隧道管棚套拱施工作業(yè)指南

1、隧道管棚套拱施工作業(yè)指南4.1 設計參數(shù)4.1.1 鋼管規(guī)格：熱軋無縫鋼管108mm，壁厚6mm，節(jié)長3m、6m。4.1.2 鋼管間距：環(huán)向間距40cm4.1.3 傾角：仰角1（不包括路線縱坡），方向：與路線中線平行。4.1.4 鋼管施工誤差：徑向不大于20cm。4.1.5 隧道縱向同一橫斷面內的接頭數(shù)不大于50%，相鄰鋼管的接頭至少須錯開1m。4.1.6 灌注漿液：水泥-水玻璃漿液。注漿參數(shù)：水泥漿水灰比為1：1，水玻璃濃度為35玻美度，水玻璃模數(shù)為2.4，注漿壓力：初壓0.51.0mpa，終壓為2.0mpa。4.2 施工方法4.2.1 套拱混凝土施工洞口開挖至起拱線，采用4環(huán)i20a鋼架緊

2、貼仰坡放置，每環(huán)間距0.6m，20a工字鋼兩端均焊接在22221cm鋼板上，支撐均采用雙面焊接，焊縫厚度不得小于4mm，工字鋼段與工字鋼段之間采用螺栓連接，螺栓型號m22100 gb/t 5782-2000，螺母型號am221 gb/t 6170-2000?？v向利用22mm鋼筋連接，連接筋環(huán)向間距1m，均采用縱向連接套管302.5mm套管與工字鋼架連接，連接處均焊接牢固，焊縫厚度不小于4mm。套拱內側設置18單層鋼筋網，網格間距2020cm，作為套拱的抗裂構造筋，全部與工字鋼架焊接牢固。套拱混凝土應預埋管棚導向管，導向管采用127孔口管，長度不小于2m，見圖4-1。其環(huán)向間距及傾角同設計的管棚

3、環(huán)向間距0.4m及外插角1，經精確計算測量后焊接在鋼拱架上固定，一排共計59個。左右側均設10050cm的托梁。套拱凈空滿足暗洞和明洞襯砌結構尺寸需求，并預留20cm的變形量。安裝套拱底模和側模，澆筑c25混凝土厚60cm，其它詳細尺寸見圖4-1。套拱施工時，必須對稱分段澆注，以避免鋼拱架變形而影響孔口導向管的方向。圖4-1 套拱布置細部圖套拱混凝土施工應注意以下注意事項：a、套拱鋼架安裝定位，經測量檢查后，采用25固定鋼筋與鋼架焊接定位，固定鋼筋與20a工字鋼采用雙面焊接，焊縫長度大于13cm，厚度不得小于4mm。b、管棚注漿孔不準用電、氧焊燒割進行制作，只能采用鉆孔。c、套拱鋼架拱腳應座于

4、堅固的基底上，確保下沉受控，當?shù)鼗锌障稌r應用混凝土或其他材料填塞。d、套拱內外模均采用2.5cm竹夾板，環(huán)向支撐采用1010cm方木，扇形布置，方木縱橫連接，確保混凝土灌筑過程中支撐系統(tǒng)穩(wěn)定。e、最后是混凝土的灌注必須對稱分段進行，經常檢查支撐是否松動，施工結束后注意混凝土的養(yǎng)護。4.2.2 管棚施工管棚采用節(jié)長3米、6米1086mm熱軋無縫鋼管，環(huán)向間距40cm，用1086mm絲扣鋼管連接，絲扣長15cm。鋼管設置于襯砌拱部，管心與襯砌設計外輪廓線間距67cm。要求鋼管偏離設計位置的施工誤差徑向不大于20cm，沿隧道縱向同一橫斷面內接頭數(shù)不大于50%，相鄰鋼管接頭至少須錯開1m。為使鋼管接

5、頭錯開，從左邊數(shù)起，編號為奇數(shù)的鋼管第一節(jié)均采用節(jié)長為3m鋼管，編號為偶數(shù)的鋼管第一節(jié)均采用節(jié)長為6m的鋼管，以后所有鋼管均采用節(jié)長6m鋼管。4.2.3 管棚注漿1）管棚注漿，按固結管棚周圍有限范圍內設計，漿液擴散半徑不小于0.6m，采用分段注漿。2）灌注漿液：水泥-水玻璃漿液。注漿參數(shù)：水泥漿水灰比為1：1，水玻璃濃度為35玻美度，水玻璃模數(shù)為2.4，注漿壓力：初壓0.51.0mpa，終壓為2.0mpa。3）注漿前應先進行注漿現(xiàn)場試驗，注漿參數(shù)應通過現(xiàn)場試驗按實際情況確定，以利施工。4）注漿結束后，應及時清除管內漿液，并用m30水泥砂漿緊密充填，增強管棚的剛度和強度。4.2.4 工藝流程1）

