洞口长管棚施工指导书

洞口长管棚作业指导书

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批准：         

中铁大桥局赣龙铁路GL-2标工程指挥部

二0一0年十一月

管棚施工作业指导书

1．适用范围

适用于赣龙铁路扩能改造工程GL-2标赣闽隧道（赣境）洞口管棚施工。

2．技术要求

2.1注浆前应进行现场注浆试验，根据实际情况调整注浆参数，取得管棚注浆施工经验后展开施工。

2.2钢管规格：热轧无缝钢管及钢花管（外径108mm，壁厚6mm），每节长6m、8m的热轧无缝钢管以丝扣连接或焊接而成，钢管及钢花管同一截面内的接头数量不超过管数的50%；钢花管上钻注浆孔，孔径10～16mm，孔间距15cm，呈梅花型布置，尾部留不钻孔的止浆段110cm。

2.3管距：环向间距中至中40cm，导向管采用外径108mm钢管。

2.4倾角：进出口管棚倾角1°～3°，具体可根据实际情况作适当调整。

2.5设置范围：拱部120°范围。

2.6钢管施工误差：径向不大于20cm，相邻钢管方向不大于10m。

2.7各种原材材料应满足设计和规范要求。

2.8指导书中未详细说明处参见相关施工技术指南及验标规范。

3．施工程序与工艺流程

3.1施工程序

施工程序为：施工准备→钻孔→顶进钢管棚→清孔→放置钢筋笼→注浆管路检查→注浆→进入下道工序

3.2 工艺流程

洞口长管棚施工工艺流程图

4．施工要求

4.1施工准备

隧道开挖前，首先完成洞口截水沟、边仰坡土方及防护施工。洞口大管棚施工段，采用上下断面开挖，上断面预留核心土，作为管棚施工操作平台。导向墙应设在稳定的基础上。因此，基槽开挖后，应采用轻型动力触探仪对地基承载力进行测定，确保地基满足受力要求后，方可安装定位型钢。否则应对地基进行加深或换填处理

图2 长管棚布置图

4.2施工工艺

4.2.1 制作钢花管、制作导向墙

（1）制作钢花管：管棚采用φ108钢管制作，管壁打孔, 布孔采用梅花型，孔径为10～16mm，孔间距为15cm，两端均预加工成外丝扣，或在顶管时焊接。为防止浆液倒流，每根管棚尾部均焊有止浆板，止浆板采用2cm厚钢板制作，中间钻有φ20带螺纹的眼，以备注浆时用。

（2）制作导向墙：采用C20混凝土护拱作为管棚的导向墙、止浆墙，紧贴洞口仰坡面。导向墙模板固定在钢架上挂模浇筑混凝土。护拱内设2榀Ⅰ18工字钢制作的钢拱架为环向支撑。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，它安设的平面位置、倾角、外插角的准确度将直接影响管棚钻孔的质量，应用经纬仪以坐标法在工字钢架上定出其平面位置；用水准尺配合坡度尺设定孔口管的倾角；用前后差距法设定孔口管的外插角。

图3 导向墙施工图

图4  有孔钢花管大样图

图5 大管棚钢管连接接头示意图

4.2.2  钻孔

钻孔采用液压钻机钻孔。选用的钻机首先应适合钻孔深度和孔径的要求，钻机要求平稳灵活，能在360度范围内钻孔。

钻机定位：钻机要求与以设定好的导向管方向平行，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吻合。

为减少因钻具移位引起的钻孔偏差，钻机立轴方向应准确控制，钻进过程中要经常采用测斜仪量测钻杆钻进的偏斜度，发现偏斜超过设计要求时及时纠正。 

4.2.3顶管、清孔、放钢筋笼

安装钻孔检测合格后，将钢管连续接长，用钻机旋转顶进将其装入孔内。为使钢管接头错开，第一节管采用8m和6m交替布置，编号为奇数的第一节管采用6m长钢管，编号为偶数的第一节采用8m长钢管。同一断面内的接头数量不得超过钢管总数的50%，相邻钢管的接头至少要错开1m。钢管用钻机顶进，双号孔顶进无孔钢管，单号孔顶进有孔钢管。如遇故障，需清孔后再将钢管插入。

