钢花管现场施工方案.doc

钢花管现场施工方案
一、施工准备
1.1 技术准备
组织施工技术人员深入学习设计图纸、地质勘察报告及相关规范，编制详细的施工组织设计，明确各工序技术参数及质量标准。测量放线前需建立三级复核制度，使用全站仪进行孔位定位，按设计要求测放钢花管平面坐标及高程，偏差控制在±50mm以内。对施工人员进行专项技术交底，重点明确钻孔角度、注浆压力等关键参数的控制要求，形成书面交底记录并签字确认。
1.2 材料准备
钢花管采用φ42×4mm无缝钢管，进场时需查验出厂合格证及力学性能报告，每批随机抽取3根进行外观检查，要求管身无裂纹、凹陷，壁厚均匀度误差≤0.5mm。按规范要求进行材料送检，同一炉号钢管每60t为一批次，送检项目包括拉伸试验、弯曲试验及焊接接头力学性能检测。注浆材料选用42.5级普通硅酸盐水泥，进场后进行强度、安定性检验，水泥存放需架空防潮，堆放高度不超过10袋，使用前过筛处理。
1.3 设备准备
主要施工设备包括：地质钻机（功率≥15kW）、注浆泵（工作压力0-10MPa）、搅拌机（容量≥500L）、空压机（风量≥6m³/min）。设备进场前进行调试，注浆泵需进行压力测试，确保在额定压力下连续工作1小时无泄漏；钻机钻杆垂直度偏差应≤1%。备用设备配置为：注浆泵1台、钻机钻头3套、压力表2块（量程0-16MPa，精度1.5级）。
1.4 场地准备
施工场地需平整压实，坡度控制在3%以内，对软弱地基采用级配砂石换填处理，换填深度不小于500mm。划分材料堆放区、钻孔作业区、浆液制备区，各区设置明显标识，材料堆放距离孔口≥6m。施工便道宽度≥4m，转弯半径≥12m，确保大型设备通行安全。临时用电采用TN-S接零保护系统，配电箱配置漏电保护器（动作电流≤30mA，动作时间≤0.1s），电缆架空高度≥2.5m。
二、施工工艺流程
2.1 钢花管制作
1. 下料加工：采用砂轮切割机切割钢管，长度按设计要求+50mm加工，切口平整度误差≤2mm，管端毛刺需用角磨机打磨光滑。每根钢花管按梅花形布置注浆孔，孔径8mm，孔距150mm，首排孔距管端500mm，尾部500mm范围内不设孔。
2. 端头处理：前端加工成50mm长锥形尖头，采用氧乙炔焰加热后锻打成型，锥度控制在30°±2°；后端焊接φ6mm加劲箍，宽度50mm，焊缝高度≥4mm，焊后进行渗透检测。
3. 止浆环设置：距管尾500mm处焊接2道环形止浆板（厚度8mm，宽度100mm），中间夹设3mm厚橡胶垫片，止浆环与管壁间隙采用密封胶填充。
2.2 钻孔施工
1. 测量定位：按设计间距1.2m×1.2m梅花形布孔，用竹签标记孔位，孔口设置钢护筒（直径100mm，长度500mm）。
2. 钻进作业：采用地质钻机干钻成孔，开孔时低速钻进（转速≤60r/min），待钻杆进入基岩1m后调整转速至120-150r/min。钻孔倾角按设计要求控制，偏差≤1°，采用测斜仪每5m检测一次。
3. 清孔处理：钻孔至设计深度后，采用高压空气（压力0.6MPa）清孔，持续时间≥5min，直至孔口返出清洁空气。清孔完成后测量孔深，实际孔深应比设计深度深300mm，以保证钢花管有效埋深。
2.3 钢花管安装
1. 管体检查：安装前再次检查钢花管注浆孔是否通畅，采用压缩空气（0.3MPa）吹扫管内杂物，止浆环密封性能需进行压力测试（保压5min压力降≤0.2MPa）。
2. 吊装就位：采用5t汽车吊吊装，吊点设置在距管端1/3长度处，起吊时保持管体水平，避免碰撞孔壁。钢管插入孔内时采用专用导向装置，确保垂直度偏差≤1.5%。
