隧道工程管棚施工作业指导书

隧道工程管棚施工作业指导书单位：-1-隧道工程管棚施工作业指导书1.适用范围适用于公司范围内隧道管棚施工。2.施工准备2.1内业技术准备组织现场技术人员对已编制的管棚施工作业指导书认真学习，熟悉相关规范及技术标准，解决有关技术问题。对施工人员进行现场技术交底、岗前技术培训，经考核合格后方可上岗作业。2.2外业准备2.2.1对施工所用原材料取样检验，检测指标必须符合规范要求；检查机具设备、人员配备是否满足施工要求、检查机具设备和风、水、电等管线路，施工人员安全防护用品是否佩戴，钻机就位并试运转。2.2.2按照设计图纸要求将管棚所需钢筋笼提前加工完成。3．技术要求管棚设计参数如下：①管棚规格：热轧无缝钢管，外径89～108mm，壁厚6mm，管径根据具体工程情况设计选用。②管距：管棚环向设置间距应根据地层性质、地层压力、导管设置部位，钻孔机具性能及隧道开挖方法等确定，环向间距一般为30～50cm。③倾角：外插角3°～5°为宜，可根据实际情况作调整。④注浆材料：水泥浆或水泥砂浆；当围岩破碎，地下水发育时，-2-为调凝需要可部分采用水泥-水玻璃双液浆，要求浆液强度等级不小于M10。⑤设置范围：拱部120°～135°范围。⑥管棚每环施做长度以15～35m为宜，钢管分段长度4～6m。建议每环管棚施做最大长度以40m为宜，当需要设置大于40m时，宜设置两组或多组管棚，且前后两组管棚搭接长度不应小于3m。4.施工程序施工程序为：开挖周边放样布孔→管棚钻机就位→钻进、安装管棚体→第一节管棚体安装结束→钻杆退回原位→接长管棚寅继续钻进安装至设计长度→下一根管棚钻进、安装管棚体→所有管棚钻进结束→安放钢筋笼寅注浆→隧道开挖。5.施工要求5.1管棚钻孔5.1.1施工准备（1）对拱部管棚施做范围进行测量开挖周边放样布孔。在开挖轮廓线以外拱部120°～135°范围内施做混凝土护拱作为长管棚的导向墙，导向墙采用C20混凝土浇注，导向墙纵向长度为1m，厚度为0.8m，导向墙内埋设工字钢拱架，工字钢与导向钢管焊成整体，导向钢管应准确安设，导向墙环向长度可根据具体实际情况确定，在作套拱前，土石分台阶开挖，上台阶高度在起拱线附近，以满足工作高度。（2）洞身段施做大管棚时，宜根据钻孔机具性能及开挖方式相应增加钻孔施工作业工作面，一般管棚施做平台至最后一根管棚的高度-3-为1耀1.5m,以保证钻孔施做。（3）导向钢管作为管棚的定位管，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。导向钢管定位应使用全站仪在工字钢架上准确定出其具体位置，水准尺配合坡度板设定导向钢管的倾角，用前后差距法设定导向钢管的外插角。导向钢管应牢固焊接在工字钢上，防止浇筑混凝土时产生位移。5.1.2钻孔平台搭设、钻机就位（1）平台要支撑于稳固的地基上，脚手架连接要牢固、稳定。（2）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。钻机钻杆轴线与定位钢管轴线相重合。5.1.3钻孔（1）钻孔前，按测定好钻孔的范围、平面位置对每个孔进行编号。（2）为了便于安装钢管，钻头直径应大于钢管外径。（3）钻孔由高孔位向低孔位进行，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。（4）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。（5）钻进中经常采用测斜仪量测钢管、钻机的偏斜度，发现偏斜超过设计要求，应及时纠正，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。若至终孔时，偏斜度仍超过设计要求值，应补浆封孔后再原位重钻。（6）在施工钻进过程中认真作好钻进过程的原始记录和绘制孔位-4-布置图，及时对孔口岩屑进行地质判断、描述，以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。（7）在钻机作业时，要严格按照操作规程进行操作，确保作业人员安全，防止触碰机械伤害。