下山口隧道管棚施工作业指导书.doc

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国家高速公路网横12杭州至瑞丽公路

大理--丽江联络线

管棚施工作业指导书

编制：

赵文要

复核：

何开斌

批准：

杨明亮

中铁十一局集团大丽高速12-1合同段项目部

2010年07月10日

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隧道管棚施工作业指导书

1．适用范围

适用于下山口隧道进口段K81+640洞门管棚施工。

2、编制依据

《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》（铁建设[2005]160号）

《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》（铁建设[2005]160号）

《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》（TZ214-2005）

《铁路隧道施工规范》（TB10204-2002）

3．施工准备

3.1内业技术准备

组织现场技术人员对已编制的管棚施工作业指导书认真学习，熟悉相关规范及技术标准，解决有关技术问题。

对施工人员进行现场技术交底、岗前技术培训，经考核合格后方可上岗作业。

3.2外业准备

3.2.1对施工所用原材料取样检验，检测指标必须符合规范要求；检查机具设备、人员配备是否满足施工要求、检查机具设备和风、水、电等管线路，施工人员安全防护用品是否佩戴，钻机就位并试运转。

3.2.2按照设计图纸要求将管棚所需钢筋笼提前加工完成。

3.3技术要求

3.3.1管棚设计参数：

3.3.1.1导管规格：

热轧无缝钢管，管径根据具体工程情况设计选用。

3.3.1.2管距：

导管环向设置间距应根据地层性质、地层压力、导管设置部位，钻孔机具性能及隧道开挖方法等确定，严格按照设计文件进行实施。

如不能满足支护需要时应立即与设计单位联系及时进行变更。

3.3.1.3倾角：

外插角1°～3°为宜，可根据实际情况作调整；

3.3.1.4注浆材料：

水泥浆或水泥砂浆；当围岩破碎，地下水发育时，为调凝需要可部分采用水泥-水玻璃双液浆，要求浆液强度等级不小于M10.

3.3.1.5设置范围：

拱部120°范围；

3.3.1.6管棚每环施做长度以15～35m为宜，建议每环管棚施做最大长度以40m为宜，当需要设置大于40m时，宜设置两组或多组管棚，且前后两组管棚搭接长度不应小于5m。

4．施工程序与工艺流程

4.1施工程序

施工程序为：

开挖周边放样布孔→管棚钻机就位→钻进、安装管棚体→第一节管棚体安装结束→钻杆退回原位→接长管棚→继续钻进安装至设计长度→下一根管棚钻进、安装管棚体→所有管棚钻进结束→安放钢筋笼→注浆→隧道开挖。

4.2工艺流程图：

管棚施工工艺流程详见图10

开挖周边放样布孔

管棚钻机就位

钻进+管棚体安装

第一节管棚体安装结束

钻杆退回原位

继续钻进安装至设计长度

下一根管棚钻进、安装管棚体

安放钢筋笼

注浆

隧道开挖

接长管棚

钻进结束

图10管棚施工工艺流程图

5．施工要求

5.1管棚钻孔

5.1.1施工准备

5.1.1.1对拱部管棚施做范围进行测量开挖周边放样布孔。

在开挖轮廓线以外拱部120°～135°范围内施做混凝土护拱作为长管棚的导向墙，导向墙采用C20混凝土浇注，导向墙纵向长度为1m，厚度为1m，导向墙内埋设钢筋支撑，钢筋与定位钢管连接成整体，定位钢管应准确安设，导向墙环向长度可根据具体实际情况确定，导向墙基础需置于稳定基础或具有足够的承载力，导向墙基础需嵌入管棚作业平台不小于0.5m。

5.1.1.2洞身段施做大管棚时，宜根据钻孔机具性能及开挖方式相应增加钻孔施工作业工作面，一般管棚施做平台至最后一根管棚的高度为1～1.5m,以保证钻孔施做。

5.1.1.3定位钢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。

用全站仪放样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；用前后差距法设定孔口管的外插角。

孔口管应牢固焊接在工字钢上，防止浇筑混凝土时产生位移。

5.1.2钻孔平台搭设、钻机就位

5.1.2.1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。

5.1.2.2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和威胁作业人员人身安全。

5.1.2.3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。

用全站仪、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定位钢管轴线相重合。

5.1.3钻孔

5.1.3.1钻孔前，按测定好钻孔的范围、平面位置对每个孔进行编号。

5.1.3.2为了便于安装钢管，钻头直径采用Φ127mm。

5.1.3.3钻孔由高孔位向低孔位进行，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。

5.1.3.4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。

5.1.3.5钻进中经常采用测斜仪量测钢管、钻机的偏斜度，发现偏斜超过设计要求，应及时纠正，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。

若至终孔时，偏斜度仍超过设计要求值，应补浆封孔后再原位重钻。

5.1.3.6在施工钻进过程中认真作好钻进过程的原始记录和绘制孔位布置图，及时对孔口岩屑进行地质判断、描述，以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。

