1、烏東德水電站會(huì)東至河門口公路工程 I 標(biāo)段( WDD/0051 )老鷹崖隧道大管棚施工方案施工單位:中國水利水電第八工程局有限公司業(yè)主單位:中國長江三峽集團(tuán)公司監(jiān)理單位:宜昌長委工程建設(shè)監(jiān)理中心日期: 2012 年 3 月 3 日一、工程概況老鷹崖隧道全長 1034m,進(jìn)、出口各設(shè)一環(huán) 24 米長 108 大管棚,其余 V 級(jí)加強(qiáng)地段拱部設(shè) 42 小導(dǎo)管和工字鋼架, IV 級(jí)加強(qiáng)地段拱部設(shè) 42 小導(dǎo)管和拱墻格柵鋼架加強(qiáng)支護(hù)。二、 大管棚施工工藝(一)、管棚構(gòu)造管棚由鋼管和鋼拱架組成。管棚是利用鋼拱架,沿著開挖輪廓線,以較小的外插角,向開挖面前方打入鋼管,形成對(duì)開挖面前方圍巖的預(yù)支護(hù)。見下圖大
2、管棚縱向接頭平面布置圖其余均以米計(jì)。(二)、管棚的性能特點(diǎn)及適用條件管棚是利用鋼管作為縱向支撐、鋼拱架作為橫向環(huán)形支撐,構(gòu)成縱、橫向整體剛度較大,能阻止和限制圍巖變形,并能提前承受早期圍巖壓力的一種超前支護(hù)形式。管棚適用于特殊困難地段(如極破碎巖體、塌方體、巖堆地段、砂土質(zhì)地層、強(qiáng)膨脹性地層、斷層破碎帶、淺埋大偏壓等圍巖)的隧道施工中采用。長管棚與短管棚相比,其一次超前量較大,可減少安裝鋼管次數(shù),并減少與開挖作業(yè)之間的干擾,適用于大中型機(jī)械進(jìn)行大斷面開挖。(三)、管棚支護(hù)結(jié)構(gòu)要點(diǎn)大管棚鉆孔孔口位置沿隧道拱部開挖輪廓線外10cm布置,環(huán)向中心間距40cm ,外插角為1 度,每環(huán)31 根。鋼管采用
3、外徑?108 、壁厚 6mm的無縫鋼管,鋼管分段安裝, 分段長 400 600cm 。第一段按奇、 偶數(shù)分別編號(hào),奇、偶數(shù)不同的管長相差2m(若奇數(shù)管長為4m ,則偶數(shù)管長為 6m ),其后各分段管長可取相等長度(6m )。兩段之間用絲扣連接,絲扣螺紋段長度不小于15cm 。鋼管上鉆注漿孔,孔徑為?8mm ,呈梅花型布置。鋼管尾部1m 不鉆孔作為止?jié){段。尾部焊有加筋箍,作為固定環(huán)。縱向兩組管棚間,應(yīng)有不小于3.0m 的水平搭接長度。鋼拱架采用型鋼拱架。在鋼管內(nèi)灌注水泥漿單液漿,可增加鋼管剛度。注漿漿夜采用水泥漿,水灰比為:W:C=0.5 :1。當(dāng)?shù)叵滤^發(fā)肓或漿液擴(kuò)散范圍較大時(shí),注漿漿液改為水
4、泥-水玻璃雙液漿。注漿壓力采用0.5 1Mpa 終壓 2.0Mpa 。(四)、大管棚施工工藝4.1 、大管棚施工工藝流程圖如下所示機(jī)具設(shè)備檢修鉆機(jī)就位鉆機(jī)移位施工準(zhǔn)備鋼管原材檢驗(yàn)加工鋼管鋼管與鉆桿連接鉆孔至設(shè)計(jì)深度管棚施鉆完畢安設(shè)注漿管路管路壓水試驗(yàn)注漿結(jié)束備料地質(zhì)鉆機(jī)配漿4.2 、施工工藝4.2.1 測(cè)量放樣根據(jù)隧道進(jìn)口布設(shè)的三角導(dǎo)線網(wǎng),用坐標(biāo)法測(cè)設(shè)管棚的起始中心里程,落點(diǎn)。然后置鏡中心點(diǎn),測(cè)設(shè)中心線的垂線方向,在該方向上測(cè)設(shè)控制樁,每邊各2 個(gè),以便隨時(shí)恢復(fù)并檢查方向的正確性。然后 , 在該方向上安設(shè)一鋼拱架(其半徑與大管棚半徑相對(duì)應(yīng) ),以作定位用。測(cè)設(shè)每根導(dǎo)管的中心線方向,并測(cè)設(shè)控制樁
