隧道管棚施工作业指导书.docx
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隧道管棚施工作业指导书
隧道管棚施工作业指导书
1、编制目的
指导麦积山隧道工程的洞口长管棚施工，明确隧道管棚施工作业工艺流程、操作要点和相应的工艺、质量标准，规范管棚施工作业，保证工程质量和施工安全。
2、适用范围
麦积山隧道出口长管棚超前支护的段落。
3、编制依据-技术标准／质量标准
《高速铁路隧道工程施工技术指南》（铁建设［2010］241号）；
《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10753-2010,J1149-2011）；
《麦积山隧道设计图》（宝兰客专施隧参20）；
《双线隧道复合式衬砌参考图》（宝兰客专施隧参201）；
《双线隧道施工方法及辅助施工参考图》（宝兰客专施隧参209）等设计图纸；
4、洞口大管棚施工参数
4.1原材料要求
①导向管：
外径φ140mm，壁厚δ=5mm热轧无缝钢管，长度1m。
②管棚钢管：
外径φ108mm，壁厚δ=6mm热轧无缝钢管。
③导向墙：
采用C25混凝土，截面尺寸为1m×1m。
4.2技术参数
①管距：
环向中～中40cm。
②倾角：
钢管轴线与衬砌外缘线夹角0°～3°。
③钢管施工误差：
径向不大于20cm，相邻钢管之间环向不大于5cm。
具体参数见附图1。
管棚施工工艺流程图见附图1。
附图1管棚施工工艺流程图
5、管棚施工
长管棚需设导向墙，按拱部144°范围计算，采用C25砼，截面尺寸为1m×1m，环向长度可根据具体工点实际情况确定，要保证其基础稳定性。
为保证长管棚施工精度，导向墙内设2榀I20a工字钢，钢架外缘设ø140壁厚5mm导向钢管，钢管与钢架焊接。
钢架各单元由15mm厚连接板焊接成型，单元间由螺栓连接，接头处焊缝宽度：
腹板hf=9mm，翼缘hf=12mm。
附图2：
导向钢管安装示意图（单位mm）
附图3：
导向墙工字钢正面布置图（单位mm）
5.1长管棚及钢筋制作
管棚采用ø108mm热轧无缝钢管，壁厚5mm，在末端的钢管有一端加工成尖形；其它钢管的两端均加工成丝扣，长度为15cm，采用ø114mm壁厚6mm的外套丝扣接头钢管连接工艺。
奇数孔采用钢花管，偶数孔采用钢管，施工时先打设钢花管，然后打设钢管，同一面上的接头数不超过总管数的50％。
钢花管上钻孔注浆，孔径10～16mm，孔间距150cm，呈梅花形布置，尾部留步钻孔的止浆段110cm，编号为偶数的不开孔。
为提高管棚的抗弯能力，在钢管及钢花管内设置钢筋笼，钢筋笼由四根主筋和固定环组成，主筋为Φ18螺纹钢，固定环为ø42钢管。
固定环采用短管节，节长5cm，将其与主筋焊接，间距1.5m。
附图4：
钢花管示意图
附图5：
丝扣示意图
5.2导向墙浇筑及导向管预埋
导向墙采用明挖，立两榀I20a拱架灌注砼形成；导向管采用钢拱架定位预埋。
5.2.1测量放样
采用全站仪对隧道轴线及导向墙施作断面进行细部放样。
5.2.2开挖
开挖台阶根据测量放样确定导向墙位置，采用挖掘机配合人工进行施工，开挖过程中应减少对围岩的扰动。
5.2.3洞口初支防护
对洞口进行喷锚加固，加固参数由现场技术员按照设计图进行交底。
5.2.4导向管埋设