5.1.3.7钻进机具施工用电应遵循“三线五相制”要求,机械外接电源必须做到“一机一闸、一箱一保护”，当电路出现故障时，非专业电工严禁擅自对任何用电设备及电源、电箱进行修理。

5.1.3.8在钻机作业时，要严格按照操作规程进行操作，确保作业人员安全，防止触碰机械伤害。

5.1.4清孔

5.1.4.1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。

5.1.4.2用高压风从孔底向孔口清理钻渣，确保孔内无残留杂物。

5.1.5验孔

5.1.5.1用全站仪、测斜仪等检测孔深、倾角、外插角。

5.1.5.2管棚不得侵入隧道开挖线内，相邻的钻孔不得相撞或立交。

5.1.5.3检查钻孔的间距、深度、直径等，允许偏差为：

方向角误差为1°，孔口间距±50mm，孔深±50mm。

5.2管棚安装

5.2.1材料准备

5.2.1.1管棚采用热轧无缝钢管，壁厚不小于6mm，节长为3～6m，采用丝扣连接。

5.2.1.2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，孔间距20cm，呈梅花型布置，尾部留不小于100cm的不钻孔止浆段，管头焊成圆锥形，便于入孔。

5.2.2管棚顶进

5.2.2.1验孔合格后应及时安装钢管，下管前应对每个钻孔的的钢管进行配管编号，下管时按照编号分段施工。

5.2.2.2棚管顶进采用装载机和管棚钻机钻进相结合的工艺，即先钻大于棚管直径的引导孔（直径Φ127mm），然后用装载机在人工配合下顶进钢管。

前期靠人工送管，后期借助钻机顶进，直至孔底，达到设计长度。

5.2.2.3当地质条件较差时，为防止塌孔事故发生，下管要及时、快速，必要时可采取套管下管。

5.2.2.4钻机顶进时，作业人员作业时应高度注意安全防护，防止机械伤人。

5.2.3管棚连接、搭接

5.2.3.1钢管连接采用丝扣连接牢固，丝扣长15cm。

5.2.3.2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。

5.2.3.3为使钢管接头错开，编号为奇数的第一节钢管采用4m长钢管，编号为偶数的第一节钢管采用10m长钢管，以后每节均采用10m长钢管。

5.2.3.4单环或终环大管棚尾部5m范围内一般宜设小管棚搭接，纵向两组管棚间的搭接长度视开挖空间大小，掌子面封闭与否确定，搭接长度不小于5m。

5.2.3.5钢管焊接采用单面帮条焊，焊缝宽度不小于2cm；钢管焊接时，电焊机线路做到“一机一闸、一箱一保护”。

5.3管棚注浆

5.3.1施工准备

5.3.1.1施工人员应佩戴好安全帽、手套、水鞋等安全防护用品，拌制浆液的操作人员要戴好护目镜，穿长筒胶鞋。

5.3.1.2采用高压水对管棚内的杂物进行冲洗，由下至上的顺序进行。

5.3.1.3为提高钢管的抗弯能力，可在导管内增设钢筋笼，钢筋笼有四根主筋和固定环组成，主筋直径为16～20mm，固定环采用短管节，将其与主筋焊接，按1m间距设置。

5.3.1.4安装好有孔钢管、放入钢筋笼后,钢管内插入注浆管和排气管，排气管要插入孔底，对孔口缝隙采用混凝土进行封堵，确保孔口封闭。

5.3.2浆液拌制

5.3.2.1注浆材料：

注浆材料为M10/M20水泥浆或水泥砂浆。

5.3.2.2每盘浆液时间不得少于5min，浆液搅拌要均匀、不得有结块、沉淀，否则应适当延长搅拌时间，待浆液拌匀后，方可注入管棚内。

5.3.2.3浆液应在现场随伴随用，浆液要具有良好的流动性、可注性。

5.3.2.4当围岩破碎、地下水发育时，为调凝需要，可部分采用水玻璃双液浆。

当采用化学浆液时，应注意防腐、防毒。

5.3.3注浆

5.3.3.1注浆施工应严格按照注浆机操作规程作业，注浆时注浆管孔不得对准人体，避免高压浆液对人体伤害，作业过程中还应防止注浆管爆管对施工人员造成伤害。

5.3.3.2注浆顺序按照由低到高、由下往上，交错进行。

5.3.3.3注浆机注浆压力应控制在：

初压0.5～1.0MPa，终压2.0MPa，注浆压力一般为1.0～2.0MPa，浆液注满后应持压15min后停止注浆。

5.3.3.4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。

5.3.3.5注浆时先灌注“单”号孔，再灌注“双”号孔。

5.3.3.6当注浆压力泵压力突然升高时，可能发生堵管，应立即停机检查，并及时清洗注浆管路。

5.3.3.7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。

5.3.3.8注浆施工中，现场技术人员应认真填写注浆记录，随时分析和改进作业。

6．劳动组织

6.1劳动力组织方式：

采用架子队管理模式。

6.2施工人员应结合制定的施工方案、机械、人员组成、工期要求进行合理配备。

其中现场负责人、工班长、技术人员、专职安全员由施工企业正式职工担任，并可根据施工现场情况适当配备若干劳务工人。

7．材料要求

管棚施工所用原材料应符合设计要求，设计未明确时应符合以下要求：

7.1水泥

喷射混凝土应优先采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，强度等级不小于32.5MPa，必要时可采用特种水泥。