5、 2 個(gè),同時(shí)在鋼拱架上落點(diǎn),于點(diǎn)位兩端焊接20 的的短鋼筋頭(長20cm ),以作導(dǎo)向用。同時(shí)在鋼拱架下邊用18 工字鋼布設(shè)五道支撐加固,確保鋼拱架穩(wěn)固。鉆孔的方向和傾斜度控制方向控制:在每個(gè)導(dǎo)管中心線方向上,均釘設(shè)兩個(gè)方向樁,以控制鉆孔的方向。傾斜度控制:孔外,通過測(cè)設(shè)大導(dǎo)管孔口及鉆機(jī)中心的高程進(jìn)行控制。孔內(nèi)控制傾斜度,分別在距孔口2m 處、1/2孔深處、終孔處三處進(jìn)行測(cè)量,不符合鉆孔精度和要求的鉆孔,必須封孔重鉆。4.2.2 鉆孔檢查開挖的斷面中線及高程,確保開挖輪廓線符合設(shè)計(jì)要求。在開挖工作面處安設(shè)受力拱架,并在其上正確標(biāo)明管棚位置;鋼架安裝垂直度允許誤差為20,中線及高程允許誤差為5
6、cm 。在鋼架上沿隧道開挖輪廓線縱向鉆設(shè)管棚孔,其外插角以不侵入隧道開挖輪廓線越小越好。鉆孔順序見下圖:大管棚線 隧路 道中 中線 線兩臺(tái)鉆機(jī)鉆孔順序示意圖說明:部和部同時(shí)開孔,同時(shí)結(jié)束;部和部同時(shí)開孔,同時(shí)結(jié)束。方向前進(jìn)如上圖所示。原則為:任何時(shí)候都必須保證有兩臺(tái)鉆機(jī)同時(shí)工作。因?yàn)樯蠈?dǎo)坑開挖掘進(jìn),工效很低,是控制整個(gè)隧道工期的關(guān)鍵因素,所以必須千方百計(jì)地加快管棚施工進(jìn)度,為開挖掘進(jìn),贏得一定的時(shí)間。按照布好的孔位及鉆孔的方向和傾斜度開始鉆孔。孔口位置與設(shè)計(jì)位置的允許偏差為5cm ;孔底位置偏差小于孔深的 10 。剛開孔時(shí),要低壓、慢轉(zhuǎn),以便于控制方向,然后逐漸地提高鉆速, 保持正常壓力。 如
7、遇到大孤石時(shí), 則需高壓、低速進(jìn)行。總之,要隨著地質(zhì)的不斷變化,相應(yīng)地調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)。鉆進(jìn)時(shí),用清水護(hù)壁,中間定期將取芯管取出,取出巖芯。當(dāng)快成孔時(shí),用水將孔內(nèi)的懸浮物或泥漿、石碴等清洗出來,做到孔壁圓、角度準(zhǔn)、孔身直、深度夠、巖粉清洗干凈。當(dāng)出現(xiàn)嚴(yán)重卡鉆、孔口不出水時(shí)停止鉆孔,立即注漿。鉆孔結(jié)束后,掏孔檢查,在確認(rèn)無塌孔和探頭石時(shí),才可安設(shè)鋼管。鉆頭采用 130 的合金鉆頭,遇孤石時(shí),則采用金剛石鉆頭。大管棚施工完成后,成傘形輻射狀。詳見下圖:4.2.3 配管為了使大管棚的整體受力效果更好,在接長管棚鋼管時(shí),鋼管接頭在隧道縱斷面上錯(cuò)開2m 。下管時(shí),由于108 8mm的大導(dǎo)管從4 6m 不等,
