缝钢管。
完成长管棚注浆施工后，在管棚支护的保护下，按设计的施工步骤进行开挖。
3.3.5严格注浆施工作业现场控制，保证注浆质量
注浆施工作业中，浆液注入的压力是一个最为关键的现场施工过程控制因素。
根据流量计显示的孔口压力变化可以判断注浆施工的基本发展状况，并及时采取相应措施。
（1）压力逐渐上升，但达不到设计要求的压力。
原因分析是：
浆液浓度低、凝胶时间较长、浆液在碎石中形成劈裂脉或者是部分浆液溢出。
此时应适度加大浆液浓度、小时间间隔注浆。
（2）注浆开始后压力不上升，甚至离开初始压力呈下降的趋势。
表明浆液已经外溢。
此时应该采取大浓度浆液和较低注入速度，如果情况无改变，则应先停止注浆。
（3）注浆压力上升后突然下降，表明浆液从注浆管周围溢走，或者是注入速度过大，扰动碎石岩层，或遇到空隙薄弱部位。
此时应适度降低注入速度。
（4）压力反复升降，但总趋势呈上升态势。
原因分析：
由于注浆浆液的凝胶时间较短。
此时应该是度调长浆液凝胶时间。
（5）压力上升很快，而注入速度上不去。
表明注浆岩层较为密实或者浆液的凝胶时间太短。
（6）压力有规律上升，即使达到容许压力时，注浆速度也比较正常，这表明注浆施工作业是成功的。
（7）压力上升后又下降，然而后来压力又再度上升，并达到设计的要求值。
这可以认为该种情况的空隙部位已被浆液填满，此种情况也是成功的。
3.3.6管棚注浆施工的结束标准
（1）单孔注浆结束条件。
注浆过程中只要满足以下两个条件之一，即可认为单孔注浆达到设计的要求并可结束注浆施工。
单孔注浆结束条件：
a、注浆压力达到注浆设计所规定的终压5.0MPa。
b、单孔注浆量达到设计注浆量的80%以上。
注浆量的计算公式如下：
Q=A×
β=л×
R×
L×
β
式中：
Q---总注浆量（M3）；
A---注浆范围岩层体积（M3）；
β---填充率，根据图纸及岩石地层的情况而定。
R---注浆半径（M）；
L---注浆长度（M）。
（2）全地段结束条件：
所有注浆孔均以符合单孔注浆结束条件，无漏注浆的情况。
3.4洞内有工作洞室管棚施工要点
洞内扩挖工作洞室施工管棚，工艺上比较规范，管棚质量易控制，主要适用掌子面围岩较好、管棚施工数量大（如全环、双层管棚）、标准化作业要求高的隧道工程。
施工工艺要点
洞室长度一般为9米，洞室加宽的宽度根据钻机型号和钻孔台架的设计要求确定，一般为1米；
在洞室内组装可自动升降钻孔注浆台架、布置机具设备；
掌子面附近铺底混凝土施工80米，为钻孔、注浆提供运输通道，改善洞内作业环境；
利用避车洞、横通道布置变压器和配电柜，向钻孔注浆供应电力，洞内设置工具房，便于施工管理。
3.4.2搭可升降钻孔注浆平台、安装钻机
①组装钻孔台架前（见图12），先将仰拱及填充施工至水沟底面标高位置。
安装钻机9根立柱处要预埋钢板，9处预埋钢板顶面标高一致。
②注浆钻孔台架设计为可升降移动式平台型，台架采用175型钢组装，升降平台采用[14槽钢组装。
③台架要支撑
升级会员 