隧洞洞管棚施工组织设计

-z.东部黄河谷地百万亩土地开发整理重大工程第十五标段超前管棚施工案批准：审查：审核：编制：省水利水电工程局有限责任公司民和县土地整理重大工程15标工程部二○一六年四月六日隧洞管棚施工案一、工程概况本标段为东部黄河谷地百万亩土地开发整理重大工程〔积峡片〕2015年工程十五标段，主要工程包括8#提灌站泵房、进出水池及压力钢管、等土建及设备安装以及隧洞掘进、支护、衬砌等工程。8#提灌站位于民和县中川乡草滩村，建筑面积549平米，单层框架构造，工程等级为丙级，设计使用年限为50年，抗震设防烈度为7度，耐火等级为二级，本工程最大高度为8.5m，泵房尺寸为42.12×13.42m〔长×宽〕。本标段为东部黄河谷地百万亩土地开发整理重大工程〔积峡〕2015年工程十五标段，主要工程包括8#提灌站泵房、进出水池及压力钢管、隧洞等土建及设备安装工程。二、管棚工艺原理管棚预加固围岩就是对表土下风化破碎岩及构造裂隙发育难以支护的破碎岩面，预先向其裂隙通道注入固化材料〔通常是水泥浆、水玻璃或聚氨酯等〕充填裂隙，封堵涌水，胶结岩，改善围岩力学性能，提高岩体自身整体强度，改变围岩支护状态。主要作用是提高管体围岩体的抗剪强度，到达加固围岩并扩散围岩压力的作用。三、管棚工艺特点〔1〕施工机具设备简单，施工简便。〔2〕用于特殊及不良地质隧洞的支护。3.1设计原则及适用围3.1.1为防止隧洞开挖时掌子面前围岩不能自稳而出现坍塌是采用管棚支护的根本目的。就是为了保证隧洞开挖的平安，利用隧洞风钻机在隧洞开挖工作面的拱部外180°围钻，外插角控制在7°～10°，插入直径为φ42mm×3.5mm的无缝钢管，并进展注浆固结地层，使隧洞拱顶形成一伞状保护环。3.1.2〔1〕隧洞洞口浅埋地段或软弱破碎围岩地段进洞施工。〔2〕富水软弱破碎地质、砂砾地层、岩溶地质等不良地质地段的隧洞开挖辅助措施。〔3〕隧洞坍的处理。四、管棚施工工艺4.1施工准备管棚常采用直径为φ42mm钢管，壁厚为3.5mm。长度有4m，每2m或2.4m一环，搭接长度不小于1m，环向间距40cm。注浆径为6~8mm〔用台钻钻〕，距20mm，梅花形布置。前端20cm制作成蒜瓣状锥形，尾端30cm围不钻作为止浆段，并设置Φ8加劲箍。4.2测量定位根据设计的管棚位置，用全站仪进展小导管位置的测量放样工作，并用红油漆在作业掌子面上作好小导管位置的标记。钻直径应大于设计导管直径3~5mm，一般钻φ50mm，深大于设计长度10cm。开挖长度应小于管棚的支护长度，注浆采用止浆塞，并设置注浆管及排气管，排气管插入底5~10cm，排气管采用φ20塑料管。注浆完毕标准为到达设计注浆量或设计终压。4.3钻钻时一般采用风钻开，以设计的外插角向外钻，一般为7°～10°。锁脚锚管为俯角30°，为保证管棚的有效搭接长度，施工过程中格控制隧洞开挖的进尺，以使下一循环的施工顺利进展。4.4清验〔1〕通常用地质岩芯钻配合钻头进展来回扫，去除浮渣至底，确保径、深符合要求，防止堵。〔2〕用高压风从底向口清理钻渣。〔3〕用全站仪、测斜仪等检测深、倾角、外插角。4.5安装管棚〔1〕钻完成后及时安设小导管，防止出现塌。〔2〕小导管顶进采用大引导和风钻相结合的工艺，即先钻大于小导管直径的引导，利用钻机的冲压力和推力低速顶进钢管。4.6导管注浆4.6.1注浆采用水泥单浆液，水灰比1：1或根据现场确定，掺入速凝剂,出浆口与小导管间需连接结实，采用楔形钢管包布打入或丝扣连接，保证高压状态下不崩管。注入纯水泥浆时，水泥浆水灰比为1：1.5、1：1、0.8：1三个等级，水泥浆由稀到浓逐渐变换，即先注稀浆，然后逐级变浓至0.8：1为止。为注浆后尽快开挖，选用普通水泥或早强水泥并掺入一定量的速凝剂，以缩短初凝、终凝时间，提高强度，提高水泥浆的可压注性；注入水泥砂浆时，其配比为水灰比1：1、砂灰比2：1，并且砂子要过径小于2.5mm的细筛筛选。注浆压力0.5~1MPa，水泥标号为PO32.5水泥。单根小导管理论注浆量：Q=πR2Lηαβ式中L——注浆段长度；R——浆液扩散半径，取0.6L0,L0为管体间距40cm；η——地层隙率，风化岩层2~3%，岩破碎带取5～8％、砂土取40～60%，粘土取20～40%计算；α——浆液有效充填率，取85%；β——浆液损耗系数1.05。