管棚施工作业指导书

新建云桂铁路云南段站前工程七标段

管棚施工作业指导书

编 制： 范晓臣

复 核：

审 批：

中铁一局集团云桂铁路云南段项目经理部

二〇一〇年七月二十八日

管棚施工作业指导书

1、工程概况

老笑一号隧道位于弥勒～石林板桥区间，为双线隧道，设计为18‰的单面下坡，全隧位于直线段上。隧道进口里程DK671+691，出口里程DK672+102，隧道全长411米，隧道最大埋深约21米。隧道为V级围岩。

2、适用范围

适用于新建云桂铁路云南段站前工程七标隧道管棚施工。 3、施工准备 3.1内业技术准备

组织现场技术人员对已编制的管棚施工作业指导书认真学习，熟悉相关规范及技术标准，解决有关技术问题。对施工人员进行现场技术交底、岗前技术培训，经考核合格后方可上岗作业。

3.2外业准备

3.2.1对施工所用原材料取样检验，检测指标必须符合规范要求；检查机具设备、人员配备是否满足施工要求、检查机具设备和水、电等管线路，施工人员安全防护用品是否佩戴，钻机就位并试运转。

3.2.2按照设计图纸要求将管棚所需钢筋提前加工完成。 3.3技术要求 管棚设计参数如下：

①管棚规格：热轧无缝钢管，外径108mm，壁厚6mm。

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②管距：管棚环向设置间距应根据地层性质、地层压力、导管设置部位，钻孔机具性能及隧道开挖方法等确定，环向间距一般为30～50cm。

③倾角：外插角3°～5°为宜，可根据实际情况作调整； ④注浆材料：水泥浆或水泥砂浆，当围岩破碎，地下水发育时，为调凝需要可部分采用水泥-水玻璃双液浆，要求浆液强度等级不小于M10。

⑤设置范围：拱部120°～135°范围；

⑥管棚每环施做长度以15～35m为宜，钢管分段长度4～6m。建议每环管棚施做最大长度以40m为宜，当需要设置大于40m时，宜设置两组或多组管棚，且前后两组管棚搭接长度不应小于3m。

4、施工程序与工艺流程 4.1施工程序

施工程序为：开挖周边放样布孔→管棚钻机就位→钻进、安装管棚体→第一节管棚体安装结束→钻杆退回原位→接长管棚→继续钻进安装至设计长度→下一根管棚钻进、安装管棚体→所有管棚钻进结束→安放钢筋笼→注浆→隧道开挖。

4.2 工艺流程如下图：

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5、施工要求 5.1管棚钻孔 5.1.1 施工准备

钻杆退回原位 开挖周边放样布孔 管棚钻机就位 钻进+管棚体安装 第一节管棚体安装结束 接长管棚 继续钻进安装至设计长度 下一根管棚钻进、安装管棚体 钻进结束 安放钢筋笼 注浆 隧道开挖 ①对拱部管棚施做范围进行测量开挖周边放样布孔。在开挖轮廓线以外拱部120°～135°范围内施做混凝土护拱作为长管棚的导向墙，导向墙采用C20混凝土浇注，导向墙纵向长度为1m，厚度为0.8m，导向墙内埋设工字钢拱架，工字钢与导向钢管焊成整体，导向钢管应准确安设，导向墙环向长度可根据具体实际情况确定，在作套拱前，

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土石分台阶开挖，上台阶高度在起拱线附近，以满足工作高度。

②洞身段施做大管棚时，宜根据钻孔机具性能及开挖方式相应增加钻孔施工作业工作面，一般管棚施做平台至最后一根管棚的高度为1～1.5m,以保证钻孔施做。

③导向钢管作为管棚的定位管，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。导向钢管定位应使用全站仪在工字钢架上准确定出其具体位置，水准尺配合坡度板设定导向钢管的倾角，用前后差距法设定导向钢管的外插角。导向钢管应牢固焊接在工字钢上，防止浇筑混凝土时产生位移。

5.1.2 钻孔平台搭设、钻机就位

①平台要支撑于稳固的地基上，脚手架连接要牢固、稳定。 ②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。钻机钻杆轴线与定位钢管轴线相重合。

5.1.3 钻孔

①钻孔前，按测定好钻孔的范围、平面位置对每个孔进行编号。 ②为了便于安装钢管，钻头直径应大于钢管外径。

③钻孔由高孔位向低孔位进行，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。

⑤钻进中经常采用测斜仪量测钢管、钻机的偏斜度，发现偏斜超过设计要求，应及时纠正，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。若至终孔时，偏斜度仍超过设计要求值，应补浆封孔后再原位重钻。

⑥在施工钻进过程中认真作好钻进过程的原始记录和绘制孔位布置图，及时对孔口岩屑进行地质判断、描述，以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。

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⑦在钻机作业时，要严格按照操作规程进行操作，确保作业人员安全，防止触碰机械伤害。

