长管棚在隧道洞口的应用毕业论文.docx

西安铁路工程职工大学 毕业论文 西安铁路工程职工大学毕业设计（论文）长管棚在隧道洞口的应用年 级: 2012级学 号: 20120104*姓 名: *专 业: 道路桥梁工程技术指导老师: 2015年6月ii院 系 西安铁路工程职工大学 专 业 道路桥梁工程技术 年 级 2012级 姓 名 * 题 目 长管棚在隧道洞口的应用 指导教师评 语 指导教师 (签章)评 阅 人评 语 评 阅 人 (签章)成 绩 答辩委员会主任 (签章) 年 月 日 毕业设计（论文）任务书班 级 2012级 学生姓名 * 学 号 20120104187 发题日期：2014 年9月 完成日期： 2015年6月 题 目 长管棚在隧道洞口的应用 1、本论文的目的、意义 浅议长管棚在隧道建设施工中的应用，本文结合工程实例详细地介绍了长大管棚在高速公路隧道口预支护施工中的设计及施工方法，该施工技术作为在不良地质情况下隧道施工的预支护措施，具有广泛的应用前景。 2、学生应完成的任务 3、论文各部分内容及时间分配：（共 12 周）第一部分编制依据、工程概况、 (2周) 第二部分施工方案、施工工艺流程 (2周) 第三部分施工方法、施工要点、施工组织机构及劳动力组织 (2周)第四部分材料要求、设备机具配置 (2周) 第五部分质量保证措施、环保水保措施 (2周)评阅及答辩 (2周)备 注 指导教师： 2015年 月 日审 批 人： 2015年 月 日目 录一、编制依据2二、工程概况22.1总体情况22.2地形地貌情况22.3水文、地质情况22.4大管棚主要设计技术参数3三、施工方案3四、施工工艺流程44.1施工顺序44.2施工工艺流程图4五、施工方法45.1施作导向墙45.2搭设钻孔平台架、安装钻机45.3钻孔55.4清孔验孔65.5安装管棚钢管6六、施工要点7七、施工组织机构图及劳动力组织77.1施工组织机构图77.2施工劳动力组织8八、材料要求8九、设备机具配备8十、质量保证措施810.1质量验收规范810.2分项验收标准810.2.1主控项目810.2.2一般项目910.3质量保证措施9十一、安全保证措施10十二、施工环保、水土保持、文明施工措施1112.1环境保护措施1112.2水土保持措施1112.3文明施工措施11摘 要在铁路施工过程中，其中隧道施工是重要的组成部分之一，在铁路工程建设中起到至关重要的作用。管棚超前支护是锚喷暗挖法施工隧道超前加固的辅助施工方法（简称管棚法），他能有效的保证施工过程中的地层安全稳定及控制地表沉降，从而降低隧道进洞薄弱不稳定地段的不安全因素。本文以怀邵衡铁路3标尖峰山隧道进口长管棚施工为实例，详细介绍长管棚在铁路客运专线隧道口超前预支护中的施工方法，以及对周边环境保护。充分探讨管棚超前预支护技术作为隧道开挖的辅助工法，能够有效地解决隧道在穿越浅埋，大偏压、软弱破碎围岩等特殊困难地段的隧道开挖问题。本人结合工程实际，通过自身掌握经验和知识，特整理本文，以供共同参考借鉴。 in the process of railway construction, the tunnel construction is an important part of, in the railway engineering construction plays a vital role.the pipeline shed advance support is shotcrete and anchorage excavation tunnel construction by advance reinforcement of auxiliary construction method (referred to as pipe shed method), he can effectively ensure the construction process in formation security and stability and control of the surface settlement, thereby reducing the tunnel into the hole weak unstable lots of unsafe factors.the huai shao heng railway peak mountain tunnel entrance construction of long pipe roof as an example, with