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1、鐵路客運專線隧道管棚鉆孔、注漿施工作業指導書編 制： 審 核： 批 準： 版 本 號: ESZAQDGF001 編 制： 審 核: 批 準： 發 布： 二XX年X月目錄1.適用范圍42.作業準備42.1內業準備42.2外業準備43.技術要求43.1檢查開挖的斷面中線及高程，開挖輪廓線應符合設計要求；43.7滿足設計文件及隧道規范的其他技術要求。54.施工程序與工藝流程54.1施工程序54.2工藝流程5管棚施工工藝流程框圖55.施工要求55.1施工準備55.2施工工藝55.3施工控制要點95.4施工突發事故及處理預案96.材料要求97.勞動組織107.1勞動力組織107.2施工人員安排109.12、質量控制119.2質量檢驗1110.安全及環保要求1210.1安全要求1210.2環保要求13工程隧道管棚施工作業指導書1.適用范圍適用于級以上淺埋、軟弱圍巖隧道洞口超前支護及極破碎的地層、塌方體、巖堆等地段（本作業指導書以鐵路客運專線隧道為例編制）。2.作業準備2.1內業準備在施工前組織技術人員認真學習實施性施工組織設計，閱讀、審核施工圖紙，澄清有關技術問題，熟悉規范和技術標準，查閱相關施工案例，認真調查隧道圍巖地質情況、了解施工條件、技術水平和設備裝置的施工參數。制定施工安全保證措施，對施工人員進行技術交底，對參加施工人員進行上崗前技術培訓，考核合格后持證上崗。2.2外業準備管棚鋼管、鋼架3、導向管、注漿材料等施工材料的采購，鉆孔、注漿等設備的選用與采購。材料的試驗，配合比的設計，施工隊伍的選擇。施工場地的平整，水、風、電的設置。其他輔助措施的準備。施工測量與放樣。3.技術要求3.1檢查開挖的斷面中線及高程，開挖輪廓線應符合設計要求；3.2鋼架安裝垂直度允許誤差為2，中線及高程允許誤差為5cm；3.3在鋼架上沿縱向鉆設管棚孔，其外插角以不侵入隧道開挖輪廓線越小越好。孔深不宜小于10m，一般為1045m。孔徑比管棚鋼管直徑大2030mm。鉆孔環向中心間距視管棚用途確定，一般為3050cm。鉆孔順序由高孔位向低孔位進行；3.4為保證開挖后管棚鋼管仍有足夠的超前長度，縱向兩組管棚搭接長4、度應大于3.0m；3.5管棚鋼管宜為熱軋無縫鋼管，并分段安裝，鋼管外徑宜為70180mm，每段長度宜為46m。兩段之間用“V”型對焊或絲扣連接，絲扣長度不應小于15cm，接頭應在隧道橫斷面上錯開。3.6當需增加管棚鋼架支護的剛度時，可在鋼管內注入水泥砂漿。水泥砂漿應用注漿泵灌注。封堵塞應有進料孔和出氣孔，當出氣孔流漿后，方可停止壓注。3.7滿足設計文件及隧道規范的其他技術要求。4.施工程序與工藝流程4.1施工程序施工準備(場地平整、施工平臺搭設)測量放樣鉆機就位(校正角度)上鉆具和套管鉆進退鉆桿和鉆具管棚加工及安裝封閉管尾注漿施工。4.2工藝流程管棚施工工藝流程框圖5.施工要求5.1施工準備管5、棚施工前應先對管棚施工方法、施工技術進行詳細的了解。