京福铁路客专（闽赣段）VI标项目经理部南雅隧道
超前大管棚施工培训材料
中国中铁
中铁隧道股份有限公司京福铁路客专闽赣VI标项目经理部三工区
2010年9月2日
南雅隧道大管棚技术培训记录
1、适用范围
适用于中铁隧道集团新建京福铁路客运专线闽赣VI标南雅隧道正洞的管棚施工。
2、作业准备
2.1内业技术准备
开工前组织施工人员认真学习以下规范、技术标准、施工图纸，制定隧道施工安全措施，提出隧道施工应急预案。对参加施工人员进行岗前技术培训，考核合格后持证上岗。
⑴《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204-2008）
⑵《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》（铁建设【2005】160号）
⑶《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086） ⑷《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》（TB10108）
⑸新建京福铁路客运专线南雅隧道施工图及京福铁路闽赣公司管理办法 ⑹新建京福铁路客专闽赣段VI标实施性施工组织设计 2.2外业技术准备
施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集：隧道地质条件、覆盖层厚度、开挖断面尺寸、围岩类别、隧道长度、工期要求、预留沉落量、施工误差、管棚施做范围、管棚长度、直径、环向间距、导向墙设计参数等。
施工前，应由专业工程师向现场技术人员、作业人员进行技术交底，并确认人员、设备、材料、机具、作业环境满足正常作业的要求。
3、技术要求
设计参数：
①导管规格 108mm，壁厚6mm；以丝扣连接而成，钢管与钢花管之间同一截面内的接头数不超过管数的50%。
②管距：环向间距40cm；
③倾角：外插角1°～3°为宜，可根据实际情况作调整； ④注浆材料：水泥液浆； ⑤设置范围：拱部140°范围； ⑥长度：10～60m，每节长4～6m；
⑦钢管施工误差：径向不大于20cm，相邻钢管之间环向不大于5cm。
4、施工程序及工艺流程
4.1施工程序:
施工准备→导向墙施做→钻孔清孔验孔→安装钢管、钢筋笼及接长→钢管封口→管棚注浆→清理现场,准备隧道正洞施工。
4.2工艺流程
施工工艺流程见图4.2。
图4.2 超前大管棚施工工艺流程图
一节管棚体安装结束 开挖周边放样布孔 管棚钻机就位 钻进＋管棚体安装
钻杆退回原位 接长管棚 继续钻进安装至设计长度
下一根管棚钻进 钻进结束 安放钢筋笼 注浆
5、施工要求
5.1 施工准备
5.1.1现场核对隧道明暗交界里程是否与设计图纸有出入，如果有，则需变更导向墙施做里程，以使导向墙紧贴或嵌入明暗交界面施做。
5.1.2施工前应完成洞口截排水沟施工。
5.1.3导向墙施工前应将洞口边仰坡刷至导向墙施工标高，形成管棚作业平台。
5.2施工工艺 5.2.1 施作导向墙
⑴混凝土护拱作为长管棚的导向墙，在开挖廓线以外拱部140°范围内施作，护拱内埋设钢筋支撑，钢筋与管棚孔口管连接成整体。导向墙环向长度可根据具体工点实际情况确定，要保证其基础稳定性。
⑵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。用经纬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。
5.2.2 搭钻孔平台安装钻机
⑴钻机平台用钢管脚手架搭设，搭设平台应一次性搭好，钻孔由1～2台钻机由高孔位向低孔位进行。