6、施鉆鉆孔順序為先從兩側拱腳開始，對稱向拱頂鉆孔頂管，使下部注漿體有力地支托其上部鉆進和頂管，既能防止塌孔，又便于頂管。施鉆時，將減速器升到上限位置，把鉆桿旋緊后，開啟氣動馬達，待空載正常后，再慢慢開啟推氣缸，待鉆頭置于工作面上，關閉推進氣缸，再開啟沖擊器，徐徐鉆進，待鉆頭鉆進100mm左右時，再以全風門沖擊。在鉆進過程中，視進展快慢，慢慢開啟或關閉推進氣缸，使鉆具始終保持一定推進力。鉆完第一根鉆桿后，停止氣動馬達的轉動，關閉沖擊器停止鉆進，將減速器置于下限位置，用叉子把鉆桿固定在卡鉆器內，反轉減速器，使鉆桿與減速器的接頭脫開，然后將減速器升到上限位置裝入第二根鉆桿，連接牢固后，方可進行鉆孔作業(yè)

7、，直到設計深度。當鉆桿到卸桿器與卡桿器接觸時，使鉆桿尾端的第二個扁槽對正卡桿器的長方槽，插入叉子反轉馬達，使減速器上的接頭與鉆桿脫開，再調整到鉆桿尾端上的第一個扁槽對上卸桿器的長方槽，插入另一個叉子，然后取出卡桿器的叉子，讓卸桿器和另一個叉子帶動鉆桿后退（可用馬達慢慢運轉，切不可反轉），當下一根鉆桿尾端的第二個扁槽與卡鉆器的長方槽對正時，插入叉子，反轉馬達，使上下兩鉆桿的聯(lián)接螺紋脫開之后，拿走上一根鉆桿，緩緩放下減速器，并使卸桿器的長方槽對正下一根鉆桿尾端的第一個扁槽。然后重復以上動作，依次卸下鉆桿。依照上述方法，完成鉆孔作業(yè)。鉆孔時嚴禁反轉，以免鉆桿脫扣，加接鉆桿時，要特別注意孔內清潔，以避

8、免砂土沖擊機器內部，損壞機體引發(fā)故障。在鉆進過程，嚴禁突然快速開啟推動氣缸，以免頂起鉆機，造成事故。鉆孔工藝流程見下圖：鉆機就位鉆機固定測量鉆孔鉆機鉆進方向矯正鉆孔及接長錨桿鉆桿接長準備鉆桿分節(jié)退出卸下圖4-2 鉆孔工藝流程圖清孔成孔后先利用高壓風或高壓水進行沖洗，然后用特制清孔鉤認真進行清孔。管件制作管棚108mm無縫鋼管，管節(jié)長為3m和6m，預制鋼管時，第一根鋼管前端要焊上合金鋼片空心鉆頭，以防管頭頂彎或劈裂，鋼管間連接用1086mm絲扣鋼管連接。相鄰管的接頭應前后錯開，避免接頭在同一截面上，隧道縱向同一橫斷面內的接頭數(shù)不大于50%，且兩相鄰管接頭必須錯開1m以上，以滿足管棚受力要求。頂管

9、頂進鋼管利用電動機啟動液壓馬達，以及挖掘機配合人工作業(yè)。當?shù)谝桓摴芡七M孔內，孔外剩余3040cm時，人工進行接管，嚴格控制角度，人工持鏈鉗進行鋼管聯(lián)接，使兩節(jié)鋼管在聯(lián)接套處聯(lián)成一體。然后再低速推進鋼管，根據(jù)管棚設計長度，按同樣方法繼續(xù)接長鋼管。止?jié){墻制作注漿前，必須進行堵露處理。沿插管周圍噴射20cm厚c20混凝土一圈，封閉該工作面，再用木塞和紙塞把無縫鋼管未注漿的管頭堵死，這樣，止?jié){墻便形成。注漿時，漿液就不會從管壁周圍沿掌子面滲露，也不會從其它管露出，注漿效果明顯提高。由于施工要求，噴射混凝土時加入一定量的速凝劑，以滿足施工要求。注漿進行管棚預注漿前，對注漿地段的巖性，涌水量、涌水壓力、

10、水溫、涌水的化學特性等進行認真研究，據(jù)此確定注漿參數(shù)。現(xiàn)場試驗確定注漿終壓力，以便漿液能夠充分擴散填充，從而達到堵水和加固圍沿作用。注漿方式采用全孔一次性注漿。拌漿水泥漿液攪拌在拌和機內進行，嚴格按施工配合比，同時將緩凝劑加入攪拌，待水量加足后繼續(xù)攪拌1min，再將水泥投入，攪拌時間不少于3min，并于注漿過程中不停攪拌。配制水泥漿時，嚴防水泥包裝紙及其雜物混入。拌好的漿液在進入貯漿槽及注漿泵之前均應對漿液進行過濾，未經過濾網過濾的漿液不允許進行泵內。注漿時要充分考慮漿液擴散半徑，凝結時間要先予以確定，然后再作試驗調整。采用水泥漿水灰比1:1。注漿管路連接好后，先壓水檢查管路是否漏水，待設備正