the long pipe shed reinforcement in the construction method of the lead at the mouth of the tunnel of railway passenger dedicated line, and to protect the surrounding environment.fully explored pipe roof advance timbering technology of tunnel excavation as an auxiliary method, can effectively solve the tunnel across the shallow buried, large bias, weak broken surrounding rocks in specially difficult section of tunnel excavation.i combined with practical engineering, through their grasp of knowledge and experience, special finishing this paper, total industry peers to a common reference. 【关键词】 技术指导 机械配置 安全措施 环保水保【key word】 technical guidance mechanical configuration safety measures environmentalprotection29 第 页西安铁路工程职工大学 毕业论文尖峰山隧道进口大管棚施工一、工程概况1.1总体情况尖峰山隧道进口位于怀化市尖峰山乡茶溪垄附近，隧址区湘西山地，地形复杂，地势陡缓多变。尖峰山隧道起点里程dk51+077，为单洞双线隧道，进口dk51+096段为19m长明洞。隧道进口平面位于r=4500m的左偏曲线上，进口dk52+100为10.9，进口内轨顶面标高为285.905m。1.2地形地貌情况尖峰山隧道进口地势较陡，自然坡度3050，隧道进口主要为级围岩，均处于明挖浅埋段地质。从边仰坡开挖的情况来看，洞口段围岩非常破碎松散，施工难度较大。1.3水文、地质情况隧道进口表层为残坡积粉质黏土，层厚13m，其下为砂质板岩，全风化弱风化，岩体破碎，结构松散，易发生仰坡坍塌及危岩落石。隧道进口为贫水区，渗透系数为0.01m/d，正常涌水量为3.6m/d,最大涌水量为5.6m/d。1.4大管棚主要设计技术参数尖峰山隧道进口dk51+096dk51+160段采用超前大管棚注浆支护，超前注浆大管棚支护设计主要技术参数见表1-1。表1-1 大管棚设计主要技术参数项目编号技术参数施工标准及技术要求1管棚设计长度每孔长64m（一环41根）2管材标准管径为108mm，壁厚6mm热轧无缝钢管3布设范围隧道拱部结构轮廓线外120范围内4管棚外插角135方向与隧道中线基本平行7布设间距环向40cm（钢花管与钢管间隔布设）8接头错缝要求接头错开距离1.0m，同一断面接头数量50%9管节连接方式丝扣连接，丝扭长15cm二、施工方案按照施工图设计进行边仰坡开挖支护施工，边仰坡开挖到到满足管棚施工位置后进行导向墙套拱施工及导向管安设。按照设计进行108管棚钢管加工，管棚钢管在加工厂集中加工，现场进行连接，钻孔采用139mm水平地质钻，隧道洞口段围岩较差，为了防止钻孔作业过程中坍孔，钻孔可根据现场实际情况采用跟管钻进。孔钻完成后对孔内进行清理，清理完成后安装管棚钢管，管棚安装完成后对孔内进行注浆（1:1水泥浆）。大管棚加工示意图见图2-1。正面分布示意图侧面分布示意图图2-1 长管棚施工示意图三、施工工艺流程3.1施工顺序洞口边仰坡施工导向墙施工搭设钻孔平台安装钻机钻奇数孔制作安装钢花管清孔验孔注浆管路检查注浆钻偶数孔安装管棚无孔钢管注浆。3.2施工工艺流程图大管棚施工工艺流程图见图3-1。前期准备(测量放线和场地平整)施工作业平台搭设导向墙混凝土浇筑导向墙钢支撑安装安装导向管及模板安装及顶进管棚综合检查注浆钢管加工不合格钻机就位、钻孔、清孔、验孔补孔、下管合格注浆检查混凝土生产图3-1 大管棚施工工艺流程四、施工方法4.1施作导向墙 在洞外明暗洞交界处架立2榀i18型钢拱架（纵向间距50cm）。用钢筋焊接成一个整体。在钢支撑上安装140mm,壁厚5mm长1m的导向钢管，与管棚位置方向一致，然后浇注100cm厚的c20砼（拱墙浇筑）包裹钢支撑和导向管。