⑵平台要支撑于稳固的地基上，脚手架连接要牢固、稳定，防止在施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移而影响钻孔质量。
⑶钻机定位：钻机要求与已设定好的孔口管方向平行，必须精确核定钻机位
置。用经纬仪、挂线、钻杆导向相结合的方法，反复调整，确保钻机钻杆轴线与孔口管轴线相吻合。
5.2.3 钻孔
⑴为了便于安装钢管，钻头直径采用127mm。
⑵岩质较好的可以一次成孔。钻进时产生坍孔、卡钻时，需补注浆后再钻进。 ⑶钻机开钻时，应低速低压，待成孔10m后可根据地质情况逐渐调整钻速及风压。
⑷钻进过程中经常用测斜仪测定其位置，并根据钻机钻进的状态判断成孔质量，及时处理钻进过程中出现的事故。
⑸钻进过程中确保动力器、扶正器、合金钻头按同心圆钻进。
⑹认真作好钻进过程的原始记录，及时对孔口岩屑进行地质判断、描述，作为洞身开挖时的地质预测预报参考资料，从而指导洞身开挖。
5.2.4 清孔验孔
⑴用地质岩芯钻杆配合钻头进行反复扫孔，清除浮渣，确保孔径、孔深符合要求，防止堵孔。
⑵用高压风从孔底向孔口清理钻渣。
⑶用经纬仪、测斜仪等检测孔深、倾角、外插角。 5.2.5 安装管棚钢管、钢筋笼
⑴钢管在专用的管床上加工好丝扣，导管四周钻设孔径10～16mm注浆孔(靠孔口2.5m处的棚管不钻孔)，孔间距15～20cm，呈梅花型布置。管头焊成圆锥形，便于入孔。
⑵棚管顶进采用挖掘机和管棚机钻进相结合的工艺，即先钻大于棚管直径的引导孔(Φ127 mm)，然后用挖掘机在人工配合下顶进钢管。
⑶接长钢管应满足受力要求，相邻钢管的接头应前后错开。同一横断面内的接头数不大于50%，相邻钢管接头至少错开1m。
⑷钢管安装完毕后，在钢管内安装钢筋笼。 5.2.6管棚体封口
管棚体外露末端焊接15㎝×15㎝，δ8~10㎜钢板,在钢板中心钻大小φ15㎜左右孔，在孔上焊接φ15mm阀门，注浆时注浆管绑扎于阀门管上，注浆结束阀门关闭，防止浆液外溢。
5.2.7 注浆
⑴安装好有孔钢花管、放入钢筋笼后即对孔内注浆，浆液由ZJ-400高速制浆机拌制。
⑵注浆材料：注浆材料为M20水泥浆或水泥砂浆。
⑶采用注浆机将砂浆注入管棚钢管内，初压0.5～1.0MPa，终压2MPa，持压15min后停止注浆。
注浆量应满足设计要求，一般为钻孔圆柱体的1.5倍；若注浆量超限，未达到压力要求，应调整浆液浓度继续注浆，确保钻孔周围岩体与钢管周围孔隙充填饱满。
注浆时先灌注“单”号孔，再灌注“双”号孔。
6、劳动力组织
6.1劳动力组织方式：采用架子队组织模式。
6.2施工人员应结合施工方案、机械、人员组合、工期要求进行合理配置。
管棚施工人员配备表（单口每班） 工种或职务 专兼职安全员 质检员 测量工 工班长 导向墙钢架、钢花管、钢筋笼管加工 导向墙施工
人数 1 1 2 1 4 12
管棚钻孔、清孔 钢管、钢筋笼运输、安装、封口 管棚注浆 电工 空压机司机 装载机司机 混凝土运输车司机 挖掘机司机 拌合机司机 电焊工 5 8 6 1 1 1 2 1 2 2 7、设备机具配置
隧道单口施工，设备机具配置应结合隧道开挖方法、工期要求进行合理配置，配套的生产能力应为均衡施工能力的1.2～1.5倍。
管棚施工主要机械设备配置表（单口每班） 机械设备名称 装载机 空压机 管棚钻机 电焊机 注浆泵（制浆机） 钢架弯曲机 挖掘机 混凝土捣固机（棒） 钢筋弯曲机 数量 1台 1台 2台 3台 1套 1台 1台 3套 1台 8、材料要求
管棚所使用的原材料进场检验必须符合验标要求。 管棚所使用的原材料品种、规格等应符合设计要求。
8.1 水泥
喷射混凝土应优先采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，强度等级不小于32.5MPa。
