大管棚施工工藝

1、隧道淺埋巖堆體ø108大管棚超前支護施工工藝編制: 審核: 目 錄1. 前言·····································22. 工程概況····

2、83;····························22.1概述····················

3、83;·············22.2大管棚變更情況························32.3大管棚超前支護方法········

4、83;···········43. 施工工藝·································73.1測量放樣···

5、;···························73.2鉆孔······················

6、;············93.3配管·································113.4送管··

7、3;······························123.5下鋼筋籠··················&

8、#183;··········133.6管口封閉·····························133.7注漿·······

9、83;·························133.8沉降觀測·······················

10、······183.9事故預防和處理·······················183.10機具設備和勞力·················

11、;·····194.安全措施································205.結論··········

12、83;·························216.相關知識點·······················

13、·······217.主要參考書目····························241.前言xx市xx二級公路A 標段下南城隧道全長772m(K2+423K3+195)，但其進口處于破碎土巖堆地段長達182m(K2+423K2+605),且

14、最淺埋深僅2m,同時圍巖含水量大，工程力學性質差，開挖后易坍塌，成洞困難。為確保開挖穩(wěn)定，進口K2+433K2+488段55 m，隧道拱部120°范圍采用ø108×8mm超前大管棚注漿支護輔助施工，共設兩環(huán)，每環(huán)鋼管總長度30m。我公司施工類似大直徑的長大管棚，并且達到兩環(huán)以上（包括兩環(huán)），這是第一次。其施工工藝和方法尚無成熟的經驗可以借鑒，需要進行摸索和研究。因此有必要對ø108大管棚超前支護的施工方法、適用機械、勞動組織等進行研究和總結，以便更好地加以推廣和應用。將ø108大管棚超前支護的施工工藝，形成一整套操作性強、系統(tǒng)完整、詳實準確、技

15、術含量高、有推廣價值的成果。對于提高工程的科技含量，增強技術創(chuàng)新能力，全面貫徹“科技是第一生產力”，推動公司的科技進步和“科技興企”戰(zhàn)略的實施，都具有重大的意義。2.工程概況2.1概述xx二級公路A 標段下南城隧道位于xx市彭水縣城南郊下南城，隧道穿越下南城山，進口里程K2+423，出口里程K3+195，全長772m，路線設計縱坡-3%、-0.094%。進口30.632m及出口段192.75m分別位于半徑為120m及200m的曲線上，其余地段位于直線上。進口K2+433+488段55m，為類圍巖，隧道位于坡積碎石土層上，含水量大，埋深淺，工程力學性質差，圍巖開挖后易坍塌，成洞困難。于隧道拱部1

16、20°范圍采用超前大管棚注漿支護輔助施工（大管棚共布置兩環(huán)），邊墻及仰拱采用超前小導管注漿支護輔助施工。且設2榀/m拱、墻、仰拱格柵鋼架加強支護。隧道開挖最大尺寸為寬×高=13.24m×9.86m。隧道襯砌內凈空寬度為9+2×1.0米。限界凈寬:10.5m，限界凈高: 5.0m。2.2大管棚變更情況原設計管棚里程段為K2+438K2+488（50m），管棚長度60m，分兩環(huán)布置。變更一：管棚里程段由K2+438K2+488（50m）變更為K2+433K2+488（55m），形成兩個方案：按兩環(huán)布置，管棚長度為65m（里程段+一個接頭+超前量=55+5+5

17、=65m）；按三環(huán)布置，管棚長度為70m（里程段+二個接頭+超前量=55+5×2+5=70m）?？紤]到按施工，每環(huán)管棚長度都超過了30m，很難達到規(guī)范和質量要求。故采用，每環(huán)長度分別定為24m、24m、22m。實際施工時，鉆孔記錄顯示，第二環(huán)管棚已有2m伸入巖層，這樣，第三環(huán)管棚已無必要，將其取消。變更二：鋼管接頭原設計為管子兩頭車公螺紋，對接后，外套厚壁管箍，將絲扣上緊?？紤]到加工螺紋，費用很高，故變更為兩種接頭方法：外套管和絲扣法。其中，外套管法用于第一環(huán)大管棚，絲扣法用于第二環(huán)大管棚。2.3大管棚超前支護方法2.3.1管棚構造管棚由鋼管和鋼格柵拱架組成。管棚是利用鋼格柵拱架，沿

