调研首件套拱、管棚实施【施工总结】分析

南山隧道本溪段右洞套拱、管棚

首

件

工

程

施

工

总

结

中铁十五局集团第五工程有限公司

铁本高速公路第三合同段项目经理部

套拱、管棚首件施工总结

为了贯彻辽宁中部环线高速公路标准化施工管理活动要求，确保工程质量优质，质量目标明确，减少盲目施工，施工前确定标准的施工工艺，以科学的数据指导生产，施工工艺通过首件工程确定。为确保我合同段内的套拱、管棚工程质量符合设计要求及技术标准，我标段于2015年10月10日进行南山隧道本溪段右线出口套拱、管棚（YK289+127-YK289+162）首件工程施工，并在施工中对个工序进行了控制及检测，其结果基本符合设计及规范要求，现将具体施工过程总结如下：

一、工程概况

南山隧道位于铁岭市和抚顺市交界处鲢鱼沟附近，呈北西-南东向展布，设计两条分离式单行曲线隧道，隧道左洞里程ZK288+080-ZK289+155，全长1075m，隧道右洞里程K287+970-K289+180，全长1210m，隧道形式小净距+分离式，左、右线洞身直坡段纵坡均为-2.5%。隧道铁岭端（进口）洞口采用端墙式洞门，隧道本溪端（出口）洞口采用肖竹式洞门，明洞采用明挖法施工；暗挖段按新奥法原则进行隧道衬砌结构设计，即以系统锚杆、喷砼、钢筋网、钢架等组成的初期支护与二次模筑砼相结合的复合衬砌型式。每个洞口设2米长套拱，35米管棚支护段。

二、施工人员、施工机械及设备配置

1、现场施工管理人员安排表

套拱施工：

1.测量放线

首先放出套拱基础开挖位置及高程。待开挖完毕后对地基承载力进行检测，如不满足设计要求，进行地基处理。开挖完毕后对套拱基础的位置、每榀钢拱架内拱脚位置、中点、以及高程进行精确测量。如钢拱架拱脚超挖，采用1.5×30×40cm钢板调整至设计高程；如超挖过大，采用浆砌片石进行调整，浆砌片石尺寸为套拱基础尺寸放大10cm。

2.钢拱架加工、安装

钢支撑横向允许偏差±5cm，竖向不低于设计标高，倾斜度不大于2°。

钢拱架采用I20a工字钢，按照设计要求分段进行加工，每段钢拱架两端焊接1.5×24×24cm连接钢板，钢板钻Φ20螺栓孔，具体钻孔位置按设计图纸施工，螺栓孔用钻床加工，禁止气割吹孔。每段钢拱架尽量使用整根工字钢。加工中严格控制钢拱架弧度、弧长及内外弦长。加工完成后在平整场地进行放大样试拼，检查拼好后工字钢是否扭曲变形、是否在同一平面上。拱架安装采用现场拼接的方法进行，先将起拱线以下竖直段根据测量位置、高程准确安装，采用锁脚锚杆或钢管斜撑支撑牢固；将起拱线以上五段钢拱架拼装后标出中点及导向管安装位置，用挖机或装载机吊起与已安装钢拱架拼装，采用掉线对钢拱架中心进行调整，并用水准仪测量调整钢拱架顶部高程。钢架安装完毕经测量检查满足净空及设计高程要求后拧紧连接螺栓，焊接连接钢板，并用锁脚锚杆及钢管支撑等的方法将拱架固定死。

3.安装导向管

拱架安装完毕后，进行127×5导向管安装。导向管位置已在钢拱架标出，为防止因管棚钻孔钻杆下沉而导致的管棚侵占开挖净空，导向管的安装角度略大于设计角度，外插角采用2°，钢拱架高程根据此角度进行调整。导向管架设过程中要严格控制各导向管的标高、位置及角度。导向管与钢拱架采用Φ25钢筋焊接固定，如导向管角度与钢拱架产生缝隙，缝隙采用钢筋或钢板填缝焊接。导向管安装完成后，测量进行检查，合格后封堵管口。

4.模板安装

钢拱架及导向管检查合格后，方可进行模板安装。套拱模板采用小块模板拼装，与壁面接触处要求接缝密贴，底模及挡头模采用的方木加竹胶板，通过吊、拉、夹等的方法将模板固定牢固。

模板拼装完毕后，对模板内净空进行测量检查，合格后进行加固。加固支撑采用3榀I18工字钢根据套拱的弧线加工成型，下面用钢管架或圆木支撑加固。

5.砼浇筑

砼应两侧对称灌注，保证两侧灌注高差不超过1m。砼灌注过程中要注意振捣，防止过捣或漏捣现象出现，保证砼密实，表面光滑，无蜂窝麻面。砼初凝后立即覆盖养生，养护时间不少于14天。

