1、隧道管棚施工工藝流程設(shè)計(jì)管棚超前支護(hù)剛度大，可承受土體的垂直和側(cè)向壓力，管棚超前預(yù)支 護(hù)具有棚架、錨固、固結(jié)地層的三種功能，它將部分荷載有效地吸收和傳 遞到已封閉的支護(hù)結(jié)構(gòu)上。在軟弱松散不良地質(zhì)地帶，通過管棚注漿補(bǔ)充 固結(jié)土體，增強(qiáng)隧道上方土體的穩(wěn)定性，保證隧道進(jìn)洞安全，滿足圍巖開 挖穩(wěn)定的要求。1、管棚施工原理 管棚一般是在地質(zhì)較差的情況下，按開挖輪廓線，采用在地層中打入 數(shù)根鋼管的方法形成支護(hù)體系。 一般要求鋼管入土深度必須穿過該類圍巖 , 并要有一定的超前長度。如果地質(zhì)條件極差且裂隙水較大，則采用在管內(nèi) 注入化學(xué)漿液的方法，使該段軟弱地層形成一個(gè)整體，可以有效地穩(wěn)定開 挖面。在隧道施工中

2、，管棚支護(hù)主要適用于以下幾種情況：圍巖破碎，裂 隙較多，洞口開挖難以成形時(shí)；隧道處于淺埋段，開挖易使地表失穩(wěn)時(shí)； 隧道內(nèi)遇到斷層需要穿過時(shí)；隧道洞口位于滑坡體而線路又無法避開時(shí)。超前管棚示意圖2、管棚基本設(shè)計(jì)參數(shù) 五尖大山隧道施工圖設(shè)計(jì)（送審圖）在進(jìn)、出口兩端均采用了長 20m 的長管棚。長管棚采用 108X 5的無縫鋼管，入土深度18.5m，由3m 5m 兩種長度管節(jié)由絲扣連接組成，絲扣搭接長度15cm長管棚環(huán)向間距33.3cm,在開挖輪廓線外25cm處，拱部140范圍布置。外插角1，與 隧道中線方相一致。施工采用地質(zhì)鉆水平鉆孔，風(fēng)鉆配合頂入，注漿泵注 漿。隧道必須在管棚施工以后才能進(jìn)洞開挖

3、。五尖大山隧道超前管棚施工示意圖3、管棚常規(guī)施工工藝和施工方法對于節(jié)理發(fā)育但較完整、容易成孔的圍巖地段一般采用常規(guī)先鉆孔、后插入的安設(shè)方法，其施工工藝如上頁圖所示。注漿施工工藝流程圖根據(jù)管棚常規(guī)施工的過程，可以分為以下幾個(gè)步驟：制作導(dǎo)向架（套拱）一*鉆孔 一頂管一k圭寸口 一*注漿。3.1導(dǎo)向架（套拱）導(dǎo)向架的作用是保證鉆孔方向的正確，使其孔向不發(fā)生偏斜，要求自身要有足夠的強(qiáng)度和剛度，可用型鋼或混凝土制作而成。五尖大山隧道設(shè)計(jì)采用鋼筋混凝土套拱作為導(dǎo)向架，縱向長度1.5m，套拱置于明洞之施工時(shí)首先在洞外明暗洞的交界處架立兩榀 20b工字鋼，間距60cm 用鋼筋焊接成一個(gè)整體。在鋼支撐上安裝 1

4、50mm長2 3m的導(dǎo)向鋼 管，與管棚位置方向一致，然后澆注 150cm厚的C30鋼筋混凝土包裹鋼支 撐和導(dǎo)向管。套拱完成后，噴射 C25砼15cm厚封閉周圍仰坡面，作為注漿 時(shí)的止?jié){墻。套拱施工工藝流程詳見下圖。測量放樣套拱施工工藝流程圖開挖套拱環(huán)形槽3.2鉆孔鉆孔時(shí)間應(yīng)在套拱混凝土強(qiáng)度達(dá)到I 75%之后，方可進(jìn)行。鉆孔型號根據(jù)鉆孔深度來選擇。因鉆孔深度為裝固定套拱內(nèi)鋼名般鉆機(jī)很難達(dá)到，宜米用超前水平地質(zhì)鉆機(jī)吩機(jī)就位時(shí)將搭設(shè)平臺所架的孔口管加工施工鋼架加工 一 立套拱砼施工支撐鋼架 低連續(xù)鉆孔，則因孔距過小立套拱砼施企撐，進(jìn)行糾正，深度達(dá)到要求后應(yīng)邊退鉆邊清孔砼生產(chǎn)、運(yùn)輸保證鉆機(jī)穩(wěn)定。鉆機(jī)順

