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R51N自进式锚杆施工方案

1、 编制依据
1.1根据某地铁工程XXX站施工风井及施工通道自进式锚管有关设计图纸。
1.2施作自进式锚管相关技术规范、 要求、 标准。
1.3我单位施工的类似工程的经验。
1.4自进式锚管的施工工艺要求及特点。
2、 编制原则
2.1在充分理解设计图纸的基础上, 采用环保、 经济、 合理、 可行的施工方法和成熟的施工工艺。
2.2施工全过程对既有建筑物施工影响小, 并有合理的环境保护措施和安全保护措施。
2.3施工工艺与施工规范、 设计要求相符, 并具有先进性。
2.4严格遵守有关自进式锚管施作的技术规范。
2.5确保工程质量和工期。
2.6施工场地的条件及前期工作准备情况。
3、 工程概况
3.1西南风道与XXX的位置关系
车站西南施工风井及施工风道与XXX在里程J0+34.764m处相交。西南施工风道与XXX立面位置关系见附图1。因两者平面位置仅相距1.2米, 为了保证施工安全, 设计时在二者垂直投影相交点前后各5m范围内施工R51N超前自进式锚管, 加固侧向土体, 减少因施工对既有建筑物的影响, R51N超前自进式锚管长7m、 纵向每3m施工一排、 环向间距500mm, 共计4排, 合计56根。断面布置示意见图2所示。
3.2施工方法及技术:
采用R51N自进式锚管作为杆体, 使用SP50型锚固工程钻机安装, 用SDW型注浆泵进行注浆。

图1 西南施工风道与XXX立面位置关系图

图2 西南风道自进式管棚布置示意图
4、 施工前准备
4.1机械设备
施工用SP50型钻机、 SDW型注浆泵将于管棚开工前到场, 其余施工设备准备就绪。自进式管棚施工主要使用以下机械:
机械设备统计表
序号
名称
规格、 型号
数量
单位
备注
1
钻机
SP50型
1
台

2
注浆泵
SDW
1
台
配套注浆接头
3
灰浆搅拌机
400L
1
台

4.2单根管棚材料用量
序号
材料名称
规格
数量
单位
1
自进式管棚
R51N、 L=3m
1
根
2
自进式管棚
R51N、 L=2m
2
根
3
管棚连接套
与管棚配套
2
个
4
钻头
与管棚配套
1
个
5
止浆塞
与管棚配套
1
个
6
水泥
P.O32.5
0.46
T

4.3总体材料计划
序号
材料名称
规格
数量
单位
1
自进式管棚
R51N、 L=3m
56
根
2
自进式管棚
R51N、 L=2m
112
根
3
管棚连接套
与管棚配套
112
个
4
钻头
与管棚配套
56
个
5
止浆塞
与管棚配套
56
个
6
水泥
P.O32.5
38.53
T

4.4劳动力计划
根据自进式管棚的工程量和技术方面的要求, 结合管棚工程施工情况和施工进度, 在劳动力配置上设作业队队长1人, 机械操作及辅助工人6人, 合计7人。
5、 施工方法
施工方法及技术: 采用R51N型迈式管棚作为杆体, 使用SP50型钻机钻进安装, 用SDW型或其它相应泵进行注浆。钻头、 管棚杆体、 连接套、 止浆塞一次性进入土体中构成管棚体。
5.1自进式管棚支护参数
自进式管棚主要参数表
项目编号
技术参数
施工标准及技术要求
1
管棚设计长度
L=7m
2
材料材标准
R51N型迈式管棚, 管内径为51mm、
壁厚8mm, 全长左旋螺纹。
3
布设范围
J0+29.764 ～J0+39.764南侧边墙
( 仰拱底上3.0m至起拱线范围内) 。
4
管棚外插角
　30°
5
方向
水平向前
6
管棚与结构关系
螺纹管尾端中心沿结构外轮廓尺寸线施工
7
环向布设间距
500mm
8
纵向布设间距
3m( 管线与车站平行时纵向间距)
9
管节长度
2m和3m
10
施工误差
锚管孔距偏差≤150mm
11
管节联结方式
管棚连接套连接
12
注浆压力
不大于5.0MPa
13
浆液类型
纯水泥浆, 水灰比1: 1

5.2施工工艺流程图
R51N型迈式管棚施工工艺流程图见图3所示。
施工准备
设备就位
测量放点
设备调试
安装管棚及钻头
开始钻进
停钻接长管棚
钻进一节管棚长度
继续钻进
管棚到位
撤掉钻机
接通注浆管路及注浆泵
注浆至达到设计要求
配置浆液
下一循环

图3 自进式管棚施工流程图

5.3单根管棚施做及注浆量计算
管棚施做见图4所示, 钻机布置示意见图5所示。

图4 单根7m长管棚施做示意图
单根7m长管棚注浆量计算:
浆液扩散半径 r=0.45m;
管棚长度 L=7m
砂层孔隙率 a=0.2
注浆量 V=π*r2*L*a*k=3.14*0.452*7*0.2=0.86m3
共计56根管棚的总注浆量为48.16m3 , 水泥用量为38.53T。
受洞内施工空间限制, 管棚节长不能超过3m,单根7m长管棚分成两根2m长管节和一根3m长管节施工。

