超前管棚施工质量控制(QC资料).doc

公路隧道超前管棚施工质量控制一工程概况东田隧道位于龙游至丽水高速公路松阳县东田村境内（并处于第三、四合同段内，我单位负责施工丽水端）。隧道位于陡坡峡谷地带，山体雄伟，坡陡，相对高差较大。主要岩性为流纹质凝灰岩；主要为基岩裂隙水，水量贫乏；勘察区内地震特点为强度弱，震级小，地震基本烈度小于度。隧道按规定的远期交通量设计，采用分离式单向行车双车道隧道，中线间距50米。其中隧道左幅K88+015K89+260，全长1245米，我公司承建了K88+400K89+260段，长860米；隧道右幅K88+015K89+255，全长1240米，我公司承建了K88+400K89+255段，长855米。我公司施工的隧道段位于2%的下坡段，平面线形由直线、70m缓和曲线和半径为1497.5m的复合曲线组成。隧道施工明洞按明挖施工，暗洞采用新奥法（NATM）施工。二小组概况小 组 简 介小组名称隧道超前管棚施工应用QC小组小组成立时间2003年4月本次活动课题超前管棚施工质量控制课题注册编号本次活动起止时间2003.5.12004.2.28课题类型现场型小组活动次数5次小组成员简介序号姓名性别年龄文化程度职务/职称组内职务TQC教育12345678910本小组有工程师5名，助理工程师4名，见习生1名三选题理由我公司承建的龙丽高速公路松阳段5.92KM的施工任务，东田隧道洞口围岩结构破碎、隧道可能与已知或推测的断层相遇，地质条件复杂，工作面少，工期要求紧，任务繁重。为保证施工安全，设计要求隧道洞口及断层带类围岩区段必须采用大管棚施工。为节省工期、增加施工安全系数，洞口段45m及断层带70m区段分别一次性通过。超前管棚在隧道施工中的应用虽然已有不少范例，但一次性通过70m长且位于曲线段的施工经验并不多见，施工工艺难以有效控制。为顺利完成东田隧道施工、同时为以后出现类似课题累计施工技术参数和施工经验，故成立超前大管棚施工攻关QC小组，对东田隧道超前大管棚实行施工技术攻关。图解如下：QC小组开展活动公路曲线隧道超前大管棚一次性穿过70m区段施工范例不多见，施工经验不足，工期紧张，施工工艺难以有效控制是我公司管段工期控制工程，是龙丽高速公路松阳段最长的隧道，受到业主及社会各界的普遍关注。对公司信誉及市场有较大影响。隧道超前大管棚施工质量的有效控制四现状调查现状调查一选定了课题后，小组成员根据掌握的技术资料开展了现状调查。发现一般超前大管棚施工在质量上存在角度不容易控制，由于围岩破碎易卡钻，由于钻头自身重量、钻杆小等因素钻孔在纵向易产生下垂现象，注浆效果不好等问题。从而导致管棚施工往往达不到预期的效果。现状调查二本工程施工征地拆迁工作滞后，施工用电未到现场，隧道施工队伍没有类似的施工经验。现状调查三工程地质条件复杂，洞口段属缓坡地形，坡度1020，RQD为30%。隧道通过中等风化凝灰岩，岩石呈碎（石）状，极易坍塌、掉块，。属类围岩稳定性差。特别是洞身穿过断层地带区段，隧道穿过凝灰岩和流纹岩接触带，并有两条断层带穿越硐身，岩石呈碎（石）状，地下水为基岩裂隙水，水文地质条件复杂。属类围岩五课题目标确保大管棚质量单孔合格率95%以上课题目标质量合格率低于90%质量合格率达95%以上通过QC攻关活动活动前活动后六可行性分析小组成员素质高，技术力量雄厚，干劲足、信心大，并且具有一定的施工经验委派专人到其他工地学习取经，并再此基础上编制了具有指导意义的创优规划和施工作业指导书投入资金购入相关设备目 标 通 过 努 力 可 以 实 现七原因分析随着社会进步和基础建设对自然环境保护意识增强，超前大管棚只是近几年才广泛应用于隧道等地下基础建设施工中。它有效贯彻并落实了隧道施工早进晚出，从而最大限度的保护自然环境的主导思想。