5.1.4 清孔

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，确保孔内无残留杂物。 5.1.5 验孔

①用经纬仪、测斜仪等检测孔深、倾角、外插角。

②管棚不得侵入隧道开挖线内，相邻的钻孔不得相撞或立交。 ③检查钻孔的间距、深度、直径等，允许偏差为：方向角误差为1°，孔口间距±50mm，孔深±50mm。

5.2 管棚安装 5.2.1 材料准备

①管棚采用热轧无缝钢管，壁厚不小于6mm，节长为3～6m，采用丝扣连接。

②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，孔间距20cm，呈梅花型布置，尾部留不小于100cm的不钻孔止浆段，管头焊成圆锥形，便于入孔。

5.2.2 管棚顶进

①验孔合格后应及时安装钢管，下管前应对每个钻孔的的钢管进行配管编号，下管时按照编号分段施工。

②棚管顶进采用装载机和管棚钻机钻进相结合的工艺，即先钻大于棚管直径的引导孔，然后用装载机在人工配合下顶进钢管。前期靠人工送管，后期借助钻机顶进，直至孔底，达到设计长度。

5.2.3 管棚连接、搭接

①钢管连接采用丝扣连接牢固，丝扣长15cm。

②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

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横断面内的接头数不大于50%，相邻钢管接头至少错开1m。

③为使钢管接头错开，编号为奇数的第一节钢管采用4m长钢管，编号为偶数的第一节钢管采用6m长钢管，以后每节均采用6m长钢管。

④单环或终环大管棚尾部5m范围内一般宜设小管棚搭接，纵向两组管棚间的搭接长度视开挖空间大小，掌子面封闭与否确定，搭接长度不小于3m。

⑤钢管焊接采用单面帮条焊，焊缝宽度不小于2cm；钢管焊接时，电焊机线路做到“一机一闸、一箱一保护”。

5.3 管棚注浆 5.3.1施工准备

①施工人员应佩戴好安全帽、手套、水鞋等安全防护用品，拌制浆液的操作人员要戴好护目镜，穿长筒胶鞋。

②采用高压水对管棚内的杂物进行冲洗，由下至上的顺序进行。 ③为提高钢管的抗弯能力，可在导管内增设钢筋笼，钢筋笼有四根主筋和固定环组成，主筋直径为16～20mm，固定环采用短管节，将其与主筋焊接，按1m间距设置。

④安装好有孔钢管、放入钢筋笼后,钢管内插入注浆管和排气管，排气管要插入孔底，对孔口缝隙采用混凝土进行封堵，确保孔口封闭。

5.3.2 浆液拌制

①注浆材料：注浆材料为M10/M20水泥浆或水泥砂浆。 ②每盘浆液时间不得少于5min，浆液搅拌要均匀、不得有结块、沉淀，否则应适当延长搅拌时间，待浆液拌匀后，方可注入管棚内。

③浆液应在现场随伴随用，浆液要具有良好的流动性、可注性。 ④当围岩破碎、地下水发育时，为调凝需要，可部分采用水玻璃双液浆。当采用化学浆液时，应注意防腐、防毒。

5.3.3 注浆

①注浆施工应严格按照注浆机操作规程作业，在注浆前充分做好

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各项准备工作，特别是对机具设备的检修工作，发现问题及时排除，使其处于良好状态。注浆时注浆管口不得对准人体，避免高压浆液对人体伤害，作业过程中还应防止注浆管爆管对施工人员造成伤害。

②开机注浆前应认真检查注浆管路系统，包括混合器、接头、阀门等，如有破损立即更换，不好用的接头、阀门，不得使用，防止在高压下发生脱扣的危险事故。并且预先在洞外将管路全部接通，进行试压，试压可用清水进行。在试压时，如管路不通或接头有漏水现象，予以排除，保持管路系统各部件完好畅通。

③注浆顺序按照由低到高、由下往上，交错进行。在注浆过程中，所有拆卸下来的接头、阀门，安排专人及时清洗干净，以备轮换使用。

④注浆机注浆压力应控制在：初压0.5～1.0MPa，终压2.0MPa，注浆压力一般为1.0～2.0MPa，浆液注满后应持压15min后停止注浆。

⑤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。

⑥注浆时先灌注“单”号孔，再灌注“双”号孔。

⑦当注浆压力泵压力突然升高时，可能发生堵管，应立即停机检查，并及时清洗注浆管路。

⑧在注浆时，当发现支护变形或损坏时，应立即停止注浆，采取措施，当出现窜浆时，要及时堵塞窜浆孔。

⑨注浆施工中，现场技术人员应认真填写注浆记录，随时分析和改进作业。注浆作业完毕后，认真清洗干净所有的机具设备，特别是搅拌机、注浆管、接头、阀门、贮浆桶等，以备下阶段注浆时使用。

⑩在施工过程中应配备专业电工，在电路、电器设备发生故障时及时排除，保障施工顺利进行。

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6、劳动组织

6.1劳动力组织方式：采用架子队管理模式。

6.2施工人员应按照制定的施工方案、机械、人员组成、工期要求进行合理配备。

其中现场负责人、领工员、技术人员、专职安全员由单位正式职工担任，并可根据施工现场情况适当配备若干劳务工人。

每个作业面人员配备表

现场负责人 技术主管 安全员 领工员 钻机操作人员 技术、质检、测量及试验人员 管棚加工 钢管顶进 注浆机操作人员 注浆施工人员 浆液拌制人员 普通施工人员 1人 1人 1人 2人 3～5人 4～6人 3人 6人 2人 2人 3人 7、材料要求

