高小岭隧道管棚专项方案.docx
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高小岭隧道管棚专项方案
新建沈阳至丹东铁路客运专线工程TJ-3标段
高小岭隧道
管棚专项方案
编制：
复核：
审定：
批准：
中国建筑股份有限公司沈丹客专TJ-3标项目经理部
二○一○年七月
目录
1、目的1
2、编制依据1
3、适用范围1
4、工程概况1
5、工艺流程及技术要求1
5.1、管棚设计1
5.2、管棚施工2
5.2.1、施工准备2
5.2.2、施工工艺流程2
5.2.3、施工控制要点5
6、劳动力组织6
7、机具配备6
8、质量要求6
8.1、质量验收规范6
8.2、分项验收标准6
8.2.1、主控项目6
8.2.2、一般项目7
9、注意事项7
10、安全及环保措施8
10.1、安全保证措施8
10.2、环境保证措施8
附图：
9
1、目的
明确隧道管棚施工作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，规范隧道管棚施工作业。
2、编制依据
⑴、《客运专线铁路隧道工程施工指南》（TZ214-2005）；
⑵、《客运专线铁路隧道工程施工质量验收标准》铁建设[2005]160号；
⑶、新建铁路沈阳至丹东客运专线《隧道工程设计施工图》（TJ-3标段）。
3、适用范围
适用于沈丹客运专线TJ-3标一工区高小岭隧道洞口φ108长管棚施工作业。
4、工程概况
（1）工程概况
高小岭隧道位于凤城市通远堡镇林家台村高小岭附近，隧道进口里程DK135+650，出口里程DK136+720，全长1070米。
隧道位于直线上，隧道进口至出口为5.6‰的下坡，最大埋深为102米。
隧道围岩情况：
Ⅱ级围岩545米，Ⅲ围岩280米，Ⅳ围岩115米，Ⅴ围岩130米。
DK135+663~DK135+682段为隧道明洞段，围岩级别为Ⅴ级，长度为19米。
（2）工程地质特征
隧道范围内丘间沟谷内表层多为第四系上更新统破残积（Q3dl+el）粉质粘土、粗角砾土覆盖，隧道洞身通过地层主要为元古界辽河群里尔峪组（Ptlhlr）变粒岩。
隧道进、出口处地层为第四系上更新统破残积（Q3dl+el）粗角砾土、及全风化~弱风化变粒岩。
地下水类型主要为基岩裂隙水，地下水埋深大于10m。
但是由于岩体节理裂隙发育，基岩裂隙水能够沿节理面下渗；隧道洞身范围内有少量基岩裂隙水。
5、工艺流程及技术要求
5.1、管棚设计
在隧道进出口明暗交界处设计洞口段长管棚。
设计参数：
①、导管规格：
外径108mm，壁厚6mm；
②、管距：
环向间距40cm；
③、倾角：
外插角1°～3°为宜，可根据实际情况作调整；
④、注浆材料：
M10水泥砂浆；
⑤、设置范围：
拱部140°范围；
⑥、长度：
10～80m。
5.2、管棚施工
5.2.1、施工准备
1）、管棚施工所用的原材料应满足设计及规范要求。
2）、管棚施工前首先应进行导墙套拱施工。
导向墙内设2榀工字钢架，钢架外缘设钢管，钢管与钢架焊接。
导墙同时可兼作止浆墙。
3）、应首先根据地质情况进行注浆试验，确定注浆参数。
4）、在充分考虑到上抬量和上抬角度后，正确算出各钻孔口位置，利用测量仪器定出钻孔的位置和倾角。
5）、在钻孔施工前应做好后续工序（清孔、装管、注浆、堵孔等）的施工准备工作。
5.2.2、施工工艺流程
5.2.2.1、施工工艺流程见图5.2.2.1-1。
不合格
合格
图5.2.2.1-1施工工艺流程图
5.2.2.2、施工工序
1）、施作导向墙套拱
⑴、洞口段长管棚长度一般为10～40m,C20混凝土套拱作为长管棚的导向墙，在开挖廓线以外拱部140°范围内施作，断面尺寸为1.0×1.0m，导向墙内设3榀I18工字钢架,钢架外缘设Φ140壁厚5㎜导向钢管,钢管与钢架焊接。
详见附图。
导向墙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。
⑵、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。
用经纬仪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；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。
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，钻孔用1～2台钻机由高孔位向低孔位进行。
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。
3）、钻孔
⑴、为了便于安装钢管，钻头直径采用127mm。
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。
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、倾角、外插角。
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15～20cm，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（Φ127mm），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。
6）、注浆
⑴、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。
⑵、注浆材料：
注浆材料为M10水泥砂浆。
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，持压15min后停止注浆。
