新建铁路武汉至广州客运专线隧道洞口超前长管棚施工作业指导书.docx
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新建铁路武汉至广州客运专线隧道洞口超前长管棚施工作业指导书
新建铁路
武汉至广州客运专线
第标段
洞口超前长管棚
作业指导书
编制人:
审核人:
技术负责人:
单位负责人:
中铁X局武广客运专线标项目领导部
二0XX年X月
洞口超前大管棚施工作业指导书
1.适用条件、范围
.适用条件
洞口Ⅴ级及以下围岩,无自稳能力;洞口段地表有重要建筑物;洞身浅埋偏压段。
.适用范围
洞口大管棚设计情形一览表
隧道名称
洞口长管棚
(Ф108)
适用里程
围岩级别
隧参图
施工方法
折岭隧道
19m
进口
DK1878+193~+212
Ⅳ
01-14
04-031/2~-032/2
三台阶法
仙殿岭隧道
40+28m
进口+出口
DK1878+003~+043
DK1880+655~+665
DK1880+665~+683
Ⅴ
Ⅳ
Ⅴ
01-23
04-031/2~-032/2
CRD法
CRD法
CRD法
寒水隧道
30+25
进口+出口
DK1884+780~+800
DK1884+800~+810
DK1885+945~+955
DK1885+955~+970
Ⅴ
Ⅳ
Ⅳ
Ⅴ
01-23
04-031/2~-032/2
CD法
CD法
CRD法
CRD法
沉源水一号隧道
16+24m
进口+出口
DK1888+389~+405
DK1889+090~+110
DK1889+110~+114
Ⅳ
Ⅳ
Ⅴ
01-20
01-23
01-23
04-031/2~-032/2
CRD法
CRD法
CRD法
2.施工工艺
.工艺流程图(见洞口大管棚施工工艺)
.施工方式
管棚施工工序有开挖管棚钻机工作室,导向墙施工,搭设平台,安装钻机,安装管棚钢管,注浆。
开挖管棚工作室(见图1)
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,即先在两边拱脚别离开挖两个工作室Ⅰ,钻孔、安管、注浆以后,再开挖工作室Ⅱ,开挖工作室Ⅱ时,可弃碴于工作室Ⅰ,如此既减少开挖工作量又便于移动钻机,有利于钻孔作业。
准备工作:
1.施作导向墙
2.制作钢花管
钻孔
清孔
清孔
洞口大管棚施工工艺流程图
图1
导向墙施工
1)导向墙设计:
导向墙采用C20砼,截面尺寸1m*1m,环向圆心角180°,导向墙内设2榀8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。
2)导向墙模板:
采用I20A工字钢,2榀8节,环向圆心角180°,上铺**小钢模,5分板堵头,顶模立**小钢模,具体见图2。
图2
3)导向钢管的安设:
导向钢管环向间距40cm,上仰角3º,具体见图9;
图3
4)导向墙开挖五寸台(以某一隧道为例,见图4)
图4
5)搭设平台,安装钻机,测孔定位:
(1)钻机平台尽可能一次搭好。
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刻,便于钻机定位、定向。
(2)用两台钻机平行作业,互不干扰。
(3)安装钻机。
钻孔平台要稳固,钻机安装要牢固,避免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,一般不该超过2m。
(4)钻机定位。
进钻前,用全站仪及水准仪定出掌子面管棚孔位。
按照管棚外插角,架立钻机时,可用手罗盘、经纬仪、挂线相结合的方式,确保钻机钻杆轴线与管棚外插角轴线相吻合。
6)钻孔、扫孔:
(1)先钻单号孔(钢花管),钻一孔,注一孔,待全数完后,再钻双号孔(钢管),以便检查注浆质量;
(2)岩质较好或围岩注浆固结得好,能够一次成孔;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。
(3)钻进中遇未注浆之岩溶严峻流泥或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。
(4)钻机开孔时,要低速低压,待成孔后,压力可升至。
遇软质围岩或流塑状粘土,改用低压钻进。
(5)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,岩芯管长度一般为左右。
扫孔完毕后,即安装打入管棚、钢管。
7)安装管棚钢管、钢花管:
(1)管棚钢管、钢花管节与节之间通太长300mm的Ф114钢管用丝扣连接;
(2)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。
也可用卷扬机反压安装。
(3)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Ф18螺纹钢筋焊接在壁厚、长5cm的管节上而成,钢筋笼在加工中心分控制作,在工作面逐节焊接起来(钢筋接头能够不搭接),直至与钢管同长。
管内设置钢筋是为了增加管棚刚度。
8)注浆
(1)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实验,按如实际情形调整注浆参数,取得管棚注浆施工经验,尾部150cm段作为止浆段,注浆完后,用M5水泥砂浆填塞,设计注浆参数为:
A、水泥浆液水灰比:
1:
1
B、注浆压力~,终压,并稳压15分钟;
C、单孔注浆量(参考):
Q=πRK2Lηξ=**2*40**=
D、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,则可距离一孔或数孔注浆。
E、注浆应符合下列要求:
A)浆液的浓度、胶凝时刻应按交底执行,不得任意更改。
B)应常常检查泵口及孔口注浆压力的转变,发觉问题,应及时处置。
F、注浆结束的条件如下:
A)单孔结束条件,注浆压力达到设计终压,浆液注入量已达到计算值的80%以上,即以上。
