管棚综合项目施工作业指导说明书.doc

管棚作业指引书
1.合用范畴
合用于蒙华铁路MHTJ-4标段薛家畔1号隧道、薛家畔2号隧道、阳城隧道、青阳隧道、红石湾隧道、武家坡隧道、新窑隧道、银山1号隧道、银山2号隧道、银山3号隧道范畴内所有隧道正洞、辅助坑道管棚施工。
2.作业准备
2.1内业技术准备
作业指引书编制后，应在开工前组织技术人员认真学习实行性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，澄清关于技术问题，熟悉规范和技术原则。制定施工安全保证办法，提出应急预案。对施工人员进行技术交底，对参加施工人员进行上岗技术培训，考核合格后持证上岗。
2.2外业技术准备
管棚实行工厂化生产，管棚所有在钢构件加工厂生产，其所需外业设施与钢构件加工厂同步建设完毕。
3.技术规定
3.1设计规定
正洞洞口φ108超前长管棚用每节长4～6m热轧无缝钢管（壁厚6mm）以丝扣连接而成，施作范畴为拱部120°。钢花管上钻注浆孔，孔径10～16mm，孔间距15cm，呈梅花形布置，尾部留不钻孔止浆段110cm。导管中增设钢筋笼，以提高导管抗弯能力，钢筋笼由四根Φ22主筋和固定环构成。环向间距3根/m。钢管轴线与衬砌外缘线夹角1～3°。注浆采用水泥浆液，土质地段不注浆。水泥浆液水灰比1:1，注浆压力0.5～2.0Mpa。
斜井洞口φ108超前长管棚设计规定同正洞。
洞口φ159超前长管棚采用双层支护，每层内长管棚钢花管环向间距40cm，外插角0～3°，管棚采用热轧无缝钢管，每节管长4～6m，外径159mm，壁厚7mm，每节钢管两端均预加工成丝扣，以便连接接头钢管，施作范畴拱部120°。钢花管上钻注浆孔，孔径10～16mm，孔间距15cm，呈梅花形布置，尾部留不钻孔止浆段110cm。导管中增设钢筋笼，以提高导管抗弯能力，钢筋笼由四根Φ22主筋和固定环构成。注浆采用水泥浆液，土质地段不注浆。水泥浆液水灰比1:1，注浆压力0.5～2.0Mpa。
洞身φ159超前长管棚施作范畴拱部150°，别的设计规定同洞口φ159超前长管棚。
φ89超前短管棚采用热轧无缝钢管，每10m一环，每节管长4～6m，外径89mm，壁厚5mm。每节钢管两端均预加工成外丝扣，以便连接接头钢管。施作范畴拱部120°。管得环向间距3根/m，纵向搭接不不大于3m，外插角7～11°。钢花管上钻注浆孔，孔径10～16mm，孔间距15cm，呈梅花形布置，尾部留不钻孔止浆段110cm。注浆采用水泥浆液，土质地段不注浆。水泥浆液水灰比1:1，注浆压力0.5～2.0Mpa。
3.2施工误差规定
径向不不不大于20cm，隧道纵向误差同一断面接头数量不不不大于50％，相邻钢管接头至少错开1m。
4.施工程序与工艺流程
4.1施工程序
管棚施工程序为：施工准备→导向墙施工→搭设钻孔平台→安装钻机→钻孔→清孔→安装管棚钢管→注浆
4.2工艺流程
超前大管棚施工工艺见图4-1。安设管棚
注 浆
钻孔及接长钻杆
钻杆退出
钻孔检查合格
注浆检查合格
钻机就位
施作导向墙
图4-1超前大管棚施工工艺图

浆料注入注浆机
拟定浆液配合比
浆体混合料配制
管尾垫板及纵联构件安装
浆液试配
初选配合比
测量放样
开 始
棚管制作
原材料检查
否
是
结 束
安装止浆塞
是
否

