管棚施工工藝流程設(shè)計

1、隧道管棚施工工藝流程設(shè)計管棚超前支護剛度大，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結(jié)構(gòu)上。在軟弱松散不良地質(zhì)地帶，通過管棚注漿補充固結(jié)土體，增強隧道上方土體的穩(wěn)定性，保證隧道進洞安全，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)注入化學漿液的方法，使該段軟弱地層形成一個整體，可以有效地穩(wěn)定開挖面。在隧道施工中，管棚支護主要適用

2、于以下幾種情況：圍巖破碎，裂隙較多，洞口開挖難以成形時；隧道處于淺埋段，開挖易使地表失穩(wěn)時；隧道內(nèi)遇到斷層需要穿過時；隧道洞口位于滑坡體而線路又無法避開時。與與與與與與與與超前管棚示意圖2、管棚基本設(shè)計參數(shù)五尖大山隧道施工圖設(shè)計（送審圖）在進、出口兩端均采用了長120m的長管棚。長管棚采用1085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，風鉆配合頂入，注漿泵注漿。隧道必須在管棚施工以后才能進洞開挖。五尖大

3、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與與與與與與與與與與與與與與與與與與與與與與與與與與與與與與與與與與與與與與與與與與與與與與與與與與對于節(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2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施工準備鉆孔孔位檢查頂進鋼管清孔注漿管路檢查拌漿注漿否壓力流量達到要求是結(jié)束根據(jù)管棚常規(guī)施工的過程，可以分為以下幾個步驟：制作導(dǎo)向架（套拱）鉆孔頂管封口注漿。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)計采用鋼筋混凝土套拱

4、作為導(dǎo)向架，縱向長度1.5m，套拱置于明洞之上。施工時首先在洞外明暗洞的交界處架立兩榀20b 工字鋼，間距360cm，用鋼筋焊接成一個整體。在鋼支撐上安裝150mm，長 23m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，作為注漿時的止?jié){墻。套拱施工工藝流程詳見下圖。測量放樣開挖套拱環(huán)形槽套拱基礎(chǔ)開挖按設(shè)計安裝固定套拱內(nèi)鋼架套拱內(nèi)鋼架加工孔口管加工將孔口管定位固定在鋼架上施工鋼架加工立套拱砼施工支撐鋼架加工套拱模板安裝套拱模板澆注套拱砼砼生產(chǎn)、運輸養(yǎng)生、拆模套拱施工工藝流程圖3.2 鉆孔鉆孔時間應(yīng)

5、在套拱混凝土強度達到75%之后，方可進行。鉆孔型號根據(jù)鉆孔深度來選擇。因鉆孔深度為20m，一般鉆機很難達到，宜采用超前水平地質(zhì)鉆機。鉆機就位時，搭設(shè)平臺所用的各種桿件應(yīng)連接牢固，保證鉆機穩(wěn)定。鉆機順序由高孔位向低孔位進行，并間隔錯開。若由高到低連續(xù)鉆孔，則因孔距過小，會造成前一個成型孔在未頂管時已4出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象。在鉆到一定深度時，要用測斜儀檢查孔的傾角是否正確，以便及時進行糾正，深度達到要求后，應(yīng)邊退鉆邊清孔。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)生了變化，此時應(yīng)及時退鉆，然后采用往孔內(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

6、也可為超前地質(zhì)預(yù)報提供一定的依據(jù)，因此每一個孔在開鉆時，都必須有詳細記錄，包括開鉆時間、結(jié)束時間及遇到的問題等。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，頂管工作進行得越早越好,否則因拖延時間太長，則導(dǎo)致孔壁變形或孔內(nèi)塌方，給頂管造成困難。頂管由鉆機頂進，鋼管節(jié)段間用絲扣連接，頂進時，節(jié)長3m和 5m管節(jié)交替使用以錯開接頭位置，這樣可以保證后期開挖時管棚有足夠整體強度。管棚頂?shù)轿缓?，鋼管與導(dǎo)向管間隙用速凝水泥或其它堵塞嚴密，以防注漿冒出。3.4 注漿及封口注漿前應(yīng)進行現(xiàn)場注漿試驗，根據(jù)實際情況調(diào)整注漿參數(shù)，取得管棚最佳注漿