导向墙完成后,喷射c25砼15cm厚封闭周围仰坡面，作为注浆时的止浆墙。4.2搭设钻孔平台架、安装钻机（1）明洞开始时预留核心土作为钻机安装及施工的平台。钻机平台用1010300cm方木搭设，搭设平台应一次性搭好，平台上满铺木板，搭设牢固，以防钻孔时钻机晃动移位，影响钻孔质量。钻孔由3台钻机由高孔位向低孔位进行。（2）平台要支撑于稳固的地基上，脚手架连接要牢固、稳定，防止在施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移而影响钻孔质量。（3）钻机要求与已设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，确保钻机钻杆轴线与孔口管轴线相吻合。4.3钻孔（1）为了便于安装管棚钢管，钻头直径采用139mm。岩质较好的可以一次成孔。钻进时产生坍孔、卡钻时，需补注浆后再钻进。（2）钻机开钻时，应低速低压，待成孔10m后可根据地质情况逐渐调整钻速及风压。（3）钻进过程中经常用测斜仪测定其位置，并根据钻机钻进的状态判断成孔质量，及时处理钻进过程中出现的事故。（4）钻进过程中确保动力器、扶正器、合金钻头按同心圆钻进。（5）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，作为洞身开挖时的地质预测预报参考资料，从而指导洞身开挖。4.4清孔验孔（1）用地质岩芯钻杆配合钻头进行反复扫孔，清除浮渣，确保孔径、孔深符合要求，防止堵孔。（2）用高压风从孔底向孔口清理钻渣。（3）用全站仪、测斜仪等检测孔深、倾角、外插角。（4）钻孔合格进入下一工序，钻孔不合格重新钻进。4.5安装管棚钢管管棚钢管由机械顶进，钢管节段间用丝扣（108钢管车150mm长外丝扣，用114mm、长300mm车内丝扣的连接钢管）连接，顶进时，节长采用6m管节。管棚顶到位后，钢管与导向管间隙用速凝水泥或其它材料堵塞严密，以防浆液冒出。堵塞时设置进浆孔和排气孔。相邻管棚接头必须错开，可增加4m长管节来错开管棚接头。管棚安装时，奇数号为钢花管，偶数号为钢管，施工时先打设钢花管并注浆，然后搭设钢管，以便检查钢花管的注浆质量。（1）安装好有孔钢花管后即对孔内注浆，浆液由高速制浆机拌制。（2）注浆材料：注浆材料为水泥浆。（3）采用注浆机将砂浆注入管棚钢管内，初压0.51.0mpa，终压2mpa，持压15min后停止注浆。（4）注浆量应满足设计要求，一般为钻孔圆柱体的1.5倍；若注浆量超限，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充填饱满。（5）注浆时先灌注“单”号孔，再灌注“双”号孔。五、施工要点（1）钻孔前，精确测定孔的平面位置、倾角、外插角，并对每个孔进行编号。（2）钻孔外插角13为宜，工点应根据实际情况作调整。钻孔仰角的确定应视钻孔深度及钻杆强度而定，一般控制在11.5。施工中应严格控制钻机下沉量及左右偏移量。（3）严格控制钻孔平面位置，管棚不得侵入隧道开挖线内，相邻的钢管不得相撞和立交。（4）经常量测孔的斜度，发现误差超限及时纠正，至终孔仍超限者应封孔，原位重钻。（5）掌握好开钻与正常钻进的压力和速度，防止断杆。（6）大管棚必须在洞身开挖前完成。洞口开挖时应预留管棚施工台阶，搭设管棚施工工作室，钻机脚手架平台应支撑在稳固的地基上。在软弱围岩地段，立柱底应加设垫板或垫梁。（7）在施作大管棚预支护的过程中应设置必要的监测项目，根据监测反馈信息及时采取相应的措施以保证施工安全和施工质量。六、施工组织机构图及劳动力组织6.1施工组织机构图图6-1 施工组织机构图6.2施工劳动力组织钻机操作工6人，管棚加工3人，钢管顶进8人，注浆6人，技术及管理人员共6人。七、材料要求管棚所用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。管棚所用钢管的品种和规格必须符合设计要求。八、设备机具配备结合正常施工需要，管棚施工机械设备配置如下：管棚钻机3台、电动空压机2台、注浆机2台、zj-400高速制浆机1台、混凝土拌合站一座、混凝土振动棒2个、钢模板、木模板、j3g-400a型型材切割机1台、型钢弯制机1台、bx1400型交流弧焊机2台、砼搅拌运输车（8m）1辆、zlc50c装载机1辆。九、质量保证措施9.1质量验收规范铁路隧道工程施工技术指南（tz204-2008）。铁路隧道工程施工质量验收标准（tb10417-2003）。