8.2 粗、细骨料
粗骨料应采用坚硬耐久的碎石或卵石（豆石），或两者混和物，严禁选用具有潜在碱活性骨料。当使用碱性速凝剂时，不得使用含有活性二氧化硅的石料。喷射混凝土中的石子最大粒径不宜大于15mm，骨料级配宜采用连续级配。按重量计含泥量不应大于1%，泥块含量不应大于0.25%。
细骨料应采用坚硬、耐久的中砂或粗砂，细度模数应大于2.5，含水率宜控制在5%～7%。砂中小于0.075mm的颗粒不应大于20%。含泥量不应大于3%，泥块含量不应大于1%。
8.3 外加剂
应对混凝土的强度及围岩的粘结力基本无影响；对混凝土和钢材无腐蚀作用；对混凝土的凝结时间影响不大（除速凝剂和缓凝剂外）；吸湿性差，易于保存；不污染环境，对人体无害。
8.4 水
水质应符合工程用水的有关标准，水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质。一般应采用饮用水。
9、质量控制及检验
9.1质量控制
9.1.1管棚施工质量控制要点： ①管棚原材料质量控制
②管棚长度、间距以及纵向搭接长度控制 ③注浆浆液配合比控制 ④注浆压力及效果控制
⑤管棚钻孔质量控制
9.1.2钻孔前，精确测定孔的平面位置、倾角、外插角，并对每个孔进行编号。
9.1.3钻孔外插角1°～3°以为宜，工点应根据实际情况作调整。钻孔仰角的确定应视钻孔深度及钻杆强度而定，一般控制在1°～1.5°（施工时应考虑线路坡度的影响）。施工中应严格控制钻机下沉量及左右偏移量。
9.1.4严格控制钻孔平面位置，管棚不得侵入隧道开挖线内，相邻的钢管不得相撞和立交。
9.1.5经常量测孔的斜度，发现误差超限及时纠正，至终孔仍超限者应封孔，原位重钻。
9.1.6掌握好开钻与正常钻进的压力和速度，防止断杆。
9.2、质量检验
9.2.1 质量验收规范
《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》（铁建设【2005】160号） 9.2.2 管棚所用钢管进场必须按批抽取试件作力学性能（屈服强度、抗拉强度和伸长率）和工艺性能（冷弯）试验，其质量必须符合国家有关规定及设计要求。
检验数量：以同牌号、同炉罐号、同规格、同交货状态的钢管，每60t为一批，不足60t按一批计。施工单位每批抽检一次。监理单位按施工单位抽检次数的20%见证取样检测或按施工单位抽检次数的10%平行检验，并至少一次。
检验方法：施工单位检查每批质量证明文件并进行相关性能试验。监理单位检查全部质量证明文件和试验报告，并进行见证取样检测或平行检验。
9.2.3管棚所用钢管的品种和规格必须符合设计要求。 检验数量：施工单位、监理单位全部检查。 检验方法：观察，钢尺检查。 9.2.4管棚搭接长度应符合设计要求。 检查数量：施工单位、监理单位全部检查。
检验方法：尺量。
9.2.5注浆浆液的配合比应符合设计要求。 检验数量：施工单位、监理单位全部检查。
检验方法：施工单位进行配合比选定试验，监理单位检查配合比选定单并进行见证试验。
9.2.6注浆压力应符合设计要求，注浆浆液应充满钢管及其周围的空隙。 检验数量：施工单位全部检查，监理单位按施工单位检查数量的20%见证检查。
检验方法：施工单位查施工记录的注浆量和注浆压力，观察。监理单位见证检查。
9.2.7管棚钻孔的允许偏差应符合表9.2.7规定：
表9.2.7管棚钻孔允许偏差
序号 1 2 3 项目 方向角 孔口距 孔 深 允许偏差 1 ±50mm ±50mm o检验数量：施工单位全部检查 检验方法：仪器测量、尺量
10、安全及环水保要求
10.1安全要求
10.1.1大管棚必须在洞身开挖前完成。洞口开挖时应预留管棚施工台阶，搭设管棚施工工作室，钻机脚手架平台应支撑在稳固的地基上。在软弱围岩地段，立柱底应加设垫板或垫梁。
