超前大管棚施工方案

广西阳鹿高速公路NO.4合同段

超 前 大 管 棚 施 工 方 案

编制： 审核：

云南路桥股份有限公司

广西阳鹿高速公路NO.4合同段项目经理部

2011年1月15日

超前大管棚施工方案

一、 工程概况或编制说明 （一）工程概况

阳鹿高速公路NO.4合同段起止桩号为K50+800～K61+970，本标段有东高岭、六高坳、龙塘三座隧道。东高岭隧道其右幅隧道分界段桩号K52+355～K53+500，全长1145m，阳朔端位于R=1506.96m,Ls=170m的左转曲线上，鹿寨端位于R=2467.535m，Ls=230m的右转曲线上，纵坡为人字坡+2.701%的上坡 ，最大埋深约180m；左幅隧道分界桩号K52+346～K53+492.34，全长1146.34m，阳朔端位于R=1612.595m,Ls=180m的左转曲线上，鹿寨端位于R=2563.577m，Ls=240m的右转曲线上，纵坡为人字坡+2.701%的上坡 ，最大埋深约180m；左右幅隧道累计总长2291.34m。根据JTGD70-2004《公路隧道设计规范》和隧道所在路段情况，拟订隧道有效净宽为10.75m，有效净高为5m的建筑界限。为满足该隧道建筑界限和通风、照明、交通监控、通讯、消防等设施所需空间和路线曲线情况，隧道设计净跨为11.4m，净高为7.4的三心圆曲墙式衬砌断面。本隧道按规范和救援灾害要求，左右幅隧道间设臵2处人行横洞， 1处行车横洞。为利于车辆调头，在隧道两端设臵了洞外联络道。根据通风计算分析，左、右幅隧道均需采用机械通风，采用纵向全射流通风方案。

六高坳隧道其右幅隧道分界段桩号K58+195～K58+425，全长230m，位于R=1280m的左转圆曲线上，纵坡为人字坡-2.75%的下坡 ，最大埋深约55m；左幅隧道分界桩号K58+194.26～K58+405，全长210.74m，位于R=1460m的左转圆曲线上，纵坡为人字坡-2.75%的下坡 ，最大埋深

约60m；左右幅隧道累计总长440.74m。为满足该隧道建筑界限和通风、照明、交通监控、通讯、消防等设施所需空间和路线曲线情况，隧道设计净跨为11.4m，净高为7.4的三心圆曲墙式衬砌断面。本隧道不设臵人行及车行横洞。不设臵洞外联络道，利用中央分隔带实施车辆洞外转向。本隧道采用自然通风，不设臵机械通风。

龙塘隧道其右幅隧道分界段桩号K58+195～K58+425，全长230m，位于R=1280m的左转圆曲线上，纵坡为人字坡-2.75%的下坡 ，最大埋深约55m；左幅隧道分界桩号K58+194.26～K58+405，全长210.74m，位于R=1460m的左转圆曲线上，纵坡为人字坡-2.75%的下坡 ，最大埋深约60m；左右幅隧道累计总长440.74m。为满足该隧道建筑界限和通风、照明、交通监控、通讯、消防等设施所需空间和路线曲线情况，隧道设计净跨为11.4m，净高为7.4的三心圆曲墙式衬砌断面。本隧道不设臵人行及车行横洞。不设臵洞外联络道，利用中央分隔带实施车辆洞外转向。本隧道采用自然通风，不设臵机械通风。

本标段东高岭、六高坳、龙塘三座隧道均采用超前大管棚进洞,超前大管棚采用Ф127mm×6mm热轧无缝钢管，超前大管棚共设臵37根，环向间距0.4m，节长4～6m，采用长度不小于15cm丝扣连接，接头应在隧道横断面上错开，钢管前端呈锥形，尾部焊接Ф10加劲箍。超前大管棚施工时，钢管与隧道中线平行，其仰角为1～3°（不含路线纵坡度）。

