大管棚施工作业指导书.docx

大管棚施工作业指导书
一、 编制的依据
1、中铁十五局集团四公司《质量手册》、《程序文件》。
2、《公路隧道施工技术规范》、《两阶段施工图纸第三册》、《实施性施工组织设计》
二、 适用的范围
本作业指导书适用于金丽温温高速公路丽青段第十五合同段东岙隧道及石溪隧道的施工。
三、 概述
我部负责施工的丽青段第十五合同段东岙隧道、石溪隧道的洞口段工程地质条件较差，易发生塌落、掉块。针对洞口地质条件较差，有较长距离的Ⅱ类围岩，且相对埋置深度较浅，不易成洞，施工时首先施工超前长管棚，以保证成洞面和浅埋地段开挖的稳定和安全。另外在石溪隧道左洞出口附近K172+575-579，K172+635-637.5和右洞出口附近K172+555.5-560，K172+542-544为断裂破碎带，围岩稳定性差，设计采用超前大管棚施工。
对此，为确保施工安全，开挖采用台阶法施工，开挖遵循“短开挖、强支护、勤量测、早封闭”的原则，先开挖上台阶并及时完成初喷C20砼5cm厚，封闭岩面，然后打锚杆、挂钢筋网，设置锚杆和初喷砼完毕要及时施工钢筋格栅拱架，再复喷C20砼至25cm厚。
根据实际情况决定上、下台阶错开距离，上台阶开挖支护完毕，进行下台阶开挖，放炮后立即初喷5cm厚C20砼，然后出碴，出碴结束后按设计打设锚杆、挂钢筋网、架设钢筋格栅拱架，复喷C20砼至25cm厚。
对坚石或次坚石采取“密打眼、打浅眼、少装药、分次爆破”的施工方法，力求不放炮或少放炮，减少对围岩和初期支护的扰动，确保施工安全。
四、洞口段超前大管棚施工
1. 管棚设计参数：
a.钢管规格：热轧无缝钢管φ108*6mm，壁厚6mm，节长3m，6m。
b. 管距：环向间距40cm。
c. 管棚倾角：平行于线路纵坡；方向：平行于路线中线。
d. 钢管施工误差：径向不大于20cm。
e. 隧道纵向同一横断面内的接头数不大于50%，相邻钢管的接头至少错开1m。
2. 施工准备：
a. 利用隧道洞口的场地、设备，同时做好“三通一平”即水通、电通、风通、场地平整。同时备用一套发电机组。
b. 洞口土石方及仰坡均已开挖到位，防护到位。
c. 钻机到位，灌注浆液配合比已确定。
3. 施工方法及顺序
（1）护拱施工：
隧道设计采用C25混凝土护拱做管棚固定墙，护拱在明洞外轮廓线以外，紧贴掌子面施做，护拱内埋设三榀18号工字钢制作而成的钢拱架作为横架，与管棚钢管焊成整体，支撑稳固后，内外模采用5cm木模安装，按设计布筋和安装孔口管，保证布筋、孔口管的位置和角度准确，然后进行护拱砼的施工，待护拱砼强度达到85%时开始长管棚的施工。
为减少因钻具漂移或下垂引起的钻孔偏差，钻机立轴方向严格准确控制，钻进过程中经常采用测斜仪量测钢管钻进的偏斜度，发现偏斜超过设计要求及时纠正。
（2）管棚施工
① 钻进并顶进长管棚钢管，一次性打入。
②管棚施工应先打有孔钢花管，注浆后再打无孔钢管，无孔钢管可作为检查管，检查注浆质量。
③钢管接头采用丝扣连接，丝扣长15cm，钢管接头应错开，隧道纵向同一横断面内的接头数不大于50%，相邻钢管的接头至少错开1m。
（3）搭设钻机施工作业平台：
作业平台采用方木按“井”字形搭设，顺序由下向上，由两边向中间，依据孔位依次搭好，方木间以扒钉连接牢固，防止钻孔时钻机摆动、倾斜、不均匀下沉而影响钻孔质量。
（4） 根据地质条件和施工条件，采用电动钻机平行作业，并在导向管口编号施工顺序从低孔开始，由两侧往中间方向对称进行施工，钻孔时钻机距工作面距离一般情况不少于2m，钻机摆设钻杆方向与导向管方向一致，钻孔并顶进长管棚钢管。
开钻时，先低速低压，等成孔几米后，再加速加压。钻进过程中，必须沿钻机位后定下来的基线钻孔，随时检查钻孔方向的准确度，根据地质情况的变化，选择不同的钻头，当遇坚硬孤石不能钻进时，采用冲击钻头，把岩石击碎，为普通稍软岩石或土质时，采用合金管钻来进行钻进。钻进过程中岩土对管壁的阻力较大，前段开孔采用φ125mm钻头，后段根据钻进需要使用φ110mm钻头钻孔，以便于钢管容易顶入，钻进过程遇特殊复杂地层，如不能钻进或难以成孔时，采用预注浆加固钻进成孔；必要时采用加长岩芯管（跟管钻进）的办法。
钻孔参数：钻孔直径：φ115-130 mm（比钢管直径大20-30mm）
钻孔平面误差：径向不大于20cm
钻孔时的孔斜预防措施：导向管导向、扶正器扶正钻具、测斜仪检查，发现偏斜，岩心管扫孔检查控制，发现孔斜超过允许范围，则停止钻孔，进行注水泥浆充填，凝固后重新钻孔。