18、著開挖輪廓線，以較小的外插角，向開挖面前方打入鋼管，形成對開挖面前方圍巖的預支護。見下圖2.3.2管棚的性能特點及適用條件管棚是利用鋼管作為縱向支撐、鋼格柵拱架作為橫向環(huán)形支撐，構成縱、橫向整體剛度較大，能阻止和限制圍巖變形，并能提前承受早期圍巖壓力的一種超前支護形式。管棚適用于特殊困難地段（如極破碎巖體、塌方體、巖堆地段、砂土質地層、強膨脹性地層、斷層破碎帶、淺埋大偏壓等圍巖）的隧道施工中采用。長管棚與短管棚相比，其一次超前量較大，可減少安裝鋼管次數(shù)，并減少與開挖作業(yè)之間的干擾，適用于大中型機械進行大斷面開挖。2.3.3管棚支護結構要點大管棚鉆孔孔口位置沿隧道拱部開挖輪廓線外10cm布置，環(huán)

19、向中心間距40cm，外插角約 ，每環(huán)35根。鋼管采用外徑ø108、壁厚8mm的無縫鋼管，每環(huán)鋼管總長度為30m。鋼管分段安裝。第一段按奇、偶數(shù)分別編號，奇、偶數(shù)不同的管長相差2m（若奇數(shù)管長為4m，則偶數(shù)管長為6m），其后各分段管長可取相等長度（6m）。兩段之間用絲扣連接，絲扣螺紋段長度不小于15cm。鋼管上鉆注漿孔，孔徑為ø10mm，孔間距50cm，呈梅花型布置。鋼管尾部2m不鉆孔作為止?jié){段。為提高鋼管的剛度和強度，鋼管內增設由4根20mm螺紋鋼筋和固定短環(huán)組成的鋼筋籠，固定環(huán)采用外徑ø42mm、壁厚8mm，長4cm的短管環(huán)，環(huán)向間距1m。市政施工視頻 備考13

20、年一二級建造師 市政 必備參考資料十一月主講首先講一下我的整個講解過程方式：總體而言從現(xiàn)在開始復習就算是從零開始，時間上面來說還是夠的，市政一門課應該保證100小時以上的學習，如果現(xiàn)場經驗不足，可能要需要200小時甚至更多的時間。之前說的三部曲呢，主要是入門把書讀厚階段：理解全書，各類施工方式80分詳細分析：理解考點、用真題捕捉考點。記憶。背誦。讀薄階段。90分全書融會貫通，就是閉上眼睛。整書有個概念。最后就是針對太極拳的題目,我們盡量去用無賴的技巧去多拿分.十一月  收集整理  2013年5月 5日  更多資料請聯(lián)系QQ813517521縱向兩組管棚間，應有不小

21、于3.0m的水平搭接長度。鋼拱架采用鋼格柵鋼架。（4）在鋼管內放置鋼筋籠并灌注水泥漿單液漿或水泥-水玻璃雙液漿，可增加鋼管剛度。(5)注漿漿夜采用水泥漿，水灰比為：W：C=0.5：1。當?shù)叵滤^發(fā)肓或漿液擴散范圍較大時，注漿漿液改為水泥-水玻璃雙液漿。注漿壓力采用0.51Mpa。2.3.4大管棚施工工藝流程圖備 料施工準備機具設備檢修鋼管原材檢驗加工鋼管鉆機就位鋼管與鉆桿連接地質鉆機鉆 孔鉆機移位至設計深度管棚施鉆完畢安設注漿管路配 漿管路壓水試驗注 漿結 束3.施工工藝3.1測量放樣 第一環(huán)大管棚（K2+432K2+456）a.根據隧道進口布設的三角導線網，用坐標法測設管棚的起始中心里程（K

