隧道大管棚施工方案

目 录

1.编制依据 ........................................................................................................................ 1

1.1、编制依据.......................................................................................................................... 1 1.2、编制依据.......................................................................................................................... 1 1.3、编制范围.......................................................................................................................... 1

2.工程概况 ........................................................................................................................ 1

2.1、工程简介.......................................................................................................................... 1 2.2、设计参数.......................................................................................................................... 2

3.施工准备 ........................................................................................................................ 2

3.1、施工用水.......................................................................................................................... 2 3.2、施工用电.......................................................................................................................... 2 3.3、钢构件和钢筋加工场 ...................................................................................................... 3 3.4、材料准备.......................................................................................................................... 3 3.5、各项技术及安全准备 ...................................................................................................... 3

4.进度计划及资源配置 .................................................................................................... 3

4.1、进度计划.......................................................................................................................... 3 4.2、资源配置.......................................................................................................................... 4

5.施工技术方案 ................................................................................................................ 4

5.1、施工顺序.......................................................................................................................... 4 5.2、套拱施工.......................................................................................................................... 5

5.2.1套拱基础开挖 ......................................................................................................... 5 5.2.2型钢拱架安装 ......................................................................................................... 6 5.2.3孔口管安装 ............................................................................................................. 9 5.2.4模板安装 ............................................................................................................... 10 5.2.5混凝土浇筑 ........................................................................................................... 12 5.2.6拆模及养护 ........................................................................................................... 13 5.3、管棚施工........................................................................................................................ 14

5.3.1搭钻孔平台安装钻机 ........................................................................................... 14 5.3.2钻孔....................................................................................................................... 14 5.3.3清孔验孔 ............................................................................................................... 15 5.3.4顶管作业 ............................................................................................................... 15 5.3.5管棚接长 ............................................................................................................... 16 5.3.6钢筋笼制作与安装 ............................................................................................... 17 5.3.7注浆....................................................................................................................... 17

6.质量控制要点 .............................................................................................................. 18 7.质量保证措施 .............................................................................................................. 19

7.1、质量控制目标 ................................................................................................................ 19 7.2、质量保证措施 ................................................................................................................ 19

8.安全、文明施工 .......................................................................................................... 20

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XX隧道大管棚施工方案

第一章.编制依据

1.1、编制依据

明确隧道超前大管棚施工工艺、操作要点和相应的工艺标准，掌握大管棚施工常见事故预防及应急措施，掌控大管棚施工的质量和安全文明措施等；指导、规范大管棚施工。 1.2、编制依据

（1）、《XX至XX高速公路两阶段施工图设计――XX隧道》； （2）、XX至XX高速公路XX标工程地质勘察报告； （3）、《公路隧道施工技术规范》JTGF-2009； （4）、《公路工程施工安全技术规范》JTJ076—95； （5）、《公路工程质量检验评定标准》JTJ071—98； （6）、《工程测量规范》GB50026—93；

（7）、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB 50086-2001）； （8）、其它相关国家标准、行业标准等； 1.3、编制范围

本施工方案适用于XX标合同段XX隧道进口超前大管棚的施工，包括质量、进度、安全、安全、环保等各方面。

第二章.工程概况

2.1、工程简介

XX隧道进口左、右洞明暗交界桩号分别为：ZKXX+XXX、KXX+XXX。隧道进口段属Ⅴ级围岩洞口浅埋（土质）段，施工辅助措施第一环超前支护采用超前大管棚，左、右洞管棚长度分别为20m和30m，施工中管棚长度根据现场实际情况合理调整，管棚的长度的调整必须保证施工安全。

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2.2、设计参数

图2.2-1 管棚布置断面图

设计参数：

①、导管规格：外径127mm，壁厚6mm； ②、管距：环向间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：M30水泥浆或水泥砂浆；

⑤、设置范围：拱部115°14＇41＂范围共计33根；

第三八章.施工准备

管棚施工工序多，工种杂、技术性强、要求技术工人具有各方面操作能力，又能处理管棚施工中一般的故障，管棚施工的质量很大程度上取决于钻孔和注浆的质量。

3.1、施工用水

从XX隧道驻地下方油沙河中修建水池采用高扬程水泵抽至隧道高位水池，以保证隧道施工用水。 3.2、施工用电

施工用电采取从地方高压线“T”接点位置接入，当地电力部门已将线路架设到隧道洞口处变电所，洞口设置变压器及配电箱室，采用两台630KVA变压器供隧道施

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工使用。现场自备360KW发电机一台， 供临时设施施工及停电应急使用。变压器、配电房、发电机及空压机房集中布设在拌和站左侧。 3.3、钢构件和钢筋加工场

