管棚施工方案初稿

青岛市地铁一期工程（3号线）土建07标清江路站二号风道ø108大管棚超前支护施工方案编制:审核:中铁十八局集团有限公司青岛市地铁一期工程（3号线）土建07标项目部二0一0年十二月三十日一、编制依据1.1本标段合同文件、施工图纸、岩土工程勘察报告1.2业主在合同文件中明示的规范、标准及其它有关规范、标准。二、工程概况清江路站二号风井位于青岛市自来水加压站东北角约30米处，在哈尔滨路南侧绿化带内，风道中心与车站正洞相交里程为K12+513.719。二号风井施工场地占用哈尔滨路南侧部分规划公园绿化用地设置，占地面积约3500m2，做为项目部办公、生活区及风井施工场地。二号风井采用明挖法施工，风道采用暗挖法施工。竖井结构尺寸为14.2m×5.8m，衬砌60cm，净高27.23m；风道净跨11m，净高14.785m，衬砌厚度80cm。长度51.28m。结合设计图纸我们施工前对周边管线详细调查。清江路站范围内沿路纵向分布大量管线分别为电力、通信、燃气、给水、雨水、污水等12条，其中有压及重力流管线9条。二号风道主要下穿DN600的自来水管和DN400燃气管，施工前已详细定位管线位置属性，施工前制定了相应保护措施。施工场地周边50m范围内无高大建筑物，对施工无较大影响。三、总体施工部署3.1安全生产目标在整个施工过程中各监测项目，各种变形、沉降均控制在允许范围内，确保施工和周边建筑物的安全。3.2总体施工安排待竖井施工至风道拱部时，开始准备管棚施工的材料、机械、人员等。考虑到管棚施工工期及施工干扰，管棚在通道马头门处一次打设到位。待达到可以施工管棚位置时，停止竖井开挖，各上两台钻机，对称进行管棚施工。管棚施工期间，安排施工人员10人、技术及管理人员4人、钻机2台。四、施工进度计划施工进度计划管棚施工准备工作：2天；（2010年1月2日-2010年1月3日）管棚施工：16天；（2010年1月4日-2010年1月19日）五、机械设备：序号名称规格产地配备数量附注1地质钻机SKQ100湖北首开机械有限公司2气动潜孔钻机2泥浆泵BW-250衡阳探矿机械厂2注浆3卧式搅拌机4.5KW自制2制浆4电焊机BX1-500上海江宁机床厂25注浆泵GZJB河南平顶山1注浆六、大管棚施工清江路站二号风道大部分处于强风化岩层中，岩体极为破碎，开挖断面为187.8m2开挖断面较大，为确保风道开挖岩体的稳定，风井开挖至风道拱部时施作风道拱部大管棚和超前小导管预支护。布设形式如下图示：6.1大管棚施工方法φ108大管棚包括：定位、钻孔、布管、封堵、注浆。（1）定位：采用定位导向架，以保证管棚的位置，及外插角度。（2）钻孔：采用SKQ100型气动潜孔钻机。（3）布管：采用φ108，设计壁厚8mm的无缝钢管加工而成，长30m，设于开挖轮廓线拱部，环向间距0.3m，外插角3°，从钢架外缘穿过，尾端与钢架焊接为一体。（4）封面：注浆前，先用C25喷射砼对钢管与孔壁间空隙的封堵，防止注浆时漏浆。（5）注浆：采用单液注浆泵压注水泥浆，以加固地层。6.2定位为保证管棚定位及外插角精度，采用导向架定位。导向架采用I18工字钢，加工成两榀，间距为1.5m其中第二榀比第一榀高80cm,即第二榀⑥号工字钢的长度为1080mm,以保证3°的外插角。导向架外边缘为风道标准段开挖轮廓线外放30cm。外缘布置54个Φ150导向管其长度1.5m，导向管与I18工字钢焊为整体。Φ16固定钢筋与导向管、I18工字钢采用双面焊接，焊缝长度大于8cm。以保证导向架的整体稳定及钻孔的方向。导向架组装大样图见附图：导向架制作及安装注意的事项：（1）导向架现场拼装时，准确测量，定出其平面位置和里程。