隧道洞口大管棚施工方案

目录

1.编制说明 (1)

1.1编制依据 (1)

1.2编制范围 (1)

1.3编制原则 (1)

2.工程概况与现场施工条件 (1)

2.1工程简介 (2)

2.2管棚设计要求 (2)

2.2.1、设计参数 (2)

3.施工机械、设备和人员配置 (4)

4.施工准备 (5)

4.1技术准备 (5)

4.2试验准备 (6)

4.3场地准备 (6)

4.4用电准备 (6)

4.5物资准备 (6)

5. 施工方案 (7)

5.1 施工顺序 (7)

5.2 施工流程 (7)

5.3 施工工艺 (8)

5.3.1测量放样 (8)

5.3.2导向墙施工 (8)

.5.3.3大管棚施工 (11)

6.施工质量要求 (15)

7.安全要求 (16)

8.环保要求 (16)

DK368+794～DK387+598.25段

隧道超前大管棚专项施工方案

1.编制说明

1.1编制依据

⑴《新建铁路玉溪至磨憨线隧道施工工法及辅助措施》

⑵《新建铁路玉溪至磨憨线隧道施工设计图》

⑶本项目有关设计、施工、验收、检测等技术标准、规范、规程；

⑷施工现场踏勘所取得的有关工程地质、水文、气象、材料供应、施工场地、水电、交通运输状况等调查资料。

⑸我单位在以往铁路隧道大管棚工程施工中获得的施工经验、成熟技术、科技成果、施工工艺方法及现有的技术力量、施工人员、机械设备资源情况等。

1.2编制范围

新建玉溪至磨憨铁路线YMZQ-18标，起讫里程DK368+794～DK387+598.25,编制范围为：管段内南联山隧道、巴奇隧道、景宽1号隧道及景宽2号隧道、南联山隧道1号斜井、南联山隧道2号斜井、及景宽2#隧道横洞洞口大管棚施工。

1.3编制原则

严格执行“早进晚出、环境保护”的原则，尽量做到拱顶不刷坡或少刷坡进洞，严格按照合同文件和设计施工图纸、铁路施工验标的要求，优化组织，统筹安排，突出重点，兼顾一般，保质保量按期完成施工任务；保证工程质量，确保施工安全，重视环境保护，做到文明施工。

2.工程概况与现场施工条件

2.1工程简介

本管段为新建玉溪至磨憨铁路线YMZQ-18标，管辖范围DK368+794～DK387+598.25 (南联山隧道进口至景宽二号隧道出口工区终点），线下工程正线长度18.804km。构筑物主要有隧道4座（南联山隧道、巴奇隧道、景宽1号隧道、景宽2号隧道）；桥梁2座，车站一座，路基及附属工程。

主要工程数量表

2.2管棚设计要求

2.2.1、设计参数

各隧道管棚具体参数详见附表，管棚节长7m、4m和3m。单根管棚长35m配管形式：4m+7m×4根+3m。单根管棚长25m配管形式7m ×3根+4m。

注浆材料：水泥浆水灰比：1:1，可添加早强剂；

注浆压力：0.5～2Mpa，注浆前进行现场注浆实验,根据实际情况确定注浆参数；

钻孔允许误差：孔距±150mm，孔深±50mm；

钢花管上钻注浆孔，孔径10～16mm，孔间距15～20cm，呈梅花形布置，尾部留不小于100cm的不钻孔的止浆段；

钢管接头采用丝扣连接，丝扣长度15cm，接头钢管的两端均加工成内车丝扣，长度300mm。隧道纵向同一断面处的接头数量不大于

50%，相邻钢管的接头至少错开1m；

2.3大管棚设计图

在开挖轮廓线以外拱部范围内施工大管棚外径108mm/89mm、壁厚8mm。导向墙基础在管棚施作平台线下0.5m，断面尺寸为 1.0×1.0m，采用C20混凝土。导向墙设3榀I20b工字钢，钢架外缘设外径152mm/127mm、壁厚5mm导向钢管。导向墙施工主要包含导向墙开挖、钢架及导向管安装、模板支撑及模板安装、砼浇筑及养护等工序。大管棚布置见下图：

