管棚施工作业指导书

管棚作业指导书1.适用范围适用于蒙华铁路MHTJ-4标段薛家畔1号隧道、薛家畔2号隧道、阳城隧道、青阳隧道、红石湾隧道、武家坡隧道、新窑隧道、银山1号隧道、银山2号隧道、银山3号隧道范围内所有隧道正洞、辅助坑道管棚施工。2.作业准备2.1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技术培训，考核合格后持证上岗。2.2外业技术准备管棚实行工厂化生产，管棚全部在钢构件加工厂生产，其所需外业设施与钢构件加工厂同步建设完成。3.技术要求3.1设计要求正洞洞口108超前长管棚用每节长46m的热轧无缝钢管（壁厚6mm）以丝扣连接而成，施作范围为拱部120。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。导管中增设钢筋笼，以提高导管的抗弯能力，钢筋笼由四根22主筋和固定环组成。环向间距3根/m。钢管轴线与衬砌外缘线夹角13。注浆采用水泥浆液，土质地段不注浆。水泥浆液水灰比1:1，注浆压力0.52.0Mpa。斜井洞口108超前长管棚设计要求同正洞。洞口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，管棚采用热轧无缝钢管，每节管长46m，外径159mm，壁厚7mm，每节钢管两端均预加工成丝扣，以便连接接头钢管，施作范围拱部120。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。导管中增设钢筋笼，以提高导管的抗弯能力，钢筋笼由四根22主筋和固定环组成。注浆采用水泥浆液，土质地段不注浆。水泥浆液水灰比1:1，注浆压力0.52.0Mpa。洞身159超前长管棚施作范围拱部150，其余设计要求同洞口159超前长管棚。89超前短管棚采用热轧无缝钢管，每10m一环，每节管长46m，外径89mm，壁厚5mm。每节钢管两端均预加工成外丝扣，以便连接接头钢管。施作范围拱部120。管得环向间距3根/m，纵向搭接不小于3m，外插角711。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。注浆采用水泥浆液，土质地段不注浆。水泥浆液水灰比1:1，注浆压力0.52.0Mpa。3.2施工误差要求径向不大于20cm，隧道纵向误差同一断面接头数量不大于50，相邻钢管的接头至少错开1m。4.施工程序与工艺流程4.1施工程序管棚施工程序为：施工准备导向墙施工搭设钻孔平台安装钻机钻孔清孔安装管棚钢管注浆4.2工艺流程超前大管棚施工工艺见图4-1。安设管棚注 浆钻孔及接长钻杆钻杆退出钻孔检验合格注浆检验合格钻机就位施作导向墙图4-1超前大管棚施工工艺图浆料注入注浆机确定浆液配合比浆体混合料配制管尾垫板及纵联构件安装浆液试配初选配合比测量放样开 始棚管制作原材料检验否是结 束安装止浆塞是否5.施工要求5.1施工准备管棚施工前应先对管棚施工方法、施工技术进行详细的了解。5.2施工工艺5.2.1导向墙的施工 导向墙采用C20模筑砼，截面尺寸为1m1m，导向墙内设2榀18的工字钢架，工字钢架按照设计图纸进行加工，分3单元，各单元之间采用26螺栓连接。钢架外缘设1m长140mm壁厚5mm（洞口108管棚）或1m长180mm壁厚6mm（洞口159管棚）导向钢管，根据线路纵坡设置钢管外插角2，平行于线路方向。施工导向墙时应根据设计图纸先在洞顶5米以外施作水沟，并对边、仰坡进行刷坡。按照设计在洞口宽1m范围内开挖拱部设计轮廓线。在已开挖成型的拱部轮廓线上立筑底模，底模采用I20工字钢架设，立好后安设钢拱，钢拱每50cm安设1榀，共2榀，钢拱分3单元，各单元连接采用26螺栓连接，并安设导向钢管，拱脚采用6根25a槽钢，单根长度1m，并布设22锁脚锚杆进行固定，锚杆长度3米，钢拱安设后进行底模安装，底模采用5.5cm厚3015定型钢模板；然后进行侧模安装，模板采用5cm厚木板制作，分节长度不大于1m，现场拼装。混凝土采用拌合站集中拌和，砼运输车运至工地，人工入模，插入式振捣器振捣密实。 当混凝土强度达到设计70%时，进行管棚施工。当导向墙基础位于湿陷性黄土上时，两侧基础下侧各施作2根水泥土挤密桩，挤密桩延伸至非湿陷性地层长度不小于1m，挤密桩总长度不大于12m。5.2.2管棚施工 （1）钻孔施工方法 钻孔工艺流程图搭设平台，安装钻机，钻机安装要牢固，防止不均匀下沉、移位、倾斜等影响钻孔质量的现象发生，钻机距离掌子面不超过2m。 