Q=3.14×0.32×3×0.5×0.85×1.05=0.384.6.2注浆采用口注浆管注浆，口排气管与注浆管，由阀门来控制开关，排气管采用Φ20塑料管，插入底5~10cm处，然后连接注浆管等各种管路，利用锚固剂封闭掌子面与导管间的隙，防止漏浆。关闭口阀门，开启注浆泵进展管路压水试验，如有泄漏及时检修，试验压力等于注浆终压。4.6.3〔1〕注浆应尽快到达设计压力。但在注浆过程中必须注意控制压力，灌浆压力或注入率突然改变较大时，应立即查明原因，采取相应的处理措施。〔2〕在规定的压力下，当注入率不大于0.4L/min时，继续灌注30min后，灌浆可以完毕。同时应满足：在设计压力下，注入率不大于1L/min。〔3〕灌浆工作必须连续进展，不得中断。〔4〕灌浆段注入量大，灌浆难于完毕时，可选用以下措施处理。A、低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆；B、浆液中掺加速凝剂；C、灌注稳定浆液或混合浆液。〔5〕灌浆过程中如回浆变浓，宜换用一样水灰比的新浆进展灌注，假设效果不明显，延续灌注30min，即可停顿灌注。〔6〕其它考前须知=1\*GB3①、格按配合比调配水泥浆。根据施工需要进展不同配合比的调配，到达最正确效果。=2\*GB3②、正常情况下，注浆按照间隔加密的原则进展，即间间隔注浆，保证注浆质量。=3\*GB3③、施工中发现管道堵塞或其他故障应及时关闭控制开关和注浆机，将管道清洗干净，防止凝结，影响下次灌注。=4\*GB3④、灌浆过程中，发现冒浆、漏浆，应根据具体情况采用嵌缝、口封堵、低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆等法进展处理。五、设备人员配备各工作面主要机械设备配备见下表。各工作面主要机械设配备表序号机械名称规格型号单位备注数量备注1风钻YT-28台2顶进小导管2注浆机JYB-2套2注浆〔最大工作压力3MPa〕3制浆设备套1制浆4自卸汽车8t台1各工作面主要劳动力安排见下表。各工作面主要劳动力安排序号工序名称人数〔人〕备注1值班负责人12测量放线〔布〕23小导管加工34小导管钻进25制浆36注浆37机械司机28记录1合计=SUM(ABOVE)17六、平安控制要点6.1作业人员的劳动保护〔1〕钻机作业人员要戴防尘口罩。〔2〕作业人员按规定配备平安帽、手套。6.2钻作业施工平安〔1〕掌握好开与正常钻研的压力和速度，防止断杆事故。〔2〕钻中如发生卡钻、斜、坍等故障，应及时采取处理措施。〔3〕进展钻杆装卸时注意与钻机操作手的配合，防止钻杆未装好前启动导致人员受伤。6.3导管注浆施工平安〔1〕泥浆排渣钻机，要作好排水和泥浆池，防止污染环境。〔2〕导管注浆时，施工人员要防止正对注浆管。〔3〕经常检查并及时更换损坏的注浆管接头。七、质量控制措施7．1钻质量〔1〕钻前，准确测定的平面位置、倾角、外插角，并对每个进展编号。〔2〕格控制钻平面位置，管棚和超前锚杆不得侵入隧洞开挖线相邻的钢管不得相撞和立交。〔3〕终后，要检查锚杆的位置、深、向和外插角，然后用高压风将钻吹洗干净。7．2注浆质量保证措施1、注浆顺序：先注无水，后注有水。注浆速度一般从快到慢。2、布：按设计画出位，并进展位编号，注浆时作好详细记录，防止漏注。3、钻：施钻开时慢速进钻，之后按正常钻速进钻。底最大误差控制在10cm以。4、注浆材料水泥，选用P.O.32.5及以上级别的普通硅酸盐水泥。拌合用水：水质应符合有关规定。5、浆液格按配合比控制。6、注浆连通注浆管路后，用注浆泵先压水检查管路是否漏水，根据施工要求再进展压水试验，以冲洗裂隙，扩大浆液的通路，增加浆液的冲塞密实性。7、购进的水泥必须有试验合格证，按规定抽检合格并经监理工程师批准后可使用。水泥采用大厂生产的产品，每批水泥要做原材料试验，并将试验报告单连同厂商的材质检验合格证书报监理工程师。水泥放置在枯燥可靠的仓库，过期水泥不得使用。7.3注浆文明施工及环境保护措施1、施工前，对所有作业人员开展全员文明及环境保护施工教育，使全体施工人员加强思想认识，重视文明施工及环境保护工作。2、施工用电按施工组织设计布置，不乱接乱扯，供电设施良好，照明充足。3、建筑材料堆码按制定的文明施工管理方法要求及平面布置图分类堆放，并用标识牌标识清楚，禁混堆乱放。4、所有施工人员及管理人员一律配带