φ108管棚施工作业指导书Word文件下载.docx
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管棚施工程序有开挖管棚钻机平台→导向墙施工→搭设平台→安装钻机→安装管棚钢管→注浆。
施工工艺流程见下图。
4.2工艺流程
施工工艺流程见图4-1
图4-1管棚施工工艺流程图
5施工要求
5.1施工工艺
①开挖管棚工作室
施工中应参照设计、规范、既有技术等开挖管棚平台空间。
洞口大管棚可利用土台作为施工工作面;
洞内须加大开挖拱顶断面70cm,形成纵向3m的管棚空间。
在起拱线以上半断面的工作室,若一次开挖成型,因净空高、跨度大,工期长且不安全,故宜分步开挖,分步施钻,即先在两边拱脚分别开挖两侧两个工作室,钻孔、安管、注浆之后,再开挖中间工作室,中间工作室可弃碴于两侧,这样既减少一次开挖工作量又便于移动钻机,有利于钻孔作业。
②导向墙施工
导向墙设计:
导向墙采用C20混凝土,截面尺寸1m×
1m,环向圆心角140°
,导向墙内设3榀9节I18工字钢架,钢架外缘焊接Φ140壁厚5mm导向钢管,钢管与钢架焊接,钢架各单元由钢板+螺栓连接:
接头处焊缝高度要求底板hf=9mm,翼缘hf=12mm.钢架尺寸以中心线计算。
导向墙工字钢布置图如下所示:
导向墙模板:
采用I18a工字钢,9榀9节,环向圆心角140°
,上铺1.2m×
0.3m×
0.05m小钢模,堵头采用5cm厚木板,顶模立1.2m×
0.05m小钢模。
导向钢管的安设:
导向钢管环向间距40cm,上仰角0-1°
。
导向墙开挖:
开挖前放出中线,测量标示洞口起拱线高程,按50cm每级标出弧形横向宽度,准确定位导向孔位置。
导向管及钢架安装示意图
③搭设平台,安装钻机,测孔定位
钻机平台尽量一次搭好。
钻孔顺序,由高孔位向低孔位进行,可缩短移动钻机与搭设平台时间,便于钻机定位、定向;
用两台钻机平行作业,互不干扰;
安装钻机。
钻孔平台要稳固,钻机安装要牢固,防止施钻时钻机不均匀下沉、摆动、位移、倾斜而影响钻孔质量。
钻机距掌子面,一般不应超过2m;
钻机定位。
进钻前,用全站仪及水准仪定出掌子面管棚孔位。
根据管棚外插角,架立钻机时,可用手罗盘、经纬仪、测斜仪、挂线相结合的方法,确保钻机钻杆轴线与管棚外插角轴线相吻合。
④钻孔、扫孔
先钻单号孔(钢花管),钻一孔,注一孔,待全部完后,再钻双号孔(钢管),以便检查注浆质量;
岩质较好或围岩注浆固结得好,可以一次成孔;
围岩局部注浆效果不好的,钻进时产生坍孔、卡钻者,需补注浆后再钻进;
钻进中遇地质复杂带而不能钻进成孔时,一般应补注浆,待围岩固结后再钻进。
也可采用一步钻孔法,即不取岩芯,不回收钻头,用异型接头把钻杆与钢管连接起来,并在钢管前端安装合金钻头。
钢管随进度逐根接长,直到设计位置;
钻机开孔时,要低速低压,待成孔1.0m后,压力可升至1.0MPa。
遇软质围岩或流塑状粘土,改用低压钻进;
扫孔:
钻孔完毕后,及时清理孔内余渣,即扫孔,用Ф108岩芯管扫孔,岩芯管长度一般为2.5m左右。
扫孔完毕后,即安装打入管棚钢管。
⑤安装管棚钢管、钢花管
管棚钢管、钢花管节与节之间通过长300mm的Ф114钢管用丝扣连接;
接头在相邻孔需错开连接,分别采用3m、6m和9m钢管错开布置。
安装时,可用人工配合钻机顶进,如遇故障,须清孔,然后再将管插入。
也可用4.5kW卷扬机反压安装;
安装钢筋笼:
管棚钢管安装好后,放置钢筋笼并注浆。
管内设
置的钢筋笼,由4根Ф22螺纹钢筋焊接在壁厚3.5mm、长5cm的管节上而成,钢筋笼在加工中心分节制作,在工作面逐节焊接起来(钢筋接头可以不搭接),直至与钢管同长。
管内设置钢筋是为了增加管棚刚度。
⑥注浆
钢花管:
编号为单号的钢花管注水泥单液浆,注浆前进行现场注浆试验,根据实际情况调整注浆参数,取得管棚注浆施工经验,尾部150cm段作为止浆段,注浆完后,关闭预先设置好的阀门。
设计注浆参数为:
钢管:
