管棚施工技术方案

1.1、工程简介

鲁地拉水电站对外交通公路是沿库区右岸顺坡修建，库区金江桥至坝址区约30km左右的河段为峡谷段，岸坡较陡，河谷狭窄，该段公路开挖边坡较陡，天然岸坡不同规模的滑坡、倾倒变形体较发育，边坡稳定性较差，在雨季尤其暴雨条件下，不同规模的崩塌或滑坡时有发生，而且电站蓄水后库水对这些滑坡均有不同程度的影响，严重影响电站交通的正常运行。目前枯木A滑坡变形破坏严重，早期公路外侧的抗滑桩已发生严重变形及剪切破坏，枯木滑坡、桃树坪滑坡及席草窝滑坡中前部及前缘局部地带也存在一定的变形破坏。

枯木A滑坡治理排水洞施工，由于施工现场地质条件较差，岩层支离破碎，为保证洞室开挖施工进度及安全，在施工过程中采用管棚进行超前支护。

1.2、主要工程量

枯木A排水洞施工，现场岩体稳定性差 ，裂隙发育，易坍塌。采用管棚增加岩体的稳定性，确保排水洞开挖施工安全，排水洞每个断面计划设13~17根钢管，钢管环向间距40cm，直径48mm，钻至设计深度后，在管内注入水泥浆，累计长度大约为23650m，水泥砂浆42.8m3。具体工程量以实际完成量为准。

1.3、编制依据

1、金沙江鲁地拉水电站对外公路沿线库岸滑坡治理工程招标文件及澄清函；

2、《枯木A滑坡排水洞开挖、体型、钢筋图》（LDSH-H9-2-01~10）；

3、《建筑工程质量检验评定标准》GB50201-2001；

4、《水利水电工程施工通用安全技术规程》（DL/T5370）

5、《水电站基本建设工程验收规程》（DL/T5123-1999）

6、《水利水电建设工程验收规程》SL223-1999；

2、施工准备及要求

2.1、内业准备

在施工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准，查阅相关施工案例，认真调查排水洞围岩地质情况、了解施工条件、技术水平和设备装置的施工参数。制定施工安全保证措施，对施工人员进行技术交底，对参加施工人员进行上岗前技术培训，考核合格后持证上岗。

2.2、外业准备

2.2.1、施工道路布置

1#排水洞： 1#排水洞R1施工道路起点对外公路K5+000处，终点为1#排水洞上游进口，起点高程EL12m，终点高程1246m，全长约240m，最大纵向坡比9%，路面宽度6m。

2#排水洞：由于2#排水洞洞口紧邻对外公路，设备及材料转运借助于对外公路。

3#排水洞:3#排水洞R3施工道路起点对外公路K5+130处，终点为3#排水洞下游进口，起点高程EL1280m，终点高程EL1273m，全长约60m，最大纵向坡比11.6%，路面宽度5m。

2.2.2、施工供风、水、电布置

施工用风主要是钻机造孔用风，施工用水主要是水泥砂浆拌制用水，施工用电主要是施工照明和施工设备（搅拌机）用电等，施工供风、水、电可以直接使用该部位洞室开挖供风、水、电的管线。