B)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。
C)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。
F、注浆结束:
A)注浆在达到结束的条件后,应利用止浆阀或木塞将注浆孔口堵塞,以维持孔内压力,直至浆液完全凝固。
B)钢管:
双号孔为钢管,待单号孔(钢花管)全数注浆完毕后,再向双号孔中灌注M5水泥砂浆。
.管棚主要材料及技术参数
管棚钢花管:
单号孔为钢花管,Φ108mm×6mm热轧无缝钢管,每9m一节,节与节之间通过接头钢管用丝扣连接,每节钢管两头外车丝扣,长150mm,并间距188mm钻Φ10~16mm的注浆孔,钻孔呈梅花形布置,见图5;
管棚钢管:
双号孔为钢管,Φ108mm×6mm热轧无缝钢管,每节钢管两头外车丝扣,共23孔×40m=920m;
导向钢管:
Φ140mm×5mm,热轧无缝钢管,节长1m,共47根,47×1m=47m,见图6;
接头钢管:
Φ114mm×6mm钢管,节长300mm,内车丝扣,见图7;
管棚内钢筋笼:
Φ42mm×mm钢管,每节长5cm;Φ18钢筋,匀布于钢筋笼周围;
导向墙内工字钢:
I18工字钢,2榀8节,见图8;
、导向墙模板工字钢、小钢模:
I20A工字钢,2榀8节,小钢模为**。
图8
图5
.施工注意事项
管棚环向圆心角为140º,共47孔,单号安设钢花管,计24孔,注单液浆,尾端灌注水泥砂浆,双号为钢管,全孔灌注M5水泥砂浆;
钻孔时,先钻单号孔,钻一孔,注一孔,待单号孔全数完后,再钻双号孔,钻一孔,灌注一孔;
钢架半径以中心线计算;
导向钢管外倾3°,施工时严格控制以防侵限;
钻孔速度应维持匀速,专门是钻头碰到夹泥夹沙层时,控制钻进速度,避免夹钻现象。
注浆进程中随时检查孔口、邻孔、覆盖较薄部位有无串浆现象,如发觉串浆现象,当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,直至再也不串浆时再继续注浆。
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专门大,压力长时刻不升高,则应调整浆液浓度及配合比,缩短凝胶时刻,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刻,以便凝结,但停留时刻不能超过混合浆的凝胶时刻,才能避免产生注浆不饱满;
3.质量控制
.质量标准
管棚钻孔允许误差
序号
项目
允许偏差
1
方向角
1°
2
孔口距
±50mm
3
孔深
±50mm
.查验
管棚所用钢管进场必需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)实验,其质量必需符合国家有关规定及设计要求。
查验数量:
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。
管棚所用钢管的品种和规格必需符合设计要求。
查验数量:
全检。
管棚搭接长度应符合设计要求。
查验数量:
尺量,全检。
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间隙。
查验数量:
全检每孔注浆量及注浆压力。
.
.质量保证办法
钻孔定位可用罗盘、经纬仪、挂线相结合的方式,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。
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。
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。
管棚钻孔时应在开孔后2m处、孔深1/2处、终孔处量测斜度,发觉误差超限即进行纠偏,至终孔仍超限者应封孔,原位重钻。
钢管与连接钢管丝扣应上满。
管棚钢管安装后,注浆量一般为钻孔圆柱体的倍,注浆压力一般应达到~,并稳压15分钟。
若注浆量超限,仍未达到~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。
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。
4.主要机具设备
机械设备配备
机械名称
规格
单位
数量
备注
水平钻机
ZY-150
台
1~2
注浆机
BW-250
台
3
电焊机
台
2
台式钻机
台
1
砂浆搅拌机
台
2
5.劳动力组织
机械设备配备
序号
工种
数量(人)
备注
1
钻孔
12~18
2
钢筋制作
3
3
钢管加工
3
4
注浆工
6
5
修理工
2
6
电工
1
6.安全、环保办法
.安全办法
施工前对全部作业人员进行培训,增强施工人员安全意识;
施工时必需选用经查验合格的料具,避免机械事故的发生;
施工作业平台必需搭设牢固,平整;
注浆作业人同必需按要求配带防护用品,不得直接接触浆液;
施工的各班组间,应成立完善的交交班制度,并将施工、安全等情形记载于交交班的记录簿内。
工地值班负责人应认真检查交交班情形;
所有进入隧道工地的人员,必需按规定配带安全帽等安全防护用品,遵章守纪,现场有专人指挥;
无关人员严禁入场;
将管棚每一个钻孔都作为地质预探预报的手腕,并贯穿于施工全进程。
地质资料及时整理,为安全施工提供依据。
在钻孔作业中,要采取办法避免孔口突水突泥发生,如有迹象发生应及时处置。
掌握好开孔与正常钻进的压力和速度,避免断钻杆事故。
钻孔中发生卡钻、掉钻、孔斜、坍孔等故障,要踊跃采取办法组织处置。
所有从事钻孔注浆作业的人员必需听从机长统一指挥。
机长有权处置钻孔现场发生的紧急事宜,直至停钻和撤离施工人员。
.环保办法
严禁乱踩乱塌乱伐、破坏隧道周边原有生态环境;
注浆废浆液运至弃碴场掩埋处置。
尽可能安排白天施工,避免夜间扰民。
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