钢材料场及钢材加工场已组建完毕，主要加工型钢支架、管棚钢管、小导管，钢筋、零星用模板加工的机械设备都已配齐，作为所加工材料、成品存放场地都采用混凝土硬化完，并安装有防雨棚。 3.4、材料准备

大管棚施工所用钢材、水泥、砂石料等原材已进场，并检验合格，满足大管棚施工要求。

3.5、各项技术及安全准备

开工前已对图纸进行了详细阅读，掌握了施工所需的技术参数，并对坐标、标高、尺寸等进行了复核，确保无误。开工前对项目部施工、技术、安全及特种作业相关人员进行了技术交底和安全交底，能够从技术、施工、安全角度保证施工正常进行。

第四章.进度计划及资源配置

根据实际工程情况，配备合理的人员和机械设备，调配较强的施工队伍，严格按《重庆市高速公路施工标准化指南（试行）》要求施工，组织好人员机械设备。按期、优质、安全、高效完成该工程。 4.1、进度计划

XX隧道左洞进口大管棚计划开工时间为2013年 8月10日，计划完工时间为2013年8月 30日，计划工期为20天。施工具体工期安排如下所示：

工期计划表 表4.1-1

工序 施工准备 套拱施工 钻孔施工 送管 下钢筋笼、导管 注浆 施工时间 2013年8月10日～2013年 8月11日 2013年 8月11日～2013年 8月17日 2013年 8月18日～2013年 8月24日 2013年 8月25日～2013年8月26日 2013年 8月27日～2013年 8月28日 2013年 8月29日～2013年 8月30日 工期（天） 2 7 7 2 2 2 3

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4.2、资源配置

大管棚施工人员配置见表4.2-1。

人员配备情况 表4.2-1

分类 人数 开挖班 7 钢筋班 8 模板班 6 混凝土班 9 管理人员 2 合计 32 大管棚施工所需机械资源配置见表4.2-2。

机械配备情况 表4.2-2

序号 工序名称 基础1 开挖 电动空压机 侧卸式装载机 2 出碴 自卸汽车 管棚钻机 套拱3 施工 插入式振动棒 电子计量砼拌合站 加 4 工 发电机 场 切断机 附属5 工程 油罐 6m 3机械名称 风动凿眼机 挖掘机 型号规格 YT-28 PC200 4L-20/8 ZLC50C 红岩 KB80512 BW-250/50 CWB520 D775MH JS750 HDJZQ-20 x3-30-1 CQ140 额定功率、（KW）容3)量（m、吨位(t) 1.0m 130KW/20m 3.0m 15t 7.5kw 6m 1.5KW 30KVA 360KW 800KWA 8000L 3333数量 4 1 1 1 4 2 2 2 2 1 1 4 1 1 2 1 1 备注 单面共用 单面共用 单面共用 注浆泵 砼运输罐车 工字钢冷轨机 电焊机 变压器 洒水车 第五章.施工技术方案

5.1、施工顺序

开挖至设计位置→喷设混凝土封闭岩面→浇注C20片石砼基座→18号工字钢拱

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架安装→固定Φ150孔口管→立模浇注C25砼护拱→凿岩台车钻奇数孔→清孔→顶管→下钢筋笼、插入注浆管→注浆→砂浆填充→凿岩台车钻偶数孔→清孔→顶管→下钢筋笼、插入注浆管→注浆→砂浆充填。 5.2、套拱施工

由测量组施工测量放线定位后，经监理工程师复测同意施工后，才能开始施工，套拱设计参数C25混凝土浇筑，长2米、厚50㎝，施工内径610㎝，外径660㎝。导向管为Φ150×㎜无缝钢管，导向管安装仰角1°（不包括路线纵坡），环向间距40㎝，方向与路线中线平行。套拱内置型钢为I18工字钢，孔口管用Φ16钢筋固定，每根长80㎝。 5.2.1套拱基础开挖

按设计给定的管棚施工范围测量放线定位，经监理复测同意施工后，方能开始施工，在明洞开挖留好的平台继续将两侧管棚位置开挖出来，形成台阶式工作平台。测量定位套拱底部与顶部准确位置。

图5.2-1 套拱基础开挖图

（1）、用全站仪精确测量放出管棚施工范围线，可在已锚喷支护的仰坡面上喷射红油漆，标记出准确位置，套拱基础开挖尺寸要比设计大0.5-1m(除掌子面外),方便套拱下部施工有足够的操作空间。

