隧道管棚施工方案.doc

新建朝阳至秦沈高铁凌海南站联络线工程TJ-1标段隧道管棚专项施工方案编 制：审 核：批 准：中铁十九局集团有限公司朝凌客专TJ-1标项目经理部二一八年四月目 录1 编制依据11.1 编制依据11.2 编制原则12 适用范围23 工程概况24 地质水文特征35 施工组织方案55.1技术要求：55.2施工程序及施工方法75.3施工流程75.4管棚车丝95.5搭设工作平台105.6钻机就位115.7钻孔作业115.8管棚跟管钻进115.9钢筋笼施工125.10管棚注浆125.11验收标准126 资源配置方案126.1劳动力计划126.2工期安排126.3材料计划137 管理措施147.1质量管理组织机构147.2质量措施147.3施工安全及环境保护147.4安全注意事项147.5环境保护15朝凌客专TJ-1标隧道工程管棚专项施工方案1 编制依据1.1 编制依据（1）隧道施工设计图、隧道参考图及其它相关设计文件；（2）国家和辽宁省相关法律、法规及条例等；（3）现场踏勘收集到的地形、地质、气象和其它地区性条件等资料；（4）集团公司近年来铁路、高速公路等类似施工经验、施工工法、科技成果；（5）高速铁路隧道工程施工技术规程（Q/CR9604-2015）；（6） 高速铁路隧道工程施工质量验收标准（TB10753-2010）；（7）铁路隧道工程施工安全技术规程（TB10304-2009）；（8）铁路混凝土工程施工技术规程（Q/CR9207-2017）；（9）铁路混凝土工程施工质量验收标准（TB10424-2010）。(10)指导性施工组织设计。1.2 编制原则（1）保证重点、统筹安排，确保工期的严肃性。施工组织安排尽可能组织平行、流水作业，合理安排施工顺序，保持均衡生产；（2）科学合理配置机械设备，全面提高机械化程度，充分发挥设备配置生产能力，大幅度提高劳动生产率和施工进度；（3）推行新技术、新工艺，实行规范化、标准化作业，以一流的管理确保创优规划和质量目标得以实现；（4）科学布置现场，合理安排工序，注意环境保护，推行文明施工，确保安全生产；（5）合理投入，控制成本，节约用地，节约投资。2 适用范围适用于朝凌客专TJ-1标隧道洞口管棚施工。3 工程概况3.1燕都隧道燕都隧道工程，进口里程DIK4+868，出口里程DIK6+000，线路长度1132m，隧道最大埋深52.91m,排水采用保温侧沟和深埋中心沟。隧道进口至DIK4+899.44713位于直线上，DIK4+899.44713至出口位于R-3000m右偏曲线上。隧道进口至DIK5+600段范围内纵坡为3.5上坡，DIK5+600至出口段范围内纵坡为20上坡。3.2西营子隧道西营子隧道位于辽宁省朝阳市东南方向，紧邻朝阳市环城公路，左侧与采石场相邻，为双线隧道，隧道进口里程为DIK13+558，出口里程为DIK16+558，全长3000m，隧道位于低山丘陵区，植被较发育。所经山脉海拔最高高程468m，最大埋深约234m。隧道全范围为13下坡，隧道进口至DIK15+999.66672位于半径8000m的左偏曲线上；DIK15+999.66672至出口位于直线上。3.3马架子隧道马架子隧道位于辽宁省朝阳市双塔区长宝营子乡境内，隧道进口里程为DIK17+343，出口里程为DIK20+815，隧道位于低山丘陵区，所经山脉海拔最高高程为422.5m，最大埋深160.79m。隧道进口至DIK20+600为9的上坡，DIK20+600至出口为15.5下坡隧道进口至DIK19+160.29029为直线上，DIK19+160.29029至出口位于半径10000m的左偏曲线上。3.4马架子隧道巴图营隧道（中心里程DK28+920）位于辽宁省北票市巴图营乡任麻子沟与彩凤沟之间，为双线隧道，隧道进口里程为DK25+820，出口里程为DK32+020，全长6200m，隧道位于低山丘陵区，最高山峰410.60m,最低沟谷239.46m，相对高差171.14m，冲沟发育，地势起伏较大，局部辟为耕地。