22、2+433），落點。然后置鏡中心點，測設中心線的垂線方向， 在該方向上測設控制樁，每邊各2個，以便隨時恢復并檢查方向的正確性。b.然后,在該方向上安設一鋼格柵(其半徑與大管棚半徑相對應)，以作定位用。測設每根導管的中心線方向，并測設控制樁2個，同時在鋼格柵上落點，于點位兩端焊接20的的短鋼筋頭（長20cm），以作導向用。同時在鋼格柵下邊用18工字鋼布設五道支撐加固，確保鋼格柵穩(wěn)固。c鉆孔的方向和傾斜度控制方向控制：在每個導管中心線方向上，均釘設兩個方向樁，以控制鉆孔的方向。傾斜度控制：孔外，通過測設大導管孔口及鉆機中心的高程進行控制?？變?，用精密水平陀螺儀控制傾斜度，分別在距孔口2m處、1/2

23、孔深處、終孔處三處進行測量，不符合鉆孔精度和要求的鉆孔，必須封孔重鉆。第二環(huán)大管棚（K2+452K2+476）一般測設同第一環(huán)大管棚。不同之處如下：a第二環(huán)大管棚增設工作室（K2+445K2+453），長為8m（每節(jié)ø108×8mm大導管長6.0m,加鉆機機身及主動鉆桿必需的2.0m）。圍巖開挖后，立即初噴混凝土，架設鋼格柵支撐和打設錨桿，掛網并噴混凝土覆蓋。該工作室尺寸比設計輪廓線相應的增大,工作室縱斷面示意圖如下: b.由于第二環(huán)大管棚在洞內施做，工作空間狹小，且不能影響后續(xù)工序，所以不能象第一環(huán)管棚那樣，將控制方向護樁釘設在地面上，而是在鉆機機身中心上面的初期支護拱部

24、設點，并用紅油漆標記。同時,通過這些拱部點位的標高來反算鉆機中心的高度,通過孔口及鉆機中心兩點的高程便于控制鉆孔時的傾斜度(孔外)。3.2鉆孔檢查開挖的斷面中線及高程，確保開挖輪廓線符合設計要求。在開挖工作面處安設受力拱架，并在其上正確標明管棚位置；鋼架安裝垂直度允許誤差為±20，中線及高程允許誤差為±5cm。在鋼架上沿隧道開挖輪廓線縱向鉆設管棚孔，其外插角以不侵入隧道開挖輪廓線越小越好。鉆孔順序見下圖：兩臺鉆機鉆孔順序示意圖說明：部和部同時開孔，同時結束；部和部同時開孔，同時結束。方向前進如上圖所示。原則為：任何時候都必須保證有兩臺鉆機同時工作。因為上導坑需人工開挖掘進，

25、工效很低，是控制整個隧道工期的關鍵因素，所以必須千方百計地加快管棚施工進度，為人工開挖掘進，贏得一定的時間。按照布好的孔位及鉆孔的方向和傾斜度開始鉆孔?？卓谖恢门c設計位置的允許偏差為±5cm；孔底位置偏差小于孔深的10。剛開孔時，要低壓、慢轉，以便于控制方向，然后逐漸地提高鉆速，保持正常壓力。如遇到大孤石時，則需高壓、低速進行?？傊?，要隨著地質的不斷變化，相應地調整鉆進參數(shù)。鉆進時，用清水護壁，中間定期將取芯管取出，取出巖芯。當快成孔時，用水將孔內的懸浮物或泥漿、石碴等清洗出來，做到孔壁圓、角度準、孔身直、深度夠、巖粉清洗干凈。當出現(xiàn)嚴重卡鉆、孔口不出水時停止鉆孔,立即注漿。鉆孔結束