双线隧道大管棚示意图

双线隧道大管棚断面图单线隧道大管棚断面图

单线隧道大管棚示意图

3.施工机械、设备和人员配置

根据施工进度安排及现场施工条件，按照下表进行机械设备、人员的配备，此两表为每处导向墙最低配置要求，项目部根据适度要求随时增加机械设备及人员。

表3.1-1 机械设备、辅材配置计划表

4.1技术准备

测量组根据隧道施工图纸和有关勘测资料，对交付使用的隧道轴线桩、平面控制三角网基点桩及高程控制的水准基桩等，进行详细的测量检测和核对，并对隧道进出洞口联测，进行贯通测量，贯通误差

符合要求后，将测量成果报送监理工程师。

进行洞顶沉降观测点，基点布设，并取得第一组数据。

工程技术部组织技术人员熟悉施工图纸、明白设计意图，对作业班组进行技术交底。

4.2试验准备

C20混凝土配合比在施工前由试验室试配完毕，并经监理工程师审批。混凝土所用原材进场后进行检验。对进场的钢筋、工字钢进行试验检验。确保材料全部合格。

4.3场地准备

将施工所需的场地提前进行规划，做好征迁工作。场地规划做好排水准备，以防雨季场地内积水。洞顶截水沟排水系统完成，洞顶上方危石全部清除。

4.4用电准备

项目经理部配备一台150KW的发电机，保证正常施工用电。

4.5物资准备

导向墙混凝土在拌和站集中拌合，施工前提前联系拌和站，确保导向墙施工所需的混凝土原材备料充足，能够满足施工需要。管棚注浆浆液（水泥浆水灰比：0.8:1-0.5:1）在现场根据试验室提供的配合比进行拌制。

导向墙钢筋及模板支撑钢拱架在钢筋加工场统一加工，施工前提前联系钢筋加工场，确保施工前能够将导向墙施工所需要的钢筋、钢拱架加工成型。

双线隧道大管棚材料

单线隧道大管棚材料

5.1 施工顺序

施工准备→测量放样→导向墙基础浇筑→导向墙浇筑→搭设工作平台→钻孔、清孔、验孔→报监理验收→安装管棚→注浆→封孔。

5.2施工流程

图5.2-1 导向墙施工工艺流程图

5.3 施工工艺

5.3.1测量放样

由测量组将导向墙位置放出，采用红油漆标记；将导向墙基础开挖线放出、并撒上白灰线标记。

5.3.2导向墙施工

导向墙开挖后立即做地基承载力试验，达到设计要求的地基承载力后，方可进行施工。

⑴在进行导向墙砼施工前，先加工支撑导向墙砼浇筑的拱架和模板。支撑拱架采用I20b工字钢三榀。测量队按照导向墙预留变形量进行测量放线，将导向墙轮廓线和导向管位置放出。

⑵导向墙可采用立模法施工。由测量人员控制标高，放出导向墙的里程位置。

⑶安放钢拱架。钢架用冷弯机加工成型，分3单元制作，在施工现场进行组装。钢架连接钢板采用220×240×14mm钢板，钢板预留孔，各单元钢架用高强M20×60螺栓连接，A22螺栓孔采用台钻按设计图纸尺寸进行钻眼。每榀钢架单元长及连接钢板示意图如下：

双线隧道大管棚钢架示意图（单位：mm）

单线隧道大管棚钢架示意图(单位：mm)

钢架连接钢板示意图(单位：mm)

⑷钢架安装完毕后安装导向管。首先在测量放样，放出导向墙内3榀拱架外边缘的隧道中心线，然后沿钢架外边缘中心线按40cm的间距120°角范围内标出导向钢管的摆放位置，外插角按3°设置，计算出3°外插角的坡高，设定导向管的外插角。根据坡率计算出3榀拱架的对应高程，每榀拱架0.5m间距，即每榀拱架抬高2.5cm，导向管焊接在调整好的工字钢，采用U型钢筋，将导向管固定卡在工字钢上，焊接牢固，防止浇筑混凝土时产生位移。在浇筑混凝土前，将管口密封，防止混凝土堵管。