2.2.3、渣场布置

根据施工组织设计渣场规划布置要求，枯木A排水洞开挖洞挖石渣运至K4渣场（K4原公路砂石料场下游）弃掉。

2.2.4、施工机械修理厂

施工机械修配厂主要承担混凝土施工机械设备、钻孔施工设备的检修、维修、维护保养等，机械修理厂布置在K4渣场生产、生活办公营地内。

2.2.5、施工照明

施工照明主要是洞内照明，为确保洞内的施工安全，在洞内适当位置布置低压照明灯具；洞外布置适量的镝灯或碘钨灯以满足夜间施工照明需要。

2.2.6、施工通讯

施工通讯采用对讲机、手机作为现场通信工具。

2.3、技术要求

1、检查开挖的断面中线及高程，开挖轮廓线应符合设计要求；

2、钢架安装垂直度允许误差为±2°，中线及高程允许误差为±5cm；

3、在钢架上沿纵向钻设管棚孔，其外插角以不侵入隧道开挖轮廓线。管棚孔孔径比管棚钢管直径大20～30mm。钻孔环向中心间距40cm。钻孔顺序由高孔位向低孔位进行；

4、管棚钢管采用为热轧无缝钢管，钢管外径48mm。

5、当需增加管棚钢架支护的刚度时，可在钢管内注入水泥砂浆。水泥砂浆应用注浆泵灌注。封堵塞应有进料孔和出气孔，当出气孔流浆后，方可停止压注。

6、满足设计文件及相关规范的其他技术要求。

2.4、材料要求

水泥：采用P.O42.5普通硅酸盐水泥。

钢管规格：采用φ48mm，壁厚3.25mm的热轧无缝钢管，钢管四周用气焊割设孔径10mm注浆孔，孔间距15~20mm，呈梅花型布置。 

原材料应符合设计及技术规范要求。

3、施工程序及工艺流程

3.1、施工程序

施工准备(场地平整、施工平台搭设)→测量放样→施做导向墙→钻机就位(校正角度)→上钻具和套管→钻进→退钻杆和钻具→管棚加工及安装→封闭管尾→注浆施工。

3.2、工艺流程

管棚施工工艺流程图见下图。

3.3、施工方法

3.3.1、架设导向拱

（1）测量队根据排水洞纵断面设计线、洞轴线，放出开挖轮廓线；根据开挖轮廓线及测量技术交底，将上半断面轮廓线以外的土石方清除掉，要求清除面平整，圆顺。

（2）测量组检查开挖断面合格后，放出洞口钢拱架的具体位置、里程、高度，并布置好桩点、作好交底。

（3）根据测量交底及现场桩点，安装洞口导向墙工字钢拱架，间距符合设计要求，焊接牢固，用锁脚锚杆锁定锚固。用全站仪、水平仪将导向管按照1°～2°的外插脚精确定位，并用Φ25连接钢筋与工字钢牢固焊接为一整体。

（4）导向管安装完毕后，经测量组复测，满足精度要求后，安装模板，按照规范要求浇筑套拱混凝土，并养护。

3.3.2、搭设作业平台

（1）钻机平台用钢管脚手架搭设，搭设平台应一次性搭好，钻机钻孔时由高孔位向低孔位进行。

（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。

（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。

3.3.3、钻孔

（1）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同材质，两端加工成内螺扣（钻杆首尾端外螺扣），联结套的最小壁厚≥10mm。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，随钻杆钻进向前平移。

（2）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。

（3）根据孔口管的倾角和方向，利用钻杆的延伸和吊锤准确确定钻孔的方向，即可固定钻机。钻孔仰角的确定应根据钻孔深度及钻杆强度而定，一般控制1°～3°利用钻机的变角度油缸，参照导向管的倾角确定钻机的倾角，确保钻杆线与开孔角度一致，以达到钻进的导向作用。钻机最大下沉量及左右偏移量为钢管长度的1%左右，并控制在20 cm～30 cm。，