3. 孔口固定：钢花管安装到位后，在孔口周围浇筑C20细石混凝土固定，混凝土包裹长度≥300mm，嵌入地层深度≥150mm，待强度达到设计值70%后方可进行注浆。
2.4 注浆施工
1. 浆液制备：水泥浆水灰比1:1，采用机械搅拌，搅拌时间≥3min，浆液温度控制在15-30℃。制备好的浆液需通过1.2mm筛网过滤，存放时间不超过45min，超过初凝时间的浆液严禁使用。
2. 注浆作业：采用分段注浆工艺，第一段注浆从孔底开始，注浆管埋入浆液深度≥1.5m，初始压力0.5MPa，逐步升压至1.2MPa，稳压3min。第二段注浆在第一段初凝后进行（间隔≥4h），注浆管埋深500mm，压力控制在1.5-2.0MPa。
3. 结束标准：当满足下列条件之一时停止注浆：①注浆压力达到设计值并稳定10min；②单孔注浆量达到计算值的120%；③孔口返浆浓度与进浆浓度一致。注浆完成后立即关闭控制阀，保持压力30min后拆除注浆管。
三、技术参数控制
3.1 钻孔参数
项目
技术指标
检测方法
孔径
≥110mm
孔径仪每5m检测一次
孔深
设计深度+300mm
测绳测量
倾角
设计值±1°
测斜仪全程检测
孔位偏差
平面≤100mm，高程±50mm
全站仪复核
3.2 注浆参数
注浆压力应分级控制：初始压力0.5-1.0MPa（稳压5min），正常压力1.2-2.0MPa，终压2.0-2.5MPa。单孔注浆量按V=πr²Lη计算（r为扩散半径，L为钢花管长度，η为地层孔隙率），一般地层注浆量控制在0.03-0.05m³/m。注浆速度宜为5-10L/min，当出现压力骤升（≥3MPa）或孔口漏浆时，应立即停注，待处理后重新注浆。
3.3 焊接参数
钢花管连接采用套管焊接，套管长度150mm（内径48mm，壁厚5mm），坡口角度30°，钝边1.5mm。焊接电流控制在120-150A，电弧电压24-28V，焊接速度8-10cm/min，焊后进行100%外观检查，焊缝余高0-3mm，无咬边、气孔等缺陷。
四、质量控制措施
4.1 原材料控制
建立材料进场台账，实行"三检制"（自检、互检、专检），不合格材料立即退场并做好记录。水泥储存期超过3个月或受潮结块时，需重新进行强度检验，抗压强度降低率≥10%的水泥严禁使用。钢花管在加工前进行除锈处理，采用喷砂除锈达Sa2.5级，表面粗糙度50-80μm。
4.2 工序控制
每道工序实行"首件认可制"，首根钢花管施工完成后，组织技术、质检人员进行联合验收，合格后方可大面积施工。钻孔施工实行"一桩一记录"，详细记录钻进速度、地层变化、孔内异常情况。注浆过程中采用自动记录仪，每5min记录一次压力、流量数据，形成注浆压力-时间曲线。
4.3 检测验收
1. 无损检测：钢花管焊接接头按30%比例进行超声波检测，Ⅰ级焊缝合格率需达到100%。
2. 注浆质量检测：采用地质雷达对注浆效果进行扫描，有效加固半径应≥设计值的90%；取芯检测每30根钢花管为一组，芯样抗压强度≥10MPa。
3. 变形监测：在边坡顶部设置位移观测点，间距10m，注浆期间每天观测1次，稳定后每周观测1次，允许最大位移量20mm，位移速率≤2mm/d。
五、安全保障措施
5.1 施工安全
1. 高空作业：边坡高度超过2m时搭设操作平台，平台满铺5cm厚木板，设置1.2m高防护栏杆及18cm高挡脚板，脚手板两端用8号铁丝固定。
2. 用电安全：注浆泵、钻机等设备设置专用开关箱，实行"一机一闸一漏保"，电缆采用YJV22-4×16+1×10mm²橡套电缆，埋地深度≥500mm。