5.2施工工藝架設導向拱測量組根據隧道縱斷面設計線、隧道洞軸線及明暗洞開挖輪廓線，放出隧道開挖輪廓線；施工隊根據開挖輪廓線及測量技術交底，將上半斷面輪廓線以外的土石方清除掉，要求清除面平整，圓順；為了便天導向拱及鉆機安裝就位，墊設施工平臺時可在洞口預留長6米的核心土，頂寬度為6米，核心土的高度控制在管棚頂以下1米處；在緊靠核心土四周挖一條小溝，將掌子面的水從中間排出。測量組檢查開挖斷面合格后，放出洞口鋼拱架的具體位置、里程、高度，并布置好樁點、作好交底。施工隊根據測量交底及現場樁點，安裝洞口工字鋼拱架，間距為符合設計要求，焊接牢固，用鎖腳錨桿6、鎖定錨固。用全站儀或經緯儀、水平儀將長為2米的1274mm導向管按照1的外插腳精確定位，并用25連接鋼筋與工字鋼牢固焊接為一整體。導向管安裝完畢后，經測量組復測，滿足精度要求后，安裝模板，按照規范要求澆筑套拱混凝土，并養生。5.2.2搭設作業平臺鉆機平臺用鋼管腳手架搭設，搭設平臺應一次性搭好，鉆孔由12臺鉆機由高孔位向低孔位進行。平臺要支撐于穩固的地基上，腳手架連接要牢固、穩定，防止在施鉆時鉆機產生不均勻下沉、擺動、位移而影響鉆孔質量。鉆機定位：鉆機要求與已設定好的孔口管方向平行，必須精確核定鉆機位置。用經緯儀、掛線、鉆桿導向相結合的方法，反復調整，確保鉆機鉆桿軸線與孔口管軸線相吻合。鉆孔為了7、確保鉆桿接頭有足夠的強度、剛度和韌性，鉆桿連接套應與鉆桿同材質，兩端加工成內螺扣（鉆桿首尾端外螺扣），聯結套的最小壁厚10mm。為防止鉆桿在推力和振動力的雙重作用下，上下顫動，導致鉆孔不直，鉆孔時，應把扶直器套在鉆桿上，隨鉆桿鉆進向前平移。鉆孔前，精確測定孔的平面位置、傾角、外插角，并對每個孔進行編號。根據孔口管的傾角和方向，利用鉆桿的延伸和吊錘準確確定鉆孔的方向，即可固定鉆機。鉆孔仰角的確定應視鉆孔深度及鉆桿強度而定，一般控制13.利用鉆機的變角度油缸，參照導向管的傾角確定鉆機的傾角，確保鉆桿線與開孔角度一致，以達到鉆進的導向作用。鉆機最大下沉量及左右偏移量為鋼管長度的1%左右，并控制在208、cm30cm。，鉆機就位前，可先利用M20的沉頭螺栓將鉆機固定在基臺木上，再按確定好的方位角將基臺木固定在搭設的井型鉆作業平臺上，四周用橫木支撐，必要時打設地錨。鉆機開孔時鉆速不易過高，鉆深20后轉入正常鉆速。第一節鉆桿鉆入巖層尾部剩余2030時鉆進停止，用兩把管鉗人工卡緊鉆稈,鉆機低速反轉，托開鉆桿,鉆機沿導軌退回原位，人工裝入第二根鉆桿,并在鉆桿前端安裝好聯結套,方向對準后聯結成一體。鉆孔達到深度要求后，按同樣方法拆卸鉆桿，鉆機退回原位。 換鉆桿時，應注意檢查鉆桿是否彎曲，有無損傷，中心噴水孔是否順暢等，不符合要求的應及時更換以確保正常作業。鉆進過程中經常用測斜儀測定其位置，并根據鉆機鉆進9、的狀態判斷成孔質量，及時處理鉆進過程中出現的事故。引導孔直徑應比管棚大1520mm，孔深要大于管長0.5m以上。鉆進過程中確保動力器、扶正器、合金鉆頭按同心圓鉆進。認真作好鉆進過程的原始記錄，及時對孔口巖屑進行地質判斷、描述，作為洞身開挖時的地質預測預報參考資料，從而指導洞身開挖。 清孔驗孔用地質巖芯鉆桿配合鉆頭進行反復掃孔，清除浮渣，確保孔徑、孔深符合要求，防止堵孔。