双井站大管棚施工方案

PAGEPAGE10目录1、工程概况 31.1工程施工环境 31.2工程地质及水文地质 31.2.1工程地质 31.2.2水文地质 32、工程特点 33、施工方案 33.1管棚设计参数 43.2水平定向钻进方法原理 53.3管棚打设工法 63.4施工工艺流程 63.5设备组装前的准备工作及钻机设备安装 63.5.1设备组装前的准备工作 63.5.2钻机设备安装 63.6调试钻机（方位、倾角） 73.7钻具组装 73.8冲洗液流通系统 73.9导向钻进 83.10回次加尺、接线、焊接 83.11探头盒回取及终孔注浆 94、设备选型 95、质量保证措施 96、安全保证措施 116.1安全保证措施 116.1.1安全用电 116.1.2机械安全 116.2施工安全 126.2.1焊接作业 126.2.2起重作业 12

1、工程概况1.1工程施工环境7号线双井站位于北京市朝阳区，紧邻北京市CBD核心区，车站位于广渠门外大街、广渠路与东三环交叉口东侧，与既有10号线双井站T型换乘，10号线线路为南北走向、7号线线路沿广渠路东西走向，10号线为2008年通车运营。双井站车站主体采用暗挖法施工，车站两端为矿山法区间。双井站为地下两层双柱三跨岛式车站，站台宽度为14m车站主体长度237.6米，标准段宽23.1米，总高16.15米，有效站台中心处拱顶覆土厚约14.3米，结构底板埋深约31.5米。1.2工程地质及水文地质1.2.1工程地质根据勘察资料及室内土工试验结果，按地层沉积年代、成因类型，将本工程场地勘探范围内的土层划分为人工堆积层、第四纪全新世冲洪积层、第四纪晚更新世冲洪积层三大层。1.2.2水文地质根据勘察深度范围内，发现两层地下水，地下水类型分别为潜水（二）和承压水（三）。勘察过程中未发现上层滞水，但考虑大气降水，管线渗漏等因素，不排除场地内局部存在该层水的可能性。2、工程特点（1）前期施工对围岩多次扰动，造成围岩应力重分布将会引起地表沉降，施工过程中应严格控制地表沉降。（2）施工工序繁杂，孔位交错，施工干扰大。（3）孔位多呈弧形布置，钻机就位困难。3、施工方案双井站共设4个施工竖井和1个1号风道临时施工竖井，上述5个竖井均承担双井站主体施工任务，因此设计图纸要求，每个竖井横通道破马头门进入车站小导洞施工前，需要进行大管棚+深孔注浆超前加固施工。根据施工进展情况，首先在3号竖井上层横通道施工完成后，由东西两侧进行车站主体上部导洞施工。导洞施工前，先进行车站主体导洞及车站主体初期支护大管棚施工。上部导洞拱顶主要位于⑤1中粗砂层，起拱线以上采取108mm大管棚＋深孔注浆加固。根据工程设计，质量标准结合施工场区地面条件，工程地质、水文地质条件，我部拟采用“有线仪器定向，一次性跟管钻进法”（即成孔和埋设管棚一次完成）进行大管棚施工。车站上部导洞及主体初支管棚布置图3.1管棚设计参数超前大管棚采用108mm热轧无缝钢管，壁厚t=6mm，间距400mm，打设角度为0～1°。大管棚长度：由3号竖井向1号风道方向（向西），单根打设长度为30m；由3号竖井向2号竖井方向（向东），单根打设长度为34m，车站主体段，管棚搭接长度5m。管棚打设长度如下图所示：管棚打设长度示意图3.2水平定向钻进方法原理水平定向钻进方法是非开挖管线施工的一种方法。该方法要求在钻进过程中能准确测定钻头在地下的位置和方向。根据钻头在钻进过程中的位置和方向同设计轨迹的差异，利用能进行调节方向的钻头（一般为楔型钻头）改变钻头的钻进方向，从而按设计要求完成各种管线的铺设。钻头示意图如下：如图所示：钻头内装有特制的传感器，传感器直接由15V直流供电。显示屏显示钻头的倾角(水平角度)、面向角(导向板的方向：导向板朝上即为12点，如同钟面)。打设角度如果偏下，可以把钻头调到12点，即导向板朝上，直接顶进，此时由于导向板底板斜面面积大。受到一个向上的力，钻头轨迹就会朝上运动。同理在6点纠偏可以使钻头轨迹朝下，9点、3点分别是为左、右纠偏方向。如果角度合适，钻机会匀速旋转钻进，此时钻杆轨迹一般是平直的。所以导向钻头是上下纠偏的关键。至于左右偏差根据传感器尾端的发光装置来定，通过仪器测量参数来纠偏。3.3管棚打设工法根据本工程的工程地质、水文地质条件、施工场区环境等具体情况，为防止钻进中地下水及泥沙涌出，确保管棚打设质量，设计主要程序如下：（1）开孔：用专用开孔钻机开出长约800mm～2000mm的φ156孔位；（2）用φ110×6mm钢管做钻具，前端装有导向探头的导向专用钻头，采用泥浆护壁，利用有线导向仪监控，随钻进加尺（方位、角度发生变化时，随时进行修正），将棚管依次打入。