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02管棚施工作业指导书

京沈京冀铁路客运专线Ⅴ标段隧道工程

编号：

JSJJSG5-隧道-02

管棚施工作业指导书

中国水利水电第三工程局有限公司

京沈京冀客专V标段指挥部

目录

1.适用范围29

2.作业准备29

2.1内业准备29

2.2外业准备29

3.技术要求29

4.施工程序与工艺流程30

4.1施工程序30

4.2工艺流程30

5.施工工艺31

5.1测量放线31

5.2施作导向墙、安设导向管31

5.3钻孔33

5.4管棚的加工34

5.5注浆35

5.6注浆异常现象处理35

6.劳动力组织36

7.材料要求36

7.1混凝土36

7.2钢筋36

7.3无缝钢管37

8.机械设备配置38

9.质量控制及检验38

9.1质量控制38

9.2质量检验38

9.2.1主控项目38

9.2.2一般项目39

10.安全及环保要求39

10.1安全控制措施39

10.2环保控制要点40

管棚施工作业指导书

1.适用范围

适用于京沈京冀客专Ⅴ标段隧道正洞进出口、辅助坑道进口大管棚施工。

2.作业准备

2.1内业准备

（1）在施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。

（2）熟悉规范和技术标准，查阅相关施工案例，认真调查隧道围岩地质情况、了解施工条件、技术水平和设备装置的施工参数。

（3）制定施工安全保证措施，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外业准备

（1）管棚钢管、钢架、导向管、注浆材料等施工材料的采购、加工，钻孔、注浆等设备的选用与采购。

（2）材料的试验，配合比的设计。

（3）施工场地的平整，水、风、电的设置，其他辅助措施的准备。

（4）施作护拱（洞口），清理好管棚施作的端墙面并进行施工测量与放样，准备安设定位钢管。

3.技术要求

（1）检查开挖断面中线及高程、开挖轮廓线符合设计要求。

（2）钢架安装垂直度允许误差为±2°，横向及高程允许误差为±5cm。

（3）在钢架上沿纵向钻设管棚孔，其外插角以不得侵入隧道开挖轮廓线，外插角角度为1～3°。

钻孔顺序由高孔位向低孔位进行。

（4）必须保证开挖后管棚钢管有足够的超前长度，采用φ114车丝无缝钢管进行连接，连接钢管长度30cm。

（5）管棚钢管采用热轧无缝钢管，并分段安装。

钢管外径为108mm。

接头在隧道横断面上错开，同一截面内的接头数量不得超过50%，正洞施做范围为拱部120°，辅助坑道施作120°，环向间距为40cm。

（6）钢管内注入水泥浆。

水泥浆用注浆泵灌注，注浆压力0.5MPa～2.0MPa，封堵塞有进料孔和出气孔，当出气孔流浆后，方可停止压注。

（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）→上钻具和套管→钻进→退钻杆和钻具→管棚加工及安装→封闭管尾→注浆施工。

4.2工艺流程

管棚施工工艺流程

5.施工工艺

5.1测量放线

技术人员复核线路中线、水平，根据线路中心线控制桩及高程控制点在仰坡面标识出隧道中心线及外拱顶标高，并根据施工图纸测设导向墙外拱弧轮廓线，按规范要求预留相应的沉降量，控制导向墙内外模的高程，测定导向管安装位置及高程。

5.2施作导向墙、安设导向管

（1）工字钢安装

为保证长管棚施工精度，导向墙内设3榀Ｉ18工字钢架。

钢架必须保证每节的弧度与尺寸均符合设计要求，每节钢架两端均焊连接板，钢架各单元由连接板焊接成型，并用螺栓连接牢靠，连接板应密贴，钢架在加工完毕以后应在试拼平台上试拼检查。

每榀钢架每端共需4套螺栓、螺母。

钢架安装时应严格按照设计中线及水平位置架设，安装尺寸允许偏差：

横向和高程为±5cm，垂直度±2°。

在浇筑混凝土时钢架应全部被混凝土覆盖。

导向管布置及钢架连接图如下：

辅助坑道导向管布置及钢架连接图

正洞导向管布置及钢架连接图

（2）导向管埋设：

工字钢架架设完成后，进行导向管埋设，导向管采用直径为140mm的无缝钢管（壁厚5mm）,环向间距为400mm。

为了防止导向管在浇筑混凝土时发生位移，导向管按照设计要求焊接在工字钢架上。

安装导向管时，应严格控制导向管的环向间距及纵向位置。

为满足设计要求，可先在工字钢架项面标定出导向管的位置，并按间距、方向角要求布置导向管，导向管纵向与线路方向需一致，外插角角度为1～3°,以免管棚钻机钻孔侵入洞身开挖断面。