⑸采用A42钢管搭设支撑脚手架、工作平台（搭设要求：横向间排距1.0m×1.0m，纵向排距0.5，共四排）支撑型钢拱架，在拱架上铺设木模板。底模采用普通木模板（5cm厚，宽度不超过30cm）拼装，在其上铺设2mm衬里板，以保证混凝土外观质量。堵头模采用5cm厚木板，拼装成弧形，其内面贴2mm衬里板。模板加固采用钢管进行支撑，内拉外撑的方式，以保证模板刚度和稳定性。拼装时，在模板间粘贴双面胶以保证拼缝不漏浆。

⑹导向管安装完毕，经检验合格后进行混凝土的浇筑。顶部模板

采用木模板，每块模板长50cm,宽100cm.（模板宽度根据实际情况宽度进行调整）。在浇筑混凝土前，设置两排Φ16钢筋，在钢拱架上焊接，作为顶部模板的加固拉筋,钢筋间距1m。模板安装完毕后，紧靠模板沿导向墙环向设置钢筋，钢筋与拉筋的外露部位焊接以加强模板支撑。

⑺导向墙混凝土的浇筑采用地泵泵送入模，在导向墙长边每隔3m设一个浇筑入口，每浇筑50cm采用插入式振捣棒振捣一次，振捣密实的标准为：混凝土不在下沉，混凝土不出现气泡。左、右对称浇筑，浇筑过程中保证左、右侧混凝土的高差不能超过60cm。

5.3.3大管棚施工

5.3.3.1钻孔

⑴每钻完一个孔即使用管棚钻机顶进去一根钢花管。35m长管棚配管：奇数第一节管采用4m钢管，以后除最后一节采用3m外，其他均采用7m钢管；偶数每节长度均为7m钢管。（景宽2号隧道横洞洞口大管棚25m长，配管：奇数第一节管采用4m钢管，以后每节采用7m钢管；偶数除最后一节采用4m,其他均采用7m钢管）。保证接头部位错开1米以上。接头部位采用公母丝连接，一头公丝，一头母丝，丝口各长7cm，丝口统一车床加工。钢花管顶进完毕后，开始自下而上统一注浆。

待奇数孔注浆凝固后，再钻设偶数孔。两台钻机同时作业，每钻完一个孔边顶进去一根钢管。

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。用经全站仪、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。了便于安装钢管，钻头直径采用A120mm。

⑵施工时，在洞口架设作业平台，钻机放在平台上，用四根斜撑固定在平台上，以减小钻机工作时偏斜，提高施钻精度。为保证钻孔方向,钻机钻速及顶推压力要调得较小。

⑶钻孔采用100B型潜孔钻机。钻孔时，将钻机的钻头接上孔口管，开始施钻。刚开始施工时要低速低压，钻深1m后转入正常转速，压力升至1.0Mpa。第一根钻杆外露0.2～0.3m时，停止钻进，用两根管钳人工卡紧钻杆（注意不得卡丝扣），钻机低速反钻，脱开钻杆，大臂退回原位，人工装入第二根钻杆，钻机低速送到第一节钻杆尾部，方向对准后联成一体。按此安装第三根、第四根或更多根，直到钻到设计长度。

⑷换杆时经常检查钻杆是否弯曲，有无损伤，中心水孔是否畅通，不合格的及时更换，以保证正常作业。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。钻孔过程中遇到软质围岩或流塑状黏土时，改用低压钻进。

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。

5.3.3.2清孔

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。

5.3.3.3安装管棚钢管

⑴管节长度为7m、4m、3m三种。在无缝钢管上设置注浆孔，注

管棚

注浆孔

浆孔采用台钻钻床钻眼，孔径为10-16mm,孔纵向间距为15～20cm ，环向层间距为9～12cm ，呈梅花形布置，钢管尾部留(与注浆泵相连的一端)设1.0m 不钻孔的止浆段。第一节入孔管头焊成圆锥形，便于入孔，加工大样图见下图 。

