隧道出口长管棚作业指导书.docx

40米长管棚作业指导书

1.目的
明确隧道管棚施工作业的工艺流程，操作要点和相应的工艺标准，规范隧道管棚施工作业。
2.编制依据
⑴《客运专线铁路隧道工程施工指南》（TZ214-2005）
⑵《客运专线铁路隧道工程施工质量验收标准》铁建设（2005）160号
3.施工范围
适用于铁路客运专线隧道Φ89和Φ108等规格大管棚施工作业。
4.工艺流程及技术参数
4.1.长管棚设计
本条线路在隧道出口明暗交界处设计超前长管棚。
一、隧道出口设计为长管棚，长40m，并设置C20混凝土导向墙，导向墙截面1m×1m。
二、设计参数
（1）导管规格：孔口管为热扎无缝钢管Φ140mm，壁厚5mm，节长1.5m；
（2）管棚长度为40m，热扎无缝钢管Φ108mm，壁厚6mm，节长3m，6m；
（3）设置范围：钢管布设在圆心角140°的隧道拱部，管心与衬砌设计外轮廓线间距为40cm；
（4）管距：环向间距40cm；
（5）倾角：仰角2°（包括路线纵坡），方向：与路线中线平行；
（6）钢管施工误差：径向不大于20cm；
（7）管棚连接：采用30cmФ90钢管设在Ф108内部连接，并焊接；
（8）管棚根数：47根；
（9）注浆材料：水泥浆水灰比1∶1；
三、施工工序
长管棚施工的主要工序有开挖支护明洞边坡、仰坡；施作套拱；搭钻孔平台、安装钻机；钻孔；清孔、验孔；安装管棚钢管；注浆。
1．明洞边坡、仰坡开挖支护
（1）明洞段开挖应在洞顶截水沟施工完成后进行，应尽量避开雨季施工；
（2）边坡防护应与明洞开挖同步进行，及时施工明洞边坡的锚杆、挂设钢筋网、喷射混凝土及时封闭坡面；
（3）对边坡渗水要及时排、引到坡面外，加强对坡面的防护。
2．施作套拱
（1）套拱在明洞外轮廓线以外施作，为了增强套拱的安全稳定性，套拱采用100cm厚C20钢筋混凝土作为长管棚导向墙，套拱内埋设了2榀18工字钢，钢支撑与管棚孔口管焊成整体；
（2）孔口管作为管棚的导向管，它安设的平面位置、倾角、外插角的准确度直接影响管棚的质量。用全站仪以坐标法在工字钢架上定出其平面位置；用水准尺配合坡度板设定孔口管的倾角；用前后差距法设定孔口管的外插角。孔口管应牢固焊接在工字钢上，防止浇筑混凝土时产生位移。
3．搭设钻孔平台、安装钻机
为了保证钻孔质量和稳定，钻机平台用钢管脚手架搭设，并且采用了两台钻机由高孔位向低孔位对称进行钻孔，这样可以大大缩短移动钻机与搭设平台的时间，便于钻机定位。
钻机定位：钻机必须与已经定好的孔口管方向平行，必须精确核定钻机位置，用全站仪、挂线、钻杆导向相结合的方法，反复调整，钻机轴线用激光定向，确保钻机钻杆轴线与孔口管轴线相吻合。
4．钻孔
（1）为了便于安装钢管，钻头直径采用φ127mm；
（2）岩质较好的可以一次成孔；钻进时产生坍孔、卡钻，需补注浆后再钻进；
（3）钻机开钻时，可低速低压，待成孔10m后可根据地质情况逐渐调整钻速及风压；
（4）钻进过程中用采用JJX-3SⅡ型高精度测斜仪量测钢管测定其位置，测量人员随着不断钻进，时刻观察探头角度变化情况，发现偏斜超过设计要求的，及时纠正，及时补救。并根据钻机钻进的现象及时判断成孔质量，并及时处理钻进过程中出现的事故；
（5）钻进过程中确保动力器，扶正器、合金钻头按同心圆钻进；
（6）认真作好钻进过程的原始记录，及时对孔口岩屑进行地质判断、描述；作为开挖洞身的地质预探预报和指导洞身开挖的依据。
5．清孔验孔
（1）先用钻杆配合钻头（Φ127mm）来回进行扫孔，清除浮渣，确保孔径，孔深符合设计要求，防止堵孔；
（2）再用高压气从孔底向孔口清理钻渣；
（3）最后利用徕卡全站仪检测孔深、倾角以及外插角。
6．安装管棚钢管
（1）钢管在专用的管床上加工好丝扣，管棚四周钻Φ10～16出浆孔，管头焊成圆锥形，便于入孔；
（2）管棚顶进采用大孔引导和管棚机钻进相结合的工艺，即先钻大于棚管直径的引导孔（φ127mm），然后可用10 t以上卷扬机配合滑轮组反压顶进；也可利用钻机的冲击力和推力低速顶进钢管按设计位置施工，先打有孔钢花管，注浆后再打无孔钢管；
（3）接长钢管时必须满足受力要求，相邻钢管的接头前后凑开，纵向同一断面内的接头数量不大于50%，相邻钢管的接头至少必须错开1m；
（4）钢管接头采用带丝扣的接头钢管连接，接头钢管长30cm，为了保证钢管接头错开，编号为奇数的第一节钢管采用3m，编号为偶数的第一节钢管采用6m钢管，以后每节均采用6m长度。
7．注浆
（1）安装好有孔钢花管后即对孔内注浆，注浆后再施工无孔钢管，无孔钢管可以作为检查管，检查注浆质量；
（2）长管棚注浆按固结管棚周围有限范围内土体设计，浆液扩散半径不小于0.5m，采用“三序注浆法”：先注1号孔，再注3号孔，后注2号孔，两侧对称注浆，依次类推；
（3）采用kby50/70液压注浆机进行“双液双系统注浆”，将双液浆注入管棚钢管内，初压05~1.0MPa，终压2.0MPa，持压15分钟后停止注浆。如果注浆量超限，还未达到压力要求，应调整浆液浓度继续注浆，确保钻孔周围岩体与钢管周围孔隙均被浆液填充，方可停止注浆；
（4）注浆参数：水泥浆水灰比1∶1；
（5）注浆结束后及时清除管内浆液，并用M10水泥砂浆紧密充填，增强管棚的刚度和强度（工艺流程）。