为避免砂浆、碎石等进入并堵塞导向管，安装导向管时需与端模抵紧并采取措施使其牢牢固定在端模上。

（3）模板安装：

模板之间通过螺栓连接，模板拼装示意图如下所示。

导向墙钢模板之间通过螺栓连接。

为确保导向墙内模圆顺，导向墙端头模板采用5厘米厚木板安装，木板间连接采用加背撑方式进行加固，木模板与钢模板之间采用扒钉或钢钉连接牢固。

在安装模板前应检查模板尺寸除顶面高程允许偏差±10mm，导向墙边缘位置允许偏差＋10mm或0mm；模板平整度不得大于5mm，模板表面错台允许偏差2mm。

模板安装需牢固可靠，模板与混凝土接触面需涂刷脱模剂。

（4）导向墙混凝土浇筑：

混凝土浇筑前，需再次对模板、导向管进行检查，并作必要的校正。

模板的中线、水平及尺寸必须符合设计要求，预埋件的位置必须正确，模板安装及支架必须牢固紧密，导向墙采用C20混凝土浇筑，施工过程中，需严格控制材料的质量，加强混凝土的拌和、运输、浇筑、养护等各个环节质量控制。

混凝土统一由拌和站集中供应，混凝土灌车运输，人工配合机械浇筑并捣固密实，浇筑顺序为自拱脚两侧对称浇筑，直至拱顶。

（5）混凝土养护：

混凝土浇筑完毕后，需及时进行养护，养护龄期不得少于14天。

混凝土强度达到设计强度的70%后可拆除非承重模板（外模）及端模板，强度达到设计强度的100%后可拆除内模及支架。

5.3钻孔

（1）钻孔采用管棚钻机进行，钻机平台的高度根据钻机的可调控范围以及钻孔顺序进行确定，由于钻机顺序按高孔位向低孔位进行，平台位置相应自上而下进行逐步降低，以满足钻孔需要。

（2）为便于安装钢管，钻头直径采用Φ127mm，对每个孔进行编号，先施工奇数后偶数。

（3）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。

（4）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。

（5）钻进过程中经常测定其位置，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。

（6）钻进过程中确保动力器、扶正器、合金钻头按同心圆钻进。

（7）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报参考资料，从而指导洞身开挖。

管棚作业钻孔开挖断面示意图如下：

管棚作业钻孔开挖断面示意图

5.4管棚的加工

（1）长管棚直径为φ108无缝钢管，壁厚6mm。

管棚管壁上钻φ10～16mm注浆孔，并呈梅花形布置，其纵向、横向间距为15cm，尾部为不钻孔的止浆段150cm（辅助坑道止浆段为110cm）。

钢管在同一截面的接头数不得超过管数的50%。

编号为双号的钢管不开孔。

为了提高钢管的抗弯能力，在钢管及钢花管内设置钢筋笼，钢筋笼由四根主筋和固定环组成，主筋直径为Φ22，固定环采用短管节，节长5cm，将其与主筋焊接，按0.5m间距设置。

（2）管棚在安装前用高压风对孔内进行扫孔、清孔，清除孔内浮渣，确保孔径、孔深符合要求，防止堵孔。

管棚可采用顶进安装，逐节接长，钢管采用丝扣连接，外车丝扣长15cm，φ114×6套丝扣钢管长30cm。

（3）根据设计图纸，加工及安装管棚。

5.5注浆

（1）管棚安装完成后进行注浆，浆液采用水灰比为1：

1的水泥浆液，注浆前应进行现场注浆试验，根据实际情况调整注浆参数，注浆压力为0.5～2.0MPa。

（2）工艺要求

①注浆前应采用喷混凝土或其它的方式对开挖工作面进行封闭，形成止浆墙，防止浆液回流影响注浆效果。

②注浆的顺序应由低向高依次进行，有水时从无水孔向有水孔进行，一般采用逐孔注浆。

③注浆压力根据岩层性质、地下水情况和注浆材料的不同而定，一般情况下注浆初始压力取0.5～1.0MPa，注浆终压取1.0～2.0MPa。

④注浆方式：

在管棚口直接注浆。

⑤以单孔设计注浆量和注浆压力作为注浆结束标准，其中应以单孔注浆量控制为主，注浆压力控制为辅，注浆到φ108无缝钢管（壁厚6mm）与导向管间的空隙连续流出水泥浆为止；注浆时要注意对地表以及四周进行观察，如压力一直不上升，应采取间隙注浆方法，以控制注浆范围。

