1#风道FDD－15BP管棚施工工艺

北京地铁黄庄站1#风道管棚施工方案一、工程简述北京地铁黄庄站四号线1#风道穿过地层主要为：回填土、粘土、粉细砂及砂卵石层。开挖拱部位置处于粉细砂层，层厚3-4m，该层自稳能力差，极易塌方，整个风道覆盖层厚度仅4.79m。风道为马蹄形断面，尺寸为：12.96×19.524m，采用大管棚与小导管超前预支护，中隔壁法施工，上下共分十个导洞，施工作业面多、难度大。在进洞暗挖施工1#风道初期支护结构前，在1#竖井基坑内施作暗挖进洞超前大管棚。在风道轮廓线拱部位置即竖井井深4米至9米范围，搭设平台进行大管棚施工。二、施工工艺2.1管棚施工工艺流程1#风道管棚共计40根，设计长度为45m，管棚选用φ159的热轧无缝钢管，t=9mm，环向间距400mm，钢管间采用丝扣连接，每段长度3-6m。采用非开挖一次铺设管棚，施工时采用导向跟管钻进法，具体施工工艺图1所示。2.2具体施工方法2.2.1为保证铺管精度，拟采用高精度导向仪，用有线和无线相结合的导向方法，随时监控钻进方向，保证有效控制偏斜，其铺设精度为50米±25cm，即50米长度上下左右偏差不超过25cm。2.2.2为有效防止钻进中地下水及泥砂涌出量过大，造成地面沉降，控制钻进中的泥沙涌出量。2.2.3搭设工作平台根据钻孔位置、方位角、仰角不同，拟每个工作面搭设平台，可升降和调节角度。2.2.4施工设备否合格钻机就位否合格钻机就位测量布孔钻机大臂矫正钻机固定钻孔、管棚跟进钻孔接长准备撤管棚机加工管棚及管节注浆材料准备注浆机准备清孔注浆效果检查退机开孔、封闭围岩图1管棚施工工艺流程图采用FDD－15BP定向钻机一台套，扭矩5000N.m，顶进回拖力150KN，功率78KW。2）钻具①钻杆：用φ159管棚管作为钻杆，直接钻进，一次铺设。②钻头：采用楔形导向钻头，焊在管棚管前端，一次性使用，钻头开孔直径为φ165mm，钻头内放置导向探头。3）泥浆泵：BW－250／70泥浆泵一台。4）泥浆搅拌机：采用体积小，重量轻，移动方便的方式泵式搅拌机。2.2.5设备组装流程钢垫板固定→H型钢轨摆正找平→下行车组装→轨道焊接→下节立柱安装→第一层角钢→第二层槽钢→锁紧斜拉筋→4柱对角找方→摆放工作台板→水平钻机安装→电器安装→前后丝杠、顶杠安装→试运转。2.2.6冲洗液循环系统工艺流程1）冲洗液循环系统：冲洗液制备→储浆池（箱）→泥浆泵→高压管→送水器→钻具→管外环状间隙→孔口回水阀门→回浆管（沟）→沉淀池（箱）→储浆池（箱）。2）排放污水系统：井口污水沉淀池及排水沟管→井底污水池挖砌→潜污泵安置→铺设排污水管路→电路连接→试运转。三、技术参数3.1水平钻进中受钻具自重影响，钻具前部产生下垂现象：钻具顺时针旋转，产生右旋力，造成钻孔偏斜。因此确定开孔角度时，根据以往经验和试验孔成果，需要给开孔方位角与垂直角以合理的纠偏值，并根据已成孔测斜结果随时予以调整纠偏角度。开孔方位=风道走向+钻孔放射角水平分量+水平纠偏角开孔仰角=钻孔放射角垂直分量+钻进纠偏垂直角注：计算中应将风道坡度考虑在内。3.2在一般地层中，同径管一次性跟管钻进时应掌握以下原则：中小水量、低转速、中低压力、均匀给进。一般钻压800-1600kg；转速30～60转/min（砂层取其低值，粘性土取其高值最高≤100转/min），泵量30-100升/min。3.3水平钻进，粗碎屑易在钻具底部沉淀，造成钻孔上仰或左右偏斜。因此钻进中：①加强冲洗液质量管理；②合理控制泵压、泵量，以保证钻进碎屑在强悬浮力的作用下部分带出孔外；③根据不同地层，调整和控制好钻压、转速，保持适度匀速给进。④时刻掌握导向探头返回数据，及时纠偏钻进角度。四、施工方案说明4.1准备工作⑴设备检查：是否有缺件，好坏程度。电机、钻机、泵等测试运转是否正常，所有部件是否完好；液压系统是否通畅，密封完好度，液压油泄漏状况。⑵检查所有焊接部位是否有开焊、有则补焊。⑶各种部件是否有变形，有则进行校正。4.2平台组装⑴钢垫板规格=长×宽=250×250mm；胀管螺栓直径=Φ16mm；钢垫板与砼基础固定要牢，强度要高；⑵H型钢轨找平误差<3mm；⑶底盘对角线找方误差±3mm；⑷斜拉筋需绷紧，交叉拉力基本相等；⑸四柱对角误差±5mm；⑹升降系统：卡瓦等上紧，加强整体性；⑺所有螺母必须拧紧，发现溢扣者必须换掉；⑻丝杠、顶杠要顶紧、有效，安装要牢固，确保不因震动而松动或脱落。4.3冲洗液池、沉淀池、排水沟应合理布局；泥浆泵、配电柜须架空高度应大于0.60m。4.4电器设备、电缆、电线必须有漏电保护、防水保护。4.5照明设备以保证各工种正常生产、安全生产为原则，灯具布局合理，尽量减少来回拉拽电线、移动照明灯为宜。4.6施工前测量人员须校对布置好的孔位，孔位移动者须报监理同意，并且计算回归角度。