高速公路工程隧道大管棚施工作业指导书

隧道大管棚施工作业指导书

一、概述

1.1、目的

明确隧道大管棚施工作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范隧道大管棚施工作业。

1.2、编制依据

（1）、《实施性施工组织设计》

（2）、《公路隧道施工技术规范》（JTG F60—2009）、《公路工程质量检验评定标准》（JTC F80/1-2004）国家的相关规定、标准以及有关现行的国家和行业技术规范和标准。

（3）、《****至**高速公路两阶段施工图设计文件》

（4）、本项目的机械配备、施工能力、技术力量和经济实力以及在类似工程中的施工经验。

1.3、适用范围

适用于****至**高速公路***标所有隧道大管棚施工。

二、施工方法及工艺

2.1、大管棚设计参数：

⑴、钢管规格：热轧无缝钢管Φ108mm,壁厚6mm，节长4m,6m。

⑵、管距：环向间距40cm。

⑶、倾角：仰角1°左右（不包括路线纵坡），方向：与线路中线平行。

⑷、钢管施工误差：径向不大于20cm。

⑸、隧道纵向同一断面内的接头数不大于50%，相邻钢管的接头至少错开1m。

2.2、施工准备

⑴、施工前熟悉设计文件，领会设计意图，做好现场调查和图纸核对工作。

⑵、施工场地应结合工程规模、工期、地形特点、弃渣场和水源等情况进行合理

布置。

⑶、从事隧道施工的各类特殊岗位人员均应持证上岗。

⑷、隧道施工前应对施工人员进行安全培训和安全、技术交底。

⑸、应做好工程所需材料的选择和相关检测、试验工作。

⑹、应配备满足工程需要的施工设备和仪器，并完成相应的检定工作。

2.2.1、人员

2.2.2、设备

隧道施工机具表

2.2.3、材料

⑴、钢材按设计规定购买标准材料，钢材进场要有出厂合格证明，进场后的钢筋每批(同品种、同等级、同一截面尺寸、同炉号、同厂家生产的每60t为一批)截取两组试样，每组2个试件，一组试件用于拉伸试验(屈服强度、抗拉强

度及延伸率)；一组试件用于冷弯试验。

⑵、水泥：应优先采用普通硅酸盐水泥，也可采用矿渣硅酸盐水泥，在软弱围岩中宜选用早强水泥。水泥标号不得低于42.5级，使用前应做强度复查试验。

⑶、砂：混凝土用砂，应采用级配良好、质地坚硬、颗粒洁净的河砂、河砂不易得到时，也可用山砂或硬质岩石加工的机制砂。

⑷、石料：采用坚硬耐久的碎石或卵石，粒径不宜大于15mm。

⑸、水：水质应符合工程用水的有关标准，水中不得含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质。

2.3、施工方法

2.3.1、套拱施工

⑴、按设计给定的管棚施工范围测量放线定位，经监理复测同意施工后，才能开始施工，在明洞开挖留好的平台继续将两侧管棚位置开挖出来，形成台阶式工作平台。测量定位套拱底部与顶部准确位置。

⑵、套拱钢支撑采用自制型钢冷弯机加工。严格管理，将钢架的加工误差及变形值控制在技术规定的范围之内。拱架加工完成后，进行试拼，其平面扭曲不得大于20mm，尺寸偏差不得大于10mm，轮廓线偏差不得大于10mm。钢支撑段与段之间用22×22×1.5㎝钢板连接，用螺栓固定。焊接必须使用双面焊接工艺，焊缝厚度不小于4㎜。钢支撑安装时要保证与隧道纵向垂直，其上下、左右允许偏差为5cm，钢架倾斜度不得大于2度。孔口管环向间距40㎝，仰角1～2°，方向与路线中线平行。为了大管棚注浆方便，孔口管长度比设计加长20㎝，超长部分伸出到挡头模板外，便于今后在管头加工丝扣上注浆阀，孔口管用Φ25长90㎝钢筋固定。孔口管作为管棚的导向管，它安设的平面位置、倾角、外插角的准确度直接影响管棚的质量。用全站仪以坐标法在工字钢架上定出其平面位置，用水准尺配合坡度板设定孔口管的倾角，用前后差距法设定孔口管的外插角。孔口管应牢固焊接在工字钢上，防止浇筑混凝土时产生位移。报项目部与监理检验合格后方可进行下步施工。

