隧道管棚施工作业指导书.docx
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隧道管棚施工作业指导书
隧道管棚施工作业指导书
1、编制目的
指导麦积山隧道工程的洞口长管棚施工,明确隧道管棚施工作业工艺流程、操作要点和相应的工艺、质量标准,规范管棚施工作业,保证工程质量和施工安全。
2、适用范围
麦积山隧道出口长管棚超前支护的段落。
3、编制依据-技术标准/质量标准
《高速铁路隧道工程施工技术指南》(铁建设[2010]241号);
《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》(TB10753-2010,J1149-2011);
《麦积山隧道设计图》(宝兰客专施隧参20);
《双线隧道复合式衬砌参考图》(宝兰客专施隧参201);
《双线隧道施工方法及辅助施工参考图》(宝兰客专施隧参209)等设计图纸;
4、洞口大管棚施工参数
4.1原材料要求
①导向管:
外径φ140mm,壁厚δ=5mm热轧无缝钢管,长度1m。
②管棚钢管:
外径φ108mm,壁厚δ=6mm热轧无缝钢管。
③导向墙:
采用C25混凝土,截面尺寸为1m×1m。
4.2技术参数
①管距:
环向中~中40cm。
②倾角:
钢管轴线与衬砌外缘线夹角0°~3°。
③钢管施工误差:
径向不大于20cm,相邻钢管之间环向不大于5cm。
具体参数见附图1。
管棚施工工艺流程图见附图1。
附图1管棚施工工艺流程图
5、管棚施工
长管棚需设导向墙,按拱部144°范围计算,采用C25砼,截面尺寸为1m×1m,环向长度可根据具体工点实际情况确定,要保证其基础稳定性。
为保证长管棚施工精度,导向墙内设2榀I20a工字钢,钢架外缘设ø140壁厚5mm导向钢管,钢管与钢架焊接。
钢架各单元由15mm厚连接板焊接成型,单元间由螺栓连接,接头处焊缝宽度:
腹板hf=9mm,翼缘hf=12mm。
附图2:
导向钢管安装示意图(单位mm)
附图3:
导向墙工字钢正面布置图(单位mm)
5.1长管棚及钢筋制作
管棚采用ø108mm热轧无缝钢管,壁厚5mm,在末端的钢管有一端加工成尖形;其它钢管的两端均加工成丝扣,长度为15cm,采用ø114mm壁厚6mm的外套丝扣接头钢管连接工艺。
奇数孔采用钢花管,偶数孔采用钢管,施工时先打设钢花管,然后打设钢管,同一面上的接头数不超过总管数的50%。
钢花管上钻孔注浆,孔径10~16mm,孔间距150cm,呈梅花形布置,尾部留步钻孔的止浆段110cm,编号为偶数的不开孔。
为提高管棚的抗弯能力,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,主筋为Φ18螺纹钢,固定环为ø42钢管。
固定环采用短管节,节长5cm,将其与主筋焊接,间距1.5m。
附图4:
钢花管示意图
附图5:
丝扣示意图
5.2导向墙浇筑及导向管预埋
导向墙采用明挖,立两榀I20a拱架灌注砼形成;导向管采用钢拱架定位预埋。
5.2.1测量放样
采用全站仪对隧道轴线及导向墙施作断面进行细部放样。
5.2.2开挖
开挖台阶根据测量放样确定导向墙位置,采用挖掘机配合人工进行施工,开挖过程中应减少对围岩的扰动。
5.2.3洞口初支防护
对洞口进行喷锚加固,加固参数由现场技术员按照设计图进行交底。
5.2.4导向管埋设
开挖后先进行导向管的定位埋设。
导向管采用三环钢拱架焊接加固定位。
拱架按设计尺寸制作,按设计里程及标高进行安装加固,对前后端导向管焊接点位进行放样,将导向管和定位角钢焊接于拱架上。
5.2.5导向墙模板及加固
模板采用钢板支撑,木板挂模,对拱架应做适当加固。
5.2.6导向墙灌注砼
灌注C25砼,厚100cm,对模板支撑进行观察,发现变形及时处理,确保导向墙的位置。
5.3钻孔
⑴施工时,摆好管棚钻机,以减小钻机工作时偏斜,提高施钻精度。
为保证钻孔方向,钻机钻速及顶推压力要调到较小位置。
⑵钻孔采用管棚钻机。
钻孔时,将钻机的钻头接上孔口管,开始施钻。
刚开始施工时要低速低压,钻深1m后转入正常转速,压力可升至1.0Mpa。
第一根钻杆外露0.2~0.3m时,停止钻进,用两根管钳人工卡紧钻杆(注意不得卡丝扣),钻机低速反钻,脱开钻杆,大臂退回原位,人工装入第二根钻杆,钻机低速送到第一节钻杆尾部,方向对准后联成一体。
按此安装第三根、第四根或更多根,直到钻到设计长度。
⑶换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,不合格的及时更换,以保证正常作业。
⑷钻孔过程中遇到软质围岩或流塑状黏土时,应改用低压钻进或者采用套管跟管钻成孔。
5.4安装管棚钢管
引导钻孔钻完毕后,将钻头退出,钻杆全部卸下,将预先加工好的钢管安装在大臂上,低速推进钢管,其冲击压力控制在18~20Mpa,风压控制在4.0~6.0Mpa。
当第一根管推进孔内外露30~40cm时,停止钻进,使顶进的联接套与钢管脱离,大臂退回原位,人工装上第二节钢管,大臂低速钻进,使其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顶进钢管。