（2）导向架内I18钢拱架架立必须垂直，不得扭曲变形，钢拱架拱脚安置在稳定的基岩或混凝土底座上，必要时打设锚杆，锚杆端部焊于导向架上，前后两榀拱架用纵向I16工字钢连接，环向间距2米一根；（3）导向件外边缘54个Φ150孔口管与I18工字钢焊为整体。钻孔前复测导向管中心位置，并报验现场监理合格后方可开钻。6.3钻孔（1）检查开挖的断面中线及高程，确保开挖轮廓线符合设计要求。在开挖工作面处架设定位导向架；（2）定位导向架安装垂直度允许误差为±20，中线及高程允许误差为±5cm。在定位导向架上沿通道开挖轮廓线纵向钻设管棚孔，其外插角以不侵入隧道开挖轮廓线越小越好。钻孔顺序见下图：线路中线隧道中线ⅠⅡⅢⅣ大管棚两台钻机钻孔顺序示意图说明：Ⅰ部和Ⅱ部同时开孔，同时结束；Ⅲ部和Ⅳ部同时开孔，同时结束。方向前进如上图所示。原则为：任何时候都必须保证有两台钻机同时工作，以保证管棚施工进度。（3）按照布好的孔位及钻孔的方向和倾斜度开始钻孔。孔口位置与设计位置的允许偏差为±5cm；孔底位置偏差小于孔深的10‰。（4）刚开孔时，要低压、慢转，以便于控制方向，然后逐渐地提高钻速，保持正常压力。如遇到大孤石时，则需高压、低速进行。总之，要随着地质的不断变化，相应地调整钻进参数。（5）钻孔结束后，用压缩空气清孔排渣，严禁采用水作为冲洗液。并做掏孔检查，在确认无塌孔和探头石时，才可安设钢管。（6）钻头采用φ130的合金钻头，遇孤石时，则采用金刚石钻头。6.4配管为了使大管棚的整体受力效果更好，在接长管棚钢管时，钢管接头在通道纵断面上错开布置，布置形式如图示。下管时，由于φ108×8mm的大导管从1.5~3m不等，故必须将管子相互连接起来，才能达到设计长度。管子连接采用内套管法：即在两根管子的接头内套一φ89×3.5mm的内套管，长40cm，然后用电弧焊将缝隙焊满、焊牢。6.5送管：考虑到竖井内，场地狭窄，大型机械无法操作，只能用钻机送管。成孔后，通过异型接头，用主动钻杆带动φ108×8mm的大导管，边旋转（克服磨擦阻力）边向前推进，直至将全部管子送到位。6.6管口封闭在管子端部焊一带眼的钢板，然后将φ42×4mm（长50cm）的注浆管与该钢板相焊。钢管与孔壁间空隙的封堵：利用自制工具将早强水泥砂浆塞入孔口封堵，封堵材料装入孔内不小于1m长度，确保封堵质量。6.7注浆6.7.1大导管注浆施工参数（1）先在ø108×8mm钢管上钻ø10mm的出浆孔，孔距50cm，呈梅花型布置。钢管尾部2m不钻花孔作为止浆段。形式如图示封堵材料钻孔壁不小于1米注浆孔钢板小导管（与注浆管连接）钻孔与管壁之间封堵示意图?10mm注浆孔（2）钢管沿隧道开挖轮廓线布置，外倾角3°，间距0.3m,共打设54根L=30m。（3）根据地址及水文条件选择单液水泥浆：水泥浆水灰比(W:C)为1:1。注浆压力设计采用0.5-1.0Mpa。根据现场注浆情况及围岩性质注浆压力可做适当调整。6.7.2大导管注浆量计算：按下式计算Q=πr2Hηа其中：r——浆液扩散半径；H——大导管长度，取30m；η——岩体孔隙率，取0.6。а——充填率系数，取0.3。大管棚注浆量计算表0．10.20.30.40.530543122121713393钢管净空容量201说明：1.r、H单位以米计；Q单位以升计。6.7.3浆液的调制步骤：(1)水泥浆液搅拌在拌合机内进行，根据拌合机容量大小，严格按要求投料；(2)搅拌投料的顺序为：在放水的同时，将外加剂（如有）一并加入搅拌，待水量加足后，继续搅拌1min，并将水泥投入，搅拌时间不小于3min，并在注浆过程中不停搅拌浆液；rQH(3)配制水泥浆液时，严防水泥包装纸及其他杂物混入。