开挖后先进行导向管的定位埋设。
导向管采用三环钢拱架焊接加固定位。
拱架按设计尺寸制作，按设计里程及标高进行安装加固，对前后端导向管焊接点位进行放样，将导向管和定位角钢焊接于拱架上。
5.2.5导向墙模板及加固
模板采用钢板支撑，木板挂模，对拱架应做适当加固。
5.2.6导向墙灌注砼
灌注C25砼，厚100cm，对模板支撑进行观察，发现变形及时处理，确保导向墙的位置。
5.3钻孔
⑴施工时，摆好管棚钻机，以减小钻机工作时偏斜，提高施钻精度。
为保证钻孔方向，钻机钻速及顶推压力要调到较小位置。
⑵钻孔采用管棚钻机。
钻孔时，将钻机的钻头接上孔口管，开始施钻。
刚开始施工时要低速低压，钻深1m后转入正常转速，压力可升至1.0Mpa。
第一根钻杆外露0.2～0.3m时，停止钻进，用两根管钳人工卡紧钻杆（注意不得卡丝扣），钻机低速反钻，脱开钻杆，大臂退回原位，人工装入第二根钻杆，钻机低速送到第一节钻杆尾部，方向对准后联成一体。
按此安装第三根、第四根或更多根，直到钻到设计长度。
⑶换杆时要注意检查钻杆是否弯曲，有无损伤，中心水孔是否畅通，不合格的及时更换，以保证正常作业。
⑷钻孔过程中遇到软质围岩或流塑状黏土时，应改用低压钻进或者采用套管跟管钻成孔。
5.4安装管棚钢管
引导钻孔钻完毕后，将钻头退出，钻杆全部卸下，将预先加工好的钢管安装在大臂上，低速推进钢管，其冲击压力控制在18～20Mpa，风压控制在4.0～6.0Mpa。
当第一根管推进孔内外露30～40cm时，停止钻进，使顶进的联接套与钢管脱离，大臂退回原位，人工装上第二节钢管，大臂低速钻进，使其对准第一节钢管端部（严格控制角度），人工持钳进行钢管联接，使两节钢管在联接套处联成一体，钻机再以冲击压力和推进压力顶进钢管。
接同样的方法继续加长钢管至设计长度。
用小钻头第二次钻进，将管内的残渣清除。
5.5管棚钢管注浆
5.5.1压水试验
压水试验的目的主要是测定岩层吸水性，核实围岩渗透性，为选择泵压、浆液配合比作参考，同时检查管路及止浆塞效果。
开泵前应先将吸浆管伸入水桶，待泵吸水性正常时，关闭注浆球阀，观测泵压。
压力表正常时，持续5min不出故障即可。
5.5.2水泥砂浆的配制
浆液采用水泥浆液注浆（水泥浆液水灰比为1：
1），浆液配合比需进行现场注浆试验，根据实际情况确定注浆参数。
5.5.3注浆施工操作要求及注意事项
⑴检查各种机具，进行试运转。
⑵准确测定孔位，按照设计的外插角采用钻机顶入，其顶入长度不小于管长的95％。
⑶注浆过程中根据地质情况等控制注浆压力，注浆压力一般为0.5～2.0MPa，注浆终压为注浆压力的2～3倍，注浆压力应逐步升高，达到终压并继续注浆10min以上，进浆量为20～30L/min；注浆结束后用M10砂浆填充钢管，以增强管棚的强度。
注浆过程中设专人做好记录。
注浆达到需要的强度后方可进行开挖。
⑷注浆过程中严格控制注浆压力，防止引起地面隆起，注浆顺序由拱脚向拱部逐管注浆。
⑸注浆施工期间定期对地下水取样检查，如有污染采取相应措施。
5.5.4钻孔及注浆机具设备
钻孔及注浆机具设备见下表1。
表1钻孔及注浆设备表
序号
设备名称
规格型号
备注
1
管棚钻机
KSZ100
2
挤压式注浆泵
3
输浆胶管
4
闸阀
5
搅拌机
6
储浆桶
自制
7
配浆桶
自制
8
孔口封闭器
自制