11、常后，對圍巖做壓水實驗，以沖洗巖石裂隙，擴大漿液通路，增加漿液擴散密實性，核實圍巖的滲透性。注漿時要記錄注漿時間及注漿量。注漿中密切注意注漿壓力表，初始階段壓力較低，正常階段壓力和注入量呈小的波浪式起伏，但總的比較平穩(wěn)，當達到壓密性注滿階段，注入量迅速遞減，而壓力迅速升高，直到達到注漿終壓合理范圍，則停止該孔注漿，進行封堵后，轉注下一孔，直至完成注漿作業(yè)。4.3主要機具設備主要機具設備見下表4-1。主要機具設備表表4-1序號名 稱規(guī) 格單 位數(shù) 量1電動鉆機xy-28-300臺82注漿泵bw-250/50臺23噴射機pz-5b臺248m長車床臺25空壓機c-20 / b-1臺2管棚實測項目表4

12、-2項次檢查項目規(guī)定值或應許偏差檢查方法和頻率1長度（m）不小于設計尺量：檢查10%2孔位（mm）50尺量：檢查10%3鉆孔深度（mm）50尺量：檢查10%4孔徑（mm）符合設計要求尺量：檢查10%圖4-3 管棚立面圖圖4-4 管棚套拱加固立面圖開挖周邊放樣布孔管棚鉆機就位安裝內鉆桿及套管一節(jié)鉆孔結束鉆機退回原位接長鉆桿及套管繼續(xù)鉆進套管內注水清洗取出鉆桿分節(jié)裝入鋼花管取出套管注漿隧道開挖圖4-5 108管棚施工工藝框圖五 二臺階開挖施工作業(yè)5.1 二臺階開挖法施工工藝根據(jù)長湘高速公路隧道斷面、地質情況，擬定級圍巖全部采用二臺階法施工。5.1.1 施工步驟：（1）上臺階開挖（2）上臺階支護（3

13、）下臺階左馬口開挖（圍巖較弱側）（4）下臺階左馬口初支（5）下臺階右馬口開挖（6）下臺階右馬口初支（7）下部核心土開挖（8）施作仰拱（9）施作二襯。如下二臺階開挖法施工工序圖圖示：圖5-1 二臺階開挖法施工工序圖每部開挖后均應及時支護，隧底開挖后應及時施作仰拱，完后及時施作二襯盡早封閉成環(huán)。二臺階開挖法的施工工藝流程見圖5-2。滿足上臺階開挖，施作初期支護開挖下臺階預留核心土下臺階較弱側開挖，施作初期支護下臺階另一側開挖，施作初期支護超前支護測量放樣施作仰拱施作仰拱填充圍巖穩(wěn)定性評判、修正支護參數(shù)分段開挖隧底，施做初期支護斷面檢查否圖5-2 二臺階開挖法施工流程5.1.2 施工作業(yè)1）將超前地

14、質預報納入施工工序，并根據(jù)工程水文地質變化情況，及時調整各部臺階長度或施工方法，采取相應的技術措施，及早封閉成環(huán)，保證施工安全。2）根據(jù)工程水文地質條件，按設計要求做好超前支護，防止圍巖松弛，保證隧道開挖安全。在斷層、破碎帶、淺埋段等自穩(wěn)性較差或富水地層中，現(xiàn)場技術干部及技術主管應及時反映現(xiàn)場的圍巖情況，項目部及時報告業(yè)主、設計院和監(jiān)理處調整支護系數(shù)。3）二臺階開挖法施工應符合下列要求：a、上、下臺階開挖采用鑿巖機鉆眼，塑料導爆管非電起爆系統(tǒng)、毫秒微差有序起爆，光面爆破，每循環(huán)進尺2.4m，每天1.5個循環(huán)，每月成洞90m。上臺階由挖掘機扒碴，裝車，自卸車運碴。施工中合理調整工序，實行“鉆爆、

15、裝碴、運輸”機械化一條龍作業(yè)。b、上臺階開挖后及時支護；c、其他分步平行開挖，平行施作初期支護，各分部初期支護銜接緊密，及時封閉成環(huán)；d、仰拱緊跟下臺階，及時閉合構成穩(wěn)固的支護體系；e、施工過程通過監(jiān)控量測，掌握圍巖和支護的變形情況，及時調整支護參數(shù)和預留變形量，保證施工安全；f、完善洞內臨時防排水系統(tǒng)，防止地下水浸泡拱墻腳基礎。5.1.3 二臺階開挖法施工步驟第1、2步，上臺階開挖循環(huán)進尺應根據(jù)初期支護鋼架間距確定，最大不得超過2.4m，開挖后立即初噴35cm混凝土。上臺階開挖后應及時進行噴、錨、網系統(tǒng)支護，架設鋼架，在鋼架拱腳以上30cm高度處，緊貼鋼架兩側邊沿向下打設鎖腳錨桿，打設角度與