同时将钢管接口焊接严密，直至达到设计长度。3.4施工工艺流程 三通一平→人员设备进场→铺设"H"钢轨道→设备组装调试→埋设孔口管→调试钻机（方位、倾角）→钻具组装进孔→冲洗液循环→导向钻进→回次加尺（接线、接口补焊）→孔斜测量→导向钻进→直至设计深度终孔→回取探头盒→管内及环状间隙注浆→移至下一孔位。3.5设备组装前的准备工作及钻机设备安装3.5.1设备组装前的准备工作(1)设备检查：检查是否有缺件及好坏程度；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；(2)检查所有焊接部位是否有开焊，有则补焊；(3)各种部件是否有变形，有则进行校正。3.5.2钻机设备安装(1)钢垫板规格=长×宽=250×250mm；胀管螺栓直径=φ16mm；钢垫板与基础固定要牢，强度要高；(2)H型钢轨找平误差<3mm；(3)底盘对角线找方误差±3mm；(4)斜拉筋需绷紧，交叉拉力基本相等；(5)四柱对角误差±5mm；(6)升降系统：卡瓦等上紧，加强整体性；(7)所有螺母必须拧紧，发现溢扣者必须换掉；(8)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。3.6调试钻机（方位、倾角）（1）钻机入孔的方位角及倾角，必须在测量队提供的可靠的测量数据上进行；（2）孔位确需移动时，须设计与监理同意，并且计算回归角度；（3）根据试验检验导向钻头的纠偏能力，在施工经验积累的基础上，确定开孔方位和倾角是否增加纠偏角，并以书面形式通知机台；（4）计算倾角时应将隧道坡度考虑在内，钢管打设时原则上不允许向内偏斜。3.7钻具组装（1）钻头楔掌板旋转直径φ≤114mm，楔型面与钻具（钻杆）交角≤20°（2）水眼直径为8～10mm；（3）钻具前部的导向钻头，探头必须经检验，保证质量合格，性能可靠，安装齐全；（4）探头盒后部加装灯光以备随时测斜之用。3.8冲洗液流通系统（1）冲洗液具体配比根据具体地层情况确定。泥浆需经充分搅拌，均匀配制而成。配制时，必须严格执行配比；（2）冲冼液必须先配制好后使用，严禁使用中同时加清水、加料；（3）冲洗液流通系统：冲洗液制备→储浆池→泥浆泵→送水器→钻具→管外环状间隙→孔口回水阀门→高吊管→回浆管（沟）。钻进过程中必须保持上述各流通环节的畅通；（4）在施工过程中，应根据不同地层，合理调节泵压、泵量，以免因冲洗液不足引起通道堵塞或因过大导致过量泥沙外排。此工程中，一般宜取中低压、中小水量。3.9导向钻进（1）导向钻进前应对钻机定位情况、方位、倾角情况，孔口管对中情况，冲洗液流通以及导向仪显示情况进行全面复检，确认正常后进行试钻；（2）钻进前须先开泵，待冲洗液流通正常后，方可钻进；（3）钻进时，泵压应控制在0.6～1.0MPa，泵量为10～30L/min为宜。保持中低压力，均匀中速钻进；（4）为防止水土流失，控制沉降，必要时需采用孔内保压措施。要始终保持回水量小于或等于进水量；（5）导向技术人员随着不断钻进，必须时刻观察探头角度变化情况，角度偏差大于0.3°时，应及时纠偏。当纠偏无效、偏差大于0.6°时，应停止钻进，及时研究对策，确定方法可行后再施工。现场须及时进行导向数据记录和钻具前端长度及每次加管长度详细记录；（6）钻孔出现涌水时，应尽量保持泵压，泵量不能变小，以平衡孔内压力；（7）冲洗液不正常时，严禁继续钻进。泵工应注意观察冲洗液变化情况，及时上报有关负责人；（8）导向钻进至10及20米时，应分别进行一次测斜。发现超限，及时补救。3.10回次加尺、接线、焊接（1）每根管在下坑前必须进行质量检查。管材不得有弯曲，丝扣四周壁厚均匀，丝扣完好合格。管材内的铁屑、赃物及锈皮等必须清除干净。下坑时避免与硬物相碰，以免损伤管扣；（2）钻进中，每次加尺后，须先钻进后起出进行棚管丝扣接缝焊接（即先钻后焊），以免钻进时的扭力造成开焊。要求每个接缝焊接进行自检，保证焊接质量；（3）连接的电线应选用导电性能好，外壳绝缘性能好且耐磨的电线。接头处要用两层热缩套管套好，用热吹风机吹烤贴牢；（4）回次加尺、接线、接管以及焊接过程中，均注意不得将异物遗留或掉入打设管内。