7、參數(shù)。漿液采用注漿機灌注。管棚封堵塞設(shè)有進漿孔和排氣孔，當排氣孔流出漿液后，關(guān)閉排氣孔, 續(xù)灌注漿 , 達到設(shè)計注漿量或注漿壓力時 , 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 , 每鉆完一個孔，隨即就安設(shè)該孔的鋼管并注漿，然后再進行下一孔的施工。注漿結(jié)束后用C30水泥砂漿充實無縫鋼管，以增強管棚強度。注漿結(jié)束標準：注漿壓力逐步升高，達到設(shè)計終壓(0.8Mpa) 并繼續(xù)注漿 10min 以上；進漿量，一般為2030L/min 。4、管棚跟管鉆進施工工藝和施工方法5當?shù)刭|(zhì)狀況復(fù)雜，遇有卵石、漂石或破碎帶不易成孔時，可采用頂驅(qū)動力頭的跟管鉆進工藝，首先將套管及鉆桿同時鉆入孔內(nèi)，成孔后，

8、取出內(nèi)鉆桿，放進管棚，最后取出外套管即可。當圍巖結(jié)構(gòu)軟硬不均時應(yīng)采用潛孔錘配同心鉆孔系統(tǒng)。跟管鉆進程序及跟管鉆進圖解說明如下圖所示。注插施鉆跟水孔注下入退工機管退口漿一清注套準就鉆內(nèi)密加孔洗漿管備位進桿封固內(nèi)管桿跟管鉆進程序1、采用頂驅(qū)雙作用(沖擊及回轉(zhuǎn) )液動錘，把套管及鉆具同時沖擊+回轉(zhuǎn)方式鉆入巖土層內(nèi)（采用套管跟進提供臨時護孔，可避免內(nèi)鉆桿在提出后產(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)鉆桿取出，套管仍保留在孔內(nèi)供護孔作用。3、將注漿鋼管插進入套管內(nèi)。鋼管可用絲扣或電焊聯(lián)接。鋼管終端要密封。4、鋼管插進后，取出套管繼續(xù)下一孔眼的鉆進。鋼管口端與孔

9、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。6跟管鉆進程序圖解說明注：第一孔套管跟進鉆孔后，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道工序。常用的跟管鉆進系統(tǒng)見 各種跟管鉆進系統(tǒng)示意圖。7各種跟管鉆進系統(tǒng)示意圖1、潛孔錘偏心鉆頭擴底式跟管鉆進；2、潛孔錘潛孔錘鉆頭跟管鉆進；3、穩(wěn)定器三牙輪鉆頭跟管鉆進；4、穩(wěn)定器刮刀鉆頭跟管鉆進；5、金剛石鉆頭套管鉆頭跟管鉆進；6、金剛石鉆頭繩索取芯巖芯管跟管鉆進5、質(zhì)量控制與檢驗5.1 管棚鉆孔的

10、允許偏差管棚方向與線路平行，方向角誤差1（不包括路線縱坡）；檢驗數(shù)量：全部檢查；檢驗方法：觀察，鋼尺、測量儀器檢查。開孔定位誤差 4cm；孔口距允許偏差 50mm；檢驗數(shù)量：全部檢查；檢驗方法：觀察，鋼尺檢查。徑向誤差應(yīng) 20cm；檢驗數(shù)量：全部檢查；檢驗方法：觀察，鋼尺檢查。孔深誤差 50mm；檢驗數(shù)量：全部檢查；檢驗方法：觀察，鋼尺檢查。隧道縱向同一斷面內(nèi)接頭數(shù)50，相鄰鋼管的接頭至少錯開 1m；縱向兩組管棚的搭接長度應(yīng)符合設(shè)計要求并應(yīng)大于3m。檢驗數(shù)量：全部檢查；檢驗方法：觀察，鋼尺檢查。5.2 管棚超前支護應(yīng)滿足的要求管棚所用鋼管的品種和規(guī)格必須符合設(shè)計要求；檢驗數(shù)量：全部檢查；8檢驗