砼浇筑应缓慢进行，并派专人对模板进行监控，发现漏浆及时封堵；如发现模板变形，立即停止浇筑，并进行加固处理后方可继续进行浇筑。

套拱施工工艺程图

管棚施工

隧道洞口采用35根?89×6超前预注浆大管棚以及35根?127×5无孔钢管施工，环向间距40cm，外插角1°。钢管接头采用丝扣连接，丝扣长度不小于15cm。为使钢管接头错开，编号为奇数的第一节管采用3m，以后为6米一节，编号为偶数的第一节管采用6m。钢花管上钻注浆孔，孔径12mm，孔间距200mm，呈梅花型布置，尾部300cm不钻孔。

1、平整场地

采用潜孔钻机钻孔，由高孔位向低孔位对称进行，场地要牢固、稳定。防止在施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移等影响钻孔质量。

2、钻孔

钻机要求与已设定好的导向管方向一致，必须精确核定钻机位置。用全站仪在套拱上放出管棚轴线，采用挂线、钻杆导向相结合的方法对钻机位置进行调整，确保钻机杆轴线与孔口管轴线相吻合。钻孔时先施工编号奇数的管棚，再施工编号偶数的管棚。

钻机钻孔直径110mm，开钻时，可低速低压，待成孔10m后可根据地质情况逐渐调整钻速及风压。钻进过程中确保动力器、扶正器、合金钻头按同心圆钻进。钻进过程中根据钻机钻进的现象及时判断成孔质量。钻进时产生坍孔、卡钻，需补注浆后再钻进。

成孔后，先不要拔出钻杆，检查孔深根据钻杆长度进行检查。安装管棚前应对钻孔进行反复扫孔，清除浮渣，确保孔径、孔深符合要求，防止堵孔。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。作为开挖洞身的地质预探预报，作为指导洞身开挖的依据。

3、安装管棚

为使钢管接头错开，编号为奇数的第一节管采用3m，以后皆为6米。管棚安装采用挖机配合人工顶入，每完成一个孔便顶进一根管棚。为保证钻孔质量，防止因钻孔对相邻孔产生影响，管棚施工中先施工编号奇数的管棚并注浆，再施工编号偶数的管棚。

钢管接头采用丝扣连接，丝扣长度不小于15cm。

棚管顶进后用麻丝和锚固剂封堵钢管与孔壁空隙，并在棚管端头焊接止浆板，止浆板采用2cm厚钢板制作，中间焊有Φ20注浆管，管口拉丝1.5cm，以备连接止浆阀。

4、注浆

打设后在钢管中压注水泥浆，水泥浆液为水灰比1∶1，注浆压力2Mpa。注浆结束标准为注浆压力逐步升高，达到2Mpa，并且注浆量达到设计量的95%以上。注浆时先注无水孔，后注有水孔。在无水地段可从拱脚起顺序注浆。注浆速度根据注浆孔出水量大小而定，一般从快到慢，停止注浆后拧紧止浆阀。止浆阀待水泥浆凝固后卸下，清洗后循环使用。

注浆过程中压力突然升高，可能发生堵管，应停机检查；注浆进浆量很大，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，以便凝结，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。

四、存在的问题及解决办法1、套拱底部混凝土有少许麻面

原因分析：振动棒提速快，局部漏振

解决办法：用2台50型振动棒进行振捣，振捣时间20-30s，混凝土表面泛浆不再下降平坦且不冒气泡止，振捣时要遵循“快插慢拔”原则，保证混凝土中每个部位都能振捣到。

2、Φ25固定筋与空口管、I20a工字钢焊接面局部有焊渣

原因分析：监督检查不到位

解决办法：对每个焊缝进行外观检查

3、钢拱架不顺直

原因分析：工字钢接口连接螺个别没有拧紧

解决办法：拧紧连接螺栓，使钢拱架在一个断面上

4、管棚注浆过程中注浆压力没有到达设计压力，但浆液从暗挖工作面蹦出

原因分析：围岩过于松动

解决办法：注浆前用水泥浆液延套拱暗挖工作面糊满

五、总结

以上是南山隧道本溪段右洞套拱、管棚首件工程的实际施工情况及总结,我项目部认为通过首件工程的施工，经过项目部管理人员的全程旁站，对生产过程中存在的问题进行总结、分析，对围岩加固、防止洞口地表下沉式非常有效果，为进洞施工提供了足够的安全保证。我项目部将以本首件工程总结结果指导后续施工，并将继续实践总结，制出精品工程，也请指挥部、驻地办领导提出宝贵指导建议。