管棚施工作业指导书
1.适用范围
适用于隧道φ89、φ108等管棚施工。 2.作业准备 2.1内业技术准备
作业指导书编制后,在施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,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。对参加施工人员进行技术交底及上岗前技术培训,考核合格后持证上岗。
2.2外业施工准备
当隧道洞口围岩极其软弱,采用超前锚杆或小导管超前支护均无法正常进洞时,则采用管棚进行超前支护后再进行开挖。
3.技术要求
(1)施工前,应根据设计洞门的里程和标高刷好洞门仰坡,并根据设计要求作好边、仰坡的加固,保证其稳定。
(2)搭设钻孔操作平台时,应根据钻机钻最低眼标高和安钻杆长度的要求设置,宽度必须满足插管的要求。
(3)钻孔钻进时,必须随时检查孔眼的方向与仰角,以免超过误差限度。钻眼达到设计深度后,用高压风管将孔内残渣清除干净。 (4)注浆前要仔细检查注浆导管口和钢管端头是否连接牢固,注浆过程中要随时观察注浆压力情况,开始时采用较小的压力,然后逐步加压到所要求的压力值为止,注浆完成后要及时封堵管口。
(5)在进行下一环管棚施工前,注意预留管棚的搭接长度,且预留的搭接长度不少于1.5米。
4.施工程序与工艺流程 施工工艺流程见下图。
超前大管棚施工工艺流程图
开挖周边放样布孔 管棚钻机就位
隧道开挖 注浆 安放钢筋笼 钻进结束 下一根管棚钻进 继续钻进安装至设计长度 钻杆退回原位 一节管棚体安装结束 钻进+管棚体安装 接长管棚
5.施工要求 5.1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120°~135°范围; ⑥长度:10~40m。 5.2大管棚施工 5.2.1 施作护拱
⑴混凝土护拱作为长管棚导向墙,在开挖廓线以外拱部120~135°范围内施作,断面尺寸为1.0×1.0m,护拱内埋设钢筋支撑,钢筋与管棚孔口管连接成整体。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。
⑵ 孔口管作为管棚的导向管,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。
5.2.2 搭钻孔平台安装钻机
⑴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。
⑵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。
⑶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。
5.2.3 钻孔
⑴为了便于安装钢管,钻头直径采用Φ108mm或127mm。
⑵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。
⑶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。
⑷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。
⑸钻进过程中确保动力器、扶正器、合金钻头按同心圆钻进。 ⑹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。
5.2.4 清孔验孔
⑴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。
⑵用高压风从孔底向孔口清理钻渣。
⑶用经纬仪、测斜仪等检测孔深、倾角、外插角。 5.2.5 安装管棚钢管
⑴钢管在专用管床上加工好丝扣,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。
⑵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(Φ108 mm或Φ127 mm),然后用装载机在人工配合下顶进钢管。
⑶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。
5.2.6 注浆
⑴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。
⑵注浆材料:注浆材料为M20水泥浆或水泥砂浆。
⑶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。
5.3施工控制要点
⑴钻孔前,精确测定孔的位置、倾角、外插角,对每个孔进行编号。 ⑵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。
⑶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。
⑷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。