26、后，掏孔檢查，在確認無塌孔和探頭石時，才可安設鋼管。鉆頭采用130的合金鉆頭，遇孤石時，則采用金剛石鉆頭。大管棚施工完成后，成傘形輻射狀。詳見下圖：3.3配管為了使大管棚的整體受力效果更好，在接長管棚鋼管時，鋼管接頭在隧道縱斷面上錯開2m。下管時，由于108×8mm的大導管從46m不等，故必須將管子相互連接起來，才能達到設計長度。管子連接采用兩種方法：第一環(huán)管棚使用外套管法；第二環(huán)管棚使用絲扣法。絲扣法：即在一根管子的兩端，分別車出一個公螺紋，一個母螺紋，螺紋長度不小于15cm，螺紋深度不大于1/2壁厚（4mm）。連接時，前一根管的母螺紋與后一根管的公螺紋套在一起，用力擰緊，以防止松

27、動，引起質量事故。外套管法：即管子兩端不車螺紋，只在兩根管子的接頭外邊套一127×4mm的外套管，長40 cm，然后用電弧焊將縫隙焊滿、焊牢。優(yōu)缺點：法，省時、省力、方便，但加工費用較高。 法，費時、費力、不方便，但加工費用較低。3.4送管：只要具備足夠的場地或空間，就可充分利用大型機械送管，以提高效率，并減少工人的勞動強度。第一環(huán)大管棚，利用CAT320挖掘機挖斗向前送管。但第二環(huán)大管棚由于在洞內，場地狹窄，大型機械無法操作，只能用鉆機送管。成孔后，通過異型接頭，用主動鉆桿帶動108×8mm的大導管，邊旋轉（克服磨擦阻力）邊向前推進，直至將全部管子送到位。兩環(huán)大管棚縱斷面

28、布置如下圖： 這樣，每一環(huán)大管棚都正好搭在兩環(huán)襯砌頭上，相當于過梁?？梢愿玫仄鸬筋A支護的作用。3.5下鋼筋籠鋼筋籠由4根20的螺紋鋼筋組成，中間內襯一42×8的導管環(huán)，間距1m。鋼筋籠主要是為了增強大導管的整體剛度和強度。36管口封閉36.1在管子端部焊一帶眼的鋼板，然后將32×4mm（長50cm）的注漿管與該鋼板相焊，就可以了。36.2注漿管構造 注漿管須是三通構造：一通接108×8的大導管。一通接塑膠管，一通為沖洗用（沖洗口主要是為防止水泥漿或水玻璃凝固，造成堵管，可以及時地將管道用水沖洗干凈）。37注漿37.1大導管注漿施工參數(shù)先在ø108

29、15;8mm鋼管上鉆ø10mm的出漿孔，孔距50cm，呈梅花型布置。鋼管尾部2m不鉆花孔作為止?jié){段。鋼管沿隧道開挖輪廓線布置，外傾角1 0，間距0.4m,縱向前后兩排鋼管水平搭接長度不小于3m。單液注漿：水泥漿水灰比(W:C)為0.5:1。雙液注漿（當?shù)叵滤^發(fā)育或漿液擴散范圍大時，注漿漿液改為水泥-水玻璃雙液漿。）：水泥漿水灰比(W:C)為0.5:1；水玻璃模數(shù) 2.6-2.9，濃度35波美度；水泥漿、水玻璃體積比1：0.3。注漿壓力采用0.5-1.0Mpa。試配水泥漿如下：水泥漿配合比水灰比材料名稱水泥水0.5:11m3用量（Kg）1123562采用雙液漿時，商品水玻璃玻美度為4

30、5°be，實際要求為35°be。這樣，需要將水玻璃加水稀釋，采用公式如下：水玻璃稀釋計算公式V11+VWW= V22V1+ VW= V2V1 、V2稀釋前后水玻璃體積；1、2稀釋前后水玻璃密度；=145/（145-Be）W 、VW水的密度和體積；37.2大導管注漿量計算：按下式計算Q=r2H其中： r漿液擴散半徑；H大導管長度，取24m；巖體孔隙率，取0.6。充填率系數(shù)，取0.3。大管棚注漿量計算表rQH010.20.30.40.524543122121713393鋼管凈空容量160說明：1.r、H單位以米計；Q單位以升計。2注漿量必須大于鋼管的凈空容量。 注漿時，每根鋼管