钢花管加工大样图

⑵棚管顶进采用管棚钻机和人工相配合下顶进钢管。

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 。

5.3.3.4注浆

完成所用奇数孔钢管的下管后，在管端头焊接如图7.2-3所示的止浆阀，并用速凝砂浆将导向管与管棚间的缝隙填塞住，并预留排气孔，待砂浆凝固后准备注浆。注浆采用全孔压入式，注浆机采用液压型注浆泵。注浆时控制好注浆压力和注浆量，并作好记录，以防过量而隆起，注浆压力控制在0.5～2Mpa 。管棚封堵塞设排气孔和注浆孔，当排气孔流出浆液后，关闭排气孔继续注浆，达到设计注浆量后方可停止注浆。若注浆量超限，未达到压力要求，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。

图7.2.3 止浆阀门

连接注浆管路后，利用注浆泵先压水检查管路是否漏水，设备状态是否正常，而后再做压水试验，以检查设备的完好性。

压水试验的目的主要是测定岩层吸水性，核实围岩渗透性，为选择泵压、浆液配合比作参考。开泵前应先将吸浆管伸入水桶，待泵吸水性正常时，关小注浆球阀，观测泵压。压力表正常时，持续5min 不出故障表明合格。

浆液及凝胶时间控制：浆液采用水泥浆液，水泥浆水灰比为0.5：1-0.8:1（重量比），注浆从低向高进行，浆液由稀到浓。注浆前先进

行注浆现场试验，以调整注浆参数，注浆压力取初压0.5Mpa，终压2.0MPa。

结束标准：（1）注浆压力逐步升高，达到设计终压并持续10min；（2）注浆量，不小于设计注浆量80%；（3）进浆速度为开始进浆速度的1/4。

6.施工质量要求

⑴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。

⑵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°施工中应严格控制钻机下沉量及左右偏移量。

⑶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。

⑷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。

⑸掌握好开钻与正常钻进的压力和速度，防止断杆。

⑹孔径比管棚钢管直径大15～30mm，钻孔顺序由高孔位向低孔位进行。

⑺接头应采用厚壁管箍，上满丝扣，丝扣长度为15cm。接头应在隧道横断面上错开。

⑻管棚施工前的工作面封闭，喷射混凝土厚度要满足要求，其误差小于5cm。孔内止浆施工难度较大，选择责任心强、经验丰富的专人负责施作。

⑼管棚钻进过程中密切注意钻进时的岩层情况并作好详细记录为进洞提供初步地质情况。

⑽管棚钢管安装后进行注浆，并稳定10min，若注浆量超限，未达规定压力，仍需继续注浆，并调整浆液，直至符合注浆质量标准，方可终止注浆，确保管棚与围岩固结紧密，增强其整体性。

7.安全要求

⑴导向墙施工为高空作业，作业条件差，要求所有施工人员系好安全带，配备必要的安全防护用品。

⑵拱架等笨重物品搬运安装时必须有专人指挥，确保作业人员安全。

⑶个别部位开挖需要爆破时，只须采用松动弱爆破，爆破前必须对周边进行警戒。

⑷在导向墙施工前，对开挖边仰坡按设计要求进行临时支护措施，喷砼、施作锚杆等，确保大管棚作业时边仰坡的稳定。

⑸隧道洞口地势较陡，各种作业台架搭后进行认真检查，确保各连接部件牢靠。在施工过程中经常性对台架进行检查。所有台架搭设时要加密支撑，确保其稳定牢固。

⑹下雨或雨天后施工时要派人检查边仰坡的稳定性。

⑺钻眼前，首先检查工作面是否处于安全状态，灯光照明是否良好，仰坡上有无松动的岩石，如有松动的岩石及时支护或清除；检查加固操作平台，确保钻眼平台不变形不垮塌。

⑻工程脚手架、工作平台应搭设牢固，并设有扶手、栏杆。脚手架不得防碍车辆通行。

⑼所有进入隧道工地的人员，必须按规定配带安全防护用品，遵章守纪，听从指挥。

8.环保要求

⑴控制施工注浆使用的水泥泄漏，避免浆液污染洞外的生活、生

产用水。对有害物质（如油料、废旧材料和生产垃圾等）经处理后运至当地环保部门所指定的地点进行掩埋，防止泄露、腐蚀造成对生态资源的破坏。

⑵施工区域、砂石料场在施工期间和完工后，妥善处理、以减少对河溪流的侵蚀，防止沉碴进入河流。

管棚施工相关参数

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