5.施工规定
5.1施工准备
管棚施工前应先对管棚施工办法、施工技术进行详细理解。
5.2施工工艺
5.2.1导向墙施工
导向墙采用C20模筑砼，截面尺寸为1m×1m，导向墙内设2榀18工字钢架，工字钢架按照设计图纸进行加工，分3单元，各单元之间采用Φ26螺栓连接。钢架外缘设1m长Φ140mm壁厚5mm（洞口φ108管棚）或1m长Φ180mm壁厚6mm（洞口φ159管棚）导向钢管，依照线路纵坡设立钢管外插角2°，平行于线路方向。施工导向墙时应依照设计图纸先在洞顶5米以外施作水沟，并对边、仰坡进行刷坡。按照设计在洞口宽1m范畴内开挖拱部设计轮廓线。在已开挖成型拱部轮廓线上立筑底模，底模采用I20工字钢架设，立好后安设钢拱，钢拱每50cm安设1榀，共2榀，钢拱分3单元，各单元连接采用Φ26螺栓连接，并安设导向钢管，拱脚采用6根[25a槽钢，单根长度1m，并布设φ22锁脚锚杆进行固定，锚杆长度3米，钢拱安设后进行底模安装，底模采用5.5cm厚3015定型钢模板；然后进行侧模安装，模板采用5cm厚木板制作，分节长度不不不大于1m，现场拼装。混凝土采用拌合站集中拌和，砼运送车运至工地，人工入模，插入式振捣器振捣密实。 当混凝土强度达到设计70%时，进行管棚施工。
当导向墙基本位于湿陷性黄土上时，两侧基本下侧各施作2根水泥土挤密桩，挤密桩延伸至非湿陷性地层长度不不大于1m，挤密桩总长度不不不大于12m。
5.2.2管棚施工
（1）钻孔施工办法
①钻孔工艺流程图

②搭设平台，安装钻机，钻机安装要牢固，防止不均匀下沉、移位、倾斜等影响钻孔质量现象发生，钻机距离掌子面不超过2m。
③钻孔
A为了便于插管，钻孔直径应比管棚直径大，其中φ108管棚钻孔孔径φ127mm、φ159管棚钻孔孔径φ170mm、φ89钻孔孔径φ100mm。环向间距3根/米，φ159双层管棚环向间距40cm。
B钻机开孔时应低速，等成孔0.5m后来再升压至1.0mpa，遇软弱围岩，再改用低压钻进。钻孔顺序由高位孔向低位孔进行，采用两台钻机分左右两侧施钻，并间隔钻孔，先钻奇数号，注浆完毕后再钻偶数号。施钻时，钻机大臂必要顶紧在导向墙面上，以防止过大颤抖影响施钻精度 。
C管棚钻机钻深孔时必要接杆。因而，随着孔深增长，需要对回转扭矩、冲击力及推力进行控制和协调，特别要严格控制推力不能过大。
D管棚钻机固定就位前，测量人员应精确测量钻机外插角。
E钻机开孔时钻速宜低，钻进20cm后转入正常钻速。第一节钻杆钻入岩层，尾部剩余20～30cm时停止钻进，人工用两把管钳卡紧钻杆（注意不得卡丝扣），钻机低速反转，脱开钻杆。钻机沿导轨退回原位，人工装入第二根钻杆，并在钻杆前端安装好联接套，钻机低速送至第一根钻杆尾部，方向对准后联接成一体。每次接长钻杆，均按上述办法进行。
F换钻杆时，要注意检查钻杆与否弯曲，有无损伤，中心水孔与否畅通等，不符合规定应更换，以保证正常作业。
G钻孔达到规定深度后，按同样办法拆卸钻杆，钻机退回原位。依照设计规定安装管棚。 a、钢管接头同一断面接头数应不超过５0％，相邻钢管接头至少错开１米。管棚钢管分节长度4～6m，安装前应在地面预先排好并进行编号再依次安装，保证接头分布符合规定。φ108管棚采用 φ114mm壁厚6mm长度30cm热轧无缝钢管内车丝扣进行连接、φ159管棚采用 φ165mm壁厚6mm长度30cm热轧无缝钢管内车丝扣进行连接、φ89管棚采用φ95mm壁厚6mm长度30cm热轧无缝钢管内车丝扣进行连接。b、应按设计规定布设花管和安装钢筋笼。
④管棚钻孔孔位、外插角、孔径施工容许偏差应符合下表规定：
管棚施工容许偏差（mm）表
项目
钻孔外插角
孔距
孔深

