大管棚施工
目 录
1. 适用范围....................................................................................................................................... 1 2. 作业准备....................................................................................................................................... 1
2.1内业技术准备 . ................................................................................................................... 1 2.2外业技术准备 . ................................................................................................................... 1 3. 技术要求 . .................................................................................................................................... 1 4. 施工程序与工艺流程 . .................................................................................................................. 2
4.1施工程序 . ........................................................................................................................... 2 4.2工艺流程 . ........................................................................................................................... 3 5. 施工要求....................................................................................................................................... 3
5.1施工准备 . ........................................................................................................................... 3 5.2施工工艺 . ........................................................................................................................... 3
5.2.1架设导向拱 . ........................................................................................................... 3 5.2.3钻孔 . ....................................................................................................................... 4 5.2.4清孔验孔 . ............................................................................................................... 5 5.2.5管棚加工 . ............................................................................................................... 5 5.2.6安装 . ....................................................................................................................... 6 5.2.7注浆 . ....................................................................................................................... 6 5.3施工突发事故及处理预案 . ............................................................................................... 7 6. 劳动组织....................................................................................................................................... 8
6.1劳动力组织 . ....................................................................................................................... 8 6.2施工人员安排 . ................................................................................................................... 8 7. 材料要求....................................................................................................................................... 8 8. 设备机具配置 . .............................................................................................................................. 9 9. 质量控制及检验 . .......................................................................................................................... 9