（4）钻机就位前，可先利用M20的沉头螺栓将钻机固定在基台木上，再按确定好的方位角将基台木固定在搭设的井型钻作业平台上，四周用横木支撑，必要时打设地锚。

（5）钻机开孔时钻速不易过快，钻深20cm后转入正常钻速。钻孔达到深度要求后，按要求拆卸钻杆，钻机退回原位。

（6）换钻杆时，应注意检查钻杆是否弯曲，有无损伤，中心喷水孔是否顺畅等，不符合要求的应及时更换以确保正常作业。

（7）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。

（8）引导孔直径应比管棚大15～20mm，孔深要大于管长0.5m以上。

（9）钻进过程中确保动力器、扶正器、合金钻头按同心圆钻进。

（10）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的参考资料，指导洞身开挖。

3.3..4、清孔验孔

（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。

（2）用高压风从孔底向孔口清理钻渣。

（3）用经纬仪、测斜仪等检测孔深、倾角、外插角。

3.3.5、管棚加工

（1）钢管在专用的管床上进行加工，导管四周钻设孔径10mm的注浆孔，孔间距15～20cm，呈梅花型布置。管头焊成圆锥形，便于入孔。

（2）采用Z525-2A型台式多用钻床对φ48×3.25mm的管棚进行加工，根据管棚的长度，来确定下料长度。该部位的管棚施工，结合现场地质情况，设计管棚长度有3m、6m两种型式；钢管上每隔10cm~20cm交错钻直径为10mm的注浆孔；施工时先下奇数管孔；每孔第一节端头加工成锥型，长为10cm，最后一节尾部焊φ10mm加强箍。

3.3.6、安装

管棚顶进采用管棚机钻进工艺，即先钻大于管棚直径的引导孔，在人工配合下顶进钢管。施工前应首先做好导墙，导墙长度应大于明暗分界线50cm，按设计位置布孔、并标注，架设管棚钻机，配备电动油压钻机1台，钻孔及推进钢管，钻孔时钻机立轴方向必须准确控制，每钻完一个孔便顶进一根钢管。各钻孔均应做好施工记录。

3.3.7、注浆

（1）安装好有孔钢管、即对孔内注浆，浆液由ZJ-400高速制浆机拌制。

（2）注浆材料为M20水泥浆或水泥砂浆。其中水泥浆水灰比控制在0.5：1.5～1.0：1.5之间，注浆初压力为0.5～1.0MPa，终压力为2.0～2.5MPa；坍方及围岩破碎且富水地段，宜在钢管内应先放置ø20钢筋，再向管内注水泥浆（水灰比为1：1）。

（3）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。

注浆从低向高进行。浆液由稀到浓,一般单管达到设计注浆量作为注浆结束的标准。当注浆压力达到设计终压10分钟后,进浆量仍达不到设计注浆量时,也可结束注浆。

4、施工控制要点及突发事故处理预案

4.1、施工控制要点

（1）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）钻孔外插角1°～2°为宜，工点应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°～3°。施工中应严格控制钻机下沉量及左右偏移量。

（3）严格控制钻孔平面位置，管棚不得侵入排水洞开挖线内，相邻的钢管不得相撞和立交。

（4）经常量测孔的斜度，发现误差超限必须及时纠正，至终孔仍超限者应封孔，原位重钻。

（5）掌握好开钻与正常钻进的压力和速度，防止断杆。

4.2、突发事故处理预案

（1）钻进中塌孔及缩孔的处理

若发生塌孔、缩孔、成孔困难，无法一次成孔时。可以采用前进式预注浆成孔，初钻出一段后，通过钻杆进行孔内注浆，待注浆液达到一定强度后，继续钻进，以此循环施作，直到达到设计孔深。

（2）掉块卡钻的处理

在钻进过程中若经常发生掉块卡钻事故时，可以采用在异径接头处镶焊硬质合金，一旦卡钻，施工以少量循环水，再将以拉拔回归。

（3）对漏浆及耗灰量过大的处理

若由于岩体破碎，浆液漏失严重，造成耗灰量过大。可以考虑加大水灰比，降低压力，把流量在10升范围内，过一段时间再慢慢提升压力，直到达到设计标准。如上述方法仍达不到效果，在浆液中加入速凝剂，间歇灌浆、灌注砂浆、停灌待凝方法处理。