隧道最大埋深152.40m。本隧道设置1座施工斜井，斜井与正洞交汇里程为DK29+400，斜井长度757m，为双车道无轨运输形式，正洞施工完成后作为避难所使用，斜井进洞坡度11%，洞口设计超前大管棚支护，28孔，长度30m。4 地质水文特征4.1燕都隧道燕都隧道岩性复杂，经地质调查揭示，隧道区范围内上覆地层为第四系全新统人工填土（Q4ml）种植土，第四系上全新统坡洪积层（Q4dl+pl）粉质黏土、第四系上全新统冲击积层（Q4al+pl）粉质黏土、下伏罗系上九佛堂组（J3jf）砂岩、砾岩、泥岩，岩层产状16019。隧道区地下水类型主要为基岩裂隙水。基岩裂隙水分布较广，以浅部为主，含于基岩风化带、风化裂隙及构造节理裂隙中，水位和水量受季节性降雨量影响明显。4.2西营子隧道隧道位于中低山区，植被较发育，隧道区地层为第四系全新统坡残积（Q4dl+el）粉质黏土，下伏侏罗系上统阜新组（j3f）砂岩、砾岩、泥岩；二叠系下统（P1）砾岩；奥陶系中统（O2）石灰岩；奥陶系下统（O1）石灰岩；寒武系上统（3）石灰岩；寒武系中统（2）石灰岩；寒武系下统（1）石灰岩；震旦系中统雾迷山组（Z2W）石灰岩。隧道区地下水类型主要为基岩裂隙水，分布较广，以浅部为主，含于基岩风化带，风化裂隙及构造节理裂隙中，水位和水量受季节降雨量影响明显。隧道地下水排泄方式主要以蒸发排泄为主，地下径流排泄为辅，蒸发为本区普遍的重要排泄方式之一。地下水对铁路混凝土结构不具有侵蚀性。4.3马架子隧道隧道位于低山丘陵区，洞身穿越地层主要为二迭系下统（P1）砂岩、局部夹泥质砂岩、泥岩和页岩；二迭系上统石盒子组（P2S）砂岩、局部夹泥质砂岩、泥岩和页岩；侏罗系中统蓝旗组（J2l）砾岩、局部夹泥质砂岩、泥岩和页岩；侏罗系中统土城子组（J2t）砾岩、局部夹泥质砂岩、泥岩和页岩。隧道区地下水类型主要为基岩裂隙水，分布较广，以浅部为主，含于基岩风化带，风化裂隙及构造节理裂隙中，水位和水量受季节降雨量影响明显。隧道地下水排泄方式主要以蒸发排泄为主，地下径流排泄为辅，蒸发为本区普遍的重要排泄方式之一。地下水对铁路混凝土结构不具有侵蚀性。4.4巴图营隧道隧道位于低山丘陵区，洞身穿越地层主要为侏罗系中统土城子组（J2t）砾岩、局部夹泥质砂岩、泥岩和页岩。隧道区地下水类型主要为基岩裂隙水，分布较广，以浅部为主，含于基岩风化带，风化裂隙及构造节理裂隙中，水位和水量受季节降雨量影响明显。隧道地下水排泄方式主要以蒸发排泄为主，地下径流排泄为辅，蒸发为本区普遍的重要排泄方式之一。地下水对铁路混凝土结构不具有侵蚀性。5 施工组织方案5.1技术要求：本标段隧道有159大管棚，设计长度55m，108大管棚（燕都隧道出口80m,其他隧道40m，巴图营隧道斜井30m）、89中管棚（IV级围岩6榀钢架设置一环、V级围岩11榀钢架设置一环，管棚长度一般10m一环，两环之间搭接长度不小于3m），技术要求如下：（1）大管棚159大管棚1）导管采用热轧无缝钢花管，外径159mm，壁厚8mm。2）每节大管棚长度46m，环向间距40cm。3）外插角：1。4）在拱部140范围内施做。5）注浆材料：水泥浆（1:1）。108大管棚1）导管采用热轧无缝钢花管，外径108mm，壁厚6mm。2）每根大管棚长度40m，环向间距40cm。3）外插角：13。4）在拱部140范围内施做。5）注浆材料：水泥浆（1:1）。（2）中管棚89中管棚1）IV级围岩6榀钢架设置一环、V级围岩11榀钢架设置一环，管棚长度一般10m一环，两环之间搭接长度不小于3m。 2）钢管规格：热轧无缝钢管及钢花管，外径89mm，壁厚5mm，每节钢管两端均预加工成外丝，接长钢管采用热轧95mm热轧无缝钢管，壁厚6mm，内车丝； 3）管棚长度一般10m一环，级围岩6榀型钢设置一环，级围岩11榀型钢设置一环，两环之间搭接长度不小于3m。 