8、故必須將管子相互連接起來,才能達(dá)到設(shè)計(jì)長度。管子連接采用絲扣法。絲扣法:即在一根管子的兩端,分別車出一個(gè)公螺紋,一個(gè)母螺紋,螺紋長度不小于15cm ,螺紋深度不大于1/2壁厚( 4mm )。連接時(shí),前一根管的母螺紋與后一根管的公螺紋套在一起,用力擰緊,以防止松動(dòng),引起質(zhì)量事故。4.2.4 送管:只要具備足夠的場(chǎng)地或空間,就可充分利用大型機(jī)械送管,以提高效率,并減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。第一環(huán)大管棚,利用挖掘機(jī)挖斗向前送管。直至將全部管子送到位。這樣,大管棚都正好搭在襯砌頭上,相當(dāng)于過梁。可以更好地起到預(yù)支護(hù)的作用。4.2.5 管口封閉2.5.1 在管子端部焊一帶眼的鋼板,然后將32 4mm(長50c
9、m )的注漿管與該鋼板相焊,就可以了。2.5.2 注漿管構(gòu)造注漿管須是三通構(gòu)造:一通接108 8 的大導(dǎo)管。一通接塑膠管,一通為沖洗用(沖洗口主要是為防止水泥漿或水玻璃凝固,造成堵管,可以及時(shí)地將管道用水沖洗干凈)。4.2.6 注漿2.6.1 漿液的調(diào)制步驟:水泥漿液攪拌在拌合機(jī)內(nèi)進(jìn)行,根據(jù)拌合機(jī)容量大小,嚴(yán)格按要求投料;攪拌投料的順序?yàn)椋涸诜潘耐瑫r(shí), 將外加劑 (如有)一并加入攪拌, 待水量加足后, 繼續(xù)攪拌1min ,并將水泥投入,攪拌時(shí)間不小于3min ,并在注漿過程中不停攪拌漿液;配制的漿液在規(guī)定時(shí)間內(nèi)注完。4.2.7 注漿作業(yè)要求 漿液的濃度、 膠凝時(shí)間符合設(shè)計(jì)要求,不得任意變更;
10、經(jīng)常檢查泵口及孔口注漿壓力的變化,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理;采用雙液注漿時(shí),經(jīng)常測(cè)試混合漿液的膠凝時(shí)間,發(fā)現(xiàn)不符,立即調(diào)整。4.2.8 機(jī)具設(shè)備和勞力組織4需要的機(jī)具設(shè)備大管棚作業(yè)機(jī)具設(shè)備表序號(hào)設(shè)備名稱及規(guī)格單位數(shù)量備注一機(jī)電設(shè)備1鉆機(jī)臺(tái)22汽車臺(tái)13交流電焊機(jī)臺(tái)14注漿機(jī)臺(tái)1序號(hào)設(shè)備名稱及規(guī)格單位數(shù)量備注5挖掘機(jī)臺(tái)1二工具每臺(tái)鉆機(jī)1鏈鉗把22管鉗把23大號(hào)扳手把24大錘把1勞力組織分 2 個(gè)工班進(jìn)行作業(yè),每個(gè)工班12 人,其中:施工指揮 1 人;施工技術(shù)指導(dǎo)1 人;鉆機(jī)司機(jī)2 人(負(fù)責(zé)鉆孔、下管);普通工人4 人(負(fù)責(zé)裝卸鉆桿、裝接鋼管);電工1 人(負(fù)責(zé)供水供電工作) ;電焊工1 人;汽車司機(jī)1 人(負(fù)責(zé)運(yùn)料) ;洞外調(diào)度1 人。4.3 、安全措施4.3.1 加強(qiáng)全員安全意識(shí)教育;4.3.2 針對(duì)本隧道工程長大管棚施工特點(diǎn)和要求,參照有關(guān)規(guī)范制訂規(guī)章制度;4.3.3 加強(qiáng)對(duì)圍巖進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控量測(cè),實(shí)行信息化管理,科學(xué)地組織施工;拆卸鉆桿時(shí),要有統(tǒng)一指揮、明確聯(lián)絡(luò)信號(hào),扳鉗卡鉆方向正確,防止管鉗用扳手傷人;