⑶、套拱内外模全部使用5公分厚木模板，底模支撑采用3榀I18型钢加工成600㎝外径的弧形支撑，外模用Φ22钢筋焊接在套拱内部钢拱架上形成弧

形扣牢外模板，挡头板也使用类似方法固定。

⑷、套拱浇筑C25混凝土，一次浇筑完成，浇灌前先检查搅拌机与振动器及备用发电机运转是否正常，水、电及砂石、水泥准备充足。

2.3.2、管棚制安

⑴、钻孔

钻孔流程：钻孔台车就位、固定→台车大臂矫正→钻孔及接长钻杆→钻杆分节退出卸下。

①、液压钻孔台车钻深孔时由于钻杆长度较短必须接杆，因此，随着孔深的增长，需要对回转扭矩、冲击力及推力进行控制和协调，尤其要严格控制推力，不能过大。

②、为了确保钻杆接头有足够的强度、钢度和韧性，钻杆联接套应与钻杆材质相同，两端加工内螺扣(配合钻杆首尾端外螺扣)，联接套的壁厚≥10mm。联接套及连接方式见下图。

钻杆连接器示意图

③、施钻时，台车大臂必须顶紧在掌子面上，以防止过大颤动影响施钻精度。

④、钻机开孔时钻速宜低，钻进20cm后转入正常钻速。

⑤、第一节钻杆钻入岩层，尾部剩余20～30cm时停止钻进，人工用两把管钳卡紧钻杆(注意不得卡丝扣)，钻机低速反转，脱开钻杆。钻机沿导轨退回原位，人工装入第二根钻杆，并在钻杆前端安装好联接套，钻机低速送至第一根钻杆尾部，方向对准后联接成一体。

⑥、换钻杆时，要注意检查钻杆是否弯曲，有无损伤，中心水孔是否畅通等，不符合要求的应更换，以确保正常作业。

⑦、开孔采用Φ125钻头，尾段可采用Φ110钻头，钻孔直径比棚管外径大20～30mm，孔深大于管长0.5m以上。

⑧、钻孔达到要求深度后，按同样方法拆卸钻杆，钻机退回原位。

⑵、管件制作

棚管采用Φ108的无缝钢管，钢管节长有4m和6m两种，而管棚长度在18m、30m，因此必须进行接长，同时根据设计钻注浆孔。为使钢管接头错开，加工钢管时对钢管节进行编号，进行搭配后做好记录待用，保证每一断面上钢管接头数量不超过50%，相临钢管接头错开1米以上。

⑶、顶管作业

将钢管安放在台车大臂上后，凿岩机对准已钻好的引导孔，低速推进钢管，其冲击力控制在1.8至2.0MPa，推进压力控制在4.0至6.0MPa。

⑷、管棚接长

①、管棚接长时先将前一根钢管顶入钻好的引导孔后再行连接。预先加工好管节连接套（见下图），联接器螺纹长度不小于15厘米。要将联接器预先焊接在每节钢管两端，便于连接。第一根钢管前段要焊上合金钢片式空心钻头，以防止端部顶弯或劈裂。

②、接长管件应满足管棚受力的要求，相邻管的接头应前后错开，避免接头在同一个断面受力。

联接内螺纹

接头A接头B

管节连接套加工示意图

③、采用大孔引导和棚管钻进相结合的工艺，即先钻大于棚管直径的引导孔，然后利用钻机的冲击和推力(顶进棚管时凿岩机不使用回转压力，不产生扭矩)将安有工作管头的棚管沿引导孔顶进，逐节接长棚管，直至孔底。

2.3.3、管棚注浆

⑴、注浆顺序

管棚注浆顺序原则上遵循着“先外后内”、“跳孔注浆”、“由稀到浓”的原则，跳孔进行注浆施工，开始时注浆的浆液浓度要低一些，逐渐加浓至设计浓度。