（2）、基础开挖时，尽量不要破坏原有工作平台，平台主要作用除了大管棚施工操作平台外，还有一个作用就是抵御山体岩土侧压力，为保持仰坡稳定性，大管棚施工平台预留核心土尽量满足施工要求，减少其开挖量。

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（3）、套拱基础开挖采用挖掘机开挖，自卸汽车运输，套拱基础开挖1-2层放样一次，尤其是最后一层严格控制开挖深度，避免超挖。土方开挖预留20-30cm人工进行修整整平处理。

（4）、土质挖方到基底标高后清理浮土，试验室派人在现场进行地基承载力试验，与设计图纸核对，地基承载力达到设计要求，对基地进行夯实，准备进行下道工序；如地基承载力不够，可采取浆片、砼换填等处理措施。 5.2.2型钢拱架安装

混凝土套拱作为大管棚的导向墙，在开挖轮廓线全范围内施作，套拱内埋设型钢拱架支撑，型钢拱架与管棚孔口管连接成整体。套拱要保证其基础稳定性。

套拱钢支撑配备专用设备和技术熟练工人采用工厂化集中加工,在洞外测设隧道钢架整体大样,设置弯折平台，依照整体大样并根据所采用的施工方法，分片加工，逐段加工各单元,以保证各单元顺接。可分为拱部和边墙来加工，以便于施工安装。

套拱钢拱架设计图如下：

图5.2-2 套拱内钢拱架设计图

（1）、套拱钢支撑采用自制型钢冷弯机加工。严格管理，将钢架的加工误差及变形值控制在技术规定的范围之内。每节拱架端部焊接连接钢板，焊接必须使用双面焊接工艺，焊缝厚度不小于4㎜。

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图5.2-3 卧式工字钢冷弯机

图5.2-4 刚拱架单元成品

（2）、拱架加工完成后，进行试拼，其平面扭曲不得大于20mm，尺寸偏差不得大于10mm，轮廓线偏差不得大于10mm。钢支撑段与段之间用22×24×1㎝钢板连接，连接钢板之间采用M16螺栓连接。

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图5.2-5 架立、连接钢板大样图

（3）、钢拱架试拼完毕后，将各单元成品吊装至施工现场，安装前，在套拱基础面上测量放样出钢拱架的位置，拱架安装由工人操作，由下往上逐节拼装，

（4）、套拱内设计有四榀工字钢，工字钢纵向以φ22钢筋焊接连接成为一个整体，连接筋环向间距为1.0m。钢支撑安装时要保证与隧道纵向垂直，其上下、左右允许偏差为5cm，钢架倾斜度不得大于2度。孔口管环向间距40㎝，仰角1～2°，方向与路线中线平行。

图5.2-6 套拱型钢拱架拼装图

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图5.2-7 钢拱架连接图

5.2.3孔口管安装

孔口管Φ150作为管棚的导向管，内埋设Φ16固定钢筋与孔口管采用双面焊接,焊接长度大于5d。孔口管安设的平面位置、倾角、外插角的准确度直接影响管棚的质量。

图5.2-8 套拱孔口管设计大样图

（1）、用全站仪以坐标法在工字钢架上定出其平面位置； （2）、用水准尺配合坡度板设定孔口管的倾角；

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（3）、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。

图5.2-9 套拱孔口管安装图

（4）、孔口管两端必须用塑料袋绑扎封堵，孔口管长度要根据现场情况进行切割使用，管口一端必须紧抵岩面，另一端则贴紧模板，防止浇筑混凝土时漏浆，堵塞管道。

图5.2-10 套拱孔口管封堵情况

5.2.4模板安装

套拱内外模全部使用5公分厚木模板，底模支撑采用4榀I18型钢加工成600㎝外径的弧形支撑，外模用Φ22钢筋焊接在套拱内部钢拱架上形成弧形扣牢外模板，

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挡头板也使用类似方法固定。

（1）、先安装底部模板，底模用Φ22钢筋焊接（或铁丝绑扎）钢拱架上形成弧形扣牢底模。模板与钢拱架之间用同标号混凝土块塞垫。

图5.2-11 套拱底模安装

（2）、外模、侧模可同时安装，安装方法都是用Φ22钢筋焊接在套拱内部钢拱架上形成弧形扣牢模板，

图5.2-12 套拱侧模安装

（3）、模板安装完毕后，对底模进行加固，底模支撑可采用4榀I18型钢加工成600㎝外径的弧形支撑；或者用槽钢沿环向间距1m布设，下部用钢管支撑抵住平台基础上，如下图所示：

