管棚施工作业指导书

管棚施工作业指导书1适用范围本指导书适用于新建、改建铁路、公路、市政隧道及地下通道工程中，采用φ89mm～φ159mm热轧无缝钢管作为棚护结构、沿隧道拱部120°范围内环向布设、长度10m～40m、搭接长度≥3m的管棚支护施工。适用于Ⅳ、Ⅴ级围岩、断层破碎带、浅埋偏压、下穿建（构）筑物等高风险段落。2编制依据2.1国家规范《铁路隧道工程施工质量验收标准》TB104172018《公路隧道施工技术规范》JTG/T36602020《钢结构工程施工质量验收规范》GB5020520202.2行业指南《铁路隧道管棚支护技术指南》铁建设〔2015〕60号2.3地方法规《××省城市轨道交通建设安全管理办法》2022年修订版2.4企业标准××局企业标准《隧道管棚施工工法》Q/××TJ0520232.5设计文件××隧道施工图（图号：S30501～S30518）及2023年3月15日设计交底纪要。3作业目的通过环向密排钢管＋注浆形成承载拱壳，预先支承围岩、抑制沉降、隔绝渗水，为后续台阶法或CD法开挖提供≥72h的安全作业窗口，确保拱顶沉降≤15mm、地表沉降≤20mm、建（构）筑物倾斜≤1/1000。4人员配置与职责4.1作业队长1人：全面负责工效、安全、质量，每日07:30向项目经理部汇报施工日志。4.2技术主管1人：负责测量放样、参数复核、技术交底，签发《钻孔指令单》。4.3司钻6人：操作管棚钻机，记录钻孔深度、倾角、返渣情况，对卡钻、塌孔即时处置。4.4注浆班长2人：按配合比拌浆，控制注浆压力0.5～2.0MPa，填写《注浆记录表》。4.5焊工4人：管节丝扣检查、对中焊接，焊缝超声波抽检比例10%。4.6电工1人：负责二级配电箱、应急照明、漏电检测，每日08:00、20:00两次巡检。4.7安全员1人：全程旁站，对高处作业、临电、机械伤害进行风险告知，填写《安全旁站记录》。4.8试验员1人：每班次做3组浆液强度试件（7d、28d），出具报告。所有人员进场前须完成三级安全教育并持《高速铁路隧道作业准入证》。5机械设备及性能参数5.1管棚钻机：RPD180C型，动力头扭矩18kN·m，顶升力180kN，成孔直径φ200mm，满足40m深度要求。5.2注浆机：SGB90/12型，额定压力12MPa，流量90L/min，配备0.5级抗震压力表。5.3拌浆站：JS500强制式，自动计量水灰比误差≤1%，带5m³储浆桶。5.4空压机：22m³/min、1.2MPa，配油水分离器，确保钻渣吹排顺畅。5.5超声波探伤仪：HS610e，探头2.5P13×13K2，用于焊缝检测。5.6全站仪：LeicaTS16，角度测量精度1″，用于外插角控制。所有计量器具在有效检定期内，现场张贴绿色“合格”标签。6材料技术指标6.1钢管：Q355B热轧无缝，壁厚6mm～8mm，屈服强度≥355MPa；丝扣执行GB/T7306.2，螺距3.175mm，齿高1.45mm，单根长度3m、4m、6m三种，随车附质保书、第三方理化报告。6.2注浆液：普通硅酸盐P.O42.5水泥，水灰比0.8∶1～1∶1；掺2%～3%高效减水剂、0.2%～0.5%微膨胀剂（UEA），28d抗压强度≥25MPa。6.3止浆塞：φ190mm橡胶塞，耐压5MPa，与孔壁过盈2mm。6.4密封材料：生胶带＋玻璃胶，丝扣连接处缠绕≥5层。