铁路隧道工程超前长管棚作业指导书

铁路隧道工程超前长管棚作业指导书

1、适用范围

适用于新建 标段站前工程双线隧道超前长管棚的实施。 2、作业准备

开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审查施工图纸，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。

检查钢管类型、规格、质量及性能是否与设计相符;根据钢管类型、规格及围岩情况准备钻孔及注浆机具。

3、技术要求

⑴ 导管规格：外径108mm，壁厚满足设计要求； ⑵ 管距：环向间距40cm；

⑶ 倾角：外插角1°～3°为宜，可根据实际情况作调整； ⑷ 注浆材料：M20水泥浆或水泥砂浆； ⑸ 设置范围：拱部140°范围； ⑹ 长度： 40m。

4、施工程序与工艺流程及施工要求 4.1 大管棚设计

本线在隧道进出口明暗交界处设计超前大管棚。 设计参数：

①导管规格：外径89mm、108mm等，壁厚满足设计要求； ②管距：环向间距40cm；

③倾角：外插角1°～3°为宜，可根据实际情况作调整； ④注浆材料：M20水泥浆或水泥砂浆； ⑤设置范围：拱部140°范围； ⑥长度：40m。 4.2 大管棚施工

施工工艺流程见图4-1-1。 4.2.1 施作护拱

1．混凝土护拱作为长管棚的导向墙，在开挖廓线以外拱部140°范围内施作，断面尺寸为1.0×1.0m，导向墙内设2榀I18轻型工字钢，钢架外缘设Φ140壁厚5mm导向钢管，钢管与钢架焊接。钢架各单元由连接板焊接成型，单元间由螺栓连接。导向墙环向长度可根据具体工点实际情况确定，要保证其基础稳定性。

2．孔口管作为管棚的导向管，它安设的平面位置、倾角、外插角的准确度直接影响管棚的质量。用经纬仪以坐标法在工字钢架上定出其平面位置；用水准尺配合坡度板设定孔口管的倾角；用前后差距法设定孔口管的外插角。孔口管应牢固焊接在工字钢上，防止浇筑混凝土时产生位移。

钻进＋管棚体安装 开挖周边放样布孔 管棚钻机就位 下一根管棚钻进 钻杆退回原位 继续钻进安装至设计长度 一节管棚体安装结束 接长管棚

图4-1-1 超前大管棚施工工艺流程图

4.2.2 搭钻孔平台安装钻机

1．钻机平台用钢管脚手架搭设，搭设平台应一次性搭好，钻孔由1～2台钻机由高孔位向低孔位进行。

2．平台要支撑于稳固的地基上，脚手架连接要牢固、稳定，防止在施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移而影响钻孔质量。

3．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。用经纬仪、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孔口管轴线相吻合。

4.2.3 钻孔

1．为了便于安装钢管，钻头直径采用Φ127mm。 2．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。

3．钻机开钻时，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。

4．钻进过程中经常用测斜仪测定其位置，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。

5．钻进过程中确保动力器、扶正器、合金钻头按同心圆钻进。

6．认真作好钻进过程的原始记录，及时对孔口岩屑进行地质判断、描述，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。

4.2.4 清孔验孔

1．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。

2．用高压风从孔底向孔口清理钻渣。

3．用经纬仪、测斜仪等检测孔深、倾角、外插角。 4.2.5 安装管棚钢管

1．钢管在专用的管床上加工好丝扣，导管四周钻设孔径10～16mm注浆孔(靠孔口2.5m处的棚管不钻孔)，孔间距15～20cm，呈梅花型布置。管头焊成圆锥形，便于入孔。

2．棚管顶进采用装载机和管棚机钻进相结合的工艺，即先钻大于棚管直径的引导孔(Φ127 mm)，然后用装载机在人工配合下顶进钢管。

3．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。

4.2.6 注浆

1．安装好有孔钢花管、放入钢筋笼后即对孔内注浆，浆液由ZJ-400高速制浆机拌制。

2．注浆材料：注浆材料为M20水泥浆或水泥砂浆。 3．采用注浆机将砂浆注入管棚钢管内，初压0.5～1.0MPa，终压2MPa，持压15min后停止注浆。

注浆量应满足设计要求，一般为钻孔圆柱体的1.5倍；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。

注浆时先灌注“单”号孔，再灌注“双”号孔。 4.3 施工控制要点

4.3.1 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。

4.3.2 钻孔外插角1°～3°以为宜，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1°～1.5°。施工中应严格控制钻机下沉量及左右偏移量。

4.3.3 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。

4.3.4 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。

4.3.5 掌握好开钻与正常钻进的压力和速度，防止断杆。 5、劳动力组织

钻机操作工3～6人，管棚加工2人，钢管顶进8人，注浆6人。

6、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： 管棚钻机1～2台、电动空压机1台、注浆机1台、ZJ-400高速制浆机1台、混凝土拌合站一座、混凝土振动棒2个、钢模板、木模板、J3G-400A型型材切割机1台、型钢弯制机1台、BX1－400型交流弧焊机2台、砼搅拌运输车（3.5m3）1辆、ZLC50C装载机1辆。

7、质量控制及检验 7.1项验收标准 7.1.1主控项目

1、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10%进行见证取样检测，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。

2、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。 3、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。

4、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。

5、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10%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。

7.1.2一般项目

管棚钻孔的允许偏差应符合下表的规定： 序1 2 3 项目 方向角 孔口距 孔 深 允许偏差 1° ±50mm ±50mm 检验数量：施工单位全部检查 检验方法：仪器测量、尺量 8、安全及环保要求

大管棚必须在洞身开挖前完成。洞口开挖时应预留管棚施工台阶，搭设管棚施工工作室，钻机脚手架平台应支撑在稳固的地基上。在软弱围岩地段，立柱底应加设垫板或垫梁。在施作大管棚预支护的过程中应设置必要的监测项目，根据监测反馈信息及时采取相应的措施以保证施工安全和施工质量。