老鹰崖隧道大管棚施工方案.doc

乌东德水电站会东至河门口 公路工程I标段（WDD/0051）老鹰崖隧道大管棚施工方案施工单位：中国水利水电第八工程局有限公司业主单位：中国长江三峡集团公司监理单位：宜昌长委工程建设监理中心日 期：2012年3月3日一、工程概况 老鹰崖隧道全长1034m，进、出口各设一环24米长108大管棚，其余V级加强地段拱部设42小导管和工字钢架，IV级加强地段拱部设42小导管和拱墙格栅钢架加强支护。二、大管棚施工工艺（一）、管棚构造管棚由钢管和钢拱架组成。管棚是利用钢拱架，沿着开挖轮廓线，以较小的外插角，向开挖面前方打入钢管，形成对开挖面前方围岩的预支护。见下图（二）、管棚的性能特点及适用条件管棚是利用钢管作为纵向支撑、钢拱架作为横向环形支撑，构成纵、横向整体刚度较大，能阻止和限制围岩变形，并能提前承受早期围岩压力的一种超前支护形式。管棚适用于特殊困难地段（如极破碎岩体、塌方体、岩堆地段、砂土质地层、强膨胀性地层、断层破碎带、浅埋大偏压等围岩）的隧道施工中采用。长管棚与短管棚相比，其一次超前量较大，可减少安装钢管次数，并减少与开挖作业之间的干扰，适用于大中型机械进行大断面开挖。（三）、管棚支护结构要点大管棚钻孔孔口位置沿隧道拱部开挖轮廓线外10cm布置，环向中心间距40cm，外插角为1度，每环31根。钢管采用外径108、壁厚6mm的无缝钢管，钢管分段安装，分段长400600cm。第一段按奇、偶数分别编号，奇、偶数不同的管长相差2m（若奇数管长为4m，则偶数管长为6m），其后各分段管长可取相等长度（6m）。两段之间用丝扣连接，丝扣螺纹段长度不小于15cm。钢管上钻注浆孔，孔径为8mm，呈梅花型布置。钢管尾部1m不钻孔作为止浆段。尾部焊有加筋箍，作为固定环。纵向两组管棚间，应有不小于3.0m的水平搭接长度。钢拱架采用型钢拱架。在钢管内灌注水泥浆单液浆，可增加钢管刚度。注浆浆夜采用水泥浆，水灰比为：W：C=0.5：1。当地下水较发肓或浆液扩散范围较大时，注浆浆液改为水泥-水玻璃双液浆。注浆压力采用0.51Mpa终压2.0Mpa。（四）、大管棚施工工艺4.1、大管棚施工工艺流程图如下所示备 料施工准备机具设备检修钢管原材检验加工钢管钻机就位钢管与钻杆连接地质钻机钻 孔钻机移位至设计深度管棚施钻完毕安设注浆管路配 浆管路压水试验注 浆结 束4.2、施工工艺4.2.1测量放样根据隧道进口布设的三角导线网，用坐标法测设管棚的起始中心里程，落点。然后置镜中心点，测设中心线的垂线方向， 在该方向上测设控制桩，每边各2个，以便随时恢复并检查方向的正确性。然后,在该方向上安设一钢拱架(其半径与大管棚半径相对应)，以作定位用。测设每根导管的中心线方向，并测设控制桩2个，同时在钢拱架上落点，于点位两端焊接20的的短钢筋头（长20cm），以作导向用。同时在钢拱架下边用18工字钢布设五道支撑加固，确保钢拱架稳固。钻孔的方向和倾斜度控制方向控制：在每个导管中心线方向上，均钉设两个方向桩，以控制钻孔的方向。倾斜度控制：孔外，通过测设大导管孔口及钻机中心的高程进行控制。孔内控制倾斜度，分别在距孔口2m处、1/2孔深处、终孔处三处进行测量，不符合钻孔精度和要求的钻孔，必须封孔重钻。4.2.2钻孔检查开挖的断面中线及高程，确保开挖轮廓线符合设计要求。在开挖工作面处安设受力拱架，并在其上正确标明管棚位置；钢架安装垂直度允许误差为20，中线及高程允许误差为5cm。在钢架上沿隧道开挖轮廓线纵向钻设管棚孔，其外插角以不侵入隧道开挖轮廓线越小越好。钻孔顺序见下图：两台钻机钻孔顺序示意图说明：部和部同时开孔，同时结束；部和部同时开孔，同时结束。方向前进如上图所示。