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樊家山隧道右线进口大管棚施工方案一、工程概况樊家山隧道位于武都马街镇西侧山体上，该隧道设计为分离式岩质隧道。该隧道划分为两个施工标段，前半段属于CW16合同段，后半段属于CW17合同段。CW16合同段右线进口里程桩号为YK79+874，终点里程桩号为YK81+760，隧道洞长1886m。右线进口平面线型为半径R=1160的圆曲线，洞身为直线。右线设计坡坡度-2.0—-2.36%二、大管棚的作用大管棚采用钢管作纵向预支撑，与环向支撑钢拱架形成刚度较大的整体，对围岩变形的限制能力较强，且能提前承受早期围岩压力。因此管棚主要适用于围岩压力来得快来得大，对围岩变形及地表下沉有较严格限制要求的软弱破碎围岩隧道工程中，如有土砂质地层、强膨胀性地层、强流变性地层、裂隙发育的岩体、断层破碎带、浅埋有显著偏压等围岩的隧道中。从马街隧道进口地质情况来看，采用大管棚加强超前支护，对隧道安全进洞施工起着重要作用。三、大管棚的施工方法大管棚施工步骤根据设计要求可分为:施做套拱,套拱混凝土,管棚加工,施工放样,钻孔,顶管,堵漏封管,注浆等工序来进行施工。3.1施做套拱⑴混凝土套拱作为长管棚的导向墙，在开挖廓线以外拱部120°范围内施作，断面尺寸为2.0(长)*0.6(厚)m，里程为YK79+875-YK79+877,套拱内支立3榀Ⅰ20a钢拱架,钢拱架间距75cm,套拱内弧半径为6.08米,外弧半径为6.68米,钢拱架上部焊接φ127孔口管,孔口管壁厚4mm,间距40cm,共计35个,套拱长度为明洞拱脚处,基础须落在稳定基岩上,保证其基础的稳定。⑵孔口管作为管棚的导向管，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。用全站仪以坐标法在工字钢架上定出其平面位置；用水准尺配合坡度板设定孔口管的倾角；用前后差距法设定孔口管的外插角。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。3.2套拱混凝土浇筑套拱混凝土前,应确保其套拱模板支立的牢固,报监理工程师检验合格后方可浇筑。浇筑采用集中混凝土拌制,混凝土标号为C25,砼从拱脚两侧对称灌注，保证套拱两侧灌注高差不超过1m，砼灌注过程中要注意振捣，防止过捣或漏捣现象出现，保证砼密实，表面光滑，无蜂窝麻面。灌注混凝土结束后清理施工现场，砼灌注完成后，按规范要求进行养生。混凝土强度满足要求方可钻孔施工。3.3大管棚的加工大管棚的加工需要电焊机、钢筋切割机，钻孔设备，其设备型号、功率以满足施工需要为准。大管棚各项技术参数要视围岩地质条件和施工条件而定，樊家山隧道进口管棚长度为20m，管径为89㎜，壁厚为6mm，管壁上按15㎝间距交错设置注浆孔，孔径为8㎜。钢管的接头应采用丝扣连接,丝扣连接长度不小于15cm。管棚的前端加工成尖锥状，以利导向插入；而尾部3m内不需要钻注浆孔。管棚的接长选用内套厚壁钢管进行焊接。大管棚加工示意图如(1—1)。大管棚大管棚直径钢管焊缝大管棚接头示意图φ8mm注浆孔，孔眼交错布置φ8mm注浆孔大样图单位：厘米大管棚钢管接头示意图φ108注浆大管棚大样图φ89注浆大管棚大样图单位:厘米大管棚加工示意图(1—1)3.4管棚施工放样樊家山隧道进口管棚的施工放样根据设计要求做好套拱的施工放样,首先确定套拱的中线和高程,再在套拱上精确放出大管棚导向管的位置和方向，具体方法选用外插角法。为了保证大管棚不侵入开挖轮廓线以内，顶部的大管棚的导向管应符合隧道的纵向坡度、高度提高5㎝同时还应加大外插角1-2°。导向管长度为1.0m长，一端伸入岩层中，当导向管的位置、高度、角度确定好了以后，应及时与钢架进行焊接以确保其放样符合要求。3.5管棚的钻孔樊家山隧道右线进口管棚管径为89㎜，所选的钻机为12kw的电机。在确定好施工机械后应及时搭建施工平台，及时将钻机就位。钻机就位时应根据导向管的方向和位置调整钻杆的方向，使钻的孔眼符合设计要求，在调整好钻杆后及时进行钻孔施工。