根据现场围岩情况，可在钢管中增设钢筋笼，增强钢管的抗弯能力，钢筋笼由4根Φ22主筋和固定环组成。

4.2.4 注浆

     ⑴ 水泥浆液水灰比：1：1（重量比）。

⑵ 注浆压力：初压0.2、终压2.0MPa。

注浆前应进行现场注浆试验，根据实际情况调整注浆参数，取得管棚注浆施工经验后展开施工。

⑶ 单根钢花管的注浆量按下式估算：

Q=πRk2Lη

式中：Q—注浆量

Rk—浆液扩散半径，取Rk =0.6Lo，Lo为钢花管中中至中的距离

L—钢花管长度

η—空隙率（%），砂土40％，粘土20％，断层破碎带5％

⑷ 钢管顶进到位后，用小木楔在钢管与围岩壁楔紧，再用防水胶泥（锚固剂）将空隙封闭住。止浆板与注浆泵之间用管接器相连。管接器由φ20闸阀和长10cm的φ20的镀锌管制作，镀锌管两边加工成丝扣。

注浆时一般总是先注无水孔，后注有水孔。在无水地段可从拱脚起顺序注浆。注浆速度根据注浆孔出水量大小而定，一般应从快到慢。注浆结束时将闸阀关闭，卸下进浆管，进入下一循环。

⑸ 浆液由高速制浆机拌制。采用注浆机将水泥浆注入管棚钢管内，注浆量达到设计注浆量或达到终压2MPa后可停止注浆。

5. 劳动力组织

5.1劳动力组织方式：采用架子队组织模式。

5.2根据施工方案，进行机械、人员的合理配置。

每个作业点人员配备表

水泥、钢材等材料必须三证（出厂证、合格证、检验证）齐全，进场后按规定抽检，合格后方可使用。

施工用水的水质应符合工程用水标准。

7．设备机具配置

主要施工机械设备配置表

8.1质量控制

水泥、钢材等材料必须三证（出厂证、合格证、检验证）齐全，进场后按规定抽检，合格后方可使用。

施工前钢筋施工员必须对施工顺序、操作方法和要求向操作人员详细交底，施工过程中对钢筋规格、数量、位置随时进行复核检查。

弯曲变形的钢筋须矫正后才能使用，同一截面钢筋的接头数量应符合规范的要求。

    工程上的钢筋不得任意调换，根据实际情况确需调整时必须由技术部门与设计商量同意后方可施行，并办妥技术核定单。

对钢筋施焊须在相同条件下制作二个抗拉试件。焊后的焊缝检验，主要进行外观检查，要求焊缝表面平顺，不得有裂缝，没有明显咬边、凹陷、焊瘤、夹渣及气孔。

管棚钢管应按设计要求分节加工,现场组装时,应控制接头位置的准确及对接牢固,对不符合要求的重新加工安装。

大管棚在开挖轮廓线上按设计位置及角度打入。孔位误差不得大于5cm；角度误差不得大于1度。

注浆前先进行压水试验,得出部分施工参数,用以指导施工。

注浆压力应由小到大，先采用小压力注浆，待孔满后封闭排气孔加压至设计终压持续20min以上。必须保证孔眼浆液饱满密实，扩散范围达到设计要求。

注浆过程中，要逐管填写记录，标明注浆压力、注浆量、发生情况及时处理。

注浆效果检查在洞身开挖后进行，主要检查注浆量偏少和有怀疑的钢管，认真填写检查记录。通过钻孔检查注浆范围及厚度，小于30cm时，补打小导管、注浆。

8.2质量检验

8.2.1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；

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； 

8.2.2管棚所用钢管的品种、级别、规格和数量必须符合设计要求。

检验数量：施工单位全部检查。

检验方法：观察，钢尺检查。

8.2.3管棚搭接长度应符合设计要求。

检查数量：施工单位全部检查。

检验方法：尺量。

8.2.4注浆浆液的配合比应符合设计要求，且注浆浆液应充满钢管及其周围。

检验数量：施工单位全部检查。

检验方法：查施工记录的注浆量和注浆压力，观察。

； 

8.2.6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

检验方法：仪器测量、尺量

9．安全要求

9.1钻孔人员高空作业时，必须系安全绳，佩戴安全帽等防护设备

9.2焊接钢管时，必须戴绝缘手套和防护眼罩

9.3非专业作业人员不得进入施工现场

9.4不得将支撑立柱置于废碴右活动的石头上。软弱围岩地段的立柱应加设垫板或垫梁，并加木楔塞紧。

9.5注浆管喷嘴严禁对人放置。

9.6压浆机在使用前应进行检查并试运转，管路联接要完好，压力要正常，操纵压浆喷嘴人员应配戴护目眼镜及胶皮手套。喷浆嘴应用支架支撑牢固，压浆时掌握喷嘴的人员必须注意喷嘴的脱落，并设法躲避；拔取时必须在撤除压力后进行；检修和清洗时，应在停止运转、切断电路、关闭风门后，方准进行。