水泥的安定性、凝结时间均应合格，当有抗冻、抗渗要求时，水泥强度等级不应低于42.5MPa，当喷射砼遇含有较高可溶性硫酸盐的地层或地下水地段，应按侵蚀类型和寝室程度采用相应的抗硫酸盐水泥，当需要喷混凝土有较高的早期强度时，可选用硫铝酸盐水泥或其他早强水泥。

现场负责人

1人

技术主管

1人

专职安全员

1人

工班长

2人

钻机操作人员

3～5人

技术、质检、测量及试验人员

4～6人

管棚加工

3人

钢管顶进

6人

其它各种机械操作人员

3人

主要施工人员配备表

7.2细骨料

细骨料应采用坚硬、耐久的细砂，细度模数应小于2.0，含水率宜控制在5%～7%。

含泥量不应大于3%，泥块含量不应大于1%。

7.3钢管

钢管外径为89～108mm，壁厚6.5mm，钢管进场检验力学性能指标应符合热轧无缝钢管的技术标准要求。

7.4拌合用水

水质应符合工程用水的有关标准，水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质。

不应使用污水、海水、PH值小于4的酸性水，一般应采用饮用水。

8．设备机具配置

管棚施工机械设备配置分为两大部分，即水泥砂浆搅拌站和现场管棚钻进、安装、注浆施工工序所用机械设备。

主要施工机械设备配置表

混凝土搅拌站

1座

混凝土运输罐车

2台

管棚钻机

1～2台

空压机

2台

注浆机

1个

ZJ-400高速制浆机

1台

BX1-400型交流弧焊机2台

2台

ZLC50C装载机

2辆

混凝土振捣棒

2个

9．质量控制及检验

9.1质量控制

9.1.1管棚所用钢管进场必须按批次抽取进行力学性能试验（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《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》（铁建设[2005]160号）规范要求。

9.1.2浆液、C20导向墙混凝土配合比必须经试验调配并经审批后方可使用，浆液及C20混凝土配比所用原材料质量检验结果应符合《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》（铁建设[2005]160号）、《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》（铁建设[2005]160号）的规范要求。

9.1.3在钻孔过程中应经常量测孔的偏斜度，发现误差超限及时纠正，掌握好开钻与正常钻进的压力和速度，防止断杆。

9.1.4管棚搭接长度必须符合设计要求，搭接长度为5～10m。

9.1.5相邻钢管接头要前后错开，且至少错开1m，同一断面内的接头数不得大于50%。

9.1.6注浆顺序应遵循“从低到高、从下往上”的施工顺序。

9.1.7注浆压力：

注浆压力一般为1.0～2.0MPa，初压0.5～1.0MPa，终压2.0MPa，浆液注满后应持压15min再停止注浆。

9.2质量检查

9.2.1管棚钻孔允许偏差：

①方向角：

1°；

②孔口距：

±50mm；

③孔深：

±50mm。

9.2.2注浆现场应随机制取2组浆液试件，待达到28天龄期后进行抗折、抗压强度试验。

9.2.3管棚所用钢管的品种、规格、搭接长度、钢管节长应现场采用钢尺检查，必须符合设计要求。

9.2.4在钢管顶进接长时，应根据每节钢管编号分段施工，按照编号顺序逐节接长。

9.2.5注浆过程中现场测定浆体的流动度、比重及凝结时间，应满足配合比设计要求。

9.2.6按现场施工实际情况认真填写注浆记录，对照注浆记录情况分析、改进注浆施工作业。

10．安全及环保要求

10.1安全要求

10.1.1施工现场应有专人统一指挥，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。

10.1.2施工区域设置警示标志，非工作人员严禁出入。

10.1.3施工中应对机械设备进行定期检查、养护、维修。

10.1.4在注浆施工过程中，严禁注浆管口对准作业人员，避免高压浆液对人体伤害，作业过程中还应防止注浆管爆管对施工人员造成伤害。

10.1.5在注浆施工中，应严格按照注浆机操作规程进行作业。

10.1.6安全员应随时观察周边地质变化，发现有松动滑块现象，应立即组织所有人员撤离到安全地带。

10.1.7在施工过程中，所有施工用电必须做到“一机一闸、一箱一保护”的标准。

10.2环保要求

10.2.1对施工中产生的污水及油水设置沉淀池进行沉淀过滤，对沉淀池中污油水加以处理，达到环保部门要求的排放标准后方可排放，采取油水、污水分类排放。

10.2.2注浆施工中，施工操作人员要戴好护目镜、手套及穿长筒胶鞋。

10.2.3生产中的废弃物及时处理，运到当地环保部门指定的地点弃置。

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