二工区洞口双层159超前长管棚施工作业指导书.doc

新建蒙西至华中地区铁路煤运通道MHTJ-7标二工区 双侧壁导坑法施工作业指导书蒙华铁路MHTJ-7标段二工区洞口159超前长管棚施工作业指导书编制： 复核： 审核： 中铁二十局集团有限公司 蒙华铁路MHTJ-7标段项目经理部二工区二一五年九月- 2 - 新建蒙西至华中地区铁路煤运通道MHTJ-7标二工区 洞口159超前长管棚施工作业指导书目录一、 编制目的1二、 编制依据1三、 适用范围1四、 施工准备11. 内业技术准备12. 外业技术准备1五、 技术要求11. 导向墙12. 管棚23. 管棚注浆2六、 施工程序与工艺流程21. 施工程序22. 工艺流程2七、 施工要求21. 导向墙施工22. 钻孔23. 管棚安装24. 管棚注浆2八、 劳动组织2九、 材料要求2十、 设备机具配置2十一、 质量控制及检验21. 质量控制22. 质量检查2十二、 安全及环保要求21. 安全要求22. 环保要求2- 1 - 新建蒙西至华中地区铁路煤运通道MHTJ-7标二工区 洞口159超前长管棚施工作业指导书洞口159超前长管棚施工作业指导书一、 编制目的为更好地指导施工，规范操作，保证开挖安全。 二、 编制依据姚店隧道设计图双线隧道复合式衬砌参考图双线隧道辅助施工措施及施工工法参考图铁路隧道工程施工质量验收标准TB104172003铁路隧道工程施工技术指南TZ204-2008三、 适用范围适用于隧道洞口堆塌体、滑坡等不良地质或洞口暗洞穿越地表重要构筑物地段，以及对沉降控制要求较严地段。适用范围为蒙华铁路MHTJ-7标段项目经理部二工区姚店隧道进口洞口工程。四、 施工准备 1. 内业技术准备作业指导书编制后，应在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准。制定施工安全保证措施，提出应急预案。对施工人员进行技术交底，对参加施工人员进行上岗前技术培训，考核合格后持证上岗。2. 外业技术准备对施工所用原材料取样检验，检测指标必须符合规范要求；检查机具设备、人员配备是否满足施工要求、检查机具设备和风、水、电等管线路，施工人员安全防护用品是否佩戴，钻机就位并试运转。按照设计图纸要求将管棚施工所需钢架，模板，所需钢筋笼，钢花管提前加工准备完成。五、 技术要求1. 导向墙洞口159超前长管棚需设置导向墙，导向墙采用C20混凝土，截面尺寸为1m*1m。为保证长管棚施工精度，导向墙内设2层钢架，内侧为2榀I18工字钢，外侧为2榀I16工字钢架，内外层工字钢外缘设180壁厚6mm导向钢架，每根导向管长1m，结合159超前长管棚位置设置，钢管与钢架焊接。2. 管棚洞口159超前长管棚布置如图5-1所示图5-1洞口159超前长管棚布置图159超前长管棚采用双层支护，每层内长管棚钢花管环向间距40cm，外插角03。超前长管棚采用钢花管，钢花管规格：热轧无缝钢管，每节长46m，外径159mm，壁厚7mm，每节钢管两端均预加固成外丝扣,以便连接接头钢管。管距：导管环向设置间距应根据地层性质、地层压力、导管设置部位，钻孔机具性能及隧道开挖方法等确定，本标段管棚环向间距40cm。钢花管上钻注浆孔，孔径1016mm，孔间距15cm，呈梅花形布置，尾部留不钻孔的止浆段110cm。钢花管中增设钢筋笼，以提高导管的抗弯能力，钢筋笼由四根22主筋和89*5mm钢管固定环组成。设置范围：拱部120范围。封孔材料：M15水泥砂浆。3. 管棚注浆采用水泥浆液，注浆前应进行现场注浆试验，根据实际情况调整注浆参数，取得注浆施工经验，注浆结束后用M15水泥砂浆充填钢管，以增强管棚强度。注浆参数如下：1）水泥浆液水灰比：0.5:12:1。2）注浆压力：0.52.0MPa。管棚注浆结束标准：当压力达到设计注浆压力并稳定1015min，注浆量达到设计注浆量80%以上时，可结束注浆。六、 施工程序与工艺流程1. 施工程序施工程序为：开挖周边测量放样导向墙施工管棚钻机就位底层管棚钻进、安装管棚体第一节管棚体安装结束钻杆退回原位接长管棚继续钻进安装至设计长度下一根管棚钻进、安装管棚体底层管棚钻进结束顶层管棚钻进顶层管棚钻进结束安放钢筋笼喷射混凝土封闭工作面焊接止浆阀、安设注浆管路底层管棚注浆顶层管棚注浆浆液达到一定强度隧道开挖。2. 工艺流程长管棚施工工艺流程如图6-1七、 施工要求1. 导向墙施工a、首先复核线路中线、高程，根椐线路中心线控制桩及高程控制点在仰坡面标识出隧道中心线及外拱顶标高，由原地面自上而下挖台阶，仰坡面需竖直开挖，以便管棚导向墙施作，并根据暗洞开挖轮廓线在仰坡面画出外拱弧，做为导向墙立模的依据，根据导向墙的里程控制好导向墙内外模的高度，并预留相应的沉落量。