进场材料执行“四验”：验规格、验标识、验质量、验数量，不合格直接退场并拍照留存。7施工工艺流程（文字＋流程图）测量放样→导向墙（含孔口管）施工→钻机就位→钻孔→清孔→顶管→丝扣检查→注浆→封孔→质量检测→下循环。流程图：矩形框代表工序，菱形框代表检查点，箭头上方标注责任人及时间。8操作步骤——从零开始可照做8.1测量放样目的：保证管棚环向间距400mm、外插角1°～3°、搭接长度≥3m。前置条件：洞口开挖至导向墙基底标高，初喷C25混凝土4cm完成。步骤：①全站仪设站于DK23＋415线路中心，后视DK23＋450，坐标系与线路独立坐标一致。②输入设计坐标，自动计算拱部120°范围内39根管棚孔位三维坐标。③用φ30mm钢筋头＋红漆做标记，误差≤5mm。④技术主管复核，签字确认后方可进入下一道。常见问题：隧道中线偏移。排错：重新计算偏距，用“坐标反算”功能校核。8.2导向墙施工目的：为钻机提供20cm厚、C25混凝土平台，并预埋φ180mm孔口管，保证开孔倾角。步骤：①立模：采用10cm×10cm方木＋18mm竹胶板，净高1.2m，宽度同隧道开挖轮廓外放30cm。②预埋孔口管：用φ180mm×8mm无缝钢管，长度2m，外漏20cm，倾角与管棚一致；用钢筋“井”字架焊接固定，防止振捣跑位。③浇筑：一次到顶，插入式振捣器快插慢拔，防止孔口管周围空洞。④养护：覆盖土工布＋洒水，强度达10MPa（约24h）方可钻孔。常见问题：孔口管偏斜。排错：用全站仪“悬高测量”复测，若偏差＞0.5°，重新埋设。8.3钻机就位目的：保证钻杆与孔口管同轴，防止“别钻”。步骤：①用吊车把RPD180C安放在导向墙后方2m平台，履带下垫30mm钢板分散荷载。②调整滑轨：用水平尺＋千斤顶，使动力头中心与孔口管中心偏差≤5mm。③锁紧夹持器，插入φ133mm导向钻杆，低速推进0.5m试钻。常见问题：地面不平导致钻机倾斜。排错：在履带下增减2cm木板，直至水平尺气泡居中。8.4钻孔目的：形成φ200mm、深度40m的孔，偏斜率≤1%。步骤：①开孔：低速（50r/min）＋低推力（20kN），用清水循环，防止糊钻。②正常段：推力80kN，转速120r/min，泵量90L/min，每3m用测斜仪KXP2校核一次倾角。③记录：每米记录钻速、返渣颜色、地下水；遇到泥化夹层立即停钻，注1∶1水泥浆护壁。④终孔：深度达设计＋0.3m，冲洗10min，返清水持续5min方可停钻。常见问题：卡钻。排错：立即回拖0.5m，降低泵量至60L/min，边旋转边推进；若仍无效，用φ150mm打捞锥打捞。8.5顶管目的：将φ108mm×6mm钢管顶入孔内，保证不弯曲、丝扣完好。步骤：①在管头安装φ200mm合金导向靴，减少摩阻。②用钻机低速（30r/min）顶进，第一节管剩余0.3m时停机，吊入第二节管。③丝扣连接：手工对扣3圈→链钳紧5圈→电焊点焊3点（每点长20mm）。④继续顶进，直至设计深度；全程用测斜仪抽查，弯曲度＞1%必须拔出重顶。常见问题：管节错台。排错：用1m直尺靠量，若错台＞2mm，割除重新对中焊接。8.6注浆目的：填充钢管与孔壁间隙，固结围岩，形成承载壳。步骤：①安设注浆阀、止浆塞，塞位距孔口0.5m。②浆液配比：水∶水泥∶减水剂∶膨胀剂＝0.8∶1∶0.02∶0.003，试验员现场用比重秤校核密度1.65±0.02g/cm³。③注浆顺序：先下后上、跳孔注浆，避免串孔。