5.1.4清孔（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，确保孔内无残留杂物。5.1.5验孔（1）用经纬仪、测斜仪等检测孔深、倾角、外插角。（2）管棚不得侵入隧道开挖线内，相邻的钻孔不得相撞或立交。（3）检查钻孔的间距、深度、直径等，允许偏差为：方向角误差为1毅，孔口间距依50mm，孔深依50mm。5.2管棚安装5.2.1材料准备（1）管棚采用热轧无缝钢管，壁厚不小于6mm，节长为3耀6m，采用丝扣连接。（2）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，孔间距20cm，呈梅花型布置，尾部留不小于100cm的不钻孔止浆段，管头焊成圆锥形，便于入孔。5.2.2管棚顶进（1）验孔合格后应及时安装钢管，下管前应对每个钻孔的的钢管-5-进行配管编号，下管时按照编号分段施工。（2）棚管顶进采用装载机和管棚钻机钻进相结合的工艺，即先钻大于棚管直径的引导孔，然后用装载机在人工配合下顶进钢管。前期靠人工送管，后期借助钻机顶进，直至孔底，达到设计长度。5.2.3管棚连接、搭接（1）钢管连接采用丝扣连接牢固，丝扣长15cm。（2）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。（3）为使钢管接头错开，编号为奇数的第一节钢管采用4m长钢管，编号为偶数的第一节钢管采用6m长钢管，以后每节均采用6m长钢管。（4）单环或终环大管棚尾部5m范围内一般宜设小管棚搭接，纵向两组管棚间的搭接长度视开挖空间大小，掌子面封闭与否确定，搭接长度不小于3m。（5）钢管焊接采用单面帮条焊，焊缝宽度不小于2cm；钢管焊接时，电焊机线路做到“一机一闸、一箱一保护”。5.3管棚注浆5.3.1施工准备（1）施工人员应佩戴好安全帽、手套、水鞋等安全防护用品，拌制浆液的操作人员要戴好护目镜，穿长筒胶鞋。（2）采用高压水对管棚内的杂物进行冲洗，由下至上的顺序进行。（3）为提高钢管的抗弯能力，可在导管内增设钢筋笼，钢筋笼有-6-四根主筋和固定环组成，主筋直径为16耀20mm，固定环采用短管节，将其与主筋焊接，按1m间距设置。（4）安装好有孔钢管、放入钢筋笼后,钢管内插入注浆管和排气管，排气管要插入孔底，对孔口缝隙采用混凝土进行封堵，确保孔口封闭。5.3.2浆液拌制（1）注浆材料：注浆材料为M10/M20水泥浆或水泥砂浆。（2）每盘浆液时间不得少于5min，浆液搅拌要均匀、不得有结块、沉淀，否则应适当延长搅拌时间，待浆液拌匀后，方可注入管棚内。（3）浆液应在现场随伴随用，浆液要具有良好的流动性、可注性。（4）当围岩破碎、地下水发育时，为调凝需要，可部分采用水玻璃双液浆。当采用化学浆液时，应注意防腐、防毒。5.3.3注浆（1）注浆施工应严格按照注浆机操作规程作业，在注浆前充分做好各项准备工作，特别是对机具设备的检修工作，发现问题及时排除，使其处于良好状态。注浆时注浆管口不得对准人体，避免高压浆液对人体伤害，作业过程中还应防止注浆管爆管对施工人员造成伤害。（2）开机注浆前应认真检查注浆管路系统，包括混合器、接头、阀门等，如有破损立即更换，不好用的接头、阀门，不得使用，防止在高压下发生脱扣的危险事故。并且预先在洞外将管路全部接通，进行试压，试压可用清水进行。在试压时，如管路不通或接头有漏水现象，予以排除，保持管路系统各部件完好畅通。-7-（3）注浆顺序按照由低到高、由下往上，交错进行。在注浆过程中，所有拆卸下来的接头、阀门，安排专人及时清洗干净，以备轮换使用。（4）注浆机注浆压力应控制在：初压0.5～1.0MPa，终压2.0MPa，注浆压力一般为1.0～2.0MPa，浆液注满后应持压15min后停止注浆。（5）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。（6）注浆时先灌注“单”号孔，再灌注“双”号孔。（7）当注浆压力泵压力突然升高时，可能发生堵管，应立即停机检查，并及时清洗注浆管路。（8）在注浆时，当发现支护变形或损坏时，应立即停止注浆，采取措施，当出现窜浆时，要及时堵塞窜浆孔。（9）注浆施工中，现场技术人员应认真填写注浆记录，随时分析和改进作业。