5、序由咼孔位向低孔位進(jìn)行，并間隔錯(cuò)開。若由咼到會(huì)造成前一個(gè)成型孔在未頂管時(shí)已出現(xiàn)塌孔 1 F 現(xiàn)象。在鉆到一定深度時(shí)，要用測斜儀檢杳孔的傾角是否正確，以便及時(shí)在鉆孔過程中，如果出現(xiàn)卡鉆塌孔現(xiàn)象，可能是隧道地質(zhì)發(fā)生了變養(yǎng)生、拆模化，此時(shí)應(yīng)及時(shí)退鉆，然后米用往孔內(nèi)壓注漿液的方法，待漿液凝固后, 再行開鉆；如果出現(xiàn)掉鉆頭、鉆桿斷裂的現(xiàn)象，可用打撈器取出。鉆孔也可為超前地質(zhì)預(yù)報(bào)提供一定的依據(jù)，因此每一個(gè)孔在開鉆時(shí), 都必須有詳細(xì)記錄，包括開鉆時(shí)間、結(jié)束時(shí)間及遇到的問題等。3.3頂管管棚鋼管一般采用的是無縫鋼管，每一節(jié)鋼管應(yīng)做成尖錐狀，起導(dǎo)向和 減小摩擦阻力的作用。在鉆孔成型后，頂管工作進(jìn)行得越早越好，否

6、則因拖 延時(shí)間太長，貝埠致孔壁變形或孔內(nèi)塌方，給頂管造成困難。頂管由鉆機(jī)頂進(jìn)，鋼管節(jié)段間用絲扣連接，頂進(jìn)時(shí)，節(jié)長 3m和5m管節(jié)交替使用以錯(cuò)開接頭位置，這樣可以保證后期開挖時(shí)管棚有足夠整體強(qiáng)度。管棚頂?shù)轿?后，鋼管與導(dǎo)向管間隙用速凝水泥或其它堵塞嚴(yán)密，以防注漿冒出。3.4注漿及封口注漿前應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場注漿試驗(yàn)，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整注漿參數(shù)，取得管棚 最佳注漿參數(shù)。漿液采用注漿機(jī)灌注。管棚封堵塞設(shè)有進(jìn)漿孔和排氣孔， 當(dāng)排氣孔流出漿液后，關(guān)閉排氣孔，續(xù)灌注漿,達(dá)到設(shè)計(jì)注漿量或注漿壓力 時(shí)，方可停止注漿。施工過程中，為了防止注漿過程中發(fā)生串漿，每鉆完一個(gè)孔，隨即就安設(shè)該孔的鋼管并注漿，然后再進(jìn)行下一孔的施工

7、。注漿結(jié) 束后用C30水泥砂漿充實(shí)無縫鋼管，以增強(qiáng)管棚強(qiáng)度。注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：注 漿壓力逐步升高，達(dá)到設(shè)計(jì)終壓（0.8Mpa）并繼續(xù)注漿10min以上；進(jìn)漿量, 一般為 2030L/min。4、管棚跟管鉆進(jìn)施工工藝和施工方法當(dāng)?shù)刭|(zhì)狀況復(fù)雜，遇有卵石、漂石或破碎帶不易成孔時(shí)，可采用頂驅(qū) 動(dòng)力頭的跟管鉆進(jìn)工藝，首先將套管及鉆桿同時(shí)鉆入孔內(nèi)，成孔后，取出 內(nèi)鉆桿，放進(jìn)管棚，最后取出外套管即可。當(dāng)圍巖結(jié)構(gòu)軟硬不均時(shí)應(yīng)采用注 水 清 洗 內(nèi) 桿潛孔錘配同心鉆孔系統(tǒng)。跟管鉆進(jìn)程序及跟管鉆進(jìn)圖解說明如下圖所示跟管退內(nèi)桿鉆進(jìn)程序 注 采用頂驅(qū)雙作用 （沖擊及回轉(zhuǎn)漿液動(dòng)錘, 把套管及鉆具同時(shí)沖擊密+回轉(zhuǎn)方式鉆入巖土