接同样的方法继续加长钢管至设计长度。
用小钻头第二次钻进,将管内的残渣清除。
5.5管棚钢管注浆
5.5.1压水试验
压水试验的目的主要是测定岩层吸水性,核实围岩渗透性,为选择泵压、浆液配合比作参考,同时检查管路及止浆塞效果。
开泵前应先将吸浆管伸入水桶,待泵吸水性正常时,关闭注浆球阀,观测泵压。
压力表正常时,持续5min不出故障即可。
5.5.2水泥砂浆的配制
浆液采用水泥浆液注浆(水泥浆液水灰比为1:
1),浆液配合比需进行现场注浆试验,根据实际情况确定注浆参数。
5.5.3注浆施工操作要求及注意事项
⑴检查各种机具,进行试运转。
⑵准确测定孔位,按照设计的外插角采用钻机顶入,其顶入长度不小于管长的95%。
⑶注浆过程中根据地质情况等控制注浆压力,注浆压力一般为0.5~2.0MPa,注浆终压为注浆压力的2~3倍,注浆压力应逐步升高,达到终压并继续注浆10min以上,进浆量为20~30L/min;注浆结束后用M10砂浆填充钢管,以增强管棚的强度。
注浆过程中设专人做好记录。
注浆达到需要的强度后方可进行开挖。
⑷注浆过程中严格控制注浆压力,防止引起地面隆起,注浆顺序由拱脚向拱部逐管注浆。
⑸注浆施工期间定期对地下水取样检查,如有污染采取相应措施。
5.5.4钻孔及注浆机具设备
钻孔及注浆机具设备见下表1。
表1钻孔及注浆设备表
序号
设备名称
规格型号
备注
1
管棚钻机
KSZ100
2
挤压式注浆泵
3
输浆胶管
4
闸阀
5
搅拌机
6
储浆桶
自制
7
配浆桶
自制
8
孔口封闭器
自制
6.质量检查标准
6.1质量控制标准及检验方法
(1)管棚所用钢管的质量、规格和数量必须符合国家有关规定及设计要求。
检验数量:
全部检查
检验方法:
检查每批质量证明文件并进行相关性能试验,观察,尺量。
(2)管棚搭接长度应符合设计要求。
检验数量:
全部检查;
检验方法:
观察,尺量。
(3)钻孔的孔位、外插角、孔径施工允许偏差和检验方法应符合表3的规定。
表1管棚施工允许偏差(mm)和检验方法
项目
钻孔外插角
孔距
孔深
检验数量
检验方法
管棚
1°
±150
±50
全部检查
仪器测量、尺量
(4)注浆浆液强度和配合比应符合设计要求,且浆液应充满钢管及周围的空隙。
检验数量:
全部检查。
检验方法:
查施工记录的注浆量和注浆压力,观察。
6.2质量控制要点及措施
(1)钻孔前,准确测定孔的平面位置、倾角、外插角。
并对每个孔进行编号。
(2)严格控制钻孔断面位置,管棚不得侵入隧道开挖线内,相邻的钢管不得相撞和立交。
(3)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。
在安装前用测量仪器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;并与工字钢架焊牢。
(4)配备专职量测人员,随时监测钻孔的方向及仰角,做到勤测勤纠,确保精度控制在允许误差内。
若发现偏差超限时及时纠正,至终孔仍超限者应封孔,原位重钻。
(5)清孔时做到管内清洁,注浆孔无堵塞,安置集料斗收集渣土,保持工作面的整洁。
(6)管棚注浆压力和注浆量双控标准,注浆中如发生与其他孔串浆应将串浆孔堵住,轮到注该孔时,拨出堵塞物,用高压风或水冲洗,如拨出堵塞物时,仍有浆液外流,则可不冲洗,立即接管注浆。
压力突升则可能发生堵管,应立即停机检查处理。
如果压力长时间上不去,应检查是否窝浆或流往别处,否则将应调整浆液配比,缩短胶凝时间,进行小泵量低压或间歇注浆,但间歇时间不能超过浆液胶凝时间,以保证管棚刚度并填充钢管与管周土体间空隙为要。
(7)选用钻机首先应适合钻孔深度及孔径的要求,钻机要求平稳灵活,能在水平360°范围内钻孔,施钻时应有导向架。
7.常见问题及处理方法
钻进中发现孔斜明显超限,须查明原因,采取有效纠偏措施,例如:
调整角度或补打等。
8.安全及环保要求
8.1安全控制要点及措施
(1)施工前对机械设备进行全面的检查保养,保证设备的正常运转。
(2)施工设备定位稳定,固定牢固,防止钻进时发生位移。
(3)钻孔平台上做好栏杆,防止高空坠落。
(4)注意电器的接地以及电缆的防护工作,杜绝漏电事故的发生。
(5)注浆前必须牢固封闭钢管端部与孔口管间的空隙,采用锚固剂封闭,达到强度后方可进行压浆施工,压浆过程中管口正面杜绝人员逗留,防止浆液喷出伤人。
(6)注浆人员必须佩带防护用品,防止浆液对皮肤的损害。
(7)施工过程中人员设备较多,派专人现场协调指挥,杜绝混乱场面造成安全质量事故。
8.2环境保护
(1)施做好洞口范围内的排水系统,确保排水通畅,防止水泥泞及因排水不畅导致积水。
⑶施工机械维修产生的含油废水、须经生化处理达到排放标准后方能排放,施工废水按有关要求进行处理达标后排放,不得污染周围水环境。
⑷废碴和施工弃碴要运往指定的弃土场。
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