双号孔为钢管,待单号孔(钢花管)全部注浆完毕后,再向双号孔中灌注M5水泥砂浆。
水泥浆液水灰比为1:
1;
注浆压力0.5~2.0MPa,终压2.0MPa,并稳压15分钟;
单孔注浆量(参考):
Q=πRK2Lηξ
注浆顺序:
打好一孔,注浆一孔,先注无水孔,后注有水孔,从拱顶顺序向下进行,如遇窜浆或拒浆,则可间隔一孔或数孔注浆。
注浆结束的条件如下:
单孔结束条件,注浆压力达到设计终压2.0MPa,浆液注入量已达到计算值的80%以上。
全段结束条件:
所有注浆孔均符合单孔结束条件,无漏泥情况。
注浆完毕用铁锤敲击钢管,如响声清脆,则说明浆液未填充满钢管,需采取补注或重注;
如响声低哑,则说明浆液已填充满钢管,如未达到要求,应进行补孔注浆。
注浆结束条件:
注浆在达到结束的条件后,应利用止浆阀堵塞注浆孔,以保持孔内压力,直至浆液完全凝固。
5.2施工要点
⑴钻孔时,按设计要求顺序进行施钻、注浆;
⑵钢架半径以中心线计算;
⑶导向钢管外倾0~1°
,施工时严格控制以防侵限;
⑷钻孔速度应保持匀速,特别是钻头遇到夹泥夹沙层时,控制钻进速度,避免夹钻现象;
⑸注浆过程中随时检查孔口、邻孔、覆盖较薄部位有无串浆现象,如发现串浆现象,立即停止注浆或采用间歇式注浆封堵串浆口,也可采用麻纱、木楔、快硬水泥砂浆或锚固剂封堵,直至不再串浆时再继续注浆;
⑹单液注水泥浆压力突然升高,可能发生堵管,应停机检查;
水泥浆单液浆进浆量很大,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间歇式注浆,使浆液在裂隙中有相对停留时间,以便凝结,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.劳动组织
钻机操作工3~6人,管棚加工2人,钢管顶进8人,注浆6人。
7.材料要求
施工材料要求满足相关设计和施工技术规范。
(1)管棚钢花管:
单号孔为钢花管,节与节之间通过接头钢管用丝扣连接,每节钢管两端外车丝扣,按设计要求布设注浆孔,钻孔呈梅花形布置。
(2)管棚钢管:
双号孔为钢管,每节钢管两端外车丝扣。
(3)导向钢管:
Φ140mm×
5mm,热轧无缝钢管,节长1m。
(4)接头钢管:
Φ114mm×
6mm钢管,节长300mm,内车丝扣。
8.设备机具配置
结合正常施工需要,管棚施工机械设备配置如下:
管棚钻机1~2台、电动空压机1台、注浆机1台、ZJ-400高速制浆机1台、混凝土拌合站一座、混凝土振动棒2个、钢模板、木模板、J3G-400A型型材切割机1台、型钢弯制机1台、BX1-400型交流弧焊机2台、砼搅拌运输车(3.5m3)1辆、ZLC50C装载机1辆。
9.质量控制及检验
(1)质量验收规范
《高速铁路隧道工程施工技术规程》Q/CR9604-2015;
《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》TB10753-2010。
(2)分项验收标准
①主控项目
A.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%见证取样检测,并至少进行一次。
B.管棚所用钢管的品种和规格必须符合设计要求。
施工单位、监理单位全部检查;
C.注浆压力应符合设计要求,注浆浆液应充满钢管及其周围的空隙。
施工单位全部检查,监理单位按施工单位的检验数量的10%见证检验。
②一般项目
管棚钻孔的允许偏差应符合下表的规定:
管棚钻孔允许偏差表
序号
项目
允许偏差
1
方向角
1°
2
孔口距
±
30mm
3
孔深
50mm
(3)质量保证措施
①钻孔定位可用罗盘、经纬仪、挂线相结合的方法,确保钻机钻杆轴线与开孔角度一致。
开钻时,先低速低压,待成孔几米后,再加速加压;
②钻孔最大下沉量及左右偏移量为钢管长度的1%左右,并应控制在20~30cm;
③管棚钢管不得侵入隧道开挖线内,相邻的钢管不得相撞和立交;
④管棚钻孔时应在开孔后2m处、孔深1/2处、终孔处量测斜度,发现误差超限即进行纠偏,至终孔仍超限者应封孔,原位重钻;