3. 防火措施：施工现场配备2组MF/ABC8型干粉灭火器，动火作业办理许可证，焊接作业设置接火斗，与易燃物保持≥5m安全距离。
5.2 应急预案
1. 坍孔处理：钻孔过程中出现坍孔时，立即停止钻进，向孔内投入级配砂石（粒径5-20mm），静置24h后采用套管跟进法重新成孔。
2. 注浆管堵塞：发生堵管时，先关闭注浆泵，拆卸管路用高压水冲洗，若堵塞位置在钢花管内，可采用φ16mm钢筋疏通，疏通无效时应重新钻孔。
3. 边坡失稳：监测发现边坡位移超限时，立即启动应急预案，停止作业疏散人员，在坡脚堆筑砂袋反压，必要时采用速凝混凝土封闭坡面。
5.3 环保措施
施工废水经三级沉淀池处理（池体尺寸3m×2m×1.5m），pH值调节至6-9后排放；钻渣集中堆放，含水率降至30%以下方可外运；水泥罐设置脉冲除尘器，粉尘排放浓度≤15mg/m³。
六、施工组织
6.1 人员配置
项目经理1人（持一级建造师证）、技术负责人1人（高级职称）、专职安全员2人、质检员2人、钻机操作工6人、注浆工4人、普工8人。特种作业人员（焊工、电工）需持证上岗，岗前进行安全培训，考核合格后方可上岗。
6.2 进度计划
本工程总工期45天，采用平行作业法组织施工，划分为3个作业段，每个作业段配置2台钻机、1套注浆设备。关键线路：施工准备（5天）→钻孔施工（20天）→注浆作业（15天）→检测验收（5天）。进度控制采用Project软件管理，每周召开进度分析会，延误超过3天时采取增加设备投入、延长作业时间等赶工措施。
6.3 成本控制
材料损耗率控制指标：钢花管≤3%、水泥≤2%、钻头≤5个/千延米。实行限额领料制度，每道工序完成后核算材料用量，超耗部分分析原因并采取纠正措施。设备利用率目标≥85%，建立设备维护保养台账，定期检查易损件磨损情况，提前备货减少停机时间。
七、质量验收标准
7.1 主控项目
1. 钢花管材质、规格必须符合设计要求，抽样送检合格率100%。
2. 注浆体抗压强度≥10MPa，取芯检测合格率≥95%。
3. 钢花管安装角度偏差≤1°，孔位偏差≤100mm。
7.2 一般项目
1. 注浆孔数量偏差≤2%，注浆量达到设计值的90%以上。
2. 钢花管焊接接头外观质量：咬边深度≤0.5mm，气孔数量≤2个/延米。
3. 坡面平整度≤50mm，混凝土面层厚度偏差+10mm/-5mm。
7.3 验收程序
施工单位自检合格后报监理验收，验收资料包括：材料合格证及检测报告、施工记录、注浆压力曲线、检测报告等。监理验收按检验批进行，每个检验批抽查10%且不少于3点，全部合格后方可进行下道工序。
八、技术创新措施
8.1 工艺改进
采用"跟管钻进"技术减少坍孔风险，在松散地层中使用φ127mm套管护壁，钻进效率提高40%。研发钢花管快速连接装置，采用螺纹+销钉组合连接方式，单根接管时间从15min缩短至5min。
8.2 智能监测
引入注浆压力自动控制系统，实时采集流量、压力数据，通过PLC系统自动调节注浆速度，压力控制精度提高至±0.1MPa。在关键孔位安装无线传输监测设备，实现注浆全过程远程监控。
8.3 绿色施工
采用水泥浆回收系统，将孔口返浆经沉淀、过滤后重新利用，水泥利用率提高15%。推广使用低噪声钻机（噪声≤75dB），夜间施工噪声控制在55dB以下，减少对周边环境影响。
本方案针对钢花管施工各环节制定了详细技术措施，施工过程中需严格执行各项参数控制要求，加强过程监测与质量验收，确保达到设计加固效果。施工单位应根据现场实际地质条件动态调整工艺参数，重大技术变更需经设计单位确认后方可实施。