9.2分项验收标准9.2.1主控项目管棚所用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。检验数量：以同牌号、同炉罐号、同规格、同交货状态的钢管，每60t为一批，不足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的20%进行见证取样检测或按施工单位抽检次数的10%进行平行检验，至少一次。检验方法：施工单位检查每批质量证明文件并进行相关性能试验；监理单位检查全部质量证明文件和试验报告，并进行见证取样检测或平行试验。管棚所用钢管的品种和规格必须符合设计要求。检验数量：施工单位、监理单位全部检查。检验方法：观察，钢尺检查。管棚搭接长度应符合设计要求。检查数量：施工单位、监理单位全部检查。检验方法：尺量。注浆浆液的配合比应符合设计要求。检验数量：施工单位、监理单位全部检查。检验方法：施工单位进行配合比选定试验；监理单位检查配合比选定单，并进行见证试验。 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。检验数量：施工单位全部检查；监理单位按施工单位检查数量的20%见证检查。检验方法：施工单位查施工记录的注浆量和注浆压力，观察；监理单位见证检查。9.2.2一般项目管棚钻孔的允许偏差应符合下表的规定：管棚钻孔允许偏差序号项 目允许偏差1方向角12孔口距150mm3孔 深50mm检验数量：施工单位全部检查检验方法：仪器测量、尺量9.3质量保证措施导向墙施作前应严格复核线路中线、水平，确保导向墙各部位尺寸及预埋件位臵正确无误。模板安装必须接缝严密、平整、严格控制混凝土原材料质量牢固。模板安装前需搭设作业平台，脚手架搭设必须平稳，符合安全标准要求。加强混凝土、拌合、运输、浇注、养护、拆模等各道工序质量。钻机就位时应调整好钻孔角度及高度，钻机平台需平整、稳固，防止施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移等影响钻孔质量。钻机钻孔时应随时检查孔位偏差并及时纠正。为保证管棚安装顺利进行，管棚安装前应用钻头或高压风对钻孔进行扫孔、清孔，清除孔内浮渣，确保孔径、孔深符合要求、防止堵孔。管棚所用钢管的原材料品种、规格必须符合设计要求，搭接长度应符合设计要求，管棚注浆压力必须满足设计要求。严格控制水泥浆及砂浆原材料质量，注浆浆液配合比符合设计要求，浆液充满钢管及周围空隙。灌浆的质量直接影响管棚的支护刚度，因此必须设法保证、检验灌浆的饱满、密实。十、安全保证措施施工现场配备专职安全员，专职安全人员上岗必须佩戴安全人员袖标，凡进入施工现场人员必须戴安全帽。做好高空作业防护工作，系好安全绳，确保无人身伤害事故发生。注重边坡监测和观察，对目测观察予以足够的重视，随时注意围岩的岩质和分布情况变化，节理裂隙发育程度和方向，喷混凝土是否产生裂隙。建立安全生产值班制度，做到时时有监督，分分讲安全；建立安全生产奖罚制度，提高员工安全生产警惕性与责任心。建立严格的安全生产责任制和高效灵敏的安全管理信息系统。工人调换工作岗位、新工人上岗时，必须进行新操作方法的培训和新工作岗位的安全教育，未经教育、不达标准不得上岗。制定实现安全目标和保障目标的详细规章制度，并且从上到下逐一落实制度，严格实施安检人员一票否决制。严格执行施工安全协议书和批准的施工计划，遵守安全规定，互相监督，协调配合，尽职尽责，堵塞漏洞，消除不安全因素。安全组织制度建立积极有效的安全生产管理机构，切实可行的把安全意识落实到位。安全生产责任制度以岗位责任制为中心，任务到人，责任到人，奖罚分明。安全教育培训制度坚持定期进行安全学习活动，对施工现场安全隐患以及场内外的安全事故展开讨论，总结反思，做到警钟长鸣，防患于未然；对既有线施工的安全员、防护员、爆破员、带班人员和工班长必须经过铁路局有关部门培训考试合格后持证(合格证)上岗。安全生产值班制度做到时时有监督，分分讲安全。安全生产奖罚制度提高员工安全生产警惕性与责任心。安全事故上报制度一旦发生重大伤亡事故，须立即报告上级主管部门和当地劳动部门、检察机关，并通知甲方代表。安全保证金制度为安全生产提供资金保障。安全技术措施的编制、实施、总结制度切合实际的科学的编制安全生产技术措施、并予以实施、定期总结。全生产资料归档、备案制度统计数据、总结经验，更好的实施安全施工。