继续钻进安装至设计长度
下一根管棚钻进
浆液制备
测量布点孔
钻孔及接长钻杆
钻杆退出
分节顶进，焊接管棚钢管
效果核查
隧道开挖
钻机固定
钻机就位
管棚施工工艺流程框图

注浆

四、劳动力组织
管棚施工的质量很大程度取决于钻孔和注浆的质量，施工工序多，工种杂，技术性强，因此在选择技术工人时，优先选择各方面能独立完成的人员进行操作。劳动力组织：技术人员1人、机长1人、钻机操作工3～6人，管棚加工2人，钢管顶进8人，注浆6人，合计：19～22人。
五、施工进度情况（该数据以实际作业时间统计得出）
钻机就位、加固：3～5小时；
钻进：6～9小时；
扫孔、顶进：８～10小时；
注浆：３～５小时；
六、质量控制要点
（1）钻孔前，精确测定孔的平面位置、倾角、外插角。并对每个孔进行了编号；
（2）钻孔仰角的确定应由钻孔深度及钻杆强度而定，一般控制在1。~3。左右，钻机最大下沉量及左右偏移量为钢管长度的1%左右，考虑在20~30cm之间。
（3）严格控制钻孔的平面位置，防止管棚侵入隧道开挖线内，相邻的钢管不得相交；
（4）遇到松散的堆积层和破碎地质时，在钻进中可以增加了套管护壁，确保了钻机顺利钻进和钢管顺利顶进。
7.质量要求
7.1.质量验收规范
参照《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》
7.2.分项验收标准
（1）管棚所用的钢管进场必须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）试验，其质量必须符合国家有关规定及设计要求。
（2）管棚所用钢管的品种个规格必须符合设计要求。
（3）管棚搭接长度应符合设计要求。
（4）注浆浆液的配合比应符合设计要求。
（5）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空隙。
7.3.管棚钻孔容许偏差
序号
项目
允许变差
1
方向角
20
2
空口距
±50mm
3
孔 深
±50mm
8.注意事项
管棚必须在洞身开挖前完成。管棚施工过程中要采取相应的措施保证施工安全和质量。
9.交底签收表

工 程 项 目

合 同 号

单位工程名称

施工单位

里 程

交底日期

交底地点

交底接收人
职务
交底接收人
职务

交底人

审核人

注：驻地监理抽查。