管棚
1°
±150
±50

（2）顶管工艺流程及工艺原理
①顶管工艺流程图

②顶管工艺
钻孔成型后，应抓紧时间进行顶管，防止时间过长孔口变形，顶管困难。顶管采用大孔引导和棚管钻进相结合工艺，即设立不不大于棚管直径导向孔，然后运用钻机冲击和推力（顶进棚管时凿岩机不使用回转压力，不产生扭矩）将安有工作管头棚管沿引导孔顶进，逐节接长棚管，直至孔底。
③钢管顶进作业要点
a管件制作：棚管采用热轧无缝钢管。棚管接长时先将前一根钢管顶入钻好孔内再联接。事先加工好管节联接套，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。
b接长管件应满足管棚受力规定，相邻管接头应先后错开，避免接头在同一断面受力。
c在顶进时钻机上必要安装与管棚直径相应钢管顶进联接套，并在大臂上改换钢管扶直器。
d顶管作业：将钢管安放在大臂上后，钻机对准已钻好引导孔，低速推动钢管，其冲击压力控制在1.8～2.0MPa，推动压力控制在4～6MPa。
e接管：当前一根钢管推动孔内，孔外剩余30～40cm时，开动凿岩机反转，使顶进联接套与钢管脱离，凿岩机退回原位，人工装上后一节钢管，大臂重新对正，凿岩机缓慢低速迈进对准前一节钢管端部（严格控制角度），人工持链钳进行钢管联接，使两节钢管在联接处联成一体。凿岩机再以冲击压力和推动压力低速顶进钢管。
f棚管补强：为了加强管棚刚度和强度，按设计将管棚钢管所有打好后，应先用钻头掏尽钢管内残渣，进行棚管补强。补强办法：在钢管内安设钢筋笼，保证管棚刚度。
(3)注浆工艺
①管棚单号钢管为注浆管，管身布设φ10 ～φ16注浆孔，孔间距15cm，呈梅花型布置，尾部150cm不设孔。注浆前，先将钢管口外径与孔口周边岩石用水泥密封，但要预留一小通气孔，注浆时，使钢管与孔壁环形空隙内空气容易从此通气孔冒出。单号钢花管注浆完毕后来再钻孔顶进施工双号钢管。管棚注浆结束原则：当压力达到设计注浆终压并稳定10～15min，注浆量达到设计注浆量80%以上时，可结束该孔注浆。
②注浆浆液选用1:1水泥砂浆；其水灰比控制在1：1，建议注浆初压力为0.5～2.0Mpa，但应通过现场注浆实验调节注浆参数，获得管棚注浆施工经验。管棚注浆采用压力—流量双条件控制。