钻孔A为了便于插管，钻孔直径应比管棚直径大，其中108管棚钻孔孔径127mm、159管棚钻孔孔径170mm、89钻孔孔径100mm。环向间距3根/米，159双层管棚环向间距40cm。 B钻机开孔时应低速，等成孔0.5m以后再升压至1.0mpa，遇软弱围岩，再改用低压钻进。钻孔顺序由高位孔向低位孔进行，采用两台钻机分左右两侧施钻，并间隔钻孔，先钻奇数号，注浆完毕后再钻偶数号。施钻时，钻机大臂必须顶紧在导向墙面上，以防止过大颤动影响施钻精度 。 C管棚钻机钻深孔时必须接杆。因此，随着孔深的增长，需要对回转扭矩、冲击力及推力进行控制和协调，尤其要严格控制推力，不能过大。 D管棚钻机固定就位前，测量人员应准确测量钻机外插角。 E钻机开孔时钻速宜低，钻进20cm后转入正常钻速。第一节钻杆钻入岩层，尾部剩余2030cm时停止钻进，人工用两把管钳卡紧钻杆（注意不得卡丝扣），钻机低速反转，脱开钻杆。钻机沿导轨退回原位，人工装入第二根钻杆，并在钻杆前端安装好联接套，钻机低速送至第一根钻杆尾部，方向对准后联接成一体。每次接长钻杆，均按上述方法进行。 F换钻杆时，要注意检查钻杆是否弯曲，有无损伤，中心水孔是否畅通等，不符合要求的应更换，以确保正常作业。 G钻孔达到要求深度后，按同样的方法拆卸钻杆，钻机退回原位。根据设计要求安装管棚。 a、钢管接头同一断面的接头数应不超过0，相邻钢管的接头至少错开米。管棚钢管分节长度46m，安装前应在地面预先排好并进行编号再依次安装，保证接头分布符合要求。108管棚采用 114mm壁厚6mm长度30cm热轧无缝钢管内车丝扣进行连接、159管棚采用 165mm壁厚6mm长度30cm热轧无缝钢管内车丝扣进行连接、89管棚采用95mm壁厚6mm长度30cm热轧无缝钢管内车丝扣进行连接。b、应按设计要求布设花管和安装钢筋笼。管棚钻孔的孔位、外插角、孔径施工允许偏差应符合下表要求：管棚施工允许偏差（mm）表项目钻孔外插角孔距孔深管棚115050（2）顶管工艺流程及工艺原理顶管工艺流程图顶管工艺 钻孔成型后，应抓紧时间进行顶管，防止时间过长孔口变形，顶管困难。顶管采用大孔引导和棚管钻进相结合的工艺，即设置大于棚管直径的导向孔，然后利用钻机的冲击和推力（顶进棚管时凿岩机不使用回转压力，不产生扭矩）将安有工作管头的棚管沿引导孔顶进，逐节接长棚管，直至孔底。钢管顶进的作业要点 a管件制作：棚管采用热轧无缝钢管。棚管接长时先将前一根钢管顶入钻好的孔内再联接。事先加工好的管节联接套，要预先焊接在每节钢管两端，便于联接。第一根钢管前端要焊上合金钢片空心钻头，以防管头顶弯或劈裂。 b接长管件应满足管棚受力要求，相邻管的接头应前后错开，避免接头在同一断面受力。 c在顶进时钻机上必须安装与管棚直径相应的钢管顶进联接套，并在大臂上改换钢管扶直器。d顶管作业：将钢管安放在大臂上后，钻机对准已钻好的引导孔，低速推进钢管，其冲击压力控制在1.82.0MPa，推进压力控制在46MPa。 e接管：当前一根钢管推进孔内，孔外剩余3040cm时，开动凿岩机反转，使顶进联接套与钢管脱离，凿岩机退回原位，人工装上后一节钢管，大臂重新对正，凿岩机缓慢低速前进对准前一节钢管端部（严格控制角度），人工持链钳进行钢管联接，使两节钢管在联接处联成一体。凿岩机再以冲击压力和推进压力低速顶进钢管。f棚管补强：为了加强管棚的刚度和强度，按设计将管棚钢管全部打好后，应先用钻头掏尽钢管内残渣，进行棚管补强。补强方法：在钢管内安设钢筋笼，保证管棚的刚度。 (3)注浆工艺 管棚单号钢管为注浆管，管身布设10 16注浆孔，孔间距15cm，呈梅花型布置，尾部150cm不设孔。注浆前，先将钢管口外径与孔口周边的岩石用水泥密封，但要预留一小通气孔，注浆时，使钢管与孔壁的环形空隙内的空气容易从此通气孔冒出。单号钢花管注浆完毕以后再钻孔顶进施工双号钢管。管棚注浆结束标准：当压力达到设计注浆终压并稳定1015min，注浆量达到设计注浆量80%以上时，可结束该孔注浆。注浆浆液选用1:1水泥砂浆；其水灰比控制在1：1，建议注浆初压力为0.52.0Mpa，但应通过现场注浆试验调整注浆参数，取得管棚注浆施工经验。管棚注浆采用压力流量双条件控制。 为了保证注浆效果，注浆采用一次升压法施工，即从注浆一开始就在短时间内将压力升高到设计规定值，并一直保持到注浆结束。