9.1质量控制 . ........................................................................................................................... 9 9.2质量检验 . ......................................................................................................................... 10 10. 安全环保要求 . .......................................................................................................................... 12
10.1安全要求 . ....................................................................................................................... 12 10.2环保要求 . ....................................................................................................................... 13
大管棚施工作业指导书
1. 适用范围
适用于新建铁路沪昆客运专线CKGZTJ-11标段大茶山隧道、刘家庄隧道处于Ⅴ级围岩以上浅埋、软弱围岩隧道洞口超前支护及极破碎的地层、塌方体、岩锥等地段。
2. 作业准备
2.1内业技术准备
作业指导书编制完成后,应在开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。制定施工安全保证措施,提出应急预案。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外业技术准备
管棚钢管、钢架、导向管、注浆材料等施工材料的采购,钻孔、注浆等设备的选用与采购。材料的试验,配合比的设计。施工场地的平整,风、水、电的设置。测量放样以及其他辅助措施的准备。
3. 技术要求
3.1检查开挖的断面中线及高程,开挖轮廓线应符合设计要求。 3.2钢架安装垂直度允许误差为±2。,中线及高程允许误差为±5cm 。 3.3在钢架上沿纵向钻设孔,其外插角以不侵入隧道开挖轮廓线越小越好,孔深不宜小于10m ,一般为10-45m 。孔径比管棚钢管直径大20-30mm 。钻孔环向中心间距视管棚用途确定,一般为30-50cm 。钻孔顺序由高孔位向低孔位进行。
3.4为保证开挖后管棚钢管仍有足够的超前长度,纵向两组管棚搭接长度应大于3.0m 。
3.5管棚钢管宜为热轧无缝钢管,并分段安装,钢管外径宜为108mm ,每段长度宜为4-6m ,两段之间用v 型对焊或丝扣连接,丝扣长度不应小于15cm ,且同截面接头数量不应大于50%。
3.6当须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,封堵塞应预留进浆孔及排气孔,当排气口流浆后,方可停止注浆。
3.7满足设计文件及隧道规范的其他技术要求。
4. 施工程序与工艺流程
4.1施工程序
施工准备(场地平整、施工平台搭设)—测量放样—钻机就位(校正角度)—上钻具及套管—钻进—退钻杆及钻具—管棚加工及安装—封闭管尾—注浆施工
4.2工艺流程
管棚施工工序流程图
5. 施工要求
5.1施工准备
管棚施工前应先对管棚施工方法,施工技术进行详细的了解。
5.2施工工艺
5.2.1
架设导向拱
(1)测量班根据隧道纵断面设计线、隧道洞轴线及明暗洞开挖
轮廓线;施工队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;为了便于导向拱及钻机安装就位,垫设施工平台时可在洞口预留长6米的核心土,顶面宽度6米,核心土高度控制在管棚顶以下1米处;在紧靠核心土四周挖设排水沟,将掌子面的水从中间排出。
(2)测量班检测开挖断面合格后,放出洞口钢拱架的具体位置、里程、高度,并布置好桩点做好交底。
(3)施工对根据测量交底及现场桩点,安装洞口工字钢拱架,间距为符合设计要求,焊接牢固,用锁脚锚杆锁定锚固。用全站仪或经纬仪、水准仪将长1米的φ150×6mm 导向管按照1-3。的外插角精确定位,并用Φ22钢筋于钢拱架牢固焊接为一整体。 5.2.3钻孔
(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)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。
(3)根据孔口管的倾角和方向,利用钻杆的延伸和吊垂准确确定钻孔的方向,即可固定钻机。钻孔倾角的确定应视钻孔深度及钻杆的强度而定,一般控制在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20cm-30cm 。
(4)钻机开孔时钻速不宜过高,钻进20cm 后转入正常钻速。第一节钻杆钻入岩层尾部剩余20cm-30cm 时钻进停止,用两把管钳人工卡紧钻杆,钻机低速反转,托开钻杆,钻机沿导轨退回原位,人工装入第二节钻杆。钻孔达到设计深度后,按照同样的方法拆卸钻杆,钻机退回原位。
(5)换钻杆时应检查钻杆是否弯曲,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。
(6)钻进过程中应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。
(7)认真做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。 5.2.4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,防止堵孔塌孔。
(2)用高压风从孔底向孔口清理钻渣。
(3)用全站仪、测斜仪等检测孔深、倾角、外插角。 5.2.5管棚加工
(1)管棚采用φ108×6mm 热轧无缝钢管制成,在专用的管床上
加工好丝扣,管壁四周钻设孔径10-16mm 注浆孔(尾部留不小于1m 的不钻孔的止浆段),孔间距15cm-20cm ,呈梅花型布置。管头焊成圆锥型(长度为10cm ),便于入孔,最后一节尾部焊φ10加强箍。