（二）、主要工程数量

东高岭隧道开挖土方67302.00m3，开挖石方170530.00 m3，钢筋2352.00吨，工字钢632.00吨,混凝土96246.6 m3 。

六高坳隧道开挖土方23420.00m3，开挖石方27857.00 m3，钢筋728.00吨，工字钢243.00吨,混凝土14859.42m3

龙塘隧道开挖土方36338.00m3，开挖石方22389.00 m3，钢筋836.00吨，工字钢341.00吨,混凝土17030.04 m3

（三）、编制依据

(1)《公路工程技术标准》（JTGB01-2003） (2)《公路隧道施工技术规范》（JTGF60-2009）

(3)《东高岭隧道施工图设计》《六高坳隧道施工图设计》《龙塘隧道施工图设计》

(4)《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004）

（四）、地质地形情况

东高岭隧道位于大瑶山余脉北端，由于长期的构造作用及地表流水的侵蚀作用，表现出不同的地貌单元，隧道中部峰顶地势起伏较小，多为第四系残破积层覆盖，局部风化岩出露地表。线路走向基本与断层F1平行，节理裂隙发育，局部岩体破碎。隧址斜坡植被较发育,隧道区无滑坡、崩塌、泥石流、采空区、岩溶等不良地质现象。

六高坳隧道和龙塘隧道属构造剥蚀中低山地貌，受长期构造及地表流水的侵蚀作用，地形起伏较大。隧址区内没有大的地表水体，由于距离断层较远，受构造影响不大，末发现有断层构造破啐带存在，但岩石节理裂隙发育，局部岩体破碎。隧道区无滑坡、崩塌、泥石流、采空区、岩溶等不良地质现象。

二、施工组织及工期安排 1、机具配臵

一个施工点所需机械如下；管棚钻机1台、高压注浆机1台、弯曲机1台、钢筋切割机1台、电焊机3台、挖掘机1台、装载机1台、空压机2台、发电机1台、砂浆搅拌机1台、湿喷机2台、自卸汽车2台。

2、劳动组织

一个施工点所需人员如下；管理人员1人、各专业工程师6人、钢筋工8人、木工4人、混凝土工8人、钻孔3人、记录1人、注浆5人、空压机司机1人、运输车司机2人、挖掘机司机1人、电焊工2人、安全员1人、装载机司机1人。

项目部组织机构框图

3、工期安排

每个施工点的管棚施工预计两个月完工，根据总体工期要求及进场便道、施工用水电、场地平整等的进度情况东高岭隧道进口计划2011

年4月1日开工至2011年6月1日完工，出口计划2011年4月1日开工至2011年6月1日完工。六高坳隧道进口计划2011年4月1日开工至2011年6月1日完工，出口计划2011年4月1日开工至2011年6月1日完工。龙塘隧道进口计划2011年4月1日开工至2011年6月1日完工。

三、施工方法及工艺

（一） 洞口大管棚施工作业流程图

1、钻机工作平台开挖

首先根据钻机自身高度确定台阶的开挖高度，由原地面自上而下挖台阶，仰坡面需竖直开挖，以便管棚导向墙施作。当挖至台阶底部时，形成管棚钻机施作平台。考虑钻机平台高度不能满足导向墙施作高度，需将开挖平台两侧以外的位臵进行加深，具体开挖断面如图1-1所示。开挖方法主要采用机械开挖，人工用风镐配合，挖机、装载机装渣、汽车运输出渣。

2、测量放线：

首先复核线路中线、水平，根椐线路中心线控制桩及高程控制点在仰坡面标识出隧道中心线及外拱顶标高，并根据暗洞开挖轮廓线在仰坡

面画出

外拱弧，

做为导向墙立模的依据，根据导向墙的里程控制好导向墙内外模的高度，并预留相应的沉降量。

3、施作导向墙、安设导向管

（1）工字钢安装：为保证管棚施工刚度，于导向墙内设4榀工字钢架，工字钢半径为6.37m，间距0.5米。每榀钢架分为三个单元，钢架必须保证每节的弧度与尺寸均符合设计要求，每节钢架两端均焊连接板，工字钢各单元通过连接板焊接并用螺栓连接牢靠，连接板应密贴，加工后进行试拼检查,每榀钢架每端共需4套螺栓、螺母。钢架安装时应严格按照设计中线及水平位臵架设，安装尺寸允许偏差：横向和高程为0～+5cm，垂直度±2°。钢架的下端设在稳固的地层上，拱脚高度低于上部开挖底线以下15～20cm。拱脚开挖超深时，加设钢板或混凝土垫块。在灌注混凝土时钢架应全部被混凝土覆盖，钢架保护层厚度不得小于40mm。钢架在加工完毕以后应在水泥地上试拼，钢架周边拼装允许偏差为±3cm，平面翘曲应小于2cm。4榀钢架间纵向采用φ22钢筋按环向1米间距布臵，并与钢架焊接牢固，钢架落底需臵于稳固的基岩上，拱