31、的注漿量一般達到300升左右，估計擴散半徑小于0.2m。開挖以后,發(fā)現(xiàn)一般在0.1m左右。37.3漿液的調制步驟：水泥漿液攪拌在拌合機內進行，根據拌合機容量大小，嚴格按要求投料；攪拌投料的順序為：在放水的同時，將外加劑（如有）一并加入攪拌，待水量加足后，繼續(xù)攪拌1min，并將水泥投入，攪拌時間不小于3min，并在注漿過程中不停攪拌漿液；采用水玻璃漿液時，其濃度宜為25400Be（取350Be）。為稀釋水玻璃，采取邊加水，邊攪拌，邊用波美計量測的辦法進行；配制水泥漿或稀釋水玻璃漿液時，嚴防水泥包裝紙及其他雜物混入。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

32、入泵內。 配制的漿液在規(guī)定時間內注完。37.4注漿方式及順序 37.4.1注漿方式 根據圍巖類別、地質條件、機械設備及注漿孔的深度選用全孔式。即鉆孔直至孔底，然后一次注漿完畢。37.4.2注漿順序先注無水孔，后注有水孔；從拱頂順序對稱向下進行。如遇竄漿或跑漿，則間隔一孔或數(shù)孔灌注。注漿結束后，利用止?jié){閥保持孔內壓力，直至漿液完全凝固。注漿壓力與地層條件及注漿范圍要求有關，一般要求能擴散到管周0.51.0m的半徑范圍內。但應控制注漿量，每根大導管內已達到規(guī)定注入量時就可結束，若孔口壓力已達到規(guī)定壓力值而注入量仍不足時，亦應停止注漿，以防壓裂開挖面。3.7.5注漿作業(yè)要求 漿液的濃度、膠凝時間符合

33、設計要求，不得任意變更；經常檢查泵口及孔口注漿壓力的變化，發(fā)現(xiàn)問題及時處理；采用雙液注漿時，經常測試混合漿液的膠凝時間，發(fā)現(xiàn)不符，立即調整。3.7.6注漿結束條件單孔結束條件：注漿壓力達到設計終壓，漿液注入量已達到計算值80%以上。全地段結束條件：所有注漿孔均已符合單孔結束條件，無漏注漿情況。3.7.7注漿效果檢查采用以下兩法進行檢查分析法：即分析注漿記錄，看每個孔的注漿壓力、注漿量是否達到設計要求；在注漿過程中，漏漿、跑漿是否嚴重；以漿液注入量估算漿液擴散半徑，分析是否與設計相符。檢查孔法：用地質鉆機按設計孔位和角度鉆檢查孔，取巖芯進行鑒定。3.7.8注漿后至開挖前的時間間隔單液水泥漿開挖時

34、間為注漿后8h左右,水泥水玻璃漿為4h左右。3.7.9注漿異常現(xiàn)象處理發(fā)生串漿現(xiàn)象，即液漿從其他孔中流出時，采用方法：堵塞串漿隔孔注漿；單液注漿水泥漿壓力突然升高，可能發(fā)生了堵管，停機檢查；水泥與水玻璃雙液漿壓力突然升高，則關停水玻璃泵，進行單液漿或注清水，待泵壓正常時，再進行雙液注漿；水泥漿單液或水泥與水玻璃雙液注漿進漿量很大，壓力長時間不升高，則應調整漿液濃度及配合比，縮短凝膠時間，進行小量低壓力注漿或間歇式注漿，使?jié){液在裂隙中有相對停留時間，以便凝膠，但停留時間不能超過混合漿的凝膠時間，才能避免產生注漿不飽滿。3.8沉降觀測 為了檢測大管棚施工時對周圍環(huán)境的影響及施工完畢后的效果，均須通

