大管棚施工作业指导书.docx
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大管棚施工作业指导书.docx
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大管棚施工作业指导书
大管棚施工作业指导书
一、编制依据
1、《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》
2、《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》
3、《铁路隧道施工规范》
4、《铁路隧道工程质量检验评定标准》
二、适用范围
隧道施工中,在洞口或其它不良地质段,尤其是遇到富水断层破碎带时,采用超前长大管棚支护,是解决问题的有效途径。
三、工艺原理
所谓管棚法,就是在预计开挖断面外周,以一定间距,一定的外插角度,用钻孔方法先行设置钢管,利用超前导管注浆,先行加固松散围岩体,边开挖,边利用格栅拱、喷锚等共同支护,对隧道开挖起到有效支护的方法。
管棚法开挖是在超前钢管形成连续的棚架之下进行的,对防止初期松弛,地压扩大,土体坍落等有着明显的效果。
因此,管棚法是在地质条件不好情况下能安全开挖,防止地层下沉、防护地中及地上结构物的有效的辅助方法。
管棚法主要适用于软弱、硬质、砂砾地层或软岩、岩堆、破碎地带层。
管棚的布设,管间距及施工区间主要决定于地表及地质条件、施工精度等,此外,插入钢管通过注浆,使钢管及围岩密贴并强化钢管功能,形成注浆管棚。
四、设计参数
大管棚超前预支护采用外径φ89mm、壁厚6mm的热轧无缝钢管,尾部焊接φlOmm加箍筋,管壁四周钻φ12mm压浆孔,孔间距15cm,呈梅花型布置,尾部留不小于150cm的不钻孔的止浆段。
导管沿环向120度范围布设,间距40cm。
施工时钢管沿隧道周边以1°外插角打入围岩,注浆材料为水泥砂浆,注浆压力为2.0MPa。
五、施工工艺及操作要点
5.1施工工艺流程
施工工艺流程见图1。
5.2操作要点
钻深孔工艺流程图(见图2)
1钻孔操作要点:
(图1)
(图2)
a、施作深孔,必须经过二次接杆,钻进时,随着孔深的增长,需要对回转扭矩、冲击力及推力进行控制和协调,尤其是推力要严格控制,不能过大;
b、为了确保钻杆接头有足够的强度、刚度和韧性,钻杆联接套应与钻杆同材质,联接套最小壁厚≥10mm;
c、为防止钻杆在推力和振动力双重作用下钻杆上下颤动,导致钻孔不直,钻孔时应把扶直器套在钻杆上,随钻杆钻进向前平移;
d、钻机就位后,准确地画出需钻孔位置;
e、施钻时,顶紧掌子面,提高施钻精度;
f、钻机开孔时钻速宜低,钻深至20cm以后转入正常钻速;
g、第一节钻杆钻入岩层尾部剩余20~30cm时钻进停止,用两把管钳人工卡紧钻杆(不得卡丝扣),钻机低速反转,脱开钻杆。
钻机沿导轨退回原位,人工装入第二节钻杆,并在钻杆前端安装好联接套,钻机低速送至第一根钻孔尾部,方向对准后联接成一体。
每次接长,均按上述方法进行。
h、换钻杆时,要注意检查钻杆是否弯曲,有无损伤,中心水孔是否畅通等,不符合要求的应更换,以确保正常作业;
j、引导孔直径应比管棚外径大15~20mm,孔深要大于管长0.5m以上。
②顶管制作要点:
先钻大于棚管直径的引导孔,然后利用钻机的冲击和推力,将安有工作管头的管棚沿引导孔钻进,接长棚管,直至孔底。
顶管工艺流程图(图3)
管棚采用φ89mm壁厚、6mm热轧无缝钢管,管节长度一般为6m或9m,施工时管棚必须接长钢管。
管棚接长时先将第一根钢管顶入钻好的孔内,再逐根联接。
事先需加工好
(图3)
管节联结套,要预先焊接在每节钢管两端,便于联接,第一根钢管前端要焊上合金钢片空心钻头,以防管头顶弯或劈裂。
接长管件应满足管棚受力要求,相邻管的接头应前后错开,免接头在同一截面受力。
顶管时,当第一节钢管推进孔外剩余30~40cm时,人工装上第二钢管,钻机低速前进对准第一节钢管端部,严格控制角度,人工持钳进行钢管联接,使两节钢管在联接套处联成一体。
钻机再以冲击压力和推进压力低速顶进钢管。
根据管棚设计长度,按上述方法接长至设计长度。
③具体施工中,影响管棚方向的因素:
a、开口时方向没控制好。
管棚施工中,为了使管棚前端不致侵限,在打管时需设1°外插角,施打时准确掌握外插角,严格掌握开口方向,不然以后很难控制其方向。
b、岩层不均质。
在钻孔打管过程中,由于围岩软硬不均,使钻头(管前端)偏向软的一侧,此倾斜方向很难估计与控制。
c、钻头自重产生下挠。
方向控制措施:
⑴严格按外插角钻孔;
⑵控制钻头的下挠;
⑶扶直器套在钻杆上,施钻可调直,效果比较明显。
④注浆:
注浆材料:
水泥:
选用425#普硅水泥,质量合格。
砂子:
采用细砂
拌合水:
水质符合各项指标。
可灌性分析:
注浆前必须进行可灌性分析,如果围岩渗透系数过小即细粒土含量过大,在正常压力下无法渗透入足够数量的浆液,或者存在无法控制浆液流向和数量的因素(如地下溶洞或坑道等),是不能采用管棚法施工的。
只有在围岩渗透性较好、细粒含量小于12%的土体是易灌的,细粒含量在12~20%之间的土体是适度可灌的,而细粒含量在20~25%的土体仅仅是处于不可灌的边缘。
注浆异常现象处理:
a、在注浆过程中,经常发生浆液从其它孔流出的现象,即串浆。
发现串浆时,在有多台注浆机的条件下,应同时注浆,无条件时,应将注浆孔及时堵塞,轮到该灌注浆时再拨下堵塞物,用铁丝或细钢筋将管内杂物清除,并用高压风或水冲洗(拨塞后向外流浆的注浆管不必进行此工序),然后再注浆。
b、水泥—砂浆注浆进浆量很大,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,进行小泵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,以便凝胶,但停留时间不能超过混合浆的凝胶时间。
六、劳力组织及要素配置
劳力组织
序号
工种
人数
职责
1
施工指挥
1
负责总体指挥。
2
技术员
1
负责技术指导、技术监控。
3
测量工
1
负责布孔、定位、测量。
4
普通工
3
负责装卸钻杆、装接钢管。
5
电工
1
负责供水、供电。
6
电焊工
2
负责焊接。
7
汽车司机
1
负责运输。
8
调度
1
负责调度及安全。
9
注浆工
4
负责注浆。
10
加工组
2
负责加工。
11
机械司机
1
负责注浆机、搅拌机、空压机。
12
钻孔工
2
负责钻孔、打管。
合计
主要施工设备
序号
名称
单位
数量
备注
1
管棚机
台
2
2
电动空压机
台
1
3
内燃空压机
台
1
4
交流电焊机
台
2
5
注浆机
台
1
七、质量要求
7.1主控项目
7.1.1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。
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。
每批抽检一次。
7.1.2管棚所用钢管的品种和规格必须符合设计要求。
7.1.3管棚搭接长度应符合设计要求。
7.1.4注浆浆液的配合比应体会设计要求。
7.1.5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。
7.2一般项目
管棚钻孔的允许偏差应符合下表规定。
允许偏差表
序号
项目
允许偏差
1
方向角
1o
2
孔口距
±50mm
3
孔深
±50mm
八、注意事项
8.1钻孔前,按设计精度画出钻孔位置。
8.2严格调整好钻孔角度,开钻时速度要慢,待钻杆进入岩体20cm后,常速钻进。
8.3钻孔平面误差要求小于或等于15cm,钻孔角度误差控制在0.5°以内。
8.4控制钻孔速度,尤其接长钻杆后钻进方向(角度)应严格控制;成孔要壁圆、角度准、孔身直、深度够。
8.5接管时,要检查管节两端联接丝扣,有脱扣和裂纹的管节不得使用。
8.6管棚管壁四周钻φ12mm压浆孔(靠掌子面一端1.5m不钻眼),孔间距15cm,管内放置钢筋前,应掏孔清除管内残杂物。
8.7注浆时应准确掌握浆液配合比,并使浆液在管内充填密实。
8.8大管棚接头面要错开,严格避免同一截面,以利整体受力。
8.9在施工中,精心组织,科学规划,严格按设计规范要求施工,确立自检、专检、互检三检制度。
确保工期,杜绝质量安全事故。
九、安全措施:
在施工中,除严格遵照《公路隧道施工安全规则》及相应的规范外,为确保安全,还应采取如下措施:
9.1对全员进行安全意识教育。
9.2针对长大管棚施工特点和要求,参照有关安全规则,制定安全规章制度。
9.3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。
9.4拆卸钻杆时,要有统一指挥,明确联络信号,板钳卡钻方向应正确,防止管钳及扳手打伤人。
9.5钢管内注浆时,操作人员应戴口罩、眼镜和胶手套。
9.6要有良好的照明设备。
9.7在施工中全员参与安全、文明施工活动。
机械操作者应经常检修机械,把一切可能出现的问题消灭在萌芽状态。
管棚施工自检记录表
(一)
单位工程名称
检查部位
设计参数
直径127定位钢管,直径89管棚钢管,间距40cm,长度25m,共42根
检查点
检查项目
设计标准
实测值
检验点一
(钢管质量)
钢管外观质量
钢管材料质量
三证编号
配管长度
25m
见下表“实际配管长度)
实际配管长度
1#
22#
2#
23#
3#
24#
4#
25#
5#
26#
6#
27#
7#
28#
8#
29#
9#
30#
10#
31#
11#
32#
12#
33#
13#
34#
14#
35#
15#
36#
16#
37#
17#
38#
18#
39#
19#
40#
20#
41#
21#
42#
质检员:
现场监理:
年月日
管棚施工自检记录表
(一)
单位工程名称
检查部位
设计参数
直径127定位钢管,直径89管棚钢管,间距40cm,长度25m,共42根
检查点
检查项目
设计标准
实测值
检查点二
(钢管定位)
孔口距
40cm
方向角
3°
检查点三
(钻孔检查)
孔深
25m
检查点四
(钢管安装)
钢管插入长度
25m
示意图
质检员:
现场监理:
年月日
管棚检验批质量验收记录表
单位工程名称
分部工程名称
分项工程名称
验收部位
施工单位
项目负责人
施工质量验收标准名称及编号
《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)
施工质量验收标准的规定
施工单位检查评定记录
监理单位
验收记录
主控项目`
1
钢管材料质量
第6.6.1条
2
钢管品种、规格
第6.6.2条
3
管棚搭接长度
第6.6.3条
4
浆砌配合比
第6.6.4条
5
注浆压力及注浆效果
第6.6.5条
一般项目
1
钻孔允许偏差(mm)
钻孔外插角
10
孔距
±50
孔深
±50
施工单位检查
评定结果
专职质量检查员年月日
分项工程技术负责人年月日
分项工程负责人年月日
监理单位验收结论
监理工程师
年月日
04010305□□□□
管棚施工自检记录表
(一)
单位工程名称
检查部位
设计参数
直径127定位钢管,直径89管棚钢管,间距40cm,长度25m,共42根
检查点
检查项目
设计标准
实测值
检验点一
(钢管质量)
钢管外观质量
钢管材料质量
三证编号
配管长度
25m
见下表“实际配管长度)
实际配管长度
1#
22#
2#
23#
3#
24#
4#
25#
5#
26#
6#
27#
7#
28#
8#
29#
9#
30#
10#
31#
11#
32#
12#
33#
13#
34#
14#
35#
15#
36#
16#
37#
17#
38#
18#
39#
19#
40#
20#
41#
21#
42#
质检员:
现场监理:
年月日
管棚施工自检记录表
(一)
单位工程名称
检查部位
设计参数
直径127定位钢管,直径89管棚钢管,间距40cm,长度25m,共42根
检查点
检查项目
设计标准
实测值
检查点二
(钢管定位)
孔口距
40cm
方向角
3°
检查点三
(钻孔检查)
孔深
25m
检查点四
(钢管安装)
钢管插入长度
25m
示意图
质检员:
现场监理:
年月日
管棚施工自检记录表(三)
单位工程名称
检查部位
理论配合比
实际配合比
检查点
检查项目
设计标准
实测值
检查点五
(注浆)
注浆压力
注浆量
示意图
质检员:
现场监理:
年月日
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