（5）扫孔
用φ108mm岩芯管进行扫孔，目的是清除孔内岩碴和顺通孔道。岩芯管长度不小于2.5m为宜，长度稍长更好。如遇下管困难，连续扫孔几次，同时借助高压空气吹洗，直到孔内清扫干净。
（6） 下管；
φ108 mm钢管管壁打孔，布孔以梅花型布置，孔径为12mm，孔间距为30cm，钢管尾部留45cm不钻孔的止浆段，钢管加工成3m、6m长两种规格。为使钢管接头错开，加工钢管时将钢管进行钢节编号，根据加工的钢管节搭配好并做好记录待用。如果顶进遇到故障，顶不进时，查清原因，必要时重新扫孔后再将钢管顶进。
钻进过程中地质情况判断：根据钻进的速度，岩土取芯，司钻压力等情况判断此钻孔管段地质情况，并及时作好施工记录，根据记录数据绘制地质剖面图和展开图，为开挖施工提供参考。
（7）注浆
采用纯水泥浆。注浆后再打无孔钢管，无孔钢管可以作为检查管，检查注浆质量。注浆机械选用BW-250/50型注浆泵进行。
注浆前先进行现场注浆试验，确定注浆参数及缓凝剂掺入量，用于实际施工。注浆时要求：
a. 注浆前在钢管中沿管壁安设φ15mm的塑料硬管至孔底，在管口外端）处与堵浆塞排气孔相连接，作为排气孔（安设钢管盖和注浆阀门。）
b. 注浆管与堵浆塞进浆孔相连，堵浆塞与钢管间为丝扣连接。
c. 注浆采用从孔口一次注入，为使管内浆液饱满密实，注浆时等排气孔有浆液流出，进行终压注浆，直至达到设计注浆压力或设计注浆量时终止，然后闭其阀门。
d. 注浆结束标准：按单孔注浆量达到设计注浆量时，可作为结束注浆标准；注浆压力达到设计终压力并终压不少于20分钟时，也可结束注浆，同时注浆扩散半径不小于0.5m。
（8）注浆结束后及时清除管内浆液，并用M30水泥砂浆紧密充填，以增强管棚的刚度和强度。
（9）施工过程技术措施：
a. 护拱内导向管安装时位置和角度用仪器测量定位，保证准确性。
b. 在钻孔过程中用测斜仪测定量测钻进的偏斜度，发现偏斜超过设计要求，及时纠正。
c. 管棚注浆时注意调试好浆液的配合比，控制注浆压力和注浆量，以达到设计注浆效果。
d. 注浆参数：水泥浆水灰比0.8：1，注浆压力：初压0.5-1.0Mpa，终压2.0Mpa。初凝时间：7小时；终凝时间：14小时。
e. 配制水泥浆时，严防水泥包装纸及其它杂物混入。拌好的浆液在进入贮浆槽及注浆泵之前，对浆液进行过滤，未经过滤网过渡的浆液不允许进入泵内。配制的浆液在规定的时间内注完
五、断裂带超前大管棚施工
本合同段石溪隧道左洞出口附近K172+575-579，K172+635-637.5和右洞出口附近K172+555.5-560，K172+542-544为断裂破碎带，围岩稳定性差，设计采用超前大管棚施工。
1. 管棚设计参数：
a.钢管规格：热轧无缝钢管φ108*6mm，壁厚6mm，节长4m-6m。
b. 管距：环向间距40cm。
c. 管棚倾角：平行于线路纵坡；方向：平行于路线中线。
d. 钢管施工误差：径向不大于20cm。
e. 隧道纵向同一横断面内的接头数不大于50%，相邻钢管的接头至少错开1m。
2、管棚施工
①钻进并顶进长管棚钢管，一次性穿越断层。
② 设计采用18号工字钢与管棚钢管焊成整体作为管棚支架。
③管棚施工应先打有孔钢花管，注浆后再打无孔钢管，无孔钢管可作为检查管，检查注浆质量。
④钢管接头采用丝扣连接，丝扣长15cm。
3、管棚注浆注液扩散半径不小于0.5m，注浆采用分段注浆。
① 灌注浆液：水泥—水玻璃浆液
② 注浆参数：水泥浆与水玻璃体积比1：0.5 水泥浆水灰比1：1
水玻璃浓度：35波美度 水玻璃模数2.4
注浆压力：初压0.5—1.0Mpa，终压2.0Mpa
③注浆前先进行注浆现场试验，注浆参数应通过现场试验按实际情况确定，以利施工。
④注浆结束后及时清除管内浆液，并用30号水泥砂浆紧密充填，增强管棚的刚度和强度。
4、完成管棚注浆施工后，在管棚护环的保护下，按设计的施工步骤进行掘进开挖。
5、ф16固定钢筋与孔口管、18号工字钢采用双面焊，焊缝长度大于5d。
6、管棚工作室回填采用与衬砌同标号砼。

附： 隧道超前管棚施工工艺流程框图
开挖至暗挖桩号

护拱内钢架施工
护 拱 施 工

安 装 钻 机

钻偶（奇）数位置孔

钢管加工配节计算
置入有孔钢花管

清除管内杂物
冲净管内浆液注砂浆
注 浆
钻奇（偶）数位置孔
置入无孔钢管
注 浆 准 备
钢管加工配节计算
检查注浆效果
注浆准备
钢管内充填砂浆
拱部开挖