10.1.2在施作大管棚预支护的过程中应设置必要的监测项目，根据监测反馈信息及时采取相应的措施以保证施工安全和施工质量。
10.1.3在钻进过程中，不要随意停钻，以免发生“起钻困难”的现象，如必须停钻时，要尽量压缩停钻时间。
10.1.4人工配合挖掘机顶进钢管时，顶进过程中配合人员应侧面站立指挥
机械，指挥手势及口令应统一，严禁将钢管顶偏顶弯。
10.2环水保要求
10.2.1在人口稠密区域进行强噪声作业时，须严格控制作业时间。特殊情况必须昼夜施工时，尽量采取降低噪音措施，并会同建设单位与地方政府部门或居民协调，求得谅解。
对于无明显施工场界，周围有居民、工厂、学校等人口密集区，如市政工程，项目部可根据当地实际情况，结合地方有关规定或要求，制定合理的噪声限值和工序安排。在非居民区或非人口密集区施工，项目部可结合现场实际情况制定噪声控制措施。
10.2.2 从声源上降低噪声。尽量选用低噪声设备和工艺，条件可能时，尽量使用环保型机械设备；在声源处安装消声器消声。
10.2.3在传播途径上控制噪声。对于噪声较大的设备，如空压机、发电机等，应采取吸声、隔音、隔振和阻尼等声学处理的方法降低噪声，必要时设立专用工作间，以降低噪声。
10.2.4加强现场噪声监测。采取专人监测、管理的原则，填写噪声测量记录，超过《施工场界噪声限值》标准的，及时对相关因素进行调整。
10.2.5 现场施工过程应切实采取措施，控制噪音的产生。如进场使用的机械设备要定期维护保养；施工过程中严禁机械设备超负荷运转；禁止夜间使用噪声比较大的施工机械；模板和脚手架等支拆、搬运、修理应轻拿、轻放，修理时禁止使用大锤敲打，尽量降低人为产生的噪声等。
10.2.6 不得向水体排放、倾倒工业废渣、生活垃圾，或者在江河、湖泊、运河、涵渠、水库最高水位线以下的滩地和岸坡存贮固体废弃物。
10.2.7设置简易有效的隔油池，临时食堂及机械车辆设备冲洗所产生的污水经隔油池处理排放。定期清掏隔油池内油和杂物。
10.2.8砂石料冲洗、砖石砌体及混凝土圬工养护、拌合站及混凝土运输设
施冲洗、水磨石、电石、冷却、基础及基坑积水、地基降水、钻爆喷淋等产生的污水，须经沉淀池沉淀后，将沉淀水用于洒水降尘或进一步处理后回收利用，或者排放。
10.2.9工地临时厕所，设化粪池并采取防漏措施。大城市施工现场的临时厕所采取水冲式，蹲坑上加盖，并有防蝇、灭蛆措施。
10.2.10及时清理、清扫施工现场，尤其是洒落的扬尘。保持场地清洁，避免不洁物质与大气降水接触，污染水体。
10.2.11市区或人口密集区砂石料、土石方、建筑垃圾铲、运、装卸以及建筑物拆除等一般应采用淋水降尘，倾倒的生活垃圾或易飞扬垃圾应及时覆盖，施工现场砂石料的堆放一般采取覆盖或表面适当淋水降尘。
10.2.12现场道路采用焦渣、级配砂石、泥结碎石等路面，尽量避免土质路面行车，有条件的可利用永久性道路，并指定专人定期洒水清扫，防止道路扬尘。
10.2.13运输车辆不得超载，装载砂石料或土石方等，最高点不得超过槽帮上缘50cm，两侧低于槽帮上缘10～20cm。为控制车轮产生扬尘，现场车辆出入口处，应设置车辆冲洗设备，易飞扬材料运输采用淋水和篷布覆盖等措施控制扬尘。车辆行驶避免猛拐、急刹车，防止抛洒，自卸车卸料后注意关好车门。
10.2.14 工地拌合站区域应进行地面硬化，有条件的要采用集中搅拌站，由计算机控制进料、搅拌、输送全过程，在进料仓上方安装除尘器。采用普通搅拌站，将其封闭，尽量不使粉尘外泄，并在搅拌机拌筒进出料口上方和地上料斗侧面安装喷淋设施，利用水雾除尘。水泥及添加剂采用人工投料时，应尽量轻缓，防止出现扬尘。
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