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1郴宁高速公路第八合同段羊角脑隧道大管棚施工方案中铁十三局郴宁项目经理部（2008年12月1日）一、工程概况郴宁高速08标羊角脑隧道进洞口段地势低缓，所处围岩自稳能力差，层间裂隙发育，处于碎石土及全风化砂岩段落。雨水季节上部会有地表水渗漏。残坡积层厚度大，土体中孤石及风化残留体普遍发育，软弱不均，土体结构性强，易受扰动破坏。针对洞口地质条件较差，且为S5a（浅埋ⅴ类围岩），相对埋置深度较浅，不易成洞，设计要求施工时首先施工大管棚，以保证成洞面开挖的稳定和安全。设计时在S5a类围岩段落设计有大管棚，长度分别为左线进口40m（ZK151+170~210）；右线进口35m（YK151+160~195）；左线出口30m（ZK154+035~065）；右线出口24m（YK153+981~YK154+005）。二、管棚施工参数：1、钢管规格：热轧无缝钢管Ф108mm，壁厚6mm，节长3m，6m2、管距：环向间距50cm。3、倾角：仰角20（不包括路线纵坡），方向：与路线中线平行。4、钢管施工误差：径向不大于20cm,隧道纵向同一横断面内的接头数不大于50%，相邻钢管的接头至少需错开1米。5、管棚连接：采用丝扣连接。三、施工准备：21、利用隧道洞口的现有场地、已实现了“三通一平”即水通、电通、风通、场地平整。2、洞口仰坡开挖已完成，锚喷防护与管棚同时平行施工。四、施工工期：进出口整体工期2008年11月22日～2008年12月31日。五、施工方法及顺序1、管棚施工采取台阶开挖的方法。在开挖时，距离拱顶先下挖1.5米高度，做出平台，然后施工拱部范围的管棚。拱部管棚施工钻孔时注意钻孔方向的控制，拱顶范围钢花管以隧道中心线为基础上仰20，左侧钢花管向管外插1.50，右侧钢花管向管外插1.50，用全站仪测定中线，水准仪配合垂球吊线的方法测定仰角，准确定位。拱部施工结束再继续下挖2米，进行两侧管棚施工，直至结束。2、根据地质条件和施工条件，一个洞口采用一台钻机进行作业，施工顺序从拱顶开始，两侧对称进行施工，钻孔时钻机距工作面距离一般情况下不少于2m，同时钻孔以风动潜孔冲击钻进法为主，辅以合金管钻。开钻时，先低速低压，等成孔几米后，再加速加压。钻进过程中，必须沿钻机定位后定下来的基线钻孔，随时检查钻孔方向的准确度，根据地质情况的变化，选择不同的钻头，当遇坚硬孤石不能钻进时，采用冲击钻头，把岩石击碎，为普通稍软岩石或土质时，采用合金管钻进行钻进。钻进过程中岩土对管壁的阻力较大，前段开孔采用φ130mm钻头，以便于钢管容易顶入，钻进过程遇特殊复杂地层，如不能钻进或难以成孔时，采用预注浆加固钻进成孔。钻孔参数：3a、钻孔直径：130mm（比钢管直径大22mm）b、钻孔平面误差：不大于20cm钻孔时的孔斜测定措施：a、扶正器扶正钻具b、水准仪根据高差调整角度。c、岩心管扫孔检查控制，发现孔斜超过允许范围，则停止钻孔，进行注水泥浆充填，凝固后重新钻孔。3、按设计位置施工，先打有孔钢花管，环向间距100cm，注浆后在每两根有孔钢花管中间再打无孔钢花管，无孔钢花管作为检查管，检查注浆质量，钻机立轴方向必须准确控制，以保证孔口的孔向正确，每钻完一孔，便顶进一根钢管，钻进中应经常采用测斜仪量测钢管钻进的偏斜度，发现偏斜度超过设计要求，及时纠正。4、扫孔用φ108mm岩芯管进行扫孔，目的是清除孔内岩碴和顺通孔道。岩芯管长度不小于3m为宜，长度稍长更好。如遇下管困难，连续扫孔几次，同时借助高压空气吹洗，直到孔内清扫干净。5、下管：φ108mm钢管管壁打孔，布孔以梅花型布置，孔径为10～18mm，孔间距为20～25cm，导管尾部留不钻孔的止浆段，最终钢管外侧预留长度应大于2米，满足套拱施工要求。为使钢管接头错开，加工钢管时将钢管进行钢节编号，根据加工的钢管节搭配好并做好记录待用。下管时，当孔壁不易坍塌时，采用直接撞击法将导管撞击至设计位置，当孔壁容易坍塌时，用导管与钻头同时钻进的方法。钢管接头采用丝扣连接，丝扣长15cm，为使钢管接头错开，编号为奇数的第一节管采用3m管，编号为偶4数的第一节管采用6m钢管，以后每节均采用6m长钢管。如钢管顶进遇到故障，顶不进时，查清原因，必要时重新扫孔后再将钢管顶进。钻进过程中地质情况判断：根据钻孔的速度，岩土取芯，司钻压力等情况判断此钻孔管段地质情况，并及时作好施工记录，根据记录数据绘制地质剖面图和展开图，为开挖施工提供参考。