⑥注浆时，应对注浆管进行编号（注浆编号应和埋设导向管的编号一致），每个注浆孔的注浆量、注浆时间、注浆压力作出记录，以保证注浆量、注浆记录包括：

注浆孔号、注浆机型号、注浆日期、注浆起止时间、压力、水泥品种和标号、浆液容量和注浆量。

⑦灌浆的质量直接影响管棚的支护刚度，因此注浆机将砂浆注入管棚钢管内，初压0.5～1.0MPa，终压2MPa，持压一段时间（根据现场注浆试验参数确定）后停止注浆，以保证灌浆的饱满、密实。

⑧注浆孔封堵方式：

采用钢板在钢管口焊接封堵，预留注浆管，注浆管必须安装阀门，堵头必须封闭严实。

注浆结束后用M10水泥砂浆填充钢管，以增强管棚强度。

5.6注浆异常现象处理

（1）发生串浆现象，即液浆从其他孔中流出时，采用多台泵同时注浆或堵塞串浆隔孔液浆；

（2）水泥浆压力突然升高，可能发生堵管，停机检查；

（3）注浆进浆量很大，压力长时间不升高，则应调整浆液浓度及配合比，缩短凝胶时间，进行小量低压力注浆或歇式注浆，使浆液在裂隙中有相对停留时间，以便凝胶，但停留时间不能超过混合浆的凝胶时间，才能避免产生注浆不饱满。