用高壓風從孔底向孔口清理鉆渣。用經緯儀、測斜儀等檢測孔深、傾角、外插角。5.2.5管棚加工鋼管在專用的管床上加工好絲扣，導管四周鉆設孔徑1016mm注漿孔(靠孔口2.5m處的棚管不鉆孔)，孔間距1520cm，呈梅花型布置。管頭焊10、成圓錐形，便于入孔。采用Z525-2A型臺式多用鉆床對1086mm的管棚進行加工，根據長管棚的長度，來確定下料長度，一般長度控制在3m或6m，絲扣長度為15cm，絲扣為2mm的螺旋方絲，鋼管一端為內絲，另一端為外絲，絲扣加工端正，不得偏位；鋼管上每隔15cm交錯鉆孔直徑為8mm的注漿孔。先下奇數管孔，第一節用3米長的鋼管，偶數孔時第一節采用6米長的鋼管，以后每節均采用6米長鋼管。每孔第一節端頭加工成錐型，長為10cm，最后一節尾部焊10mm加強箍。末端可以不加工絲扣，在距孔口4.5米內不得加工注漿孔。5.2.6安裝管棚頂進采用裝載機和管棚機鉆進相結合的工藝，即先鉆大于管棚直徑的引導孔，然后用裝11、載機在人工配合下頂進鋼管。施工前應首先做好導墻，導墻長度應大于明暗分界線50cm，按設計位置布孔、并標注，架設管棚鉆機，配備電動油壓鉆機1臺，鉆孔及推進鋼管，鉆孔時鉆機立軸方向必須準確控制，每鉆完一孔便頂進一根鋼管。鋼管接頭采用絲扣連接，絲扣長15cm。各鉆孔均應做好施工記錄。接長鋼管應滿足受力要求，相鄰鋼管的接頭應前后錯開。同一橫斷面內的接頭數不大于50%，相鄰鋼管接頭至少錯開1m。5.2.7注漿安裝好有孔鋼花管、放入鋼筋籠后即對孔內注漿，漿液由ZJ-400高速制漿機拌制。注漿材料為M20水泥漿或水泥砂漿。一其中水泥漿水灰比控制在0.5：1.51.0：1.5之間，注漿初壓力為0.51.0MP12、a，終壓力為2.02.5MPa，注漿結束后用M30水泥砂漿填充，形成鋼管混凝土；坍方及圍巖破碎且富水地段，宜在鋼管內應先放置20鋼筋，再向管內注水泥漿（水灰比為1：1）。注漿量應滿足設計要求，一般為鉆孔圓柱體的1.5倍；若注漿量超限，未達到壓力要求，應調整漿液濃度繼續注漿，確保鉆孔周圍巖體與鋼管周圍孔隙充填飽滿。注漿時先灌注“單”號孔，再灌注“雙”號孔。注漿從低向高進行。漿液由稀到濃,一般單管達到設計注漿量作為注漿結束的標準。當注漿壓力達到設計終壓10分鐘后,進漿量仍達不到設計注漿量時,也可結束注漿。5.3施工控制要點鉆孔前，精確測定孔的平面位置、傾角、外插角，并對每個孔進行編號。鉆孔外插角113、3以為宜，工點應根據實際情況作調整。鉆孔仰角的確定應視鉆孔深度及鉆桿強度而定，一般控制在11.5。施工中應嚴格控制鉆機下沉量及左右偏移量。嚴格控制鉆孔平面位置，管棚不得侵入隧道開挖線內，相鄰的鋼管不得相撞和立交。經常量測孔的斜度，發現誤差超限及時糾正，至終孔仍超限者應封孔，原位重鉆。掌握好開鉆與正常鉆進的壓力和速度，防止斷桿。5.4施工突發事故及處理預案鉆進中坍孔及縮孔的處理若發生塌孔及縮孔成孔十分困難，無法一次成孔。可以采用前進式預注漿成孔，初鉆出一段后，通過鉆桿進行孔內注漿，待注漿液達到一定強度后，繼續鉆進，以此循環施作，直到達到設計孔深。