洞口超前大管棚施工作業(yè)指導(dǎo)書

1、洞口超前大管棚施工方案一、洞口超前大管棚的作用及適用條件洞口長管棚適用于洞口V級圍巖，無自穩(wěn)能力或洞口段地表有重要建筑物。其目的是加固周邊一定范圍圍巖，與剛架組合成預(yù)支護(hù)系統(tǒng)，防止空口軟弱圍巖坍塌，創(chuàng)造進(jìn)洞條件。本管段內(nèi)隧道洞口表層為黃色黏土，自穩(wěn)能力差，為確保安全順利進(jìn)洞，采取超前大管棚支護(hù)。二、施工工藝及方法（一）洞口大管棚施工作業(yè)流程圖測量放線施作導(dǎo)向墻、安設(shè)導(dǎo)向管鉆孔棚管安設(shè)棚管制作注漿注漿材料及機(jī)具準(zhǔn)備洞身開挖及支護(hù)封閉工作面/作止?jié){墻鉆機(jī)作業(yè)平臺開挖 （二）施工工藝及方法1、鉆機(jī)平臺開挖首先根據(jù)鉆機(jī)自身高度確定臺階的開挖高度，由原地面自上而下挖臺階，仰坡面需豎直開挖，以便管棚導(dǎo)向墻

2、施作。當(dāng)挖至臺階底部時，形成管棚鉆機(jī)施作平臺。考慮鉆機(jī)平臺高度不能滿足導(dǎo)墻施作高度，需將開挖平臺兩側(cè)以外的位置進(jìn)行加深，具體開挖斷面如圖1-1所示。開挖方法采用風(fēng)鉆打眼爆破，挖機(jī)挖裝、汽車運(yùn)輸?shù)姆绞竭M(jìn)行。 2、測量放線：1）首先復(fù)核線路中線、水平，根椐線路中心線控制樁及高程控制點(diǎn)在仰坡面標(biāo)識出隧道中心線及外拱頂標(biāo)高，并根據(jù)暗洞開挖輪廓線在仰坡面畫出外拱弧，做為導(dǎo)向墻立模的依據(jù)，根據(jù)導(dǎo)向墻的里程控制好導(dǎo)向墻內(nèi)外模的高度，并預(yù)留相應(yīng)的沉落量。按設(shè)計圖的要求導(dǎo)向墻的長度和厚度均為1.0m。3、施作導(dǎo)向墻、安設(shè)導(dǎo)向管（1）立模導(dǎo)向墻內(nèi)模采用鋼模板，鋼模板尺寸為1.5米(長)*0.3米(寬)*0.05米

3、(高)，外模及端頭模板采用3厘米厚木板加工制作而成。由于導(dǎo)向墻的尺寸為1m（長度）×1m（高度）。內(nèi)模有0.5米留在外面不承受載荷，內(nèi)模安裝前需架設(shè)2榀工字鋼，鋼模板支撐在I字鋼上，工字鋼間距為1.0米。在工字鋼下方搭設(shè)鋼管架支撐，以便承受導(dǎo)向墻混凝土澆注荷載。工字鋼架架設(shè)及模板安裝采用人工進(jìn)行，并保證工字鋼架置于穩(wěn)固的基巖上，2榀工字鋼之間縱向采用22螺紋鋼與鋼架間焊接牢固，螺紋鋼環(huán)向間距為1.0米。1）工字鋼支撐：用于支撐導(dǎo)向墻內(nèi)模的工字鋼安裝架設(shè)采用三段弧長為5.946米，半徑為7.3米的工字鋼(I16)單元通過連接板及螺母進(jìn)行拼裝，鋼架必須保證每節(jié)的弧度與尺寸均符合設(shè)計要求，

4、每節(jié)鋼架兩端均焊連接板，節(jié)點(diǎn)間通過連接板用螺栓連接牢靠，連接板應(yīng)密貼，加工后進(jìn)行試拼檢查。工字鋼架設(shè)時應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計位置進(jìn)行，工字鋼外輪廓線應(yīng)與開挖輪廓線相吻合，確保立模位置符合中線、水平要求，并不致侵入開挖凈空。2）模板安裝：導(dǎo)向墻的內(nèi)模板（內(nèi)圈）弧長為18.155m，外模板（外圈）弧長為20.72m，鋼模板之間通過螺栓連接，模板拼裝示意圖如1-2所示。經(jīng)計算，內(nèi)模板共需61塊，外模板共需70塊。為確保導(dǎo)向墻內(nèi)模圓順，導(dǎo)向墻端頭模板采用5厘米厚、高1.0米、底寬0.30米、頂寬0.34米的木板安裝，木板共需61塊，木板間連接采用加背撐方式進(jìn)行加固，木模板與鋼模板之間采用扒釘或鋼釘連接牢固。在