8、 層內(nèi)（采用套管跟進(jìn)提供封時(shí)護(hù)孔，可避免 匚內(nèi)鉆桿在提岀后產(chǎn)生塌孔或涌水，方便插管注漿）。2、穿孔完結(jié)后，先把套管內(nèi)孔注水清洗潔 凈后，才把內(nèi)鉆桿取岀，套管仍保留在孔 內(nèi)供護(hù)孔作用。3、將注漿鋼管插進(jìn)入套管內(nèi)。鋼管可用絲 扣或電焊聯(lián)接。鋼管終端要密封。4、鋼管插進(jìn)后，取岀套管繼續(xù)下一孔眼的 鉆進(jìn)。鋼管口端與孔口周壁用水泥漿、 CS 膠泥加麻絲或其他密封材料密封。5、接上漿液管，用一定壓力將漿液壓注入 鋼管內(nèi)，漿液會(huì)通過鋼管的孔眼壓注入孔 壁的縫隙內(nèi)，固結(jié)附近的巖土層。 注：第一孔套管跟進(jìn)鉆孔后，如了解孔壁很穩(wěn)定，取出套管后亦不產(chǎn)生塌 孔，那么可把鉆桿與套管一同抽出，馬上插放灌漿管，省卻第 2

9、道工序。常用的跟管鉆進(jìn)系統(tǒng)見 各種跟管鉆進(jìn)系統(tǒng)示意圖。 各種跟管鉆進(jìn)系統(tǒng)示意圖1、潛孔錘偏心鉆頭擴(kuò)底式跟管鉆進(jìn)； 2、潛孔錘潛孔錘鉆頭跟管鉆進(jìn)；3、穩(wěn)定器三牙輪鉆頭跟管鉆進(jìn)；4 、穩(wěn)定器刮刀鉆頭跟管鉆進(jìn)；5、金剛石鉆頭套管鉆頭跟管鉆進(jìn)； 6、金剛石鉆頭繩索取芯巖芯管跟管鉆進(jìn)5、質(zhì)量控制與檢驗(yàn)5.1 管棚鉆孔的允許偏差管棚方向與線路平行，方向角誤差w 1 （不包括路線縱坡）；檢驗(yàn)數(shù)量：全部檢查； 檢驗(yàn)方法：觀察，鋼尺、測量儀器檢查。5.1.2 開孔定位誤差w 4cm;孔口距允許偏差w 巧Omm;檢驗(yàn)數(shù)量：全部檢查； 檢驗(yàn)方法：觀察，鋼尺檢查。5.1.3 徑向誤差應(yīng)w 20cm;檢驗(yàn)數(shù)量：全部檢查

10、； 檢驗(yàn)方法：觀察，鋼尺檢查。5.1.4 孔深誤差w 50mm;檢驗(yàn)數(shù)量：全部檢查; 檢驗(yàn)方法：觀察，鋼尺檢查。隧道縱向同一斷面內(nèi)接頭數(shù)w50 %，相鄰鋼管的接頭至少錯(cuò)開1m;縱向兩組管棚的搭接長度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求并應(yīng)大于3m。檢驗(yàn)數(shù)量：全部檢查;檢驗(yàn)方法：觀察，鋼尺檢查。5.2管棚超前支護(hù)應(yīng)滿足的要求521管棚所用鋼管的品種和規(guī)格必須符合設(shè)計(jì)要求； 檢驗(yàn)數(shù)量：全部檢查； 檢驗(yàn)方法：觀察，鋼尺檢查。522管棚所用鋼管進(jìn)場必須按批抽取試件作力學(xué)性能（屈服強(qiáng)度、 抗拉強(qiáng)度和伸長率）和工藝性能（冷彎）試驗(yàn)，其質(zhì)量必須符合國家有關(guān) 規(guī)定及設(shè)計(jì)要求；管棚應(yīng)采用熱軋無縫鋼管制作，必要時(shí)鋼管內(nèi)安裝鋼筋 籠；檢