掉塊卡鉆的處理在鉆進過程中若經常發生掉塊卡鉆事故，14、可以采用在異徑接頭處鑲焊硬質合金，一旦卡鉆，施工以少量循環水，再將以拉拔回歸，較好地解決此問題。對漏漿及耗灰量過大的處理若由于巖體破碎，漿液漏失嚴重，造成耗灰量過大。可以考慮加濃水灰比，降低壓力，把流量限制在10升范圍內，過一段時間在慢慢提升壓力，直到達到設計標準。如上述方法達不倒效果，在漿液中加入速凝劑，間歇灌漿、灌注砂漿、停灌待凝方法處理。6.材料要求水泥：采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥。水玻璃：模數2.4，濃度35波美度。鋼花管規格：采用108mm壁厚6mm的熱軋無縫鋼花管,出漿孔直徑為15mm，梅花型布置，間距15cm15cm。原材料應符合設計及技術規范要求。7.勞動組織7.1勞動力15、組織管棚施工工序多，工種雜、技術性強、要求技術工人具有各方面獨立操作能力，又能處理管棚施工中一般的故障，管棚施工的質量很大程度上取決于鉆孔和注漿的質量。7.2施工人員安排序號人員人數職責1技術人員1掌握技術標準、負責施工指導、監督施工質量、記錄2工班長1組織和協調3測量人員2測量放樣、檢查驗收、并對整個施工過程進行攝像4鉆孔、安裝人員510鑿孔施工、準備材料、安裝導管5漿液制備人員5準備材料、制備漿液、攪動漿液、清洗設備6注漿泵司機2注漿泵的操作、維修保養及鼓掌排除7清洗廢漿工1清理廢漿8注漿記錄工1記錄注漿壓力、注漿量、流量、膠凝時間及其他的情況9安全員1負責施工安全10搬運工4搬運材料、機16、具11其他8電工、管棚加工、空壓機司機等合計2934（備注：以108為例組織）8.設備機具配置序號人員數量參考型號1管棚鉆機22電動空壓機1空壓機（20 m3）3注漿機1注漿壓力（1012.5）MPa，排漿量100L/min，并可連續注漿4高速制漿機1ZJ-4005儲漿桶12m36混凝土拌和站1JZ5007型材切割機1J3G-400A8型鋼彎制機19電焊機2BX1-40010混凝土運輸車111裝載機19.質量控制及檢驗9.1質量控制鋼管的型號、質量和規格等應符合設計和規范要求。超前管棚與鋼架支撐配合使用時，應與鋼架焊接牢固。鋼管插入孔內的長度不得短于設計長度的95%。鋼管內注漿強度不小于設計和17、規范要求，管內灌漿密實飽滿。9.2質量檢驗參考質量驗收規范鐵路隧道工程施工技術指南（TZ204-2008）客運專線鐵路隧道工程質量驗收暫行標準（鐵建設2005160號）分項驗收標準主控項目管棚所用鋼管進場必須按批抽取試件作力學性能（屈服強度、抗拉強度和伸長率）和工藝性能（冷彎）試驗，其質量必須符合國家有關規定及設計要求。檢驗數量：以同牌號、同爐罐號、同規格、同交貨狀態的鋼管，每60t為一批，不足60t按一批計。施工單位每批抽檢一次；監理單位按施工單位抽檢次數的20%進行見證取樣檢測或按施工單位抽檢次數的10%進行平行檢驗，至少一次。檢驗方法：施工單位檢查每批質量證明文件并進行相關性能試驗；監理18、單位檢查全部質量證明文件和試驗報告，并進行見證取樣檢測或平行試驗。l 管棚所用鋼管的品種和規格必須符合設計要求。 檢驗數量：施工單位、監理單位全部檢查。 檢驗方法：觀察，鋼尺檢查。