隧道管棚的施工工藝及質(zhì)量控制

1、中鐵十七局集團(tuán)第一工程有限公司第 2 5次QC小組成果發(fā)表會(huì)隧道管棚的施工工藝及質(zhì)量控制發(fā)表項(xiàng)目:永古項(xiàng)目小組名稱:高嶺隧道QC小組發(fā)表人:隧道管棚的施工工藝及質(zhì)量控制一、工程簡介高嶺隧道進(jìn)出口位于甘肅省古浪縣張家河村北和冰溝墩,左線起訖樁號(hào)ZK2409+342.55ZK2415+657,縱坡-2.26%,左線全長6314.45m,出口位于R=2200的曲線上,位于R=1900的曲線上。右線起訖樁號(hào)YK2409+370.55YK2415+704,全長6333.45m,進(jìn)口位于R=2250的曲線上,進(jìn)口位于R=1900的曲線上,隧道洞身段為直線,隧道最大埋深376m,屬深埋石質(zhì)特長隧道。二、小組

2、簡介小組成員共5人,所有小組成員均參加了QC技術(shù)知識(shí)培訓(xùn),TQC 教育率為60%。組長段巨才有豐富的工作經(jīng)驗(yàn)、扎實(shí)的工作基礎(chǔ);副組長李明工作嚴(yán)謹(jǐn),技術(shù)純熟。其他小組成員也都參與了高嶺隧道的施工,每道工序都非常熟練。整體上我們小組能力較強(qiáng),人員搭配合理。組員簡介如下表:小組成員性別職務(wù)職責(zé)培訓(xùn)成績序號(hào)姓名1 段巨才男總工調(diào)度、協(xié)調(diào)合格2 李明男工程部長記錄、檢測合格3 張彥斌男安質(zhì)部長技術(shù)負(fù)責(zé)、落實(shí)合格4 張剛男技術(shù)員技術(shù)負(fù)責(zé)、落實(shí)合格5 趙大釗男技術(shù)員技術(shù)負(fù)責(zé)、落實(shí)合格隧道工程遇到在淺埋地段、自穩(wěn)性差的軟弱破碎地層、嚴(yán)重偏壓地段、巖溶流泥地段、砂土層、砂卵(礫石層、斷層破碎帶以及大面積淋水或涌

3、水地段等不良地質(zhì)施工時(shí),常會(huì)發(fā)生開挖面圍巖失穩(wěn),或由于初期支護(hù)的強(qiáng)度不能滿足圍巖穩(wěn)定的要求以及由于大面積淋水、涌水而導(dǎo)致洞體圍巖喪失穩(wěn)定而產(chǎn)生坍塌、冒頂?shù)痊F(xiàn)象;或由于施工單位施工方法不當(dāng)使圍巖結(jié)構(gòu)受到破壞,不僅使進(jìn)洞困難或圍巖條件更加惡化,給施工帶來極大的困難,而且影響施工安全、延誤工期、費(fèi)工費(fèi)料,影響工程質(zhì)量和隧道使用年限。為了避免上述情況,在隧道通過上述地質(zhì)地段時(shí),為增強(qiáng)隧道圍巖的穩(wěn)定性,據(jù)隧道所處的地質(zhì)和水文條件、隧道長度、埋臵深度、施工機(jī)械裝根備,工期和經(jīng)濟(jì)等方面的情況,在決定施工方法時(shí),管棚是最(或常采用,且最為有效的輔助施工方法。當(dāng)淺埋隧道或考慮盡量減少對(duì)周圍環(huán)境建筑物的影響時(shí),管

4、棚也是最有效的方法。三、選題理由我自己從開工至今一直負(fù)責(zé)高嶺隧道的技術(shù)指導(dǎo)工作,曾親自參與了洞口的大管棚作業(yè),就我們目前的施工工藝提出一點(diǎn)見解,供各位同仁參考指教。4.1 試驗(yàn)管棚的主要材料有鋼管和注漿材料,注漿材料有水泥漿和化學(xué)漿兩類,常用的有純水泥漿、水玻璃漿、水泥-水玻璃漿等。鋼管和注漿材料應(yīng)有生產(chǎn)廠家的出廠合格證和質(zhì)檢單,注明品種、生產(chǎn)日期及出廠的試驗(yàn)報(bào)告。對(duì)不同材料應(yīng)分開堆放,不能混雜。使用前要按規(guī)定進(jìn)行批量抽樣試驗(yàn),嚴(yán)禁使用不合格的注漿材料。試驗(yàn)時(shí)主要進(jìn)行水泥細(xì)度試驗(yàn)、漿液粘度測定、滲透能力、凝膠時(shí)間、滲透系數(shù)、抗壓強(qiáng)度等試驗(yàn)項(xiàng)目,其中粘度大小影響漿液擴(kuò)散半徑、注漿壓力和流量等參數(shù)

5、的確定。影響圍巖結(jié)石體抗壓強(qiáng)度的因素很多,主要有水泥標(biāo)號(hào)、注漿材料的摻量、地基土的含水量和有機(jī)物含量等。在相同條件下,不同的圍巖強(qiáng)度可相差數(shù)倍,圍巖的土質(zhì)對(duì)圍巖結(jié)石體抗壓強(qiáng)度的影響居其主要因素之首。因此在室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)條件下應(yīng)制備圍巖結(jié)石體試件,進(jìn)行不同齡期的強(qiáng)度試驗(yàn),以驗(yàn)證設(shè)計(jì)參數(shù);如達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,則應(yīng)調(diào)整注漿劑量和材料品種,以滿足實(shí)際工程的需要,確保圍巖結(jié)石體強(qiáng)度符合規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。4.2 管棚施工組織 管棚施工是一個(gè)受作業(yè)面限制、多工種連續(xù)交叉循環(huán)進(jìn)行的施工。施工時(shí),先進(jìn)行作業(yè)面的開挖,護(hù)拱澆筑,再鉆孔,一般均按兩班作業(yè)配備人員。開始施工后,若機(jī)械不發(fā)生故障或不下大雨雪,機(jī)械基本不停,直至打