11、驗(yàn)數(shù)量：以同牌號、同爐罐號、同規(guī)格、同交貨狀態(tài)的鋼管， 每60t為一批，不足60t按一批計(jì)，每批抽檢一次。檢驗(yàn)方法：檢查每批質(zhì)量證明文件并進(jìn)行相關(guān)性能試驗(yàn)。管棚用鋼管直徑宜為 70 127m m,鋼管中心間距宜為管徑的 23倍。檢驗(yàn)數(shù)量：全部檢查；檢驗(yàn)方法：觀察，鋼尺檢查。5.3管棚注漿應(yīng)符合的要求注漿漿液的配合比應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求；檢驗(yàn)數(shù)量：全部檢查。 檢驗(yàn)方法：進(jìn)行配合比選定試驗(yàn)。注漿壓力應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，注漿漿液應(yīng)充滿鋼管及其周圍的空 隙；檢驗(yàn)數(shù)量：全部檢查。檢驗(yàn)方法：查施工記錄的注漿量和注漿壓力，觀察。6、主要施工用機(jī)具設(shè)備序號設(shè)備名稱型號數(shù)量備注1超前水平地質(zhì)鉆機(jī)MKD-5S1臺2電動(dòng)空壓

12、機(jī)L3.5-8/208臺3注漿泵Y 2B/18KW2臺備用一臺4攪拌機(jī)JDY750BH2臺5電子計(jì)量配料機(jī)HPL12001臺6砼輸送泵HBT601臺7砂漿攪拌機(jī)HT200B1臺8交流弧焊機(jī)BX1-500A5臺備用一臺9鋼筋切割機(jī)GQ401臺10插入式搗固器ZX-502臺7、勞動(dòng)力組織序號人員人數(shù)職責(zé)1技術(shù)人員1掌握技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、負(fù)責(zé)施工指導(dǎo)、監(jiān)督施工質(zhì)量、記錄2工班長1組織和協(xié)調(diào)3測量人員2測量放樣、檢查驗(yàn)收、并對整個(gè)施工過程進(jìn)行攝像4鉆孔人員5鑿孔施工5安裝人員6準(zhǔn)備材料、安裝導(dǎo)管6漿液制備人員5準(zhǔn)備材料、制備漿液、攪動(dòng)漿液、清洗設(shè)備7注漿泵司機(jī)2注漿泵的操作、維修保養(yǎng)及鼓掌排除8清洗廢漿工1清

13、理廢漿9注漿記錄工1記錄注漿壓力、注漿量、流量、膠凝時(shí)間及其他的情況10安全員1負(fù)責(zé)施工安全11搬運(yùn)工4搬運(yùn)材料、機(jī)具12其他8電工、管棚加工、空壓機(jī)司機(jī)等合計(jì)35&相關(guān)記錄表8.1鉆孔記錄表鉆孔記錄表工作面里程：起止時(shí)間：年 月曰時(shí)分年 月 日時(shí)分鉆機(jī)種類及型號：孔號孔深起止時(shí)間下管深度地層情況描述備注記錄：工地負(fù)責(zé)人：年 月曰填表說明：1）地層有變化時(shí)，一個(gè)孔可分段記錄，并有小計(jì)；2）情況描述：地層地質(zhì)情況（節(jié)理、裂隙、破碎情況等等），有無地下水;3）備注：鉆孔、下孔等情況時(shí)異常情況記錄；8.2注漿記錄表注漿記錄表工作面里程：孔號：孔深：注漿泵型號：起止時(shí)間：年 月 日時(shí)分年 月日時(shí)分時(shí)間

14、漿液種類配合比凝膠時(shí)間（分秒）壓力（MPa流量(L/min )備注總注漿量：材料消耗：記錄：工地負(fù)責(zé)人：年 月曰填表說明：1）改性水玻璃（SS）時(shí)，配合比填PH值；2）C-S、TGRM、HSC漿液填凝膠時(shí)間，其他不填；3）注漿型式填“小導(dǎo)管、長管棚、全封閉、徑向注漿、充填、回填等等”；4）備注欄填漏漿、串漿情況。8.3注漿效果統(tǒng)計(jì)表注漿效果統(tǒng)計(jì)表注漿里程（工作面里程）：K+K+注漿時(shí)間：年 月曰時(shí)分年 月 日時(shí)分注漿型式：孔號孔深（m漿液種類終壓(Pa)注漿管（m注漿量（m3）備注記錄：工地負(fù)責(zé)人：年 月曰填表說明：1）1個(gè)孔注兩種以上漿液，可占2格以上，并有注漿量小計(jì);2）備注欄填注漿情況，有無漏漿，串漿等；3）統(tǒng)計(jì)表后應(yīng)附注漿記錄。9、施工安全1、管棚施工前應(yīng)檢查工作環(huán)境的安全狀態(tài)，檢查鉆機(jī)作業(yè)平臺是否 穩(wěn)定，洞口仰坡及以上是否有危險(xiǎn)性落物，以免落物傷人。2