b、在开挖轮廓线以外拱部120范围内施做混凝土护拱作为长管棚的导向墙，导向墙采用C20混凝土浇注，导向墙纵向长度为1m，厚度为1m，导向墙内设2层钢架，内侧为2榀I18工字钢，外侧为2榀I16工字钢架，用全站仪放样在工字钢架上定出其平面位置；用水准尺配合坡度板设定导施工准备测量放线安装导向管、浇筑导向墙钻孔钻孔验收清孔顶入棚管、安装止浆塞喷混凝土封闭工作面压水试验注浆作业管棚加工连接注浆管路、调试注浆效果分析合格封孔结束调整注浆参数浆液制备确定浆液配合比初配浆液试验注浆初选浆液配合比原材料进场检验补孔不合格格图6-1长管棚施工工艺流程图向管的倾角；用前后差距法设定导向管的外插角，导向管应牢固焊接在工字钢上，并用丝袋等封堵管口，防止浇筑混凝土时导向管产生位移，混凝土堵塞导向管。导向墙剖面图见图7-1。图7-1导向墙剖面图2. 钻孔钻孔准备a、钻机平台开挖：根据钻机自身高度确定台阶的开挖高度，挖至台阶底部时，形成管棚钻机施作平台。b、钻机定位：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定位钢管轴线相重合。c、钻孔前，按测定好钻孔的范围、平面位置对每个孔进行编号。钻孔a、为了便于安装钢管，钻头直径采用170mm。b、钻孔由高孔位向低孔位进行，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。c、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。d、钻机斜度，发现偏斜超过设计要求，应及时纠正，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。若至终孔时，偏斜度仍超过设计要求值，应补浆封孔后再原位重钻。e、在施工钻进过程中认真作好钻进过程的原始记录和绘制孔位布置图，及时对孔口岩屑进行地质判断、描述，以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。f、钻进机具施工用电应遵循“三线五相制”要求,机械外接电源必须做到“一机一闸、一箱一保护”，当电路出现故障时，非专业电工严禁擅自对任何用电设备及电源、电箱进行修理。g、在钻机作业时，要严格按照操作规程进行操作，确保作业人员安全，防止触碰机械伤害。h、管棚施工采用风钻施工，避免水钻施工产生塌孔或黄土失陷软化问题。 清孔a、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。b、用高压风从孔底向孔口清理钻渣，确保孔内无残留杂物。 验孔a、用全站仪、测斜仪等检测孔深、倾角、外插角。b、管棚不得侵入隧道开挖线内，相邻的钻孔不得相撞或立交。c、检查钻孔的间距、深度、直径等，允许偏差为：方向角误差为1，孔口间距50mm，孔深50mm。3. 管棚安装 材料准备图7-2钢花管加工图钢花管加工图见图7-2。a、管棚采用热轧无缝钢管，壁厚不小于6mm，节长为46m，采用丝扣连接。b、钢管在专用的管床上加工好丝扣，导管四周钻设孔径1016mm注浆孔，孔间距15cm，呈梅花型布置，尾部留不小于110cm的不钻孔至浆段，管头焊成圆锥形，便于入孔。 管棚顶进a、验孔合格后应及时安装钢管，下管前应对每个钻孔的的钢管进行配管编号，下管时按照编号分段施工。b、棚管顶进采用装载机和管棚钻机钻进相结合的工艺，即先钻大于棚管直径的引导孔(直径170 mm)，然后用装载机在人工配合下顶进钢管。前期靠人工送管，后期借助钻机顶进，直至孔底，达到设计长度。c、当地质条件较差时，为防止塌孔事故发生，下管要及时、快速，必要时可采取套管下管。d、钻机顶进时，作业人员作业应高度注意安全防护，防止机械伤人。（3）管棚连接、搭接钢管接头连接示意见图7-3。图7-3钢管接头连接示意图a、钢管连接采用丝扣连接牢固，丝扣长15cm。b、接长钢管应满足受力要求，相邻钢管的接头应前后错开。同一横断面内的接头数不大于50%，相邻钢管接头至少错开1m。c、为使钢管接头错开，编号为奇数的第一节钢管采用4m长钢管，编号为偶数的第一节钢管采用6m长钢管，以后每节均采用6m长钢管。 钢筋笼安装为了提高管棚的抗弯能力，在管棚内增设钢筋笼，如图所示。该钢筋笼采用4根主筋为22mm的级螺纹钢，固定环采用直径为89mm，长度为5厘米、壁厚为5mm的短管节。主筋采用搭接焊、帮条焊接，在焊接时焊缝的高度不小于4mm,焊缝的宽度不得小于8mm。固定环与主筋焊接，固定环与固定环的间距为0.5m。钢筋笼安装示意图见图7-4。图7-3钢筋笼安装示意图4. 管棚注浆1）注浆前进行现场注浆试验，根据实际情况调整注浆参数。