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图5.2-13 套拱底模加固

图5.2-14 模板安装情况

5.2.5混凝土浇筑

套拱浇筑C25混凝土，一次浇筑完成，浇灌前先检查搅拌机与振动器及备用发电机运转是否正常，水、电及砂石、水泥准备充足。拱浇筑砼按配合比进行拌合混凝土，用砼运输车运至工作面进行浇筑。

混凝土浇筑前，要通知监理现场检查同意后，方可浇筑混凝土

（1）、受地形条件所限，混凝土浇筑时，可采用挖掘机配合浇筑，将混凝土放至挖斗内，行至工作面浇筑；或者使用吊车，配合吊桶进行浇筑。浇筑顺序先两边后中间。

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图5.2-15 套拱混凝土浇筑

（2）、自高出向模板内倾卸混凝土时，应防止混凝土离析。混凝土分层浇筑，每浇筑50cm时，就用插入式振捣棒进行振捣，以混凝土停止下沉、不出现气泡、表面呈现浮浆为度。 5.2.6拆模及养护

（1）、待混凝土强度达到70%后方可拆模，拆模后立即对混凝土套拱进行养护。

图5.2-16 套拱拆模情况

（2）、对混凝土的养护，应满足其对温度、湿度和时间的要求，必要时可用土工布进行覆盖洒水养护。

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5.3、管棚施工

5.3.1搭钻孔平台安装钻机

(1)、套拱浇筑完毕后，待强度满足要求后就可进行超前管棚的钻孔施工，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。先奇数孔，后偶数孔，跳孔施钻。施钻前要对每个孔进行编号，从左往右依次编号。

图5.3-1 钻机搭设情况

(2)、平台要支撑于稳固的地基上，脚手架连接要牢固、稳定，脚手架可与套拱预埋钢筋焊接固定，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。

(3)、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。施钻时，钻机通过孔口管沿隧道开挖外轮廓周边以1°外插角钻孔。 5.3.2钻孔

(1)、为了便于安装钢管，钻头直径采用Φ135mm。

(2)、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。 (3)、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。

(4)、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。

(5)、钻进过程中确保动力器、扶正器、合金钻头按同心圆钻进。

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(6)、认真做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清孔验孔

(1)、钻进过程中应进行反复扫孔，清除浮渣，确保孔径、孔深符合要求，防止堵孔。

(2)、用高压风从孔底向孔口清理钻渣。 (3)、用仪器检测孔深、倾角、外插角。 5.3.4顶管作业

顶管可以有很多方法，一般现场只要有挖机，在人工的配合下，就可以很快的进行顶管施工了。顶管作业时挖掘机要控制好力度，以及钢管角度，缓慢顶管，避免用力过猛，造成塌孔。

第一根钢管前段要做成圆锥状；也可在钢管端部焊上合金钢片式空心钻头，以防止端部顶弯或劈裂。

图5.3-2 首节钢管实图

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图5.3-3 挖掘机配合顶管作业

5.3.5管棚接长

（1）、管棚接长时先将前一根钢管顶入钻好的引导孔后再行连接。预先加工好管节连接套，联接器螺纹长度不小于15厘米。要将联接器预先焊接在每节钢管两端，焊缝要饱满。

图5.3-4 钢管连接图

（2）、接长管件应满足管棚受力的要求，相邻管的接头应前后错开，避免接头在同一个断面受力。

（3）、导管顶进长度可以作为管孔钻孔长度检验的一种标准，导管顶进时，必须通知监理现场监督、查验。

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5.3.6钢筋笼制作与安装

钢筋笼可以在加工场分节加工制作，然后再运至现场进行安装。钢筋笼可由人工操作，挖掘机配合沿着大管棚钢管逐节安装下放。

图5.3-5 钢筋笼示意图

5.3.7注浆

钢管压浆是大管棚施工中最重要的一步，首先保持孔内干净，压注浆液时，要满足要求，静压几分钟，提高注浆效果，对以后的洞口洞身开挖施工起到良好固结围岩的作用。

(1)、注浆顺序

管棚注浆顺序原则上遵循着“先外后内”、“跳孔注浆”、“由稀到浓”的原则，跳孔进行注浆施工，开始时注浆的浆液浓度要低一些，逐渐加浓至设计浓度。

(2)、注浆方法

①、注浆前在钢管中沿管壁安设φ15mm塑料硬管至孔底，在管口处与堵浆塞排气孔连接，作为排气管；

②、注浆管与堵浆塞进浆孔连接，堵浆塞与管棚采用丝扣连接。

③、注浆从进浆孔孔口注入，等排气孔有浆液流出且浆液浓稠时，进行终压注浆，直至达到设计注浆压力（始压0.5～1.0Mpa,终压2.0pa）或设计注浆量时终止，关闭阀门。