l 管棚搭接長度應符合設計要求。 檢查數量：施工單位、監理單位全部檢查。檢驗方法：尺量。l 注漿漿液的配合比應符合設計要求。檢驗數量：施工單位、監理單位全部檢查。檢驗方法：施工單位進行配合比選定試驗；監理單位檢查配合比選定單，并進行見證試驗。 l 注漿壓力應符合設計要求，注漿漿液應充滿鋼管及其周圍的空隙。檢驗數量：施工單位全部檢查；監理單位按施工單位檢查數量的20%見證檢查。檢驗方法：施工單位查施工記錄的注漿量和注漿19、壓力，觀察；監理單位見證檢查。一般項目l 管棚鉆孔的允許偏差應符合下表的規定：管棚鉆孔允許偏差序號項目允許偏差1方向角1o2孔口距50mm3孔 深50mm檢驗數量：施工單位全部檢查檢驗方法：儀器測量、尺量10.安全及環保要求10.1安全要求建立完善的施工安全保證體系，加強施工作業中的安全檢查，確保作業標準化、規范化。為保證施工安全，現場要求專人統一指揮，并設一名專職安全員負責現場的安全工作，堅持班前進行安全教育制度。10.1.3施工區域應設置警示標志，嚴禁非工作人員出入。10.1.4施工中應對機械設備進行定期檢查、養護、維修。10.1.5堅持安全教育，加強全員安全意識教育。10.1.6嚴格按設20、計及施工規范要求進行施工，認真執行相關的施工安全規程10.1.7加強對圍巖進行動態監控量測，實行信息化管理，科學地組織施工；10.1.8拆卸鉆桿時，要統一指揮、明確聯絡信號，板鉗卡鉆方向應正確，防止管鉗及扳手打傷人；10.1.9鋼管內注漿時，操作人員應戴口罩、眼鏡和膠手套；氧氣瓶與乙炔瓶隔離存放，嚴格保證氧氣瓶不沾染油脂、乙炔發生器有防止回火的安全裝置。施工現場使用的手持照明燈使用36V的安全電壓。10.1.12室內配電柜、配電箱前要有絕緣墊，并安裝漏電保護裝置。施工現場的臨時用電嚴格按照施工現場臨時用電安全技術規范的有關規范規定執行。4嚴格按作業指導書進行施工，提前作好安全技術交底。5注漿施21、工時由技術人員統一指揮，各就其位，并嚴格執行注漿管理程序。注漿結束后需對注漿設備進行認真清洗，設備退出現場后及時保養。全面保證注漿作業安全、工程環境安全和設備人員安全。10.2環保要求成立施工環境衛生保證管理機構，在工程施工過程中嚴格遵守國家和地方政府下發的有關環境保護的法律、法規和規章。10.2.2對各類施工機械、機具采取定人定點控制，對操作人員進行安全、環保教育。10.2.3對特種作業人員采取持證上崗，并對作業人員配有相關的防護。對可能出現的粉塵采取噴霧降塵的方法。10.2.4隧道內保持良好的通風排氣效果，禁止使用排氣量超標的工程車輛。設立專用排漿溝、集漿坑，對廢漿、污水進行集中沉淀處理后，再進行排放至指定位置，認真做好無害化處理，從根本上防止施工廢漿亂流。將施工場地和作業限制在工程建設允許的范圍內，合理布置、規范圍擋、圍護，做到各種標牌清楚、齊全，標識醒目，施工場地整潔文明。加強隧道的監控量測工作、通過分析與預設計時的地質資料對比，得出地質變化情況，及時向監理、設計單位反饋。同時，將管棚施工方法和要求向全體施工人員詳細交底。采用先進的環保施工機械。采取設立隔音墻、隔音罩等消音措施降低施工噪音。