能保证施工安全和施工进度。但是，由于地下工程施工的不确实性，其施工过程仍是一个摸索的过程，而且各个项目的情况又不尽一致。我们通过分析总结后确定：施工测量、钻孔角度和下垂现象控制、钢管安装和注浆是QC攻关的主题。影响大管棚施工质量的因果分析如下：料机法人环大管棚施工质量差影响大管棚施工质量的因果分析图说明：标注为要因 水灰比不合理未进行计量控制 操作平台支撑不牢钻孔角度控制差钻杆直径小，易产生下垂 施工工艺不规范注浆不密实操作平台高，机械震动大，钻孔长度大 管理不规范操作人员不熟练，质量意识差 缺乏类似工程施工经验，培训力度不大八要因分析因素未端因素调查确认结论1类似工程缺乏，培训力度不大本工程30名技术工人，有13人为新工人要因2水泥浆水灰比不准，一般未进行准确计量注浆主要采用M30号水泥净浆或水泥-水玻璃浆液，保证注浆质量的同时要考虑节约成本要因3操作平台支撑不牢平台简易，高度大，钻机震动大，易产生沉降和移位要因4钻孔角度控制差钻孔长，因平台不牢固、钻头钻杆自重易造成管棚孔左右或上下出现偏差。要因5施工工艺、管理不规范钻孔施工准确性不易控制，注浆的密实度不易掌握，易造成浆液流失，增大成本。要因九对策措施因素要 因处理方法责任人处理时间1类似工程缺乏，培训力度不大加强岗位培训，组织技能考核，隧道工程师现场指导孙宝亮林斌陈勇龚浩施工全过程2水泥浆水灰比不准，一般未进行准确计量严格计量，根据施工实际进行合理调整林斌龚浩刘化平施工全过程3操作平台支撑不牢采用钢管搭建施工平台，清除地面泥土和虚碴，使平台立于稳定岩石上。在平台搭建时可考虑预留一定的沉落量，钻孔前进行预钻以检测平台的稳定性孙宝亮林斌陈勇龚浩文国光施工全过程4钻孔角度控制差加强施工测量，加大钻杆，严格固定钻机，预留一定的施工误差外插角，控制钻空速度林斌陈勇龚浩文国光吴耀光施工全过程5施工工艺、管理不规范优化施工工艺配套、严格施工管理，制订切实可行的作业指导书，使用技术熟练且责任心强的工人并严格操作孙宝亮林斌陈勇龚浩文国光王伟施工全过程十实 施实施一 提高施工操作技术水平，培养过硬的技术操作人员1组织学习东田隧道设计文件、图纸及相关补充说明，领会设计意图，熟悉隧道施工要求。参考其他隧道施工技术并总结经验，结合东田隧道自身特点及实际情况，编制详细的施工组织设计和作业指导湖，提出系统的管理办法和技术应对措施。2按计划对技术工人进行了岗前技术培训和中途技术小结，指导技术要点。3及时对作业人员召开质量讨论会，对技术工人进行质量教育，提高操作人员的质量意识。实施二：提前施工超前管棚护拱由于施工用电未落实，施工管棚钻孔时机不成熟。如果等施工用电接通后开始，势必影响洞身开挖。经过比较，决定购置发电机，提前施工管棚护拱和搭建钻孔平台。从而充分利用已进场的人员和机械设备。管棚施作需用机械设备如下：机械名称规格单位数量备注水平钻机台2钻眼长度大于70米注浆机BW-250台3电焊机台2发电机75KW台1前期备用实施四：确定超前管棚施工工艺流程，采用如下施工流程超前大管棚施工程序框图施工准备（护拱施工）搭设钻孔平台架立钻机，调整角度、精确定位钻 孔检查孔眼钢管加工顶入钢管水泥浆拌制焊接注浆闸阀注 浆检查注浆质量合格进入下一工序不合格合格不合格实施五：调整导施工方案由于设计管棚钢管直径为108*6mm，而设计导向管直径为127*4mm的钢管，这与130mm的钻头相矛盾。施工时将127*4mm的导管用150mm钢管代替。根据设计每循环管棚打入长度不小于30m的要求，结合隧道进洞实施超前管棚段落的长度和施工进度等多方面因素综合考虑，决定洞口45m和隧道断层带70m均一次通过。实施六：确定超前管棚施工技术参数因隧道进洞口在平面位置处于半径为1500m的平曲线内，纵断面按施工进洞位于2%的上坡。