6.质量检查标准
6.1质量控制标准及检验方法
（1）管棚所用钢管的质量、规格和数量必须符合国家有关规定及设计要求。
检验数量：
全部检查
检验方法：
检查每批质量证明文件并进行相关性能试验，观察，尺量。
（2）管棚搭接长度应符合设计要求。
检验数量：
全部检查；
检验方法：
观察，尺量。
（3）钻孔的孔位、外插角、孔径施工允许偏差和检验方法应符合表3的规定。
表1管棚施工允许偏差（mm）和检验方法
项目
钻孔外插角
孔距
孔深
检验数量
检验方法
管棚
1°
±150
±50
全部检查
仪器测量、尺量
（4）注浆浆液强度和配合比应符合设计要求，且浆液应充满钢管及周围的空隙。
检验数量：
全部检查。
检验方法：
查施工记录的注浆量和注浆压力，观察。
6.2质量控制要点及措施
（1）钻孔前，准确测定孔的平面位置、倾角、外插角。
并对每个孔进行编号。
（2）严格控制钻孔断面位置，管棚不得侵入隧道开挖线内，相邻的钢管不得相撞和立交。
（3）孔口管作为管棚的导向管，它安设的平面位置、倾角、外插角的准确度直接影响管棚的质量。
在安装前用测量仪器以坐标法在工字钢架上定出其平面位置；用水准尺配合坡度板设定孔口管的倾角；并与工字钢架焊牢。
（4）配备专职量测人员，随时监测钻孔的方向及仰角，做到勤测勤纠，确保精度控制在允许误差内。
若发现偏差超限时及时纠正，至终孔仍超限者应封孔，原位重钻。
（5）清孔时做到管内清洁，注浆孔无堵塞，安置集料斗收集渣土，保持工作面的整洁。
（6）管棚注浆压力和注浆量双控标准，注浆中如发生与其他孔串浆应将串浆孔堵住，轮到注该孔时，拨出堵塞物，用高压风或水冲洗，如拨出堵塞物时，仍有浆液外流，则可不冲洗，立即接管注浆。
压力突升则可能发生堵管，应立即停机检查处理。
如果压力长时间上不去，应检查是否窝浆或流往别处，否则将应调整浆液配比，缩短胶凝时间，进行小泵量低压或间歇注浆，但间歇时间不能超过浆液胶凝时间，以保证管棚刚度并填充钢管与管周土体间空隙为要。
（7）选用钻机首先应适合钻孔深度及孔径的要求，钻机要求平稳灵活，能在水平360°范围内钻孔，施钻时应有导向架。
7.常见问题及处理方法
钻进中发现孔斜明显超限，须查明原因，采取有效纠偏措施，例如：
调整角度或补打等。
8.安全及环保要求
8.1安全控制要点及措施
（1）施工前对机械设备进行全面的检查保养，保证设备的正常运转。
（2）施工设备定位稳定，固定牢固，防止钻进时发生位移。
（3）钻孔平台上做好栏杆，防止高空坠落。
（4）注意电器的接地以及电缆的防护工作，杜绝漏电事故的发生。
（5）注浆前必须牢固封闭钢管端部与孔口管间的空隙，采用锚固剂封闭，达到强度后方可进行压浆施工，压浆过程中管口正面杜绝人员逗留，防止浆液喷出伤人。
（6）注浆人员必须佩带防护用品，防止浆液对皮肤的损害。
（7）施工过程中人员设备较多，派专人现场协调指挥，杜绝混乱场面造成安全质量事故。
8.2环境保护
（1）施做好洞口范围内的排水系统，确保排水通畅，防止水泥泞及因排水不畅导致积水。
⑶施工机械维修产生的含油废水、须经生化处理达到排放标准后方能排放，施工废水按有关要求进行处理达标后排放，不得污染周围水环境。
⑷废碴和施工弃碴要运往指定的弃土场。
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