2）浆液拌制a、每盘浆液时间不得少于5min，浆液搅拌要均匀、不得有结块、沉淀，否则应适当延长搅拌时间，待浆液拌匀后，方可注入管棚内。b、浆液应在现场随伴随用，浆液要具有良好的流动性、可注性。c、当围岩破碎、地下水发育时，为调凝需要，可根据需要部分采用水玻璃双液浆。当采用化学浆液时，应注意防腐、防毒。3）注浆a、注浆施工应严格按照注浆机操作规程作业，注浆时注浆管孔不得对准人体，避免高压浆液对人体伤害，作业过程中还应防止注浆管爆管对施工人员造成伤害。b、注浆顺序按照由下往上，交错进行。c、注浆量应满足设计要求，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。d、注浆时先灌注“单”号孔，再灌注“双”号孔。e、当注浆压力泵压力突然升高时，可能发生堵管，应立即停机检查，并及时清洗注浆管路。f、在注浆时，当发现支护变形或损坏时，应立即停止注浆，采取措施，当出现窜浆时，要及时堵塞窜浆孔。g、注浆施工中，现场技术人员应认真填写注浆记录，随时分析和改进作业。八、 劳动组织（1）劳动力组织方式：采用项目部工区-现场管理组两级管理模式。（2）施工人员应结合制定的施工方案、机械、人员组成、工期要求进行合理配备。（3）现场负责人、工班长、技术人员、专职安全员由施工企业正式职工担任，并可根据施工现场情况适当配备若干劳务工人。表8-1 每管理组主要施工人员配备表序号职务人数备注1现场负责人1人2技术主管1人3专职安全员1人4工 班 长2人5钻机操作人员6人6技术、质检、测量及试验人员46人7管棚加工3人8钢管顶进6人9其它各种机械操作人员3人九、 材料要求管棚施工所用原材料应符合设计要求，设计未明确时应符合以下要求：（1）水泥喷射混凝土应优先采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，强度等级不小于42.5MPa，必要时可采用特种水泥。水泥的安定性、凝结时间均应合格，当有抗冻、抗渗要求时，水泥强度等级不应低于42.5MPa，当喷射砼遇含有较高可溶性硫酸盐的地层或地下水地段，应按侵蚀类型和寝室程度采用相应的抗硫酸盐水泥，当需要喷混凝土有较高的早期强度时，可选用硫铝酸盐水泥或其他早强水泥。（2）钢管管棚钢管外径为159mm，壁厚7mm，导向管外径为180mm，壁厚6mm，接头钢管外径为165mm，壁厚6mm，钢管进场检验力学性能指标应符合热轧无缝钢管的技术标准要求。（3）拌合用水水质应符合工程用水的有关标准，水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质。不应使用污水、海水、PH值小于4的酸性水，一般应采用饮用水。十、 设备机具配置管棚施工机械设备配置分为两大部分，即水泥浆搅拌站和现场管棚钻进、安装、注浆施工工序所用机械设备。表10-1 各洞口主要施工机械设备配置表序号机具设备数量备注1混凝土搅拌站1座2混凝土运输罐车2台3管棚钻机1台4空压机2台5注浆机2个6ZJ-400高速制浆机1台7BX1-400型交流弧焊机2台2台8ZLC50C装载机2辆9混凝土振捣棒2个十一、 质量控制及检验1. 质量控制管棚所用钢管进场必须按批次抽取进行力学性能试验（屈服强度、抗拉强度、和伸长率）和工艺性能（冷弯）试验，其质量必须符合铁路隧道工程施工质量验收标准（TB10147-2003）规范要求。浆液、C20导向墙混凝土配合比必须经试验调配并经审批后方可使用，浆液及C20混凝土配比所用原材料质量检验结果应符合铁路混凝土工程施工质量验收标准（TB10424-2010）、铁路隧道工程施工质量验收标准（TB10147-2003）的规范要求。在钻孔过程中应经常量测孔的偏斜度，发现误差超限及时纠正，掌握好开钻与正常钻进的压力和速度，防止断杆。相邻钢管接头要前后错开，且至少错开1m，同一断面内的接头数不得大于50%。注浆顺序应遵循“从低到高、从下往上”的施工顺序。注浆压力：注浆压力一般为1.02.0MPa，初压0.51.0MPa，终压2.0MPa，浆液注满后应持压15min再停止注浆。2. 质量检查 管棚钻孔允许偏差：方向角：1；孔口距：50mm；孔深：50mm。注浆现场应随机制取2组浆液试件，待达到28天龄期后进行抗折、抗压强度试验。管棚所用钢管的品种、规格、搭接长度、钢管节长应现场采用钢尺检查，必须符合设计要求。在钢管顶进接长时，应根据每节钢管编号分段施工，按照编号顺序逐节接长。注浆过程中现场测定浆体的流动度、比重及凝结时间，应满足配合比设计要求。按现场施工实际情况认真填写注浆记录，对照注浆记录情况分析、改进注浆施工作业。十二、 安全及环保要求1. 安全要求（1