十一、施工环保、水土保持、文明施工措施11.1环境保护措施施工前组织对全体员工进行生态资源环境保护知识学习，增强环保意识，强化环保宣传和思想教育工作，使环保意识全面深入人心，真正认识到环保的重要作用。由安全环保工程师组织相关管理人员对施工可能对环境产生的危害进行分析，制定针对性的措施，并施工过程中监督实施。洞口上方妥善安排施工机具和人员，不干扰群众的通行方便。在隧道洞口设置3级沉淀池，施工中产生的污水经沉淀池沉淀处理达标后，排入既有沟渠。控制施工注浆使用的水泥浆泄漏，并对进入隧道排水系统中的注浆废液做净化达标处理，避免浆液污染洞外沟谷地表水。生产生活垃圾按要求进行集中处理，不乱丢乱弃。11.2水土保持措施 11.2.1防治水土流失措施1)本工程责任范围内的生活区.施工场采取设排水沟截水沟护坡等水土保持措施防止施工过程中的新增水土流失，做到在扰动的地表范围内，其水土流失强度小于现状水土流失强度。2）为尽量做到不破坏施工区的原始生态环境，渣场填筑施工道路主要考虑从各渣场范围内沿山坡坡面挖填形成，以减少水土流失。3）开挖渣料根据设计文件要求运至指定的弃渣场进行堆置，并做好弃渣场的保护工作，防止发生雨水冲刷和水土流失；弃渣运输装卸工程中，严格按规范作业，避免途中撒落。4）做好施工弃渣的治理措施，保护施工开挖边坡的稳定，防止料场和施工场地的开挖弃渣冲蚀。5）保护好施工征地地界外的生态环境和自然地貌，在所利用的土地上采取相应的水土保持措施，避免土壤侵蚀，造成水土流失。6）合理堆放建筑材料，以减少对植被的破坏，施工结束后，及时拆除一切合同规定必须拆除的施工临时设施和生活设施，并按合同要求进行植被或土地的有效恢复。7）土地利用，水土保持 （1）按设计和合同要求合理利用土地。因堆料运输或建筑临时占用合同规定以外的土地，经批准后方可使用。施工作业时表面土壤妥善保存，临时施工完成后，恢复原来地表面貌或复土 （2）施工活动中严格按合同要求采取措施，防止水土流失，防止破坏植被和其他环境资源；进行土方明挖和临时道路施工时，根据地形，地质采取工程或生物防护措施，防止边坡失稳滑坡塌陷或水土流失；做好弃渣场的治理措施，规划有序地堆放和利用弃渣，防止任意倒放弃渣阻碍河沟等水道的行洪能力。8）弃土弃渣场（1）土地平整。每垫高1m进行一次整平碾压，渣堆放边坡严格按设计边坡坡率放坡；复耕绿化时，用耕作层土填于地表，再用推土机整平土面。（2）绿化。在弃土弃渣场进行全面整地的基础上，在植物生长季节撒草钟进行自然绿化，以达到固土防蚀的目的。播种工作选在一年温度湿度最适合植物生长的时段进行。 11.2.1水污染防治措施1）施工中采取保护措施，保护水源不受施工活动造成污染。2）采取措施防止任何污染物质直接或间接地进入河道，水源。各种施工用的燃料，油料，化学品等做到严格管理，对库房进行防渗处理，储蓄和使用都采取必要措施，防止泄露，污染土壤水体。3）做好施工生产，生活区排水系统的设计，生产，生活废水，污染都经过处理达到排放标准后才排到河道，严格防止废水，污水排入到农田和河道。本工程的生产废水主要有混凝土拌和系统冲洗废水，施工机械维修系统含油废水和施工排水废水等。设置相应的沉沙池，沉淀池，油水分离器等环保设施予以处理。废水处理系统建成后确保按设计要求正常运行，达到生活废水排放标准，避免对下游水质产生影响。为保护生态环境，在各施工区，生产区均设废水处理池，负责废水处理工作。废水处理池均采用浆砌石结构，池内用浆砌块石分隔成沉淀池沉砂池等。此外，对混凝土拌和系统冲洗施工机械维修系统含油废水生活污水隧道施工废水均按照规范要求进行严格处理，尽可能减小边坡开挖影响范围，保护周边地表植被；对已开挖坡面及时进行防护，避免雨水冲刷造成水土流失。达到防治要求。11.3文明施工措施建立以项目经理为首的文明施工组织机构。结合本工程实际情况，在各级负责人中明确分工，落实文明施工现场责任区，制定相关规章制度，确保文明施工现场管理有章可循。施工中，加强对施工人员的文明行为教育，做到管理程序化，作业标准化。尊重当地民众的生活、生产习惯、禁忌、宗教信仰，协调好与当地居民的关系。在现场施工过程中，施工人员的生产管理符合施工技术规范和施工程序要求，不违章指挥，不蛮干。对不服从统一指挥和管理的行为，按处罚条例严格执行。对施工现场不断地进行整理、整顿、清扫、清洁和素养，有效地实现文明施工。按照工程特点，加强现场文明施工的综合管理，减少现场施工对周围环境的干扰和影响。加强检查监督，从严要求，持之以恒，使文明施工现场管理真正抓出成效。合理布置场地。各项临时设施必须符合规定标准，做到场地整洁、道路平顺、排水畅通、标志醒目、生产环境达到标准作业要求。及时调整设备