管棚施工所用原材料应符合设计要求，设计未明确时应符合以下要求：

7.1 水泥：应优先采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，强度等级不小于32.5MPa，水泥的安定性、凝结时间均应合格，当遇含有较高可溶性硫酸盐的地层或地下水地段，应按侵蚀类型采用相应的抗硫酸盐水泥。

7.2 细骨料应采用坚硬、耐久、天然洁净的砂子，细度模数应小

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于2.0，含水率宜控制在5%～7%。含泥量不应大于3%，泥块含量不应大于1%。

7.3 钢管：钢管外径为108mm，壁厚6mm，钢管进场检验力学性能指标应符合热轧无缝钢管的技术标准要求。

7.4 拌合用水：水质应符合工程用水的有关标准，水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质。不应使用污水、PH值小于4的酸性水，一般应采用饮用水。

8、设备机具配置

主要施工机械设备配置表

管棚钻机 空压机 ZJ-400注浆机 BX1-400型交流弧焊机 切割机 2台 2台 1台 2台 1台 9、质量控制及检验 9.1质量控制

9.1.1管棚所用钢管进场必须按批次抽取进行力学性能试验（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《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》（铁建设[2005]160号）规范要求。

9.1.2 浆液、C20导向墙混凝土配合比必须经试验调配并经审批后方可使用，浆液及C20混凝土配比所用原材料质量检验结果应符合《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》（铁建设[2005]160号）、《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》（铁建设[2005]160

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号）的规范要求。

9.1.3 在钻孔过程中应经常量测孔的偏斜度，发现误差超限及时纠正，掌握好开钻与正常钻进的压力和速度，防止断杆。

9.1.4 管棚搭接长度必须符合设计要求，搭接长度为3～5m。 9.1.5 相邻钢管接头要前后错开，且至少错开1m，同一断面内的接头数不得大于50%。

9.1.6 注浆顺序应遵循“从低到高、从下往上”的施工顺序。 9.1.7 注浆压力：注浆压力一般为1.0～2.0MPa，初压0.5～1.0MPa，终压2.0MPa，浆液注满后应持压15min再停止注浆。

9.2 质量检查

9.2.1 管棚钻孔允许偏差： ①方向角：1°； ②孔口距：±50mm； ③孔深：±50mm。

9.2.2 注浆现场应随机制取2组浆液试件，待达到28天龄期后进行抗折、抗压强度试验。

9.2.3 管棚所用钢管的品种、规格、搭接长度、钢管节长应现场采用钢尺检查，必须符合设计要求。

9.2.4 在钢管顶进接长时，应根据每节钢管编号分段施工，按照编号顺序逐节接长。

9.2.5 注浆过程中现场测定浆体的流动度、比重及凝结时间，应满足配合比设计要求。

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9.2.6 按现场施工实际情况认真填写注浆记录，对照注浆记录情况分析、改进注浆施工作业。

10、安全及环保要求 10.1安全要求

10.1.1施工现场应有专人统一指挥，并设一名专职安全员负责现场的安全工作，坚持班前进行安全教育制度。

10.1.2施工区域设置警示标志，非工作人员严禁出入。 10.1.3施工中应对机械设备进行定期检查、养护、维修。 10.1.4顶管作业必须严格按相关机械操作规程进行，顶管机械至岩面范围内不得有人，防止机械及导管等伤人。在进行导管引孔作业时，非作业人员不得进行引孔作业，所有人员不得进入引孔机械作业半径内。

10.1.5 在注浆施工中，应严格按照注浆机操作规程进行注浆，谨防注浆管脱扣、涨爆等伤人，操作人员必须戴防护面具，防止浆液飞溅伤人，特别是对眼睛等宜损伤部位必须重点防护。严禁注浆管口对准作业人员，避免高压浆液对人体伤害，作业过程中还应防止注浆管爆管对施工人员造成伤害。

10.1.6安全员应随时观察周边地质变化，发现有松动滑块现象，应立即组织所有人员撤离到安全地带。

10.1.7在施工过程中，所有施工用电必须做到“一机一闸、一箱一保护”的标准。

10.2 环保要求

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10.2.1对施工中产生的污水及油水设置沉淀池进行沉淀过滤，对沉淀池中污油水加以处理，达到环保部门要求的排放标准后方可排放，采取油水、污水分类排放。

10.2.2注浆所使用的水泥应符合相关规范要求，施工用水应达到应用水标准，细骨料应使用天然洁净的河砂，严禁使用海砂，确保浆液达到无毒无污染要求。

10.2.3注浆施工中，施工操作人员要戴好护目镜、手套及穿长筒胶鞋。

10.2.4生产中的废弃物及时处理，运到当地环保部门指定的地点弃置。

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