3.11探头盒回取及终孔注浆（1）用φ8mm的钢丝绳将探头盒取出，取出时应每10米测量一次孔斜情况；（2）单孔打设验收合格后，通过管内压注水泥浆，对管内及管外环状间隙进行充填；（3）单孔验收合格后，在现场立即办理验收合格签证，再转入下一孔位施工。4、设备选型名称型号数量备注水平钻机HGT-1002台定向钻进导向仪DITRACK、SE-1型水平导向仪2套工作平台（架）H-3型可移动升降式工作平台2泥浆泵（含注浆）BW-250型2搅拌箱立式离心泵循环搅拌2因本工程管棚管径大，故选用功率较大的水平钻机。拟选用的钻机主要性能如下：HGT-100钻机，长11.7m；扭距6000N.m；给进力130KN；重量1.5t；电机功率50KW。5、质量保证措施（1）工程开工前，认真做好技术交底，做到人人明白技术要求，个个分担技术责任；（2）上岗人员必须经过技术培训，特殊工种必须持证上岗；（3）施工人员严格执行北京市施工的有关规定；（4）严格按照管棚打设施工的总体要求和设计技术交底的具体要求进行每一工序的施工；（5）主要工序均由本工序的负责人进行自检，合格后上报工程技术负责人，会同监理检验合格后方可进行下一工序施工；（6）管棚施工严格按照设计要求及规范标准执行，主要项目如下：①单孔开孔间距为400mm。开孔孔位偏差≤±50mm，若须移位，应调整开孔角度进行回归；②开孔孔位距隧道开挖线为150mm，不允许向内偏斜。设计向外偏角（放射角）在0.2～0.6°③管棚的偏斜应控制在5‰以内，终端最大控制间距为500mm；④为了保证钢管连接的同轴性，每根钢管都必须加车6mm丝扣，采用丝扣连接。丝扣连接一定要拧紧、到位，然后加焊；⑤终孔后，管棚的注浆压力要控制在0.2～0.5MP之间，注浆压力不宜偏大。注浆量以出浆口流出水泥浆为准。⑥管棚孔深允许误差为±30mm；（7）生产主管、技术人员、机手在施工中应熟悉地层变化，分析偏斜规律，根据情况变化时调整技术参数和开孔角度；（8）各班记录人员准确丈量钻具，准确记录钻杆长度、根数。各种数据记录要及时。禁止追记或补记，及时校正孔深，交接班要交接清楚；（9）钢管接缝补焊，严格实行专人专岗，个人包干，严禁中途找人替焊，如必须找人替焊时，须经班长批准，并记录在案。交接班时要记录班次焊口数量；（10）严把材料质量关，对所有使用的各种材料和零部件，均须由专人一一检测，不合格者必须剔除，严禁勉强使用或漏检；（11）钢管运到现场，须由专人清理管内铁屑、杂物、避免漏清。钻工在加尺前须进行复查，确保管内干净；（12）现场质量员对每道工序质量必须认真监督与检查。发现质量问题，在质量人员监督下及时给予补救；6、安全保证措施6.1安全保证措施安全防范重点为：安全用电、机械安全、施工安全等。6.1.1安全用电（1）所有施工人员应掌握安全用电的基本知识和所用设备性能，用电人员各自保护好设备的负荷线、地线和开关，发现问题及时找电工解决，严禁非专业电气操作人员乱动电器设备；（2）高压线引至施工现场的室内变电所，所内通风及排水良好，门向外开，上锁并由专人负责，人员不得随便进入，变压器安设位置，接地电阻符合规范要求；（3）配电系统分级配电，配电箱、开关箱外观完整、牢固、防雨防尘、外涂安全色、统一编号。其安装形式必须符合有前规定，箱内电器可靠、完好，造型、定值符合规定，并标明用途；（4）现场内支搭架空线路的线杆底部要实，不得倾斜下沉，与基坑边及临近建筑应有一定安全距离，且必须采用绝缘导线，不得成束架空敷设，达不到要求必须采取有效保护措施；（5）所有电器设备及其金属外壳或构架均应按规定设置可靠的接零及接地保护；（6）施工现场所有用电设备，必须按规定设置漏电保护装置，要定期检查，发现问题及时处理解决；（7）现场内各用电设备，尤其是电焊、电热设备、电动工具，其装设使用应符合规范要求，维修保管专人负责。6.1.2机械安全各种机械要有专人负责维修、保养，并经常对机械的关键部位进行检查，预防机械故障及机械伤害的发生；在钻机操作时，严格遵守操作规程，防止机械伤人事故发生。6.2施工安全6.2.1焊接作业（1）工作时应穿戴工作服、绝缘鞋、电焊手套、防护面罩、护目镜等防护用品；（2）焊接作业现场周围10米内不得堆放易燃易爆物品；（3）作业前检查焊机、线路、料机外壳保护接零，确认安全；（4）焊接时二次线必须双线到位，严禁用其他金属物作二线回路；（5）焊把线不得放在电弧附近或炽热的焊缝旁，不得碾压焊把线；（6）气焊时先开乙炔阀点火，后开氧气阀调整火焰。关闭时先关乙炔阀，再