35、過沉降觀測進行。 在地面上設K2+441、K2+453斷面，每斷面設5個觀測樁，當大管棚注漿時，經觀測，無隆起、上鼓現(xiàn)象發(fā)生。 當開挖大管棚范圍段時，經觀測有一定的沉降（10cm），如遇山體整體下沉，則可達到20 cm，這樣考慮一些其它因素，在預留2530 cm的沉降量后，完全可以滿足隧道施工和安全的要求。3.9事故預防和處理3.9.1孔的傾斜度開孔時，在土質地層中，要低速低壓，以保證孔位的正確。同時在距孔口2m處、開孔1/2處、終孔處用精密水平陀螺儀檢測傾斜度，不合格的，封孔重鉆。3.9.2塌孔若地層中含水量大，或地質較差時，易坍孔，可采用兩種方法進行預防。泥漿護壁法對于地層中含水量不是特別

36、大，地質屬于碎石土層時，可用泥漿護壁。套管護壁法對于地層中含水量特別大，地質屬于碎石層或地下暗河的地段，可采用套管護壁。此時采用127×4套管，一般的不良地段均可通過。3.10機具設備和勞力組織3.10.1需要的機具設備大管棚作業(yè)機具設備表序號設備名稱及規(guī)格單位數(shù)量備注一機電設備1鉆機臺2XY-1、XY-1B2汽車臺13交流電焊機臺14注漿機臺1序號設備名稱及規(guī)格單位數(shù)量備注5挖掘機臺1CAT-320二工具每臺鉆機1鏈鉗把22管鉗把23大號扳手把24大錘把13.10.2勞力組織分2個工班進行作業(yè)，每個工班12人，其中：施工指揮1人；施工技術指導1人；鉆機司機2人（負責鉆孔、下管）；普

37、通工人4人（負責裝卸鉆桿、裝接鋼管）；電工1人（負責供水供電工作）；電焊工1人；汽車司機1人（負責運料）；洞外調度1人。4.安全措施4.1加強全員安全意識教育;4.2針對本隧道工程長大管棚施工特點和要求,參照有關規(guī)范制訂規(guī)章制度；4.3加強對圍巖進行動態(tài)監(jiān)控量測，實行信息化管理，科學地組織施工；4.4拆卸鉆桿時，要有統(tǒng)一指揮、明確聯(lián)絡信號，扳鉗卡鉆方向正確，防止管鉗用扳手傷人；4.5鋼管內注漿時，操作人員應戴口罩、眼鏡和膠手套。4.6要有良好的照明條件。5.結論5.1 可采用XY-1、XY-1B型的輕便鉆機。其最大開孔直徑為130mm，最大鉆孔深度為120m。適宜在碎石土層中進行大管棚鉆孔，同

38、時由于重量輕、分解性強，便于搬遷，適合于平原或山區(qū)工作。5.2管棚長度控制在25m以內（實際按24m施工）為好。如按設計的30m長度進行施工，由于管棚過長，鉆孔、下管等工序都費時費力，效率低下;同時管棚的傾斜度、掉鉆量也很難控制。5.3在粘土含量大的碎石土層中，壓漿效果不理想 。因為粘土比較密實，漿液不易擴散，其擴散半徑較小。不能形成一個完整的具有一定厚度的砼加固圈。5.4 建議開挖工作室時，開挖輪廓線不進行擴大，而是在圍巖開挖后，即初噴35cm厚的混凝土，作為支護，不設鋼格柵支撐（在確保安全的前提下）。待管棚施工完畢后，再進行安設。這樣可以減少施工投入。5.5大管棚應伸入巖石層不少于3m。這樣，在山體滑動時，管棚可以分擔一部分荷載，從而避免全部荷載都壓在初期支護上，造成大的下沉和嚴重變形。 5.6大管棚的接頭必須在縱向上錯開。否則，接頭設在同一斷面上，極易出現(xiàn)安全隱患。6相關知識點 6.1采用長度小于10m的小鋼管稱