⑤钢管与连接钢管丝扣应上满;
⑥管棚钢管安装后,注浆量一般为钻孔圆柱体的1.5倍,注浆压力一般应达到0.5~2.0MPa,并稳压15分钟。
若注浆量超限,仍未达到0.5~2.0MPa时,应调整浆液继续注浆,直至符合注浆质量标准,确保钻孔周围岩体与钢管周围孔隙均为浆液充填,方可终止注浆;
⑦注浆完毕用铁锤敲击钢管,如响声清脆,则说明浆液未填充满钢管,需采取补注或重注;
(4)施工控制要点
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钻孔外插角0°
~1°
,工点应根据实际情况作调整。
施工中应严格控制钻机下沉量及左右偏移量。
③严格控制钻孔平面位置,管棚不得侵入隧道开挖线内,相邻的钢管不得相撞和立交。
④经常量测孔的斜度,发现误差超限及时纠正,至终孔仍超限者应封孔,原位重钻。
⑤掌握好开钻与正常钻进的压力和速度,防止断杆。
(5)施工注意事项
洞口开挖时应预留管棚施工台阶,搭设管棚施工工作室,钻机脚手架平台应支撑在稳固的地基上。
在软弱围岩地段,立柱底应加设垫板或垫梁。
在施作大管棚预支护的过程中应设置必要的监测项目,根据监测反馈信息及时采取相应的措施以保证施工安全和施工质量。
洞内施工超前管棚提前施工洞内管鹏工作室,施工导向墙,后续工作同洞口管棚施工。
10安全及环保要求
10.1施工安全
1)施工机械使用、操作人员资格、检修保养、各种专用施工机具和料具、施工用电、特殊环境中作业等应严格执行《铁路隧道工程施工安全技术规程》TB10304-2009。
2)施工过程中必须对施工人员员工加强安全技术交底,特殊工种必须经过严格考试合格后方能上岗;
在推广新技术和使用新机械时应对员工进行再培训、安全教育。
3)洞内作业人员必须佩戴安全帽,台车上作业人员位置较高时必须佩戴安全带。
4)现场注意用电安全。
5)喷射混凝土时,所有操作工人必须带安全帽,防尘口罩,防尘工作服,雨靴,橡胶手套;
喷射作业区应有良好的通风措施,作业区的粉尘浓度不得大于10mg/m3;
作业人员应避免直接接触碱性液体速凝剂,不慎接触后应立即用清水冲洗。
6)喷射手控制好风压、喷射距离,避免回弹骨料伤人。
7)电线包皮应完好,开关应装在固定闸刀盒内。
8)安全员应随时观察地质变化,发现有松动滑块现象,应立即撤离工作面。
9)喷浆结束后,应清洗喷射机及管路,避免堵管炸裂伤人。
10)施工作业前必须认真检查和处理支护作业区的危石,施工机具应布置在安全地带。
11)施工作业台架应安全可靠,并应设置安全栏杆。
12)必须定期检查电源线路和设备的电器部件,确保用电安全。
13)施工中应经常检查输料管、接头的磨损情况,当有磨损、击穿或松脱等现象应及时处理。
14)施工中检修机械或设备故障时,必须在断电、停风条件下进行,检修完毕向机械设备送电送风前必须事先通知有关人员。
15)当采用加大风压处理堵管事故时,应先关机将输料管顺直,紧按喷嘴,喷嘴前方不准站人,疏通管路的风压不得超过0.5Mpa。
16)非施工人员不得进入正在进行喷射的作业区,施工中喷嘴前严禁站人。
10.2环境保护
1)开始施工前必须进行环境因素识别,确定重要环境因素,制定相应的管理方案。
2)临时工程及场地布置应采取措施保护自然环境。
3)施工废水、生活污水需经过处理后方可排放。
4)施工现场坚持工完料清,垃圾杂物集中整齐堆放,及时处理。
施工废水严禁任意排放,严格按照招标文件要求经处理后达标排放。
5)弃渣不得随意堆放,须运至指定的卸渣场;
6)施工中采取有效措施,保护环境,爆破时采用控制爆破,不影响临近建筑物及其它设施正常安全使用;
7)对弃碴场基层清除的土层和基坑开挖的土石方集中堆放,避免被水冲刷,污染河流;
8)自卸汽车在运输过程中,必须保持平稳行驶,严禁在便道上随意抛洒;
9)便道须经常保持湿润,避免车辆行驶时粉尘较大,影响周边环境。
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