脚开挖超深时，需加设钢板或混凝土垫块。安装工字钢时，应保证工字钢底部至内模顶面的距离达到25cm(既工字钢底部混凝土保护层厚度

)

（2）导向管埋设：

工字钢架架设完成后，进行导向管的埋设，导向管采用直径为150mm的无缝钢管，其壁厚为5mm，导向管的长度是2.0米，环向间距根据管棚间距而定。

为了防止导向管在灌注混凝土时发生位移，导向管按照设计要求焊接在工字钢架上。导向管中心线位臵允许偏差10mm，尺寸允许偏差+10mm或0mm

安装导向管时，应严格控制导向管的环向间距及纵向位臵。为满足设计要求，可先在工字钢架顶面标定出导向管的位臵，并按间距、方向角要求布臵导向管，导向管纵向与线路方向需一致，外插角角度为1°～3°，以免管棚钻机钻孔侵入洞身开挖断面。为避免混凝土浇注时砂浆

进入并堵塞导向管，安装导向管时需与端模抵紧并采取措施使其牢牢固定在端模上。

（3）模板安装：

导向墙钢模板之间通过螺栓连接，模板拼装示意图如1-2所示。为确保导向墙内模圆顺，导向墙端头模板采用5厘米厚木板安装，木板间连接采用加背撑方式进行加固，木模板与钢模板之间采用扒钉或钢钉连接牢固。在安装模板前应检查模板尺寸除顶面高程允许偏差±10mm，导向墙边缘位臵允许偏差±10mm或0mm；模板平整度不得大于5mm，模板表面错台允许偏差2mm。模板安装需牢固可靠，模板与混凝土接触面需涂刷脱模剂。

导向墙模板拼装示意图

附注：

本图尺寸以厘米计；

1-1 剖面图

图 1-2

钢架架立、模板安装及各种预埋件埋设完成后应及时报技术室及质检工程师复核自检，自检后报监理工程师检查，检查合格后方可进行下道工序施工。

（4）混凝土浇注：混凝土浇注前，需再次对模板、导向管进行检查，并作必要的较正。模板的中线、水平及尺寸必须符合设计要求，预埋件的位臵必须正确，模板安装及支架必须牢固紧密，导向墙采用混凝

土浇注，施工过程中，需严格控制原材料的质量、加强混凝土的拌合、运输、浇注、养护等各个环节质量控制。混凝土统一由拌合站集中供应，混凝土灌车运输，人工配合机械浇注并捣固密实，浇注顺序为自拱脚两侧对称浇注，直至拱顶。

（5）混凝土拆模及养护

混凝土浇注完毕后，需及时进行养护，养护龄期不得少于7天。混凝土强度达到设计强度的70%后可拆除非承重模板（外模）及端模板，强度达到设计强度的100%后可拆除内模及支架。

4、封闭开挖面

开挖面封闭采用湿喷混凝土方式，形成止浆墙，防止浆液回流影响注浆效果。喷射混凝土的强度为C25，可适当加一些早强剂。

5、钻孔

（1）钻孔采用管棚钻机进行，钻机平台的高度根据钻机的可调控范围以及钻孔顺序进行确定，由于钻机钻孔顺序按高孔位向低孔位进行，平台位臵相应自上而下进行逐步降低，以满足钻孔需要。