6、完偶(奇數(shù)孔,然后打入鋼管、注漿、最后進(jìn)入下一循環(huán)的鉆孔、打鋼管、注漿。 管棚所用的施工機(jī)械主要包括:挖掘機(jī)、鉆孔鉆機(jī)(坑道鉆機(jī)、地質(zhì)鉆機(jī)、探水鉆機(jī)、SGZ-1鉆機(jī)、注漿機(jī)、空氣壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)組等。4.3 工藝試驗(yàn)影響管棚加固效果的主要因素是注漿壓力、注漿量、管距等。因此,在施工前必須進(jìn)行工藝試驗(yàn)并對(duì)上述各項(xiàng)參數(shù)做好核定。工藝試驗(yàn)時(shí),試樁鋼管數(shù)不宜少于2根,并應(yīng)達(dá)到下列要求:掌握滿足設(shè)計(jì)管棚的各種技術(shù)參數(shù);掌握注漿的均勻程度以及掌握鉆孔及地質(zhì)記錄,確定合理的技術(shù)處理措施。4.4 施工程序開挖到進(jìn)洞口施工放樣護(hù)拱鉆機(jī)就位鉆偶(奇數(shù)孔頂入奇(偶鋼管注漿。鉆孔和注漿要按照從高到低(從外圈到內(nèi)圈、從上

7、到下、從中間到兩邊的順序。4.5 施工注意事項(xiàng)隧道進(jìn)出口設(shè)計(jì)中常采用混凝土護(hù)拱作為管棚的導(dǎo)向墻、止?jié){墻(或稱固定墻、防護(hù)墻、護(hù)拱在明洞的外輪廓線以外,緊貼洞口仰坡面,護(hù)拱內(nèi)通常設(shè)三榀用1420號(hào)工字鋼制作的鋼拱架為橫向支撐,管棚的導(dǎo)向管固定在鋼拱架上并焊接成整體的構(gòu)件。在洞口施工放樣后進(jìn)行搭設(shè)支撐體系和內(nèi)、外模安裝,按設(shè)計(jì)布臵工字鋼、鋼筋和安裝孔口管,要保證布筋、孔口管的位臵和角度準(zhǔn)確,然后進(jìn)行護(hù)拱砼的澆筑,待護(hù)拱砼強(qiáng)度達(dá)到85%時(shí)開始長管棚的施工。作業(yè)平臺(tái)采用方木按“井”字形搭設(shè),順序由下向上,由兩邊向中間,根據(jù)孔位依次搭好,方木間以扒釘連接牢固,防止在鉆孔時(shí)鉆機(jī)擺動(dòng)、傾斜、不均勻下沉而影響

8、鉆孔質(zhì)量。5.5 下管108 mm鋼管管壁打孔,布孔采用梅花型,孔徑為12mm 孔間距為30cm,鋼管尾留45cm不鉆孔的止槳段,鋼管加工成3m和6m長的兩種規(guī)格。為使鋼管接頭錯(cuò)開,加工鋼管時(shí)將鋼管進(jìn)行鋼節(jié)編號(hào),把加工了的鋼管節(jié)搭配好并做好記錄待用。采用純水泥漿。注漿機(jī)械選用BW-250/50型注漿泵進(jìn)行。注漿前先進(jìn)行現(xiàn)場注漿試驗(yàn),確定注漿參數(shù)及緩凝劑摻入量后再用于實(shí)際施工。注漿時(shí)須注意以下幾點(diǎn):注漿時(shí)等排氣孔有漿液流出時(shí),再進(jìn)行終壓注漿,直至達(dá)到設(shè)計(jì)注漿壓力或設(shè)計(jì)注漿量時(shí)終止,然后關(guān)閉閥門。4.6 質(zhì)量檢驗(yàn)不侵入隧道開挖輪廓線越小越好。孔深不宜小于10m一般為10m45m,孔徑比管棚鋼管直徑

9、大2030mm,鉆孔環(huán)向中心間距視管棚用途而定。鉆孔順序由高孔位向低孔位進(jìn)行。氣孔流漿后，方可停止壓注。 五、幾點(diǎn)體會(huì) 設(shè)計(jì)中必須考慮隧道所處的地質(zhì)和水文條件， 注意管棚段的地質(zhì) 條件，當(dāng)?shù)刭|(zhì)允許可不用管棚時(shí)，應(yīng)盡量不用；當(dāng)圍巖強(qiáng)度較高且采 用管棚施工時(shí)， 開挖輪廓線與管棚間的圍巖因受注漿作用將產(chǎn)生內(nèi)應(yīng) 力，進(jìn)洞開挖時(shí)內(nèi)應(yīng)力得到釋放極易崩塌，這樣的話，不僅會(huì)造成超 挖，增加回填材料，而且容易形成安全隱患。 在實(shí)際施工中水平鉆孔難免有些彎曲， 且總是向隧道設(shè)計(jì)斷面方 向彎曲， 為此應(yīng)預(yù)先給出適當(dāng)?shù)纳咸Я浚?防止鋼管侵入開挖斷面以內(nèi)。 通常鋼管深度超過30m時(shí)，彎曲有增大的傾向，在1/2001/300之間, 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)上抬量取15cm30cm左右