4）管距：环向间距40cm； 5)倾角：外插角35为宜，可根据实际情况作调整； 6)设置范围：拱部140范围； 7)注浆材料：水泥浆液，水灰比1：1（重量比）。 8)注浆压力：0.52.0MPa。 9)中管棚打设采取单双号，单号采用钢花管，双号采用钢管，施工时先打设钢花管并注浆，然后打设钢管。注浆完成后，在管内灌注M10水泥砂浆，并保证密实。5.2施工程序及施工方法5.2.1施工准备各隧道洞口工作面准备一台0.8Mpa空压机，一台300KW发电机，一台Q1319-1A型管子螺纹车床，一台GP-28型管棚钻机。5.2.2施工程序5.2.2.1大管棚施工程序:施作导向墙搭钻孔平台安装钻机钻孔清孔验孔安装管棚钢管安装管棚钢筋笼注浆封孔5.2.2中管棚施工程序:管棚加工施作管棚工作室钻孔清孔顶进刚管棚清孔注浆管路检查注浆检查合格结束。5.3施工流程管棚施工采用跟管钻进法和引孔顶进法两种方法施工，根据现场围岩及成孔情况判断，如施工现场围岩较好，成孔较易，采用引孔顶进法施工。围岩较为破碎、容易出现卡钻、塌孔等问题宜采用跟管钻进法施工。跟管钻进法施工工艺流程详见下图：引孔顶进法施工工艺流程详见下图：5.4管棚车丝（1）采用Q1319-1A型管子螺纹车床，床身上最大回转直径630mm，最大工作长度1500mm；（2）燕都隧道进口采用159大管棚，其他隧道工作面采用108管棚，车丝采用外车丝，燕都隧道进口接头采用167接头钢管，其他隧道工作面接头采用114无缝钢管，长度30cm。各隧道管棚布置详见下图：隧道进、出口大管棚布置图燕都隧道进口大管棚布置图巴图营隧道斜井大管棚布置图5.5搭设工作平台（1）在导向墙前端，修建宽30cm*深30cm的水沟，在钻孔过程中，将水引出；（2）距离导向墙1.8m处，硬化工作平台基础，长5.5m*宽14.33m，厚度15cm，C20砼，预埋22钢筋，预埋深度10cm，外露5cm；（3）在基础平面上，平行于导向墙里程布置两根20工字钢，中到中间距4.3m，长度14.33m，每根工字钢采用22钢筋固定；（4）在两根工字钢上方加工走行托架，长5.5m*宽14.33m；托架上方焊接4根20工字钢，组成桁架，长度6.0m；侧面采用40钢管连接，长度4.5m；同时在侧面上增加剪刀撑，采用42钢管。5.6钻机就位（1）采用GP-28型管棚钻机，钻孔直径85190mm，钻孔深度3040m，使用气压0.51Mpa，推进有效行程600mm，功率35KW，钻杆长度600mm，钻杆直径为73mm。（2）在四根20工字钢顶部采取四个手拉葫芦，控制钻机位置，然后用侧用测斜仪精确定位。5.7钻孔作业（1）现场采用0.8Mpa空压机与300KW发电机配合潜孔钻机施工，钻机定位后，由低向高开始钻孔，为保证钻孔方向准确，在钻进过程中采用测斜仪量测钻孔的偏斜度；（2）如果钻孔过程中发现有塌孔现场，开始从下往上逐排注浆，浆液由低往上扩散，挤密裂隙，加固松散破碎的砂岩，然后重新钻孔。5.8管棚跟管钻进钻头采用与钻管等径的楔型钻头，楔板回转半径略大于钻管半径，钻头前端有1215mm的水眼，当钻头正常回转钻进时钻管沿直线前进。当钻头由于某种原因偏离预定轨迹偏向某一方向时，把钻头楔面调至已经偏斜的方向，钻机停止回转加力顶进，钻头由于斜面的作用会向相反的方向偏斜，以此调整钻进的方向。5.9管棚引孔顶进（1）钻孔采用管棚钻机进行，钻机平台的高度根据钻机的可调控范围以及钻孔顺序进行确定，由于钻机顺序按高孔位向低孔位进行，平台位置相应自上而下进行逐步降低，以满足钻孔需要。（2）施工先施工奇数后偶数。（3）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。（4）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。