5、安裝模板前應(yīng)檢查模板尺寸除頂面高程允許偏差±10mm，導(dǎo)墻邊緣位置允許偏差10mm或0mm；模板平整度不得大于5mm，模板表面錯臺允許偏差2mm。模板安裝需牢固可靠，模板與混凝土接觸面需涂刷脫模劑。 （2）預(yù)埋件安裝內(nèi)模安裝完畢，可進(jìn)行預(yù)埋件的安設(shè)，預(yù)埋件包括2榀工字鋼架及導(dǎo)管（I20輕型工字鋼及直徑為140mm的無縫鋼管）。預(yù)埋件（導(dǎo)向管）中心線位置允許偏差10mm，尺寸允許偏差+10mm或0mm，預(yù)埋件（鋼架）中心線允許偏差3mm。1）工字鋼安裝：為保證管棚施工剛度，于導(dǎo)向墻內(nèi)設(shè)2榀弧長為18.766米和19.988、半徑分別為7.68、8.11米的工字鋼架(I18)，工字鋼架間

6、距0.5米。每榀鋼架分為三個單元，每單元長度為6.25米，鋼架必須保證每節(jié)的弧度與尺寸均符合設(shè)計要求，每節(jié)鋼架兩端均焊連接板，工字鋼各單元通過連接板焊接并用螺栓連接牢靠，連接板應(yīng)密貼，加工后進(jìn)行試拼檢查,連接板規(guī)格為220*230*14mm，連接螺栓采用M24×60mm，螺母采用M24，每榀鋼架共需6套螺栓、螺母。鋼架安裝時應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計中線及水平位置架設(shè)，安裝尺寸允許偏差：橫向和高程為±5cm，垂直度±2°。鋼架的下端設(shè)在穩(wěn)固的地層上，拱腳高度低于上部開挖底線以下1520cm。拱腳開挖超深時，加設(shè)鋼板或混凝土墊塊。在灌注混凝土?xí)r鋼架應(yīng)全部被混凝土覆蓋，

7、鋼架保護(hù)層厚度不得小于40mm。鋼架在加工完畢以后應(yīng)在水泥地上試拼，鋼架周邊拼裝允許偏差為±3cm，平面翹曲應(yīng)小于2cm。2榀鋼架間縱向采用22鋼筋按環(huán)向1米間距布置，并與鋼架焊接牢固，鋼架落底需置于穩(wěn)固的基巖上，拱腳開挖超深時，需加設(shè)鋼板或混凝土墊塊。安裝工字鋼時，應(yīng)保證工字鋼底部至內(nèi)模頂面的距離達(dá)到0.15米(既工字鋼底部的混凝土保護(hù)層厚度)。2）導(dǎo)向管埋設(shè)：工字鋼架設(shè)完成后，進(jìn)行導(dǎo)向管的埋設(shè)，導(dǎo)向管采用直徑為140mm的無縫鋼管，其壁厚為5mm，導(dǎo)向管的長度是1.0米，環(huán)向間距為0.4米，共需39根，為了防止導(dǎo)向管在灌注混凝土?xí)r發(fā)生位移，導(dǎo)向管按照設(shè)計要求焊接在工字鋼架上。導(dǎo)向

8、管示意圖如圖1-3所示。安裝導(dǎo)向管時，應(yīng)嚴(yán)格控制導(dǎo)向管的環(huán)向間距及縱向位置。為滿足設(shè)計要求，可先在工字鋼架頂面標(biāo)定出導(dǎo)向管的位置，并按間距、方向角要求布置導(dǎo)向管，導(dǎo)向管縱向與線路方向需一致，外插角角度為1°3°，以免管棚鉆機(jī)鉆孔侵入洞身開挖斷面。為避免混凝土澆注時砂漿進(jìn)入并堵塞導(dǎo)向管，安裝導(dǎo)向管時需與端模抵緊并采取措施使其牢牢固定在端模上。 鋼架架立、模板安裝及各種預(yù)埋件埋設(shè)完成后應(yīng)及時報技術(shù)室及質(zhì)檢工程師復(fù)核及復(fù)檢，待合格后報監(jiān)理工程師三檢，通過后方可進(jìn)行下道工序施工（3）混凝土澆注：混凝土澆注前，需再次對模板、預(yù)埋件進(jìn)行檢查，并作必要的較正。模板的中線、水平及尺寸必須符