5、施工设备配置及人员计划

5.1、施工设备配置

根据排水洞施工进度要求及对外公路滑坡治理总进度安排，结合现场施工条件和施工难度，枯木A排水洞管棚施工主要施工设备见表5.1-1。

表5.1-1                             管棚施工设备表

施工人员配置计划见表5.2-1。

表5.2-1                             管棚施工人员配置表

6.1、施工质量控制

（1）钢管的型号、质量和规格等应符合设计和规范要求。

（2）超前管棚与钢架支撑配合使用。

（3）钢管插入孔内的长度不得短于设计长度的95%。

（4）钢管内注浆强度不小于设计和规范要求，管内灌浆密实饱满。

（5）、全体作业人员，严格按照技术交底和施工图纸施工，发现技术指导有误时，及时与技术人员沟通。

（6）、严格按规范施工，杜绝偷工减料，不使用未经检验合格的材料，不违规施工。

（7）、技术人员认真学习国家有关技术和质量法规，弄懂施工规范，验评标准及设计文件，严格审核设计文件和施工图。

（8）、根据工程实际，合理调配资源，确保施工质量，对重、难点工程的质量重点进行控制。

（9）、严格执行“三检制”，保证每道工序质量达到设计要求。

（10）、加强现场质量检查，及时发现问题并提出整改措施，对关键工序要进行旁站监督，并做好有关质量记录。

6.2、施工安全控制

（1）建立完善的施工安全保证体系，加强施工作业中的安全检查，确保作业标准化、规范化。

（2）为保证施工安全，现场要求专人统一指挥，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。

（3）施工区域应设置警示标志，严禁非工作人员出入。

（4）施工中应对机械设备进行定期检查、养护、维修。

（5）坚持安全教育，加强全员安全意识教育。

（6）严格按设计及施工规范要求进行施工，认真执行相关的施工安全规程

（7）加强对围岩进行动态监控量测，实行信息化管理，科学地组织施工；

（8）拆卸钻杆时，要统一指挥、明确联络信号，板钳卡钻方向应正确，防止管钳及扳手打伤人；

（9）钢管内注浆时，操作人员应戴口罩、防护眼镜和胶手套；

（10）氧气瓶与乙炔瓶隔离存放，并满足5米安全距离的要求，严格保证氧气瓶不沾染油脂。

（11）施工现场使用的手持照明灯使用36V的安全电压。

（12）室内配电柜、配电箱前要有绝缘垫，并安装漏电保护装置。

（13）施工现场的临时用电严格按照《施工现场临时用电安全技术规范》的有关规范规定执行。

（14）严格按作业指导书进行施工，提前作好安全技术交底。

（15）注浆施工时由技术人员统一指挥，各就其位，并严格执行注浆管理程序。注浆结束后需对注浆设备进行认真清洗，设备退出现场后及时保养。全面保证注浆作业安全、工程环境安全和设备人员安全。

目录

1、工程概况    1

1.1、工程简介    1

1.2、主要工程量    1

1.3、编制依据    1

2、施工准备及要求    2

2.1、内业准备    2

2.2、外业准备    2

2.2.1、施工道路布置    2

2.2.2、施工供风、水、电布置    2

2.2.3、渣场布置    2

2.2.4、施工机械修理厂    2

2.2.5、施工照明    3

2.2.6、施工通讯    3

2.3、技术要求    3

2.4、材料要求    3

3、施工程序及工艺流程    3

3.1、施工程序    3

3.2、工艺流程    4

3.3、施工方法    4

3.3.1、架设导向拱    4

3.3.2、搭设作业平台    5

3.3.3、钻孔    5

3.3..4、清孔验孔    6

3.3.5、管棚加工    6

3.3.6、安装    6

3.3.7、注浆    6

4、施工控制要点及突发事故处理预案    7

4.1、施工控制要点    7

4.2、突发事故处理预案    7

5、施工设备配置及人员计划    8

5.1、施工设备配置    8

5.2、施工人员配置    8

6、施工质量与安全控制措施    9

6.1、施工质量控制    9

6.2、施工安全控制    9

金沙江鲁地拉水电站

对外公路沿线库岸滑坡治理工程

合同编号：LDL2010/069（T）

枯木A排水洞管棚施工技术方案

批 准：　　　　　　

审 定：　　　　　　

审 查：　　　　　　

校 核：　　　　　　

编 制：　          　　

 中国水利水电第八工程局有限公司鲁地拉砂石施工局

2011年7月8日