11、方法：觀察，鋼尺檢查。管棚所用鋼管進場必須按批抽取試件作力學性能（屈服強度、抗拉強度和伸長率）和工藝性能（冷彎）試驗，其質(zhì)量必須符合國家有關(guān)規(guī)定及設(shè)計要求；管棚應(yīng)采用熱軋無縫鋼管制作，必要時鋼管內(nèi)安裝鋼筋籠；檢驗數(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，每批抽檢一次。檢驗方法：檢查每批質(zhì)量證明文件并進行相關(guān)性能試驗。管棚用鋼管直徑宜為70127mm，鋼管中心間距宜為管徑的 23 倍。檢驗數(shù)量：全部檢查；檢驗方法：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)計要求；檢驗數(shù)量：全部檢查。檢驗方法：進行配合比選定試驗。注漿

12、壓力應(yīng)符合設(shè)計要求，注漿漿液應(yīng)充滿鋼管及其周圍的空隙；檢驗數(shù)量：全部檢查。檢驗方法：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MKD-5S1 臺2電動空壓機L3.5-8/208 臺93注漿泵Y2B/18KW2 臺備用一臺4攪拌機JDY750BH2 臺5電子計量配料機HPL12001 臺6砼輸送泵HBT601 臺7砂漿攪拌機HT200B1 臺8交流弧焊機BX1-500A5 臺備用一臺9鋼筋切割機GQ401 臺10插入式搗固器ZX-502 臺7、勞動力組織序號人員1技術(shù)人員2工班長3測量人員4鉆孔人員5安裝人員6 漿液制備人員7 注漿泵

13、司機8 清洗廢漿工9 注漿記錄工10安全員11搬運工12其他合計8、相關(guān)記錄表8.1 鉆孔記錄表人數(shù)職責1 掌握技術(shù)標準、負責施工指導(dǎo)、監(jiān)督施工質(zhì)量、記錄1組織和協(xié)調(diào)2 測量放樣、檢查驗收、并對整個施工過程進行攝像5鑿孔施工6準備材料、安裝導(dǎo)管5準備材料、制備漿液、攪動漿液、清洗設(shè)備2注漿泵的操作、維修保養(yǎng)及鼓掌排除1清理廢漿1 記錄注漿壓力、注漿量、流量、膠凝時間及其他的情況1負責施工安全4搬運材料、機具8電工、管棚加工、空壓機司機等3510鉆孔記錄表工作面里程：起止時間：年月日時分年月日時分鉆機種類及型號：孔號孔深起止時間下管深度地層情況描述備注記錄：工地負責人：年月日填表說明：1) 地層

14、有變化時，一個孔可分段記錄，并有小計；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：起止時間：年 月日 時分年月 日時 分凝膠時間壓力流量時間漿液種類配合比（MPa）備注（分秒）（ L/min ）總注漿量：材料消耗：記錄：工地負責人：年月日填表說明：1) 改性水玻璃（ SS）時，配合比填 PH 值；2) C-S、TGRM 、HSC 漿液填凝膠時間，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)計表11注漿效果統(tǒng)計表注漿里程（工作面里程） ：K+K+注漿時間：年 月日 時分年月日時 分注漿型式：孔深終壓注漿管注漿量孔號漿液種類備注（ m）（ Pa）（m）3（ m）記錄：工地負責人：年月日填表說明：1) 1 個孔注兩種以上漿液，可占 2 格以上，并有注漿量小計；2) 備注欄填注漿情況，有無漏漿，串漿等；3) 統(tǒng)計表后應(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)，檢查鉆機作業(yè)平臺是否穩(wěn)定，洞口仰坡及以上是否有危險性落