所以，在确定管棚钻孔方向时，除考虑水平方向的同时还要充分考虑纵坡及钻头、钻杆自重等因素可能给钻孔造成的影响。通过计算，平面以前35米曲线的弦线方向进行控制；纵向除考虑钻头、钻杆自重在平行隧道纵坡增加1-5(拱顶上挑角度最大5,其他孔按位置不同进行适当调整)，同时改原计划采用50钻杆为75钻杆，增加了其自身刚度，有效地克服了因钻头、钻杆自重导致钻孔下垂。实施七：钢管加工 在钢管壁按50cm间距旋转行在钢管壁加工10mm的压浆眼孔。为便于钢管的顶入，在施工时将设计为外套丝口连接改为内套式连接。具体方法即在两段108钢管之间采用100材质相同的钢管内套焊接。这样一来在确保接头部位的强度的同时，保证了钢管表面的光滑，便于钢管顶入。实施八：架建简易施工平台和钻机就位采用脚手架，根据设计钢管的单节长度搭建长6m的搭设管棚机械操作平台。 架立钻机，沿导向管孔精确核定孔位。为准确控制管棚的方向，管棚机用经纬仪测定水平方向，水准仪控制其纵坡，以便对导向管位置发生偏移等情况及时调整。此外，为保证钻机在钻进时不产生偏移和倾斜，加强钻机与工作平台的牢固连接。实施九：实施超前管棚钻孔为便于施工操作，钻孔顺序由高孔位向低孔位进行。钻孔速度应保持匀速，特别是刚开钻和钻头遇到夹泥夹沙等松软土（岩）层时，就更要控制钻进速度，避免夹钻现象。在钻孔过程中要定时用测斜仪器检查钻孔的倾斜度和方向，发现偏斜及时纠正。钻孔一个完成后及时用高压水进行清孔，以便清除孔内的泥浆及碎碴。实施十：钢管安装利用人工配合挖掘机将钢管顶入孔内，为防止在顶管过程中用力不均造成管棚钢管壁损伤影响内套连接，一方面在管端垫上缓冲木块，另一方面将已加工固定的接头放在前端。在装管过程中如遇故障、卡管，需拔出清孔，再将管顶入。实施十一：注浆先在管端焊接法兰盘和止浆球阀，注浆采用活塞式注浆机，将压浆管插入钢管内。为防止孔内积水和检查注浆效果，一方面注浆顺序由低位管至高位管进行；另一方面在法兰盘上部斜插一根6mm的排气管，既可及时排出钢管内的水和空气，又可观察注浆情况。注浆的水灰比、初压力和终压力在设计的基础上可根据现场试验予以调整。当注浆压力达到1.0Mpa，并持续稳定5min以上，可停止注浆并及时关闭止浆球阀，防止浆液回流；所有钢管第一次注浆结束后，考虑到水泥浆凝固收缩的因素，可根据具体情况其进行二次注浆。在注浆过程中应注意以下几个方面问题：、注浆过程中应随时检查孔口、邻孔及覆盖层薄弱部位有无串浆现象，如发现串浆现象，应立即停止注浆或采用间歇式注浆封堵注浆口，直至不再串浆时再继续注浆。、单液注水泥浆压力突然升高，可能发生堵管，应停机检查；、水泥与水玻璃双液注浆压力突然升高，则关停水玻璃泵，进行单液注浆或注清水，待泵压正常时，再进行双液注浆；、水泥浆单液和水泥水泥与水玻璃双液注浆进浆量很大，压力长时间不升高，则应调整浆液浓度及配合比，缩短凝胶时间，进行小量低压力注浆或间歇式注浆，使浆液在裂隙中有相对停留时间，以便凝结，但停留时间不能超过混合浆的凝胶时间，才能避免产生注浆不饱满。十一效果检查管棚质量合格率 达100%90%管 棚质量合格率 达95%以上管棚质量合格率低于90%活动后预定目标活动前效果超过预定目标1、 在隧道三次实施超前管棚施工过程中，通过对相关技术重、难点进行攻关，顺利解决了存在的问题，确保了管棚施工质量，为隧道顺利进洞创造了条件。树立了良好的企业形象及信誉，得到业主及监理的一致好评，取得了良好的社会、经济效益。2、 加快了施工进度，确保隧道进洞安全，保证了工期。3、 超前管棚是隧道工程施工中被广泛应用的行之有效的安全辅助措施，通过实践为以后类似工程提供了很好的经验和控制措施。十二巩固措施1、 继续加强