9、合設(shè)計要求，預(yù)埋件的位置必須正確，模板安裝及支架必須牢固緊密，導(dǎo)向墻采用C20混凝土，施工過程中，需嚴(yán)格控制原材料的質(zhì)量、加強(qiáng)混凝土的拌合、運(yùn)輸、澆注、養(yǎng)護(hù)等各個環(huán)節(jié)質(zhì)量控制?；炷两y(tǒng)一由拌合站集中供應(yīng)，混凝土灌車運(yùn)輸，人工配合機(jī)械澆注并搗固密實(shí)，澆注順序?yàn)樽怨澳_兩側(cè)對稱澆注，直至拱頂。（4）混凝土拆模及養(yǎng)護(hù)混凝土澆注完畢后，需及時進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)齡期不得少于14天?；炷翉?qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的70%后可拆除非承重模板（外模）及端模板，強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的100%后可拆除內(nèi)模及支架。4、鉆孔（1）鉆孔采用管棚鉆機(jī)進(jìn)行，鉆機(jī)平臺的高度根據(jù)鉆機(jī)的可調(diào)控范圍以及鉆孔順序進(jìn)行確定，由于鉆機(jī)鉆孔順序按高孔位向低

10、孔位進(jìn)行，平臺位置相應(yīng)自上而下進(jìn)行逐步降低，以滿足鉆孔需要，鉆機(jī)鉆孔的孔徑為127mm。（2）工藝要求1）鉆機(jī)就位時用經(jīng)緯儀、掛線、鉆桿導(dǎo)向相結(jié)合的方法，反復(fù)調(diào)整，確保鉆機(jī)鉆桿軸線和導(dǎo)向軸線相吻合。2）需要打設(shè)鉆機(jī)平臺時，應(yīng)滿足承受機(jī)具、材料、人員荷載要求，連接牢固、穩(wěn)定，防止施鉆時產(chǎn)生不均勻的下沉、擺動、位移等影響鉆孔的質(zhì)量。3）鉆孔時經(jīng)常測量孔的斜度，發(fā)現(xiàn)誤差超限應(yīng)及時糾正，至終孔仍然超限者應(yīng)封孔，原位重鉆。4）在鉆孔時，若出現(xiàn)卡鉆、塌孔時應(yīng)注漿后再鉆。鉆孔時，應(yīng)認(rèn)真填好鉆孔記錄，除記錄鉆孔深度、方向角外，還應(yīng)根據(jù)鉆孔出屑或取蕊情況記錄不同孔時的圍巖情況，達(dá)到超前探測圍巖的目的。孔鉆完之后

11、應(yīng)進(jìn)行清孔。5、管棚的加工及安裝1）成孔后要立即清孔并下管，以免因坍孔造成孔內(nèi)堵塞而無法順利安裝。下管時需搭設(shè)腳手架平臺，以人工推拉頂進(jìn)為主，必要時輔以挖機(jī)推頂，下管時一般為610人。2）管棚分鋼管及鋼花管，施工時先打設(shè)鋼花管并注水泥漿液，然后打鋼管，以便檢查鋼花管的注漿質(zhì)量。3）長管棚（鋼管、鋼花管）為直徑為108mm、壁厚為6mm的無縫鋼管。管棚管壁上鉆孔，并呈梅花形布置其縱向、橫向間距為18.8cm，尾部為不鉆孔的止?jié){段150cm。單孔為鋼花管，雙孔采用鋼管，其環(huán)向間距為40mm，傾角（外插角）為1°3°。鋼管及鋼花管在同一截面的接頭數(shù)不得超過管數(shù)的50%。3）管棚在

12、安裝前應(yīng)對鉆頭或高壓風(fēng)對鉆孔進(jìn)行掃孔、清孔，清除孔內(nèi)浮渣，確?？讖剑讖讲坏眯∮?27cm）、孔深符合要求、防止堵孔。該管棚可采用頂進(jìn)安裝，逐節(jié)接長，用于接長管節(jié)的接頭鋼管用直徑為114mm，壁厚為6mm的熱軋無縫鋼管通過外車絲扣及內(nèi)車絲扣進(jìn)行連接，外車絲扣長度為15cm，內(nèi)車絲扣長度為30cm。因此要求加工精度必須達(dá)到要求，才能保證連接長度、密封等。4）為了提高管棚的抗彎能力，在管棚內(nèi)增設(shè)鋼筋籠，如圖所示。該鋼筋籠采用4根主筋為18mm的級螺紋鋼，固定環(huán)采用直徑為42mm，長度為5厘米、壁厚為3.5mm的短管節(jié)。主筋采用搭接焊、幫條焊接，在焊接時焊縫的高度不小于4mm,焊縫的寬度不得小于8m