(2)为方便施工,将钢管进行分段加工,根据管棚长度确定下料长度,一般控制在3米或6米。丝扣长度15cm ,为2mm 的螺旋方丝。钢管一端为内丝,另一端为外丝,丝扣加工端正,不得偏位。 5.2.6安装
(1)管棚安装采用管棚机顶进方法,必要时可采用人工配合装载机顶进,每钻完一孔便顶进一根钢管,各钻孔及安装钢管均应做好施工记录。
(2)接头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量不得大于50%,且错开距离应大于1m 。 5.2.7注浆
(1)管棚安装完成后,插入钢筋笼,用钢板将管口封堵并预留φ40进浆孔并设止浆阀,然后对孔内进行注浆,浆液用专用制浆机拌制。
(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,注浆终压力一般为0.6-1.0MP 。注浆结束后用M30水泥砂浆填充,形成钢管混凝土。
(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空隙充填饱满。
(4)注浆时应先灌注“单”号孔,再灌注“双”号孔。 (5)注浆应从低向高进行,浆液由稀到浓,一般以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,可结束注浆。
5.3施工突发事故及处理预案
(1)钻进中塌孔及缩孔的处理
若发生塌孔及缩孔成孔十分困难,无法一次成孔。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,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,能够较好地解决此问题。
(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,可以考虑加浓水灰比,降低压力,把流量限制在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。
6. 劳动组织
6.1劳动力组织
采用架子队管理模式,由于管棚施工工序多,工种杂,技术性强,
要求技术人员具有各方面独立操作能力,又能处理管棚施工中的一般故障,管棚施工的质量很大程度取决于钻孔和注浆的质量。 6.2施工人员安排
7. 材料要求
水泥:采用P.O42.5普通硅酸盐水泥 水玻璃:模数2.4,浓度35波美度
钢花管规格:采用φ108mm ,壁厚6mm 热轧无缝钢花管,出浆孔
直径为15mm ,梅花型布置,间距15cm ×15cm 原材料应符合设计及技术规范要求
8. 设备机具配置
9. 质量控制及检验
9.1质量控制
9.1.1钢管的型号、质量和规格等应符合设计和规范要求。
9.1.2超前管棚与钢架支撑配合使用时,应于钢架焊接牢固。
9.1.3钢管插入孔内的长度不得小于设计的95%。
9.1.4钢管内注浆强度不小于设计和规范要求,管内注浆密实饱满。
9.2质量检验
9.2.1参考质量验收规范
《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》
9.2.2分项验收标准
(1)主控项目
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,及质量必须符合国家有关规定及技术要求。
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;监理单位按施工单位抽检的20%进行见证取样检测或按施工单位抽检的10%进行平行检验,至少一次。
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;监理单位检测全部质量证明文件和试验报告,并进行见证取样
检测或平行试验。
②管棚所用钢管的品种和规格必须符合设计要求。
检验数量:施工单位、监理单位全部检查。
检验方法:观察,钢尺检查。
③注浆浆液的配合比应符合设计要求。
检验数量:施工单位、监理单位全部检查。
检验方法:施工单位进行配合比选定试验;监理单位检查配合比选定单,并进行见证试验。
④注浆压力应符合设计要求,注浆浆液应充满钢管及周围的空隙。 检验数量:施工单位全部检查;监理单位施工单位抽检数量的20%进行见证检查。
检验方法:施工单位检查施工记录的注浆量和注浆压力,观察;监理单位见证检查。
(2)一般项目
管棚钻孔的允许偏差应符合下表规定:
检验数量:施工单位全部检查。
检验方法:仪器测量、尺量。
10. 安全环保要求
10.1安全要求
10.1.1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。
10.1.2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。 10.1.3施工区域应设置警示标志,严禁非工作人员出入。 10.1.4施工中应对机械设备进行定期检查、养护、维修。 10.1.5坚持安全教育,加强安全员安全意识教育。
10.1.6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。
10.1.7加强对围岩进行动态监控量测,实行信息化管理,科学
的组织施工。
10.1.8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,防止板钳打伤人。
10.1.9钢管内注浆时,操作人员应戴口罩、眼镜和胶手套。
10.1.10氧气瓶和乙炔瓶隔离存放,严格保证氧气瓶不沾染油脂,
乙炔发生器有防止回火的安全装置。
10.1.11施工现场使用的手持照明灯使用36V 安全电压。
10.1.12室内配电柜、配电箱前要有绝缘垫,并安装漏电保护装
置。
10.1.13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。
10.1.14严格按照作业指导书进行施工,提前做好安全技术交底。 10.1.15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。
10.2环保要求
10.2.1成立施工环境卫生保证管理机构,在工程施工过程中严
格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规和规章。 10.2.2对各类施工机械和机具采取定人定点控制,对操作人员
进行安全环保教育。
10.2.3对特种作业人员采取持证上岗,并对作业人员配有相关
的防护。对可能出现的粉尘采取喷雾降尘的方法。
10.2.4隧道内保持良好的通风排气效果,禁止使用排气量超标
的工程车辆。
10.2.5设立专业的排浆沟、集浆坑,对废浆、污水进行集中沉
淀处理后,再进行排放至指定位置。认真做好无害化处理,从根本上防止施工废浆乱流。
10.2.6将施工场地和作业限制在工程建设允许的范围内,合理
布置,规范围挡、围护,做到各种标牌清楚、齐全,标识醒目,施工场地整洁文明。
10.2.7采用先进的环保施工机械,采取设立隔音墙,隔音罩等
消音措施降低施工噪音。