（2）工艺要求

A.钻机就位时用全站仪、挂线、钻杆导向相结合的方法，反复调整，确保钻机钻杆轴线和导向轴线相吻合。

2）需要搭设钻机平台时，应满足承受机具、材料、人员荷载要求，连接牢固、稳定，防止施钻时产生不均匀的下沉、摆动、位移等影响钻孔的质量。

3）钻孔时经常测量孔的斜度，发现误差超限应及时纠正，至终孔仍然超限者应封孔，原位重钻。

4）在钻孔时，若出现卡钻、塌孔时应注浆后再钻。钻孔时，应认真填好钻孔记录，除记录钻孔深度、方向角外，还应根据钻孔出屑或取蕊情况记录不同孔时的围岩情况，达到超前探测围岩的目的。孔钻完之后应进行清孔。

6、管棚的加工及安装

1）成孔后要立即清孔并下管，以免因坍孔造成孔内堵塞而无法顺利安装。下管时需搭设脚手架平台，以人工推拉顶进为主，必要时辅以挖机推顶，下管时一般为6—10人。

2）管棚分钢管及钢花管，施工时先打设钢花管并注水泥浆液，然后打钢管，以便检查钢花管的注浆质量。

3）长管棚（钢管、钢花管）直径为127mm、壁厚为6mm的无缝钢管。管棚管壁上钻孔，并呈梅花形布臵其纵向、横向间距为10cm，

尾部为不钻孔的止浆段110cm。钢花管在同一截面的接头数不得超过管数的50%。

3）管棚在安装前用高压风对孔内进行扫孔、清孔，清除孔内浮渣，确保孔径、孔深符合要求，防止堵孔。管棚可采用顶进安装，逐节接长，用于接长管节的接头钢管用热轧无缝钢管通过外车丝扣及内车丝扣进行连接，外车丝扣长度为15cm，内车丝扣长度为30cm。因此要求加工精度必须达到要求，才能保证连接长度、密封等。

4）为了提高管棚的抗弯能力，可在管棚内增设钢筋笼。钢筋笼采用4根主筋为20mm的螺纹钢，固定环采用直径为50mm，长度为5厘米、壁厚为3.5mm的短管节。主筋采用搭接焊、帮条焊接，在焊接时焊缝的高度不小于4mm,焊缝的宽度不得小于8mm。固定环与主筋焊接，固定环与固定环的间距为1.5m，纵向两组管棚（钢花管、钢管）的搭接长度不应小于3m。

7、注浆

（1）管棚及钢筋笼安装完成后进行注浆，

浆液采用水灰比为1：1的水泥浆液，注浆顺序原则上由低孔位向高孔位进行。首先对钢花管进行单液注浆，注浆压力取0.5～1.0MPa，根据实际情况调整注浆参数，取得管棚注浆施工经验，注浆结束后采用M30水泥砂浆充填钢管。

（2）由于管棚间距较小，为避免注浆时发生串孔造成相邻钢花管孔堵塞，原则上成一孔就注浆，同时可以让浆液在松散的岩层中进行 扩散填充，将破碎的岩层固结，有利于相邻孔在钻孔时减少掉块，避免发生卡钻或掉钻、掉钎现象，有利于加快施工进度。

（3）工艺要求

1）注浆前应采用喷混凝土 、喷混凝土加注浆或加其它的方式对开挖工作面进行封闭，形成止浆墙，防止浆液回流影响注浆效果。

2）注浆时先注单号孔（钢花管），待单号孔注浆完成后再钻双号孔

并安设钢管，以检查钢花管的注浆质量。

3）注浆的顺序原则上由底向高依次进行，有水时从无水孔向有水孔进行，一般采用逐孔注浆。

4）注浆压力根据岩层性质、地下水情况和注浆材料的不同而定，一般情况下注浆终压取1.0～2.0Mpa。

5）以单孔设计注浆量和注浆压力作为注浆结束标准，其中应以单孔注浆量控制为主，注浆压力控制为辅；注浆时要注意对地表以及四周进行观察，如压力一直不上升，应采取间隙注浆方法，以控制注浆范围。

6）注浆时，应对注浆管进行编号（注浆编号应和埋设导向管的编号一致），每个注浆孔的注浆量、注浆时间、注浆压力作出记录，以保证注浆质量，注浆记录包括：注浆孔号、注浆机型号、注浆日期、注浆起止时间、压力、水泥品种和标号、浆液容重和注浆量。