6.劳动力组织

隧道每处洞口大管棚施工管理人员组织见下表：

隧道洞口管棚施工管理人员配备

序号

岗位工种

人数

主要职责

备注

1

施工指挥

1

监督安排作业面人员进行作业，确保规范施工；负责向作业班组进行书面技术交底。

2

技术员

1

负责技术工作，执行规范、施工工艺标准，认真交底，对实体质量负直接技术管理责任；指导施工实施。

3

测量工

3

明白设计意图，负责现场孔位布置、定位、测量放样，对现场实体进行监控量测。

4

安全员

1

负责安全文明施工，监控安全注意事项。

5

普通工

3

负责装卸钻杆、装接钢管，配合其他岗位工作。

６

电工

1

负责管棚作业电力需求，维护作业电路通畅。

7

电焊工

2

负责施工中焊接工作

8

汽车司机

1

负责作业各种运输

9

注浆工

4

负责导管注浆

10

加工组

2

加工管棚施工所需各种型材。

11

机械司机

2

负责空压机、注浆机操作等。

12

钻孔工

4

负责钻孔、顶管管。

合计

25

7.材料要求

7.1混凝土

混凝土强度等级为C20，混凝土用原材料要求如下：

（1）水泥：

采用普通硅酸盐散装水泥，每500t为一批，不足500t也按一批计，每批抽样试验一次。

水泥进场须提供出厂合格证及编号。

水泥的技术标准及检验方法应符合《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》的规定。

（2）粉煤灰：

同厂家同编号粉煤灰每200t为一批，不足200t也按一批计，每批抽样试验一次。

粉煤灰进场须提供出厂合格证及编号。

粉煤灰的技术要求及检验方法应符合《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》的规定。

（3）矿粉：

同厂家同编号矿粉每200t为一批，不足200t也按一批计，每批抽样试验一次。

矿粉进场须提供出厂合格证及编号。

磨细矿渣粉的技术要求及检验方法应符合《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》的规定。

（4）细骨料：

细骨料为中砂，进场后直接存储在混凝土拌合站骨料仓内，分已检和待检分别储存。

连续进场的同料源、同品种、同规格的细骨料每400m3或600t为一批，不足上述数量也按一批计，每批抽样试验一次，其中有机物含量每3个月检验一次。

含泥量和泥块含量不满足要求时应清除出场内，不得使用。

细骨料的检验项目、技术要求及检验方法须符合《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》的规定。

（5）粗骨料：

粗骨料进场后直接存储在混凝土拌合站骨料仓内，分已检和待检分别储存。

连续进场的同料源、同品种、同规格的粗骨料每400m3或600t为一批，不足上述数量也按一批计，每批抽样试验一次。

含泥量和泥块含量不满足要求时应采用拌合站内洗石机进行冲洗，重新检验合格后方可使用。

粗骨料的检验项目、技术要求及检验方法须符合《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》的规定。

（6）减水剂：

同厂家、同编号、同出厂日期的减水剂每50t为一批，不足50t也按一批计，每批抽样试验一次。

减水剂进场须提供出厂合格证及编号。

聚羧酸系减水剂技术要求及检验方法应符合《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》的规定。

7.2钢筋

钢管及钢花管内设置钢筋笼，钢筋笼由四根主筋和固定环组成，主筋直径为Φ22，固定环采用短管节，节长5cm，将其与主筋焊接，按0.5m间距设置。

钢筋采用HRB400钢筋，钢筋进场要有出厂合格证及编号，钢筋原材料进场须入棚，并做到下垫上盖，钢筋加工须在钢筋加工厂进行。

钢筋进场时，必须对其质量指标进行全面检查，按批检查其直径、每延米重量并抽取试件做屈服强度、抗拉强度、伸长率和冷弯试验，其技术条件应符合现行国家标准《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》（GB1499）的相关规定。

检验数量为同牌号、同炉罐号、同规格的钢筋，每60t为一批，不足60t也按一批计，每批抽检一次。

7.3无缝钢管

管棚所用钢管进场必须按批抽取试件作力学性能和工艺性能试验，其质量必须符合国家有关规定及设计要求。

热轧无缝钢管大管棚用每节长4～6m的热轧无缝钢管（φ108mm，壁厚6mm）以丝扣连接而成，连接管采用φ114*6mm热轧无缝钢管，内车丝长度30cm，导向管采用φ140*5mm热轧无缝钢管。

8.机械设备配置

隧道每处洞口大管棚施工主要机械设备见下表

序号

机械设备名称

参考型号

性能

数量

1

装载机

ZL50C

3m3

1台

2

空压机

LG-20/8G

20m3

1台

3

管棚钻机

QZJ100D

7m3/分

2台

4

切割机

GQ50

32次/min

2台

5

电焊机

BX1-500

500w

2台

6

水泥注浆机

HJB-2

3m3／h

1套

7

钢架弯曲机

100T

6KW

1台

8

混凝土运输车

HDT5250GJB8

8m³

2辆

9.质量控制及检验

9.1质量控制

（1）钢管的型号、质量和规格等符合设计和规范要求。

（2）钢管内注浆强度不小于设计和规范要求，管内灌浆密实饱满。

9.2质量检验

9.2.1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，其质量必须符合国家有关规定及设计要求。

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次数的10%进行见证取样检测，并至少进行一次。

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；监理单位检查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）管棚搭接长度符合设计要求。

检查数量：

施工单位、监理单位全部检查。

检验方法：

尺量。

（4）注浆浆液的配合比符合设计要求。

检验数量：

施工单位对同性能的浆液进行一次配合比选定试验。

当使用的原材料、施工工艺发生变化时，均应重新进行配合比选定试验；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；监理单位见证配合比选定试验或平行检验并检查确认配合比选定单。

（5）注浆压力符合设计要求，注浆浆液充满钢管及其周围的空隙。

检验数量：

施工单位全部检查；监理单位按施工单位检查数量的10%见证检查。

检验方法：

施工单位查施工记录的注浆量和注浆压力，观察。

监理单位见证检验。

9.2.2一般项目

管棚钻孔的允许偏差符合下表的规定：

管棚钻孔允许偏差

序号

项目

允许偏差

1

方向角

1°

2

孔口距

±30mm

3

孔深

±50mm

检验数量：

施工单位全部检查。

检验方法：

仪器测量、尺量。

10.安全及环保要求

10.1安全控制措施

（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。

（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。

（3）施工区域设置警示标志，严禁非工作人员出入。

（4）施工中对机械设备进行定期检查、养护、维修。

（5）坚持安全教育，加强全员安全意识教育。

（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。

（7）加强对围岩进行动态监控量测，实行信息化管理，科学地组织施工。

（8）拆卸钻杆时，要统一指挥、明确联络信号，板钳卡钻方向正确，防止管钳及扳手打伤人。

（9）钢管内注浆时，操作人员戴口罩、眼镜和胶手套。

（10）氧气瓶与乙炔瓶隔离存放，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。

（11）施工现场使用的手持照明灯使用36V的安全电压。

（12）室内配电柜、配电箱前要有绝缘垫，并安装漏电保护装置。

（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。

（14）严格按作业指导书进行施工，提前作好安全技术交底。

（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环保控制要点

（1）在工程施工过程中严格遵守国家、地方政府、铁路总公司下发的有关环境保护的法律、法规和规章。

（2）对各类施工机械、机具采取定人定点控制，对操作人员进行安全、环保教育。

（3）特种作业人员持证上岗，并对作业人员配有相关的劳动防护。

对可能出现的粉尘采取喷雾降尘的方法。

（4）设立专用排浆沟、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。

（5）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。