4.7孔口管的埋设，其方位角、仰角，外留长度、埋设长度须严格按设计执行。钻孔纠偏角的给定与调整须有正式手续，并记录在案，避免随意性。开钻后钻孔角度须复测。4.8孔口管回水管焊接牢固。在插入孔内部分的孔口管麻片缠绕要均匀密实。厚度适度，须保证用大锤能将孔口管贯入孔内。4.9孔口管安装好密封盒后，检查是否平直，必须保证角度准确。4.10钻机定位要稳固，钻具安装好后，做到与孔口密封装置同心，保证密封效果。4.11钻机定位后，根据管位高度，将给进架吊至误差50mm范围内，用仪器精确测定其仰角和方位角，通过前后微调进行调整，给进架卡瓦固定后进行复测，以确保施工精度与质量。4.12钻进前须先开泵，待循环正常后方可启动钻机进行钻进。4.13为防水土流失，控制沉降，应通过回水阀门严格控制回水量，始终保持回水量小于或等于进水量。4.14钻进时泵压控制在1.2Mpa以上，泵量为50～100L/min为宜。4.15随着不断地钻进，经验的积累结合地质情况的变化，对技术参数不断地适时调整。4.16钻孔出现涌水时，尽量保持泵压，泵量不能变小，以便平衡孔内压力。4.17冲洗液参数的调整要结合地层变化、孔内情况与监理协商确定。冲洗液循环不正常时，严禁继续钻进。4.18施工时应充分利用停泵（钻）间隙，对泵进行认真检修，以保证泥浆泵正常运转。4.19施工中，应随钻随检钻孔位置，随时纠编，保证精度。4.20管棚管自检合格后，立即转入下一孔位施工。五、注浆5.1注浆材料注浆材料选用1：1水泥砂浆，水泥采用普通425#硅酸盐水泥。5.2注浆采用后退式注浆，利用自制的注浆套管与管棚用套丝连接，注浆套管上准备由出气管与进浆管，由阀门来控制开关。然后安装20mm塑料管作为排气管，连接注浆管等各种管路，利用锚固剂封闭掌子面与管棚间的孔隙，防止漏浆。5.3关闭孔口阀门，开启注浆泵进行管路压水试验，如有泄漏及时检修，试验压力等于注浆终压。5.4注浆时，采取低压力中流量注入，注浆过程中压力逐步上升，流量逐渐减少，当压力升至注浆终压时，继续压注10分钟，才结束注浆。5.5注浆结束标准及效果检查5.5.1单孔注浆结束标准：每段注浆都正常进行，注浆终压达到设计终压，注浆量达到设计注浆量的80％，或虽未达到设计终压，但注浆量已达到设计注浆量，即可结束本孔注浆。5.5.2全段结束标准：设计的所有注浆孔均达到结束标准，无漏注现象。5.5.3注浆效果检查：采用钻孔取芯方式检查注浆效果。5.5.4达不到结束标准，应补充重新注浆直到满足要求为止。六、施工设备及人员组织6.1施工设备表施工设备表表1序号名称型号数量1水平钻机FDD－15BP型一台2泥浆泵BW－250／70型一台3砂浆泵UBJ-3型两台4泥浆搅拌机自制一台5盛浆桶两台6.2人员组织表人员组织表表2序号岗位数量职责1指挥员1人施工指挥2技术员1人施工技术指导3测量工1人负责布孔、定位、量测4工人8人负责破孔、移动钻机、装卸钻杆、安装钢管、拌浆注浆等5电焊工1人6司机4人钻机操作7材料员1人材料调度合计人数17人七、安全措施7.1垫高钻机所使用的木板一定要稳固，防止产生沉降、位移及塌落。7.2施工中使用的电力线(注意有否老化，漏电现象)、风管线、水管线要布置整齐，有条理。7.3施钻时，按机械操作规程操作，严防机械伤人。7.4注浆前严格检查机具、管路及接头处的牢靠程度，以防压力过大爆炸伤人。7.5要注意及时排水，防止作业面泥泞。7.6钢管内注浆时，操作人员必须带好口罩、眼镜及胶手套。4.7必须具备良好的照明条件。7.8实时注意掌子面的情况，防止注浆压力过大掌子面开裂。八、质量要求8.1根据施工基准点，按管棚施工图布置管棚孔；孔位偏差在100mm内；管棚孔钻进深度误差为-0.2～+0.3m；钻孔偏斜率控制在0.8%以内。8.2采用导向跟管钻进泥浆护壁施工时，钻孔应由高孔位向低孔位进行，同时，要求地面沉降量控制在5mm以内。8.3钻孔孔径应比钢管直径大10-20mm。8.4遇卡钻、坍孔时应注浆后重钻。8.5钻孔合格后及时安装钢管，其接长时连接必须牢固。8.6注浆浆液必须充满钢管，注浆量和压力应根据试验确定。九、现场文明施工9.1严格要求全体施工人员对文明施工的重要意义必须有充分的认知，使之成为每个人的自觉行为。9.2机械设备、材料、物资的搬运、装卸时应保证周围施工设施。9.3施工中，应保持良好的工作环境，材料工具、备用设备等均要码放整齐有序。9.4对钻进时产生废浆和涌出的地下水，应及时排出，泥砂按时清理，并运卸到指定地点。9.5加强文明施工管理，爱护施工机具和材料，减少浪费。十、应急处理预案10.1施工前应对施工影响范围内和管线进行探测，核对管线资料，包括：市政管线、军用通信、人防工程等分布情