原则为：任何时候都必须保证有两台钻机同时工作。因为上导坑开挖掘进，工效很低，是控制整个隧道工期的关键因素，所以必须千方百计地加快管棚施工进度，为开挖掘进，赢得一定的时间。按照布好的孔位及钻孔的方向和倾斜度开始钻孔。孔口位置与设计位置的允许偏差为5cm；孔底位置偏差小于孔深的10。刚开孔时，要低压、慢转，以便于控制方向，然后逐渐地提高钻速，保持正常压力。如遇到大孤石时，则需高压、低速进行。总之，要随着地质的不断变化，相应地调整钻进参数。钻进时，用清水护壁，中间定期将取芯管取出，取出岩芯。当快成孔时，用水将孔内的悬浮物或泥浆、石碴等清洗出来，做到孔壁圆、角度准、孔身直、深度够、岩粉清洗干净。当出现严重卡钻、孔口不出水时停止钻孔,立即注浆。钻孔结束后，掏孔检查，在确认无塌孔和探头石时，才可安设钢管。钻头采用130的合金钻头，遇孤石时，则采用金刚石钻头。大管棚施工完成后，成伞形辐射状。详见下图：4.2.3配管为了使大管棚的整体受力效果更好，在接长管棚钢管时，钢管接头在隧道纵断面上错开2m。下管时，由于1088mm的大导管从46m不等，故必须将管子相互连接起来，才能达到设计长度。管子连接采用丝扣法。丝扣法：即在一根管子的两端，分别车出一个公螺纹，一个母螺纹，螺纹长度不小于15cm，螺纹深度不大于1/2壁厚（4mm）。连接时，前一根管的母螺纹与后一根管的公螺纹套在一起，用力拧紧，以防止松动，引起质量事故。4.2.4送管：只要具备足够的场地或空间，就可充分利用大型机械送管，以提高效率，并减少工人的劳动强度。第一环大管棚，利用挖掘机挖斗向前送管。直至将全部管子送到位。这样，大管棚都正好搭在衬砌头上，相当于过梁。可以更好地起到预支护的作用。4.2.5管口封闭2.5.1在管子端部焊一带眼的钢板，然后将324mm（长50cm）的注浆管与该钢板相焊，就可以了。2.5.2注浆管构造 注浆管须是三通构造：一通接1088的大导管。一通接塑胶管，一通为冲洗用（冲洗口主要是为防止水泥浆或水玻璃凝固，造成堵管，可以及时地将管道用水冲洗干净）。4.2.6注浆2.6.1浆液的调制步骤：水泥浆液搅拌在拌合机内进行，根据拌合机容量大小，严格按要求投料；搅拌投料的顺序为：在放水的同时，将外加剂（如有）一并加入搅拌，待水量加足后，继续搅拌1min，并将水泥投入，搅拌时间不小于3min，并在注浆过程中不停搅拌浆液；配制的浆液在规定时间内注完。4.2.7注浆作业要求 浆液的浓度、胶凝时间符合设计要求，不得任意变更；经常检查泵口及孔口注浆压力的变化，发现问题及时处理；采用双液注浆时，经常测试混合浆液的胶凝时间，发现不符，立即调整。4.2.8机具设备和劳力组织4.2.8.1需要的机具设备大管棚作业机具设备表序号设备名称及规格单位数量备注一机电设备1钻机台22汽车台13交流电焊机台14注浆机台1序号设备名称及规格单位数量备注5挖掘机台1二工具每台钻机1链钳把22管钳把23大号扳手把24大锤把14.2.8.2劳力组织分2个工班进行作业，每个工班12人，其中：施工指挥1人；施工技术指导1人；钻机司机2人（负责钻孔、下管）；普通工人4人（负责装卸钻杆、装接钢管）；电工1人（负责供水供电工作）；电焊工1人；汽车司机1人（负责运料）；洞外调度1人。4.3、安全措施4.3.1加强全员安全意识教育;4.3.2针对本隧道工程长大管棚施工特点和要求,参照有关规范制订规章制度；4.3.3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；4.3.4拆卸钻杆时，要有统一指挥、明确联络信号，扳钳卡钻方向正确，防止管钳用扳手伤人；4.3.5钢管内注浆时，操作人员应戴口罩、眼镜和胶手套。11