在规定的压力下，根据进浆量情况分级调整浆液浓度，直至裂隙逐渐被填充，单位吸浆量逐渐减小，达到结束标准即停止注浆。注浆顺序根据降水漏斗原理，从拱部开始从上而下压注，先压注无水孔，后压注有水孔。如遇串浆或跑浆，可间隔一孔或几孔灌压。 注浆异常现象的处理 a在注浆过程中，经常发生浆液从其它孔流出的现象，这种现象称为串浆。发生串浆时，在有多台注浆机的条件下，应同时注浆，无条件时应将串浆孔及时堵塞。轮到该孔注浆时，再拔下堵塞物，用铁丝或细钢筋将孔内杂物清除并用高压风或水冲洗，然后注浆。 b注浆压力突然升高，进行注清水，待泵压正常时，再进行注浆。 c注浆量很大，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，进行小泵量低压力注浆或间歇式注浆，使浆液在裂隙水中有相对停留时间，以便凝胶，但停留时间不能超过水泥砂浆的凝胶时间。按照设计要求，所有管棚钢管管身内应注塞M10水泥砂浆，可采用挤压泵灌注。6.劳动组织管棚施工工序多，工种杂、技术性强、要求技术工人具有各方面独立操作能力，又能处理管棚施工中一般的故障，管棚施工的质量很大程度上取决于钻孔和注浆的质量。序号人员人数职责1技术人员1掌握技术标准、负责施工指导、监督施工质量、记录2工班长1组织和协调3测量人员2)测量放样、检查验收、并对整个施工过程进行摄像4钻孔、安装人员5-10凿孔施工、准备材料、安装导管5浆液制备人员5准备材料、制备浆液、搅动浆液、清洗设备6注浆泵司机2注浆泵的操作、维修保养及鼓掌排除7清洗废浆工1清理废浆 8注浆记录工1记录注浆压力、注浆量、流量、胶凝时间及其他的情况9安全员1负责施工安全10搬运工4搬运材料、机具11其他8电工、管棚加工、空压机司机等7.材料要求水泥：采用P.O42.5普通硅酸盐水泥。钢花管规格：采用108mm壁厚6mm的热轧无缝钢花管、159mm壁厚7mm的热轧无缝钢花管、89mm壁厚5mm的热轧无缝钢花管，出浆孔直径为15mm，梅花型布臵，间距15cm15cm。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。8.设备机具配置结合正常施工需要，管棚施工机械设备配置如下：表8-1隧道机械设备配置表序号机械名称规格型号单位数量备注1管棚钻机JXD-100台22电动空压机4L-20/7台13注浆泵XDY70(D)台14高速制浆机ZJ-400台15储浆桶个16型材切割机J3G2-400台17型钢弯制机WGJ-250台18电焊机BX6-120-3台29装载机ZL50台19.质量控制及检验9.1 质量控制钻孔前，精确测定孔的平面位置、倾角、外插角，并对每个孔进行编号。钻孔外插角以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。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。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。掌握好开钻与正常钻进的压力和速度，防止断杆。9.2质量检验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：表9-1 管棚钻孔允许偏差序号项目允许偏差1方向角1o2孔口距50mm3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10.安全及环保要求10.1安全要求(1)建立完善的施工安全保证体系，加强施工作业中的安全检查，确保作业标准化、规范化。 (2)为保证施工安全，现场要求专人统一指挥，并设一名专职安全员负责现场的安全工作，坚持班前进行安全教育制度。 (3)施工区域应设置警示标志，严禁非工作人员出入。 (4)施工中应对机械设备进行定期检查、养护、维修。 (5)坚持安全教育，加强全员安全意识教育。 (6)严格按设计及施工规范要求进行施工，认真执行相关的施工安全规程 (7)加强对围岩进行动态监控量测，实行信息化管理，科学地组织施工； (8)拆卸钻杆时，要统一指挥、明确联络信号，板钳卡钻方向应正确，防止管钳及扳手打伤人； (9)钢管内注浆时，操作人员应戴口罩、眼镜和胶手套；(10)氧气瓶与乙炔瓶隔离存放，严格保证氧气瓶不沾染油脂、乙炔发生器有防止回火的安全装臵。 (11)施工现场使用的手持照明灯使用36V的安全电压。 (12)室内配电柜、配电箱前要有