③为了保证注浆效果，注浆采用一次升压法施工，即从注浆一开始就在短时间内将压力升高到设计规定值，并始终保持到注浆结束。在规定压力下，依照进浆量状况分级调节浆液浓度，直至裂隙逐渐被填充，单位吸浆量逐渐减小，达到结束原则即停止注浆。注浆顺序依照降水漏斗原理，从拱部开始从上而下压注，先压注无水孔，后压注有水孔。如遇串浆或跑浆，可间隔一孔或几孔灌压。
④注浆异常现象解决
a在注浆过程中，经常发生浆液从其他孔流浮现象，这种现象称为串浆。发生串浆时，在有多台注浆机条件下，应同步注浆，无条件时应将串浆孔及时堵塞。轮到该孔注浆时，再拔下堵塞物，用铁丝或细钢筋将孔内杂物清除并用高压风或水冲洗，然后注浆。
b注浆压力突然升高，进行注清水，待泵压正常时，再进行注浆。
c注浆量很大，压力长时间不升高，则应调节浆液浓度及配合比，缩短凝胶时间，进行小泵量低压力注浆或间歇式注浆，使浆液在裂隙水中有相对停留时间，以便凝胶，但停留时间不能超过水泥砂浆凝胶时间。
⑷按照设计规定，所有管棚钢管管身内应注塞M10水泥砂浆，可采用挤压泵灌注。
6.劳动组织
管棚施工工序多，工种杂、技术性强、规定技术工人具备各方面独立操作能力，又能解决管棚施工中普通故障，管棚施工质量很大限度上取决于钻孔和注浆质量。
序号
人员
人数
职责
1
技术人员
1
掌握技术原则、负责施工指引、监督施工质量、记录
2
工班长
1
组织和协调
3
测量人员
2)
测量放样、检查验收、并对整个施工过程进行摄像
4
钻孔、安装人员
5-10
凿孔施工、准备材料、安装导管
5
浆液制备人员
5
准备材料、制备浆液、搅动浆液、清洗设备
6
注浆泵司机
2
注浆泵操作、维修保养及鼓掌排除
7
清洗废浆工
1
清理废浆
8
注浆记录工
1
记录注浆压力、注浆量、流量、胶凝时间及其她状况
9
安全员
1
负责施工安全
10
搬运工
4
搬运材料、机具
11
其她
8
电工、管棚加工、空压机司机等
7.材料规定
水泥：采用P.O42.5普通硅酸盐水泥。
钢花管规格：采用φ108mm壁厚6mm热轧无缝钢花管、φ159mm壁厚7mm热轧无缝钢花管、φ89mm壁厚5mm热轧无缝钢花管，出浆孔直径为15mm，梅花型布臵，间距15cm×15cm。
所用钢管进场必要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，其质量必要符合国家关于规定及设计规定。
8.设备机具配备
结合正常施工需要，管棚施工机械设备配备如下：
表8-1隧道机械设备配备表
序号
机械名称
规格型号
单位
数量
备注
1
管棚钻机
JXD-100
台
2