图5 掌子面钻机布置示意图
5.4施工方法
1、 测量放出管棚位置, 同时指导钻机就位。
2、 根据自进式管棚直径和长度, 采用SP50型钻机钻进。依据每根管棚的中心线及高程及管棚的角度, 安装导轨及钻机。
3、 安装管棚及钻头: 钻机定位完成后, 将专用钻头和管棚连接好, 并连接好钻机上的风水管。
4、 管棚钻进: 为了确保管棚的方向、 坡度和精度, 在进行钻进前, 测量人员对管棚位置进行放样, 放样完成后, 调整好钻机角度开始钻进。
5、 管棚接长: 7m长的管棚由两节2m和一节3m连接而成。在第一节2m管棚钻到位后, 使用迈式管棚专用连接套连接第二节2m长管棚, 继续钻进到位后用连接套连接第三节3m长管棚继续完成钻进。
6、 撤掉钻机: 管棚钻进到位后, 锁紧卡钎器, 反转钻机, 将管棚从钻机连接套卸下, 移开钻机。继续钻进安装下根管棚。
7、 连接注浆设备开始注浆: 在管棚尾部旋转上注浆接头, 连接注浆管路及注浆
泵, 配制浆液( 纯水泥浆, 水灰比1: 1) 开始注浆。
5.5施工要点及注意事项
1、 自进式管棚施工前必须喷射5cm厚的混凝土封闭掌子面, 保证注浆时浆液不向掌子面外流出。
2、 自进式管棚杆钻进时严格控制管棚的点位、 仰角、 钻深, 保证管棚环向间距500mm, 外插角30°, 钻深7m。
3、 管棚钻进过程中, 随时注意观察掌子面情况, 如有出水现象, 及时注浆, 边注浆边钻进, 以防突水事件发生。
4、 保证管棚管棚间连接牢固, 不得有管节脱落现象。保证管棚间的搭接长度3m。
5、 钻机工作平台搭设要牢固, 管棚钻进过程中加大仰角测量频度, 如超出允许范围及时纠正, 保证管棚施工精度。
6、 严格控制注浆工艺, 根据地层情况及时调整浆液配比。注浆压力不大于5.0Mp。
6、 施工进度安排
单根R51N自进式锚管施工进度指标:
单循环时间统计表
序号
工序名称
耗时
备注
1
破孔( 破除初支砼)
3孔每人每8小时
不计入循环时间
2
钻前准备、 测量定位
30分钟

3
固定钻机、 装管棚和钻头
10分钟

4
第一节管节钻进
10分钟

5
第二节管节连接及钻进
13分钟

6
第三节管节连接及钻进
17分钟

7
撤钻机
10分钟

8
喷砼封孔
50孔每人每8小时
不计入循环时间
9
注浆( 拌浆)
20分钟
不计入循环时间

由上表可知单根管棚每循环时间为90分钟, 每班8小时完成5根。每天三班制合计完成15根。本次工程共计56根管棚, 累计需4工作日。
7、 质量保证措施
1、 工程部测量组提供精确、 使用方便的管棚中线及高程控制点号, 技术交底书内容全面具体。
2、 根据测量组提供的测量点进行钻机定位, 定位时确保中心、 高程准确, 并经项目部测量组检查核对。
3、 确保钻机导向装置正常工作, 保证管棚按照设计的坡度和中线钻进。
4、 管棚间采用专用连接套连接牢固, 保证钻进时不脱落、 注浆时不漏浆。
5、 严格按要求配置水泥浆液, 控制注浆压力在2.0～5.0Mp范围内, 以保证注浆质量。
6、 强化施工技术管理、 人员管理及其各方面的规章制度和措施。施工责任落实到人, 防止因人为因素造成质量问题。
8、 工期保证措施
1、 提前准备施工用机械设备及材料, 施工方案确定及场地条件具备后, 抓紧设备及人员进场。
2、 工程部及时做出管棚施工有关方面的技术交底, 提前作好技术方面准备工作。
3、 工程施工过程中如出现问题后及时与项目部协调解决。
4、 施工中确保人员充分, 设备运转良好, 加强对设备保养。
5、 提前作好主材定购, 主材及其它辅助材料及时到场。
6、 定期检修、 维护机械设备, 保证其运转状态良好。杜绝因机械故障影响施工进度。
7、 做好施工计划, 合理安排施工工序, 保证施工顺利进行。
9、 安全文明施工措施
1、 严格按用电规章制度用电, 非电工人员禁止进行用电线路的检修, 铺设等相关工作。
2、 钻架安装牢固, 所用材料的强度、 刚度、 稳定性必须符合要求。各项准备工作完成后由专职安全员检查合格后方可投入使用。
3、 机械设备操作由专人操作, 禁止无证人员上机操作。在机械操作中严格按章操作。
4、 机械设备和材料从地面运到洞内垂直运输时必须设专人指挥, 必须绑扎牢固后方可向下运输, 进行运输时下方严禁站人。在专职安全员现场监督、 指导下进行该项目工作。
5、 废弃浆液及时清理, 保证作业面的干净整洁。