（5）钻进过程中经常测定其位置，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。（6）钻进过程中确保动力器、扶正器、合金钻头按同心圆钻进。5.10钢筋笼施工159大管棚钢筋笼为3根18钢筋，外切于50定位钢管，108大管棚钢筋笼为4根22mm钢筋组成，外切于42mm定位钢管，宽度5cm，间距5.0m，管棚施工完毕后，开始送钢筋笼至设计位置，钢筋笼节长为3m。5.11管棚注浆（1）配置浆液并注浆，注浆采用分段注浆，浆液扩散半径不小于0.5m。水泥浆液水灰比为1:1，注浆压力0.52MPa；（2）注浆结束后及时清除管内浆液，并用M10号水泥砂浆紧密充填，增强管棚的刚度和强度。5.12施工注意事项钻机就位时用全站仪、挂线、钻杆导向相结合的方法，反复调整，确保钻机杆轴线和导向轴线相吻合。需要搭设钻机平台时，应满足承受机具、材料、人员荷载要求，连接牢固、稳定，防止施钻时产生不均匀的下沉、摆动、位移等影响钻孔的质量。钻孔时经常测量孔的斜度，发现误差超限应及时纠正，至终孔仍然超限者应封孔，原位重钻。在钻孔时，若出现卡钻、塌孔时应注浆后再钻。钻孔时，应认真填好钻孔记录。孔钻完之后应进行清孔。5.11验收标准（1）外插角：钢管轴线与衬砌外缘1 3；（2）钢管径向不大于20cm，环向不大于5cm。6 资源配置方案6.1劳动力计划根据施工组织安排，车丝班组4人（工班长1人，操作手1人，普工2人），施工时间4天；管棚班组5人（工班长1人，操作手1人，开泵1人，普工2人），施工时间14天。6.2工期安排序号施工部位持续时间（天）备注1燕都隧道进口182燕都隧道出口153西营子隧道进口154西营子隧道出口155马架子隧道进口156马架子隧道出口157巴图营隧道进口158巴图营隧道斜井159巴图营隧道出口156.3材料计划1.材料计划详见下表：管棚跟进施工材料计划序号材料名称规格型号单位数量备注1混凝土C20m12基础硬化2工字钢I20m29走形轨3工字钢I20m24桁架立柱4工字钢I20m5托架横梁5HRB400钢筋22mmm3.6基础锚固钢筋6无缝钢管42mmm48.8走形轨及桁架剪刀撑连接7无缝钢管140mmm27桁架连接8手拉葫芦个69空压机0.8Mpa台110发电机300KW台111管子螺纹车床Q1319-1A型台112管棚钻机GP-28型台113氧气乙炔套314焊条箱815钻杆73mmm4016冲击器120mm，130mm锤头个1017注浆泵台918运输车辆87 管理措施7.1质量管理组织机构成立以隧道架子队队长为组长，架子队技术负责人为副组长的质量管理领导小组，明确各级管理职责。7.2质量措施管棚安装前，精确测放出导向管位置及插入角度，按图纸施作导向墙，钢管应在专用的管床上加工好丝扣，装管时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%。注浆顺序由拱脚向拱顶逐管注浆。注浆材料满足下列要求：浆液流动性好，固结后收缩小，具有良好的粘结力和较高的早期强度。7.3施工安全及环境保护项目部成立安全生产领导小组，由隧道架子队队长任组长，隧道架子队专职安全员任副组长；小组成员包括各级技术负责人、各工班长等。7.4安全注意事项施工中检修机械或设备故障时，必须在断电、停风条件下进行，检修完毕向机械设备送电送风前必须事先通知有关人员；重视洞口的稳定和排水，做好截水沟、边沟，经常检查洞顶边坡的稳定情况；加强现场施工人员个人防护工作，应带防尘口罩、防护帽、防护眼镜、防尘面具等防护用具；施工安全措施加强现场施工人员的安全教育，提高施工人员的安全意识，并配备一名现场专职安全员。7.5环境保护临时工程及场地布置应采取措施保护自然环境；施工废水、生活污水和生活垃圾不得随意丢弃，并在生活区、生产区及洞口设置污水外理池，生活污水或施工废水必须经过处理后排放或倒置指定地点。第 20 页 共 17页