13、m。固定環(huán)與主筋焊接，固定環(huán)與固定環(huán)的間距為1.5m，縱向兩組管棚（鋼花管、鋼管）的搭接長度不應(yīng)小于3m。管棚的安裝及加工如圖1-4和1-5所示： 6、注漿（1）管棚及鋼筋籠安裝完成后進(jìn)行注漿，漿液采用水灰比為1：1的水泥漿液，注漿順序原則上由低孔位向高孔位進(jìn)行。首先對鋼花管進(jìn)行單液注漿，注漿壓力取0.61.0Pa，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整注漿參數(shù)，取得管棚注漿施工經(jīng)驗(yàn)，注漿結(jié)束后采用M5水泥砂漿充填鋼管。（2）由于管棚間距較小，為避免注漿時發(fā)生串孔造成相鄰鋼花管孔堵塞，原則上成一孔就注漿，同時可以讓漿液在松散的巖層中進(jìn)行擴(kuò)散填充，將破碎的巖層固結(jié)，有利于相鄰孔在鉆孔時減少掉塊，避免發(fā)生卡鉆或掉鉆、掉

14、釬現(xiàn)象，有利于加快施工進(jìn)度。（3）工藝要求1）注漿前應(yīng)采用噴混凝土 、噴混凝土加注漿或其它的方式對開挖工作面進(jìn)行封閉，形成止?jié){墻，防止?jié){液回流影響注漿效果。2）注漿時先注單號孔（鋼花管），待單號孔注漿完成后再鉆雙號孔并安設(shè)鋼管，以檢查鋼花管的注漿質(zhì)量。3）注漿的順序原則上由底向高依次進(jìn)行，有水時從無水孔向有水孔進(jìn)行，一般采用逐孔注漿。4）注漿壓力根據(jù)巖層性質(zhì)、地下水情況和注漿材料的不同而定，一般情況下注漿終壓取1.0Mpa。5）以單孔設(shè)計注漿量和注漿壓力作為注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)，其中應(yīng)以單孔注漿量控制為主，注漿壓力控制為輔；注漿時要注意對地表以及四周進(jìn)行觀察，如壓力一直不上升，應(yīng)采取間隙注漿方法，以控

15、制注漿范圍。6）注漿時，應(yīng)對注漿管進(jìn)行編號（注漿編號應(yīng)和埋設(shè)導(dǎo)向管的編號一致），每個注漿孔的注漿量、注漿時間、注漿壓力作出記錄，以保證注漿質(zhì)量，注漿記錄包括：注漿孔號、注漿機(jī)型號、注漿日期、注漿起止時間、壓力、水泥品種和標(biāo)號、漿液容重和注漿量。7）灌漿的質(zhì)量直接影響管棚的支護(hù)剛度，因此必須設(shè)法保證、檢驗(yàn)灌漿的飽滿、密實(shí)。8）注漿孔封堵方式：采用鋼板在鋼管口焊接封堵，預(yù)留注漿管及排氣管，注漿管必須安裝閥門，堵頭必須封閉嚴(yán)實(shí)。8）注漿方式：在管棚口直接注漿，注漿管深入管棚0.20.5m。9）對于粘土質(zhì)地層、嚴(yán)重風(fēng)化巖層、斷層破碎帶、溶巖溶槽段，水泥漿液水灰比采用1：1（重量比）。四、機(jī)具配置管棚鉆

16、機(jī)1臺、雙漿液注漿機(jī)ZY70/80B1臺、彎曲機(jī)1臺、鋼筋切割機(jī)1臺、電焊機(jī)2臺、挖掘機(jī)1臺、運(yùn)輸車2臺。五、勞動組織管理人員2人、技術(shù)人員3人、鋼筋工10人、木工5人，混凝土工10人，鉆孔3人、記錄1人、注漿5人、空壓機(jī)司機(jī)2人，運(yùn)輸車司機(jī)2人，挖掘機(jī)司機(jī)1人。五、安全及質(zhì)量要求1、導(dǎo)向墻施作前應(yīng)嚴(yán)格復(fù)核線路中線、水平，確保導(dǎo)向墻各部位尺寸及預(yù)埋件位置正確無誤。2、模板安裝必須接縫嚴(yán)密、平整、牢固。模板安裝前需搭設(shè)作業(yè)平臺，腳手架搭設(shè)必須平穩(wěn)，符合安全標(biāo)準(zhǔn)要求。3、嚴(yán)格控制混凝土原材料質(zhì)量，加強(qiáng)混凝土、拌合、運(yùn)輸、澆注、養(yǎng)護(hù)、拆模等各道工序質(zhì)量。4、鉆機(jī)就位時應(yīng)調(diào)整好鉆孔角度及高度，鉆機(jī)平臺需平整、穩(wěn)固，防止施鉆時鉆機(jī)產(chǎn)生不均勻下沉、擺動、位移等影響鉆孔質(zhì)量。鉆機(jī)鉆孔時應(yīng)隨時檢查孔位偏差并及時糾正。5、為保證管棚安裝順利進(jìn)行，管棚安裝前應(yīng)用鉆頭或高壓風(fēng)對鉆孔進(jìn)行掃孔、清孔，清除孔內(nèi)浮渣，確保孔徑、孔深符合要求、防止堵孔。6、管棚所用鋼管的原材料品種、規(guī)格