2
电动空压机
4L-20/7
台
1

3
注浆泵
XDY70(D)
台
1

4
高速制浆机
ZJ-400
台
1

5
储浆桶

个
1

6
型材切割机
J3G2-400
台
1

7
型钢弯制机
WGJ-250
台
1

8
电焊机
BX6-120-3
台
2

9
装载机
ZL50
台
1

9.质量控制及检查
9.1 质量控制
⑴钻孔前，精准测定孔平面位置、倾角、外插角并对每个孔进行编号。
⑵钻孔外插角以1°～3°为宜，工点应依照实际状况作调节。钻孔仰角拟定应视钻孔深度及钻杆强度而定，普通控制在1°～1.5°。施工中应严格控制钻机下沉量及左右偏移量。
⑶严格控制钻孔平面位置，管棚不得侵入隧道开挖线内，相邻钢管不得相撞和立交。
⑷经常量测孔斜度，发现误差超限及时纠正，至终孔仍超限者应封孔，原位重钻。
⑸掌握好开钻与正常钻进压力和速度，防止断杆。
9.2质量检查
9.2.1 主控项目
管棚所用钢管进场必要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，其质量必要符合国家关于规定及设计规定。
检查数量：以同牌号、同炉罐号、同规格、同交货状态钢管，每60t为一批，局限性60t按一批计。施工单位每批抽检一次；监理单位按施工单位抽检次数20%进行见证取样检测或按施工单位抽检次数10%进行平行检查，至少一次。检查办法：施工单位检查每批质量证明文献并进行有关性能实验；监理单位检查所有质量证明文献和实验报告，并进行见证取样检测或平行实验。
①管棚所用钢管品种和规格必要符合设计规定。
检查数量：施工单位、监理单位所有检查。
检查办法：观测，钢尺检查。
②管棚搭接长度应符合设计规定。
检查数量：施工单位、监理单位所有检查。
检查办法：尺量。
③注浆浆液配合比应符合设计规定。
检查数量：施工单位、监理单位所有检查。
检查办法：施工单位进行配合比选定实验；监理单位检查配合比选定单，并进行见证明验。
④注浆压力应符合设计规定，注浆浆液应布满钢管及其周边空隙。
检查数量：施工单位所有检查；监理单位按施工单位检查数量20%见证检查。
检查办法：施工单位查施工记录注浆量和注浆压力，观测；监理单位见证检查。
9.2.2 普通项目
管棚钻孔容许偏差应符合下表规定：
表9-1 管棚钻孔容许偏差
序号
项目
容许偏差
1
方向角
1o
2
孔口距
±50mm
3
孔深
±50mm
检查数量：施工单位所有检查
检查办法：仪器测量、尺量
10.安全及环保规定
10.1安全规定
(1)建立完善施工安全保证体系，加强施工作业中安全检查，保证作业原则化、规范化。
(2)为保证施工安全，现场规定专人统一指挥，并设一名专职安全员负责现场安全工作，坚持班迈进行安全教诲制度。
(3)施工区域应设立警示标志，禁止非工作人员出入。
(4)施工中应对机械设备进行定期检查、养护、维修。
(5)坚持安全教诲，加强全员安全意识教诲。
(6)严格按设计及施工规范规定进行施工，认真执行有关施工安全规程
(7)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；
(8)拆卸钻杆时，要统一指挥、明确联系信号，板钳卡钻方向应对的防止管钳及扳手打伤人；
(9)钢管内注浆时，操作人员应戴口罩、眼镜和胶手套；
(10)氧气瓶与乙炔瓶隔离存储，严格保证氧气瓶不沾染油脂、乙炔发生器有防止回火安全装臵。
(11)施工现场使用手持照明灯使用36V安全电压。
(12)室内配电柜、配电箱前要有绝缘垫，并安装漏电保护装置。
10.2环保规定
(1)施工时要控制对植被破坏、水源、噪音污染，严格遵守《环保法》以及有关法律、法规、规章制度，严格执行“三同步”不留尾巴、不留后患，保证环保目的圆满实现。
(2)施工现场搅拌站废水和施工机械油污、隧道开挖排除水必要经沉淀池沉淀并符合国家规定原则后方可排放。
①现场存储油料地面进行防渗解决，在使用过程中，要采用防止油料跑、冒、滴、漏办法，防止土壤或河流受到污染。
②工地暂时厕所化粪池采用防渗办法，做好防蝇、灭蛆工作。
③化学用品、外加剂等应库内存储，妥善保管，防止污染环境。
(3)固体废弃物解决，桥梁桩基钻碴、泥浆运至指定弃碴场。在施工中要依照自身特性采用回收运用、减量化解决、焚烧解决、稳定和固化解决、填埋等综合解决办法。
(4)噪音防治，选取低污染或低噪声设备，并采用消音、隔音、护板等办法减少噪音。
机械车辆路过居民区地减速慢行，不鸣喇叭。在固定机械设备附近，修建暂时隔间屏障，减少噪音传播。
(5)大气污染防治，采用覆盖、密封、洒水等办法，防止和减少扬尘等。
禁止在现场焚烧任何废弃物及有毒废料(废机油、废塑料等)。生活营地使用清洁能源，保证炉灶烟尘符合原则。
(6)开展形式多样宣教活动，提高全员环保意识，使人人懂得保护环境就是爱惜生命。
(7)制定检查筹划，明确检查任务，拟定检查办法，贯彻检查责任制。项目部每季度组织一次环保大检查，发现问题，找出因素，制定纠正办法并及时整治。
(8)评比奖罚制度：指挥部设立环保奖励基金，每次环保检查状况，进行单位间综合评比奖罚。