6、注浆：管棚按设计位置施工，根据实际施工地质条件，采用一次全钻孔注浆，当岩石破碎．裂隙发育时将采用前进式注浆，即钻孔一段注浆一段，清孔钻进后再注浆，一直循环至注浆终孔。在岩石裂隙不够发育，岩层稍好时采用后退式注浆，即一次钻孔到注浆孔终深，再从孔底利用止浆塞分段压浆后退至孔口。注浆后再打无孔钢花管，无孔钢花管可以作为检查管，检查注浆质量。管棚注浆达到浆液扩散半径不小于0.5m，根据岩石情况选定注浆方式，注浆采用水泥---水玻璃浆液，水泥浆与水玻璃体积比1：0.5，水泥浆水灰比1：1，水玻璃浓度35波美度，模数：2.4注浆压力：初压0.5—1MPa，终压2MPa。注浆时要求：（1）注浆前将管棚钢管口用2mm钢板做出6cm变径口，与管棚钢管口焊接，6cm变径口焊接堵浆塞与注浆管丝扣连接。（2）在钢花管中沿管壁安设φ15mm的塑料硬管至孔底，在管口（外端）处与堵浆塞排气孔相连接，作为排气孔（安设注浆阀门）。（3）注浆采用从孔口一次注入，为使管内浆液饱满密实，注浆时等排气孔有浆液流出，进行终压注浆，直至达到设计注浆压力或设计注浆量时终止。后闭其阀门。5（4）注浆前先进行注浆现场试验，争取通过试验按实际情况确定，以利施工注浆结束后及时清除管内浆液，并用M30水泥砂浆紧密充填，增强管棚的刚度和强度。7、套拱施工待管棚注浆结束后进行套拱施工，用三榀I18型钢制作而成的钢拱架作为模架，支撑稳固后，于模架外侧安设模板，按设计布筋，保证布筋准确，然后进行套拱砼的施工。8、施工过程技术措施：（1）在钻孔过程中用测斜仪测定量测钢管钻进的偏斜度，发现偏斜超过设计要求，及时纠正。（2）在钻进过程中注意控制水量不过分冲刷孔壁；应能形成泥浆护壁。（3）管棚注浆时注意调试好浆液的配合比，控制注浆压力和注浆量，以达到设计注浆效果。（4）配制水泥-水玻璃浆液时，严防水泥包装纸及其它杂物混入。拌好的浆液在进入贮浆槽及注浆泵之前，对浆液进行过滤，未经过滤网过滤的浆液不允许进入泵内。（5）配制的浆液在规定的时间内注完。六、主要机具设备：名称规格或型号单位数量功能作用电动钻机XY-28-300套2钻孔液压泵钻30KW台2提供钻机动力注浆泵BW-250/50台1注浆6浆液搅拌机7.5KW台1搅制浆液七、主要材料计划（4个洞口）材料名称单位数量功能作用φ108×6mm有孔钢花管kg2740φ108×6mm无孔钢花管kg2740丝扣φ108×6mm钢管kg1883M30水泥砂浆m339.85425#水泥t170.93注浆用水玻璃(35波美度)t151.37注浆用φ22螺纹钢kg5768套拱φ12螺纹钢kg1456φ8圆钢kg1000C25混凝土m396套拱八、人员计划：名称单位数量功能作用施工技术组名4负责施工生产组织技术管理成孔组名4钻孔、安管注浆组名4注浆及协助下管机修组名2维修机械及辅助施工九、施工进度计划安排根据现场实际情况，计划4个管棚施工时间安排为2008年11月22日—2008年12月31日，总计39天。具体如下：1、隧道进口右线35m（YK151+160~195）计划工期2008年11月22日-12月9日72、隧道进口左线40m（ZK151+170~210）计划工期2008年12月10日-12月30日3、隧道出口右线24m（YK153+981~YK154+005）计划工期2008年12月16日-2008年12月31日4、隧道出口左线30m（ZK154+035~065）计划工期2008年12月1日-12月15日十、质量控制1、严格按有关施工规范及标准进行施工，以工作质量保证工序质量，以工序质量保证工程质量。2、强化以各级第一管理者为首的自检体系，自控体系，立足自检自控，责任落实到人，严格实行奖惩制度。3、对所有工程的原材料进行检测，钢管、水泥等厂供材料必须附合格证书。不同来源的材料分类堆放，作好标志。4、在施工时现场质检工程师要全程跟踪旁站，发现问题及时做出解决办法，同时做好施工原始记录。5、质量保证体系框图如下：十一、安全文明措施：1、操作人员严格遵守操作规范，特殊工种须持有相应的上岗证。2、对现场施工人员加强安全、质量教育,服从指挥,安全生产。3、对钻孔及注浆排出的废料及时清除。技术负责人：赵利彦技术责任人：张利伟专业工程师：郑育新质检工程师：徐伟东成孔组注浆组施工技术组84、坚持科学管理、文明施工,做到施工现场整洁有序，工完场清。