注浆作业完毕后，认真清洗干净所有的机具设备，特别是搅拌机、注浆管、接头、阀门、贮浆桶等，以备下阶段注浆时使用。（10）在施工过程中应配备专业电工，在电路、电器设备发生故障时及时排除，保障施工顺利进行。6.劳动组织6.1劳动力组织方式：采用架子队管理模式。6.2施工人员应结合制定的施工方案、机械、人员组成、工期要求进行合理配备(见表11)。-8-其中现场负责人、工班长、技术人员、专职安全员由施工企业正式职工担任，并可根据施工现场情况适当配备若干劳务工人。每个作业面人员配备现场负责人1人技术主管1人专职安全员1人工班长2人钻机操作人员3～5人技术、质检、测量及试验人员4～6人管棚加工3人钢管顶进6人注浆机操作人员2人注浆施工人员2人浆液拌制人员3人7.材料要求管棚施工所用原材料应符合设计要求，设计未明确时应符合下述要求。7.1水泥：应优先采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，强度等级不小于32.5MPa，水泥的安定性、凝结时间均应合格，当遇含有较高可溶性硫酸盐的地层或地下水地段，应按侵蚀类型采用相应的抗硫酸盐水泥。7.2细骨料应采用坚硬、耐久、天然洁净的河砂，细度模数应小于2.0，含水率宜控制在5%～7%。含泥量不应大于3%，泥块含量不应大于1%。-9-7.3钢管：钢管外径为89～108mm，壁厚6mm，钢管进场检验力学性能指标应符合热轧无缝钢管的技术标准要求。7.4拌合用水：水质应符合工程用水的有关标准，水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质。不应使用污水、海水、PH值小于4的酸性水，一般应采用饮用水。8.设备机具配置管棚施工机械设备配置分为两大部分，即水泥砂浆搅拌站和现场管棚钻进、安装、注浆施工工序所用机械设备。主要施工机械设备配置管棚钻机1～2台空压机2台注浆机1个ZJ-400高速制浆机1台BX1-400型交流弧焊机2台切割机1台9.质量控制及检验9.1质量控制9.1.1管棚所用钢管进场必须按批次抽取进行力学性能试验（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《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》（铁建设[2005]160号）规范要求。9.1.2浆液、C20导向墙混凝土配合比必须经试验调配并经审批后方可使用，浆液及C20混凝土配比所用原材料质量检验结果应符合-10-《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》（铁建设[2005]160号）、《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》（铁建设[2005]160号）的规范要求。9.1.3在钻孔过程中应经常量测孔的偏斜度，发现误差超限及时纠正，掌握好开钻与正常钻进的压力和速度，防止断杆。9.1.4管棚搭接长度必须符合设计要求，搭接长度为3～5m。9.1.5相邻钢管接头要前后错开，且至少错开1m，同一断面内的接头数不得大于50%。9.1.6注浆顺序应遵循“从低到高、从下往上”的施工顺序。9.1.7注浆压力：注浆压力一般为1.0～2.0MPa，初压0.5～1.0MPa，终压2.0MPa，浆液注满后应持压15min再停止注浆。9.2质量检查9.2.1管棚钻孔允许偏差：（1）方向角：1°；（2）孔口距：±50mm；（3）孔深：±50mm。9.2.2注浆现场应随机制取2组浆液试件，待达到28天龄期后进行抗折、抗压强度试验。9.2.3管棚所用钢管的品种、规格、搭接长度、钢管节长应现场采用钢尺检查，必须符合设计要求。9.2.4在钢管顶进接长时，应根据每节钢管编号分段施工，按照编号顺序逐节接长。-11-9.2.5注浆过程中现场测定浆体的流动度、比重及凝结时间，应满足配合比设计要求。9.2.6按现场施工实际情况认真填写注浆记录，对照注浆记录情况分析、改进注浆施工作业。10.安全及环保要求10.1安全要求10.1.1施工现场应有专人统一指挥，并设一名专职安全员负责现场的安全工作