钻孔应从上至下对称施工，在施工过程中应注意，钻孔的进度不要过快，应让钻机把钻孔内的钻碴尽量排出来，从而减少钻杆与孔壁的摩擦力，当钻杆达到6m以上时，一般钻杆的摩擦力加大，钻机施工比较困难，此时每前进3m-5m应高压风枪将孔内的虚碴吹尽。3.6管棚顶管施工当孔眼打好一眼，应及时将孔内的虚碴吹尽，然后将加工好的管棚按照顺序将其顶入。在顶入时应逐段接长管棚，打入一节，再接续后一节，樊家山隧道右线进口采用丝扣连接接长管棚；同时为保证管棚受力的均匀性，钢管接头纵向应错开，施工时第一节长短不一，间隔布置，以后的各节长度相同。当一根施工完毕后，进入下一根的施工时，应重新调整钻杆的施工角度按照第一根施工的要求和操着顺序进行循环施工，直至施工完。3.7管棚的堵漏封管樊家山隧道右线进口大管棚顶管施工完毕后,及时进行堵漏和封管。大管棚的封管采用同壁厚或大于壁厚的钢板进行焊接，具体施工方法是，先制作与管棚同样大小的钢板扣在大管棚的端头，再进行严密的焊接，焊缝应饱满，不能有漏焊和假焊的地方，否则注浆时将会漏浆。堵漏封管如图1-2大管棚堵漏封管示意图1—23.8管棚注浆当管棚堵漏封管施工完成后,采用锚固剂相隔4小时就可以进行注浆。大管棚的注浆首先应进行施工准备，检查主要施工机械是否运行正常，大管棚的注浆主要是牛角泵，将运行正常的机械,水泥运至工地。机械就位后，进行浆液的调配.所注的浆液M30水泥砂浆。注浆从下往上对称注入水泥浆,注意速度的控制,先快后慢,多次循环注浆,保证注浆量和压力达到设计和规范要求。注浆口压力的初压为0.5—1.0Mpa,终压为1.5—2.5Mpa。注浆时所有管棚的注浆阀门应全部打开，如果发生串浆或排气孔有浆液排出时将串浆管棚的阀门、排气孔的阀门关住后继续注浆，直至排气孔中有浆液排出和注浆压力达到设计要求后方可停止。第一次注浆和第二次（循环）注浆的间隔时间不能相隔太久，一般为15min以内。四、管棚施工中出现的问题和处理措施4.1管棚加工时容易出现接头处连接不好,不能很好的将两根钢管连接成一个整体。在加工时应将内套厚壁钢管和大管棚丝扣连接好，应严格控制接头质量，在施工顶管过程中大管棚的接施工准备钻孔顶管接管设备准备管材加工材料准备机具准备地质调查注浆设计现场试验制定施工方案配比试验注浆参数喷混凝土封闭掌子面注浆注浆站布置安孔口止浆塞连接止浆管掌子面开挖浆液选择浆液配制注浆效果检查补充注浆合格不合格效果检查测量布孔钻机就位大管棚施工工艺流程图长，也应有相应的控制措施，对连接好的管棚先拔后顶，如果连接好的大管棚拔出来一段时没有变形可进行顶管施工，如果有变形应再进行补焊或者丝扣重紧。4.2大管棚在施工放样时应充分考虑施工误差、钻杆和钻头自重下垂等因素会不会使大管棚侵入开挖轮廓线以内。樊家山隧道进口将顶部大管棚位置提高5㎝，再将所有大管棚外插角在符合线路纵坡后增大1-3°，采用全站仪激光定位，保证开挖过程不侵入二次衬砌。4.3大管棚的顶管施工中容易出现大管棚顶不进的现象，这是因为钻渣未吹尽的原因，将虚渣吹尽后顶管能顺利进行,同时顶管时可以转动大管棚,减少岩体的摩擦力。4.4大管棚的注浆施工中应注意留出气导管,如果没有留出气导管将出现大管棚注浆注不满的现象,这对大管棚的刚度影响较大；即使留有出气导管也应多次循环注浆才能保证。五、安全保证措施5.1建立安全保证体系项目设立安全管理机构,由主管生产的项目经理任组长,工地设专职安全预案,归安质部领导,负责安全管理工作,各生产班组设兼职安全员,协助班组长做好本班组的各项管理活动。5.2安全教育和培训(1)对新进场的工人进行安全生产教育和培训,经考核合格后,方准许其进入操作岗位,对与本工程无关的人员和外来闲散人员现场安全员应劝其离开施工现场。(2)挖掘机、装载机以及各种车辆驾驶等特殊工种的工人,进行专门的安全操作培训,并持证上岗。(3)在采用新工艺、新方法、新设备或调换工作岗位时,对工人进行新操作方法和新工作岗位的安全教育。(4)设立每周一次的安全活动日,在班前班后会上检查安全生产的活动情况,并对职工进行经常性的安全教育和安全宣传活动。