16、圍巖層面呈最大夾角。鎖腳錨桿與鋼架牢固焊接，再復噴混凝土至設計厚度。第3、4、5、6步，左、右側下臺階開挖：開挖進尺應根據(jù)初期支護鋼架間距確定，最大不得超過2.4m，左、右側臺階錯開810m，開挖后立即初噴35cm混凝土，及時進行噴、錨、網系統(tǒng)支護，接長鋼架，在鋼架墻腳以上30cm高度處，緊貼鋼架兩側邊沿向下打設鎖腳錨桿，鎖腳錨桿與鋼架牢固焊接，復噴混凝土至設計厚度。第7步，下臺階預留核心土開挖，開挖進尺與各臺階循環(huán)進尺相一致。第8步，隧底開挖：每循環(huán)開挖長度宜為23m，開挖后及時施作仰拱初期支護，完成兩個隧底開挖、支護循環(huán)后，及時施作仰拱，仰拱分段長度宜為46m。見圖5-1。5.2初期支護二

17、臺階開挖法的初期支護由噴射混凝土、錨桿、鋼筋網和鋼架等組成，各部分聯(lián)合受力。初期支護應在開挖后立即施作，以保護圍巖的自然承載力，其施工工藝流程見圖5-3。清理巖面初噴混凝土封閉巖面施作系統(tǒng)錨桿，掛鋼筋網安裝鋼架復噴混凝土至設計厚度圍巖量測數(shù)據(jù)分析、反饋 開挖 圖5-3 初期支護施工工藝流程5.2.1 初噴混凝土封閉巖面初噴混凝土應在開挖后排除危石立即進行。用高壓風自上而下吹凈巖面，埋設控制噴射混凝土厚度的標志釘。工作面滴水或淋水時，應按照設計要求安設彈簧排水管或者塑料排水板。噴射混凝土必須滿足設計強度、厚度及其與巖面粘結力要求。噴射作業(yè)應分段分片依次進行，噴射作業(yè)從拱腳或墻腳自下而上進行，應避

18、免上部噴射回彈料虛掩拱（墻）腳；先找平凹洼部分，后噴射凸出部分，各部平順連接。噴頭應與受噴面垂直，噴嘴口至受噴面距離宜保持在1.01.2m，沿水平方向以螺旋形劃圈移動。5.2.2 系統(tǒng)錨桿（管）、鋼筋網施作初噴35cm混凝土后應及時施作系統(tǒng)錨桿，級圍巖段采用3m長藥卷錨桿，間距1.21.2m，呈梅花型布置，錨桿制作時，在桿體尾部1.2m范圍內作m16-2.5螺紋；錨桿必須設置墊板，墊板規(guī)格1501506mm，中間鉆22圓孔，與錨桿體用m16螺母連接。鋼筋網采用8的hpb235鋼制作，網格尺寸宜采用20cm20cm，搭接長度應為12個網格，網片間采用焊接方式連接。鋼筋網隨受噴面起伏鋪設，其間隙不

19、應大于3cm，鋼筋網應與錨桿、鋼架連接牢固，且鋼筋保護層厚度不應小于4cm。5.3 安裝鋼架5.3.1 拱部鋼架安裝工序：放樣確定鋼架基腳位置施作定位錨桿架設鋼架布設縱向連接筋。邊墻鋼架安裝工序：墻腳部位鋪設槽鋼墊板施作定位錨桿對應拱部鋼架設邊墻鋼架布設縱向連接筋。拱、墻部鋼架須采用螺栓連接。加強鋼架拱（墻）腳鎖腳錨桿施工，各臺階每個鋼架拱（墻）腳以上30cm高度處，緊貼鋼架兩側邊沿按下傾角30打設2根鎖腳錨桿，鎖腳錨桿與鋼架牢固焊接，鎖腳錨桿采用22藥卷錨桿，長度3.5m，以控制基腳變形。5.3.2 施工注意事項及要求：1)鋼架拱（墻）腳應架設在穩(wěn)固的基巖上或底部鋪墊槽鋼，以保證鋼架基礎穩(wěn)固。安裝前應清除基腳下的虛碴、虛土及雜物。2)鋼架安裝允許偏差：鋼架間距和鋼架橫向位置與設計位置的偏差不超過50mm；鋼架的豎向位置偏差不得低于設計標高；傾斜度允許偏差為2。3)鋼架應與縱向連接