隧道大管棚施工方案

大管棚施工方案

一、工程概况

   陶家夼隧道全长1440米，陶家夼隧道进口里程为YK7+470，出口里程为YK8+910。进口明暗交界里程为YK7+490，出口明暗交界里程为YK8+0。

二、主要机械设备配置

挖掘机、管棚钻机、自卸汽车、凿岩机、潜孔钻、湿喷机、湿喷料车、强制式搅拌机、高压注浆机、电焊机、柴油发电机组、变压器。

三、导向墙施工方法

  1、导向墙设计参数

   ⑴导向墙由立拱架和模板灌注C30混凝土形成，截面尺寸为2m×0.7m，为保证长管棚施工精度，导向墙内设4榀I20b工字钢，钢架外设Ф133壁厚5mm导向钢管，管长2米，外插角1º～3°，环向间距0.4米，共45根，钢管与钢架焊接。钢架各单元由连接板焊接成型，单元间由螺栓连接。

   ⑵ 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测量放样。如下图：

2、底层工字钢拼装

1）底层工字钢采用型号I20b，管棚导拱内设4榀型钢钢架，钢架参照Ⅴ级加强围岩钢架进行加工，两层钢架间以φ22纵向筋焊接连接，环向筋间距1m。

2）底层工字钢加工尺寸应根据洞口导向墙标高和预留沉降量等方面进行制作。

3、底层模板安装

1）底模板采用5cm的木模板。木模板均采用段模板。其长度不小于220cm，宽度为30cm。铺木板时要逐一用水平尺校验，确保高差不大于5cm，否则在底模钢轨上焊钢板调整。底模安装外侧铁丝箍实，并铺一层三合板保证外观质量。侧模安装要保证垂直，牢固，禁止出现松动，其内也要放三合板。

2）导向墙底模安装示意图和效果图如下：

4、墙内工字钢拼装

1）在底模钢架每隔2m距离焊高33cm的支架，具体尺寸见下图，支架材料为Φ22螺纹钢。最后定位预埋钢架（I20b工字钢）。

2）墙内工字钢安装之前应进行试拼，安装完成后应检查其位置、和垂直度。

5、导向管安装

1）导向管采用Φ133*5mm，2m长的热轧无缝钢管，布管的环向间距40cm，共45根。

2）布管的时候注意预留仰角，要做到仰角1-3度，钢管是用Φ16的钢筋焊接在工字钢上，钢筋长度75cm。预埋导向管效果图如下：

6、侧模安装

1）侧模采用15mm竹胶板，根据现场情况裁剪出合适尺寸，保证导向墙厚度。

2）采用拉结钢筋进行加固，拉结钢筋端头直接锚在仰坡面之上。

3）侧模安装要求在同一竖直面之上。

7、顶面模板安装

1）导向墙顶面模板同底模模板一样，采用5cm厚的木板。

2）模板端头与仰坡面紧密相连，模板直接应连接紧密。

3）顶层模板安装过程中应注意预留浇筑孔道。

4）模板安装完成效果图如右侧

8、混凝土浇筑及养护

1）混凝土标号根据设计图纸要求进行控制。

2）混凝土浇筑过程中应注意左右两侧对称浇筑，左右高差一般不能超过1m。

3）浇筑到预留孔处时，及时对孔进行封堵。

4）浇筑过程要循序渐进，浇筑速度要进行严格控制，防止出现爆模等意外情况。

5）根据实际情况而定，拱脚两侧基础可以提前进行浇筑，也可以同步浇筑。

6）导向墙是外露的面子工程，在拆模过程中应把握好时机，保证混凝土不缺棱掉角。

7）拆模后发现有瑕疵的混凝土面要及时进行装修、修补。

8）混凝土养生按照要求及时进行覆盖养生，确保混凝土强度。

9、导向墙施工质量检验要求

1）混凝土

砼拌和均匀，颜色一致，不得有离析、泌水现象。砼拌和物的塌落度，应在拌和地及浇注地分别检测。

混凝土强度：不小于设计强度。

混凝土厚度：不小于设计厚度。

表面平整度：2mm。

2）基底承载力：不小于300KPa。

3）工字钢：工字钢使用前应先除锈，严格按图纸尺寸加工，保证连接和焊接质量。

4）模板制作允许偏差：

外形尺寸：长和高0， -1mm。肋高±0.5mm。

面板端偏斜≤0.5mm。

孔眼位置±0.3mm。

5）模板安装允许偏差：

纵轴的平面位置：30 mm。

模板标高±10mm。

预留孔洞中心线位置10mm。

模板表面平整度：5mm。

模板相邻两板表面高低差：2mm。

10、安全、环水保及文明施工要求

⑴加强全员安全意识教育。

⑵所有进入现场施工人员必须佩带安全帽，非施工人员严禁进入施工场地。

⑶导向墙施工前，必须清除拱顶及边仰坡面的危石、杂物等，以防止滚落伤人。

⑷施工期间应遵守隧道施工技术安全规则。

⑸施工地段应按规定加强监控量测，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。

⑹在临近居民区进行作业时，噪音标准应达到国家规定要求。

⑺尽量避开居民休息时间进行施工，如确实需要夜间施工的，应在施工前，先做好各方面的协调工作。

四、大管棚施工方法

1、大管棚设计参数：

A.管棚规格：外径108mm，壁厚6mm；

B.管棚间距：环向间距40cm；

C.导向钢管倾角：外插角1°～3°为宜，可根据实际情况作调整；

d.注浆材料：1:1水泥浆，管棚充填采用M30水泥砂浆。

e.设置范围：隧道120°范围；

f.长度：45根*32m。 

g.连接方法：采用内丝扣15cm套管连接。

  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，钻孔由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、钻孔方法

⑴为了便于安装钢管，在导向墙导向管孔上方使用红色喷漆从左到右进行编号，（1、2、3…………45），钻头直径采用Φ130mm,钻孔时应跳开分“单”号孔，“双”号孔。（单号孔即为1、3、5…………45）（双号孔即为2、4、6…………44）

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2m。加工及安装情况如下：

单号加工及安装情况：4+6+4+6+4+6+2=32m。

双号加工及安装情况：6+4+6+4+6+4+2=32m。

⑵钢管在专用的管床上加工好15cm丝扣，导管四周钻设孔径12mm注浆孔(靠孔口3m处的棚管不钻孔)，孔间距10cm，呈梅花型布置。管头焊成圆锥形，便于入孔。

⑶棚管顶进采用挖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(Φ133 mm)，然后用挖机在人工配合下顶进钢管。

⑷钢筋笼制作采用Φ20主筋，固定环采用Φ42*4mm钢管，间距为150cm布置，（附图）钢筋笼中钢筋长度不够时采用搭接电焊，长度应为10d即20cm。

 6、注浆

⑴安装好有孔钢花管，浆液由ZJ-400高速制浆机拌制。

⑵注浆材料：注浆材料为水泥浆和30号水泥砂浆充填。

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，为增强钢管刚度，注浆完成后管内应以30号水泥砂浆充填。

  7、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。

⑵钻孔外插角1°～3°以为宜，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°～1.5°。施工中应严格控制钻机下沉量及左右偏移量。

⑶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。

⑷经常量测孔的斜度，发现误差超限及时纠正，至终孔仍超限者应封孔，原位重钻。

⑸掌握好开钻与正常钻进的压力和速度，防止断杆。

五、注意事项

大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，搭设管棚施工工作室，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。

在施作大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。