④、注浆结束后及时及时清除管内浆液，用30号水泥砂浆紧密充填，以增强管棚强度及刚度。

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图5.3-6 大管棚压浆施工

第六章.质量控制要点

（1）、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。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°，钻机最大下沉量及左右偏移量为钢管长度的1%左右，并控制在20 cm～30 cm。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。

（2）、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。掌握好开钻与正常钻进的压力和速度，防止断杆。

（3）、在遇到松散的堆积层和破碎地质时，在钻进中可以考虑增加套管护壁，确保钻机顺利钻进和钢管顺利顶进。注浆后再施工无孔钢管，无孔钢管可以作为检查管，检查注浆质量。

（4）、注浆孔位要准确，定位偏差应小于5cm，孔底偏差不大于孔深的1%至2%。顶管施工作业过程中会使管内混入一些碎石和碎屑，在注浆施工前一定要用高压风水进行吹洗，如果管内仍有较大的碎石，应采用小于钢管内径的钻头，利用凿眼台车钻进将其钻碎，吹洗干净。

（5）、拌浆时严禁纸屑等杂物混入浆液，拌好的浆液要经过过滤，未经过过滤的浆液严禁进入泵体，以防堵塞。

（6）、注浆过程中，要时刻注意泵口及孔口的压力变化情况，发现问题及时处理。防止由于泵及管路故障造成事故。

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（7）、注浆过程中，如发现孔口及工作面漏浆，要采取封堵，如果连续注浆大于2小时无注浆压力时，应停止注浆，待浆液达到初凝时间后进行二次注浆。

（8）、做好钻孔、注浆纪录，为分析注浆效果提供依据。注浆结束后，要彻底的清洗泵体和管路，以保证下次注浆安全顺利进行。

第七章.质量保证措施

7.1、质量控制目标

质量方针：实行科学管理，满足合同要求，赢得顾客信任，提供优质服务，做到至精、至诚、更优、更新。

我项目对本工程质量做出如下承诺：各项工程质量验收达到优良，满足业主的质量要求。

7.2、质量保证措施

针对各项工程实际情况采取积极有效措施，使施工的全过程均处于受控状态。 （1）、施工准备质量控制

健全进场前材料检查验收和取样送检制度，杜绝不合格材料进场。 （2）、施工工艺控制

①、在工程开始前，认真编制施工组织设计。经监理工程师审查批准后，严格按施工组织设计施工。

②、建立工地实验室，组建质量管理小组，并制定出质量检测制度。

③、在工程施工过程中，严格按规范要求对施工质量进行抽检，确保工程质量各班组间换班时须做好交接工作和交接记录。

（3）、在整个施工过程中，按工程质量保证体系要求严格贯彻执行工前有交底、施工中有检查、施工后有验收的“一条龙”操作方法，做到施工操作程序化、标准化、规范化，确保工程质量。

（4）、坚持岗前培训及持证上岗制度，坚持“三检、四按、准、六做到”，即： 三检：“自检、互检、交接检”；

四按：“按图纸、按规范、按工艺、按标准”；

准：“资料不全不准开工、材料不合格不准进场、测量不合格不准使用、上道工序不合格不准进行下道工序、达不到质量标准不准交工验收”；

六做到：“方案做到合理、技术资料做到齐全、质量检验做到可靠、施工试验做

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到真实、测量数据做到准确、施工方法做到正确”。

第八章、安全、文明施工

（1）、施工前对机械设备进行全面的检查保养，保证设备的正常运转。 （2）、施工设备定位稳定，固定牢固，防止钻进时发生位移。 （3）、钻进过程中导轨附近禁止站人，防止发生意外伤害事故。

（4）、焊接钢管过程中注意电焊机的接地以及电缆的防护工作，杜绝漏电事故的发生。

（5）、钢管焊接完成后，防止焊接部位骤然遇水降温和烫伤施工人员。 （6）、注浆前必须牢固封闭钢管端部与钻孔间的空隙，采用喷射混凝土封闭，喷混凝土达到强度后方可进行压浆施工，压浆过程中管口正面杜绝人员逗留，防止浆液喷出伤人。

（7）、施工过程中随时处理掌子面的渣土和撒漏浆液，保持掌子面干燥。 （8）、注浆人员必须佩带防护用品，防止浆液对皮肤的损害。

（9）、施工过程中人员设备较多，派专人现场协调指挥，杜绝混乱场面造成安全质量事故。

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