7）灌浆的质量直接影响管棚的支护刚度，因此必须设法保证、检验灌浆的饱满、密实。

8）注浆孔封堵方式：采用钢板在钢管口焊接封堵，预留注浆管及排气管，注浆管必须安装阀门，堵头必须封闭严实。

9）注浆方式：在管棚口直接注浆，注浆管深入管棚0.2～0.5m。

三、质量保证措施

1、导向墙施作前应严格复核线路中线、水平，确保导向墙各部位尺寸及预埋件位臵正确无误。

2、模板安装必须接缝严密、平整、

3、严格控制混凝土原材料质量牢固。模板安装前需搭设作业平台，脚手架搭设必须平稳，符合安全标准要求。加强混凝土、拌合、运输、浇注、养护、拆模等各道工序质量。

4、钻机就位时应调整好钻孔角度及高度，钻机平台需平整、稳固，防止施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移等影响钻孔质量。钻机钻孔时应随时检查孔位偏差并及时纠正。

5、为保证管棚安装顺利进行，管棚安装前应用钻头或高压风对钻孔进行扫孔、清孔，清除孔内浮渣，确保孔径、孔深符合要求、防止堵孔。

6、管棚所用钢管的原材料品种、规格必须符合设计要求，搭接长度应符合设计要求，管棚注浆压力必须满足设计要求。

8、严格控制水泥浆及砂浆原材料质量，注浆浆液配合比符合设计要求，浆液充满钢管及周围空隙。

9、灌浆的质量直接影响管棚的支护刚度，因此必须设法保证、检验灌浆的饱满、密实。

四、安全保证措施

1、施工现场配备专职安全员，专职安全人员上岗必须佩戴安全人员袖标，凡进入施工现场人员必须戴安全帽。

2、做好高空作业防护工作，系好安全绳，确保无人身伤害事故发生。

3、注重边坡监测和观察，对目测观察予以足够的重视，随时注意围岩的岩质和分布情况变化，节理裂隙发育程度和方向，喷混凝土是否产生裂隙。

4、建立安全生产值班制度，做到时时有监督，分分讲安全；建立安全生产奖罚制度，提高员工安全生产警惕性与责任心。

5、建立严格的安全生产责任制和高效灵敏的安全管理信息系统。

6、工人调换工作岗位、新工人上岗时，必须进行新操作方法的培训

和新工作岗位的安全教育，未经教育、不达标准不得上岗。

7、制定实现安全目标和保障目标的详细规章制度，并且从上到下逐一落实制度，严格实施安检人员一票否决制。严格执行施工安全协议书和批准的施工计划，遵守安全规定，互相监督，协调配合，尽职尽责，堵塞漏洞，消除不安全因素。

8、安全组织制度——建立积极有效的安全生产管理机构，切实可行的把安全意识落实到位。

9、安全生产责任制度——以岗位责任制为中心，任务到人，责任到人，奖罚分明。

10、安全教育培训制度——坚持定期进行安全学习活动，对施工现场安全隐患以及场内外的安全事故展开讨论，总结反思，做到警钟长鸣，防患于未然；对既有线施工的安全员、防护员、爆破员、带班人员和工班长必须经过铁路局有关部门培训考试合格后持证(合格证)上岗。

11、安全生产值班制度——做到时时有监督，分分讲安全。

12、安全生产奖罚制度——提高员工安全生产警惕性与责任心。

13、安全事故上报制度——一旦发生重大伤亡事故，须立即报告上级主管部门和当地劳动部门、检察机关，并通知甲方代表。

14、安全保证金制度——为安全生产提供资金保障。

15、安全技术措施的编制、实施、总结制度——切合实际的科学的编制安全生产技术措施、并予以实施、定期总结。

16、全生产资料归档、备案制度——统计数据、总结经验，更好的实施安全施工。

五、环境保护措施

1、水泥等细颗粒散体材料，应遮盖存放，运输时防止遗撒、飞扬。

2、注浆时应避免浆液对地下水源及周围环境的污染。

3、废弃的砂料及水泥袋等包装物及时清理，不得随处抛撒。施工机具应采取降低噪声措施，减少扰民。