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。
5.2.3、施工控制要点
⑴、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。
（2）、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。
（3）、经常量测孔的斜度，严格控制管棚打设方向，发现误差超限及时纠正，至终孔仍超限者应封孔，原位重钻。
并作好每个钻孔地质记录；
（4）、钻孔应严格按照设计外插角施钻,并应钻成直线。
钻孔外插角1°～3°为宜，工点可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。
钻孔后应及时用高压水清除残留在孔中的余碴，防止装管时卡管。
（5）、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，能在水平方向360°范围内钻孔，施钻时应有导向架。
掌握好开钻与正常钻进的压力和速度，防止断杆。
（6）、管棚施工时，应对钢管主要材料进行材质检验。
装入钢管时应注意接管时的连接质量，用小直径钢管插入连接后焊接牢固。
（7）、注浆浆液应充满钢管及周围的空隙。
施工时记录好注浆量及注浆压力。
钢管与孔壁间空隙的封堵：
利用自制工具将早强水泥砂浆塞入孔口封堵，封堵材料装入孔内不小于1m长度，确保封堵质量。
6、劳动力组织
钻机操作工3～6人，管棚加工2人，钢管顶进8人，注浆6人。
7、机具配备
结合正常施工需要，管棚施工机械设备配置如下：
管棚钻机1～2台、电动空压机（20m3）1台、注浆机1台、ZJ-400高速制浆机1台、混凝土拌和站一座、混凝土振动棒2个、钢模板、木模板、J3G-400A型型材切割机1台、型钢弯制机1台、BX1－400型交流弧焊机2台、砼搅拌运输车（3.5m3）1辆、ZLC50C装载机1辆。
8、质量要求
8.1、质量验收规范
《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》
《客运专线铁路隧道工程质量验收暂行标准》
8.2、分项验收标准
8.2.1、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。
按每批抽检一次；
检验方法：
检查每批质量证明文件并进行相关性能试验；
●管棚所用钢管的品种和规格必须符合设计要求。
检验数量：
全部检查。
检验方法：
观察，钢尺检查。
●管棚搭接长度应符合设计要求。
检查数量：
全部检查。
检验方法：
尺量。
●注浆浆液的配合比应符合设计要求。
检验数量：
全部检查。
检验方法：
进行配合比选定试验。
●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。
检验数量：
全部检查。
检验方法：
检查施工记录的注浆量和注浆压力，观察。
8.2.2、一般项目
●管棚钻孔的允许偏差应符合下表8.2.2-1的规定：
表8.2.2-1管棚钻孔允许偏差
序号
项目
允许偏差
1
方向角
1o
2
孔口距
±50mm
3
孔深
±50mm
检验数量：
全部检查
检验方法：
仪器测量、尺量
9、注意事项
洞口段长管棚必须在洞身开挖前完成。
洞口开挖时应预留管棚施工台阶，钻机脚手架平台应支撑在稳固的地基上。
在软弱围岩地段，立柱底应加设垫板或垫梁。
在施作长管棚预支护的过程中应设置必要的监测项目，根据监测反馈信息及时采取相应的措施以保证施工安全和施工质量。
10、安全及环保措施
10.1、安全保证措施
1）、实行领导值班制度，工区领导及部门人员靠前指挥，随时应对突发事件。
2）、由每班的领工员负责安全指导工作，使每个施工班组都有施工安全人员实行旁站，重点蹲在掌子面，全面掌控掌子面安全施工工作。
3）、高空作业要求平台架一定要牢固、平台周围设置防护栏。
严格遵守钻探注浆安全操作规程，杜绝野蛮施工。
4）、钻机在钻进中后座力较大，必须采用具体措施将钻机固定，避免空间摆动，危及台架安全。
通常的做法是用钢丝绳将钻机固定在掌子面，再用钢管或方术支撑在前方，左右用扣件固定在钢管架上或方木平台上。
5）、注浆开始时，要先开注浆阀，再关闭泄浆阀；注浆结束时，要先停泵，再关闭进浆阀，打开泄浆阀，压水冲洗管路。
应避免两个阀门同时关闭，防止压力陡然升高，产生危险。
6）、注浆时不得随意停水，停电，确属必要，必须事先通知，待注浆完成并冲洗后方可停水停电。
7）、注浆后拆管时，应开启泄压阀，等输浆管内压力降低后再拆下注浆管，泄压阀前面有人员活动时，严禁泄压。
8）、注浆施工期间，必须配备专职机电修理工，以便出现机械故障和电器时能及时处理；注浆机出现异常情况时，必须立即停止注浆、洗管，同时通知修理工检查维修。
9）、专职安全员24小时轮流值班，并重点巡查掌子面。
10）、加强施工现场应急预案物质和车辆的全面到位，以应对突发事件。
10.2、环境保证措施
1）、开工前和施工过程中，组织对全体员工进行生态资源环境保护知识学习，增强环保意识，保证环保工程质量，采取有效措施，使施工过程对生态环境的损害程度降到最低。
2）、为了保护环境和洞外水源不受污染，施工废水必须经沉淀达标排放。
3）、控制施工注浆使用的浆液泄露，避免浆液污染水土。
4）、施工生产场地修建临时排水渠道，经废水池处理后，与永久性排水设施相接，不至引起淤积冲刷。
5）、对施工钻孔时易产生粉尘的区域进行洒水降尘，并对现场施工人员发放口罩、防毒面具等防护措施。
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附图：
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