拌好的浆液在进入贮浆槽及注浆泵之前均应对浆液进行过滤，未经过滤网过滤的浆液不允许进入泵内。配制的浆液在规定时间内注完。6.7.4注浆方式及顺序(1)注浆方式根据围岩类别、地质条件、机械设备及注浆孔的深度选用全孔式。即钻孔直至孔底，然后一次注浆完毕。(2)注浆顺序从拱顶顺序对称向下进行。如遇窜浆或跑浆，则间隔一孔或数孔灌注。注浆结束后，利用止浆阀保持孔内压力，直至浆液完全凝固。注浆压力与地层条件及注浆范围要求有关，一般要求能扩散到管周0.5~1.0m的半径范围内。但应控制注浆量，每根大导管内已达到规定注入量时就可结束，若孔口压力已达到规定压力值而注入量仍不足时，亦应停止注浆，以防压裂开挖面。6.7.4注浆结束条件单孔结束条件：注浆压力达到设计终压，浆液注入量已达到计算值80%以上。全地段结束条件：所有注浆孔均已符合单孔结束条件，无漏注浆情况。6.7.5注浆效果检查采用分析法进行检查：分析法：即分析注浆记录，看每个孔的注浆压力、注浆量是否达到设计要求；在注浆过程中，漏浆、跑浆是否严重；以浆液注入量估算浆液扩散半径，分析是否与设计相符。6.7.6注浆异常现象处理（1）发生串浆现象，即液浆从其他孔中流出时，采用方法：堵塞串浆隔孔注浆；（2）单液注浆水泥浆压力突然升高，可能发生了堵管，停机检查；（3）钻孔过程中在开孔后2m处，孔深1/2处，终孔处三次进行斜度量测。如误差超限及时改进钻孔工艺进行纠偏，至终孔仍超限时，则封孔重钻。（4）水泥浆单液进浆量很大，压力长时间不升高，则应调整浆液浓度及配合比，缩短凝胶时间，进行小量低压力注浆或间歇式注浆，使浆液在裂隙中有相对停留时间，以便凝胶，但停留时间不能超过混合浆的凝胶时间，才能避免产生注浆不饱满。七、质量保证措施(1)本项目的管理人员，均由取得相应的专业技术职称或受过专业技术培训，并具有一定的施工及管理经验的技术人员组成。(2)建立健全岗位责任制，每项工作都由专人负责。(3)机械管理部门定期维修、保养现场的施工机电设备，保证其满足施工需要。(4)所有进场设备在施工期内保持良好状态。(5)施工技术交底，以书面交底为主，包括结构图、表和文字说明。交底数据必须详细准确、直观、符合施工规范和工艺细则要求,并经第二人复核确认无误后，交付使用，交底数据妥善保存备查。(6)做好市场调查,从中选择几个生产管理好、质量可靠稳定的厂家，作为待定的供销商，建立质量档案。(7)从业主指定的供货商产品中按规定取样，送业主认可的质监站进行试验。(8)试验结果合格后，方可用于本工程的施工。(10)原材料进场必须“三证”齐全，包括产品合格证、抽样化验合格证和供货商资格合格证。(11)原材料进场后按指定地点整齐码放，并挂标牌标识，标明型号、进场日期、检验日期、经手人等，实现原材料质量的有效追溯。八、安全保证措施（1）加强全员安全意识教育;（2）针对本隧道工程长大管棚施工特点和要求,参照有关规范制订规章制度；（3）加强对围岩进行动态监控量测，实行信息化管理，科学地组织施工；（4）拆卸钻杆时，要有统一指挥、明确联络信号，扳钳卡钻方向正确，防止管钳用扳手伤人；（5）钢管内注浆时，操作人员应戴口罩、眼镜和胶手套。（6）要有良好的照明条件。九、环境保护及文明施工保证措施（1）学习贯彻地方政府环保法规及有关规定，明确本标段的环保要求，增加投入，制定相应措施，处理好施工与环保的关系。（2）选用低噪音设备，采取消音措施降低施工过程中的施工噪音。（3）施工中产生的废泥浆，在排入市政管网前应先沉淀过滤，废泥浆和淤泥使用专门的车辆运输，防止遗洒，污染路面。（4）我公司将在开工前完成工地排水和废水处理设施的施工，做到现场无积水，排水不外溢，不堵塞，水质达标；