④参数：初始压力0.5MPa，终压2.0MPa，稳压10min，进浆量＜5L/min即可停注。⑤记录：每根管注浆量≥理论空隙的1.2倍（理论空隙＝π×(0.1²－0.054²)×40＝0.96m³），若不足，间歇30min后复注。常见问题：压力突降。排错：检查是否串孔，关闭邻孔阀门，改用双液浆（水泥水玻璃）封堵。8.7封孔注浆结束后，用C25微膨胀混凝土将孔口20cm段填满，表面收光，养护3d。9质量控制要点9.1主控项目①钢管长度：±50mm，尺量。②孔位偏差：纵向±50mm、环向±20mm。③注浆饱满度：地质雷达检测，缺陷面积＜5%。9.2一般项目①丝扣完好率：≥95%，目测＋手摸。②焊缝探伤：一次合格率≥95%，不合格焊缝返修后二次探伤。9.3质量责任制实行“三检制”：自检（司钻）、互检（班长）、专检（质检工程师），表格签字后方可转序。10安全环保措施10.1高处作业：钻机平台设1.2m护栏＋18cm踢脚板，人员系双绳安全带。10.2临电：执行“三级配电、二级漏保”，电缆架空高度≥4.5m，漏保动作电流≤30mA。10.3防突泥涌水：钻孔期间掌子面预留φ600mm泄水孔，水量＞50m³/h时采用TGRM双液浆全断面预注浆。10.4噪声控制：夜间禁止高噪声作业，昼间＜75dB，设移动声屏障。10.5粉尘：钻机配湿式除尘，作业面粉尘浓度＜2mg/m³，每月委托第三方检测一次。10.6应急预案①塌孔：立即停钻，注1∶1水泥浆，24h后复钻。②注浆爆管：人员撤至5m外，关闭总阀，更换高压软管。③火灾：现场配8kg干粉灭火器4具，起火后2min内扑灭初火。应急物资：水泥5t、水玻璃2t、编织袋500条、φ600mm水泵2台、应急照明灯10盏。11验收与评定11.1分段验收：每完成10根为一个单元，由监理工程师组织。11.2资料同步：钻孔记录、注浆记录、测斜记录、材料合格证、焊缝探伤报告齐全。11.3评定标准：按TB104172018附录F，主控项目全部合格、一般项目合格率≥90%，判定“优良”。12进度计划（示例）DK23＋415～DK23＋455段40m，共39根管棚，单根循环时间：钻孔3h、顶管2h、注浆2h，平行作业每天完成6根，7d完成。横道图张贴在值班室，每日17:00更新。13成本控制要点13.1材料损耗率：钢管≤1%、水泥≤2%，超耗按“超耗单价＋15%”扣款。13.2机械利用率：钻机每月≥200台班，不足部分按500元/台班扣罚。13.3节超分析：每月5日由项目总经济师组织，节余按30%奖励班组。14经验总结（××公司隧道二处，2023年3月～5月）14.1工程概况：××客专田家隧道出口，Ⅴ级炭质页岩，埋深18m，下穿县道。14.2采用方法：φ108mm×6mm管棚，长30m，环向间距35cm，水泥水玻璃双液浆。14.3使用工具：RPD180C钻机、SGB90/12注浆机、KXP2测斜仪、地质雷达。14.4结果：拱顶沉降12mm、地表沉降16mm，县道路面无开裂，提前3d完成，获业主绿牌奖励10万元。14.5经验：①采用“套管跟进”工艺，塌孔率由15%降至3%。②注浆顺序由“单序跳孔”改为“双序跳孔”，单孔注浆量提高20%，围岩渗透系数由2×10⁻⁴cm/s降至5×10⁻⁶cm/s。③建立“孔内摄像”制度，发现不饱满即时补注，返工率由8%降至0。14.6教训：①初期水灰比1.2∶1，浆液收缩裂缝多，后改为0.8∶1并加膨胀剂。