管棚超前支护法是近年发展起来的一种在软弱围岩中进行隧道掘进的技术。管棚法最早是作为隧道施工的一种辅助方法，在软岩隧道施工中穿越破碎带、松散带、软弱地层，涌水、涌砂层发挥了重要作用。由于预埋超前管棚做顶板及侧壁支撑．为后续的隧道开挖奠定了坚实的基础，且施工快、安全性高、工期短．被认为是隧道施工中解决冒项的最有效最合理的施工方法。
随后管棚法被用于城市地下铁道的暗挖施工，在建筑物密集、交通繁忙的城市中心地区．采用明挖法施工地下工程必须拆迁大量的地层管网和地面建筑物，随着人们对环境保护的呼声越来越高及政府对环保的日益重视，承包商们不得不放弃既影响交通又不利于环境保护的明挖法而改用暗挖施工法，管棚法作为一种重要的暗挖施工法在日本、美国及欧洲各国被广泛采用。
安装套拱中导向管
绑扎套拱钢筋网
套拱底模安装
套拱堵头模板安装
套拱模板加固及泵管安装
套拱拆模后施钻棚孔
套拱施钻管棚孔
套拱送进管棚施工
管棚注浆后封孔
套拱施作完成
钢拱架、小导管、钢筋网标准施工
每间隔一个钢格栅或一个钢拱架安装小导管，及小导管布置范围
每间隔一个钢格栅或一个钢拱架安装小导管，及小导管布置范围
中铁十九局集团西康铁路二线工程指挥部 Xks-3合同段 宋家山隧道洞门30m段 施工方案 编制： 审核: 审批： 中铁十九局集团西康二线工程指挥部第三项目部 二零一零年四月
一、工程概况 宋家山隧道进口DK197+912～DK197+942段，长30m，围岩趋于软弱浅埋。隧道围岩灰岩含量占35%～45%浅灰色，青灰色，千枚岩，千枚片构造，粒状，鳞片状变晶结构，薄片状泥钙质胶结主要有娟云母，绿泥石，石英等。节理发育，无渗水。 隧道采用横洞进洞开挖。隧道进口处与山体面几近垂直，造成工程施工条件差，无法满足正常施工要求。 二、施工方法 根据现场施工情况及作业环境，遵循施工可操作性和可实施性，满足施工需要，保证施工安全。采用超前搭接长管棚加小导管预注浆相结合的超前支护施工。附：管棚及小导管安装布置示意图。 管棚、小导管正面布置图 示 意
ф108管棚，长8mф42小导管，L=3.5m ≮100cm 纵向搭接≮200cm 10～206～8 中管棚、小导管超前支护纵向布置示意图 1、管棚施工 1.1、管棚采用ф108mm壁厚5mm热轧无缝钢管制作而成，管棚长8.0m/根，外插角6～8。。可根据实际情况作适当调整。钢管环向间距40cm。 1.2、钻孔、清孔及验孔。 采用隧道台车钻孔作业平台；用经纬仪、挂线、钻杆相结合的方法定位、定向孔口及孔轴线，严格控制钻孔上抬量和角度；选用管棚钻机风动干钻法钻进成孔。若钻进过程阻力较大，可退回1m左右，多次反复，阻力减小后继续钻进。初钻用低压顶进，以保持方向，防止孔位偏斜。 清孔采用地质岩芯钻杆配合钻头进行反复扫孔，清除浮渣，确保孔径、孔深符合要求，防止堵孔；再用高压风从孔底向孔口清理钻渣。 成孔后用经纬仪、斜测仪等检测孔深、倾角、外插角。验孔合格后方可进行管棚安装，对不合格的孔应封孔原位从钻。 1.3、管棚安装采用装载机和管棚钻机相结合，在人工配合下顶进钢管钢管口与孔口周壁用水泥密封。 1.4、注浆。 注浆前进行压水试验，检查机械设备是否正常，管路连接是否正确，为加快注浆速度和发挥设备效率，可同时采用3～5根管注浆。并另备注浆管以备替换。 注浆浆液由ZJ-400高速制浆机拌制。注浆材料为M20水泥浆，注浆量为钻孔
隧道施工通常采用浅埋暗挖法进行施工，浅埋暗挖法是参考新奥法的基本原理，开挖中采用多种辅助施工措施加固围岩，充分调动围岩的自承能力，开挖后即时支护，封闭成环，使其与围岩共同作用形成联合支护体系，有效地抑制围岩过大变形的一种综合施工技术。我们把这种浅埋暗挖施工又称之为管棚施工，那么隧道管棚施工的工序是怎样的呢下面北京八方陆通的技术人员以图片的形式为大家详细讲解一下隧道管棚施工工序： 管棚长18m，环向间距为0.4m，管棚外插角13°；DK193+803～+818段拱部设置两环大管棚，管棚长18m，环向间距为0.4m，管棚外插角3~5°。隧道管棚施工工序流程图如下： 工序一：管棚布设 管棚方向与线路中线平行。钢管施工误差径向不大于375px。隧道纵向同一断面的接头数不大于50%，相邻钢管的接头至少要错开1m。采用丝扣和焊接相结合的连接方法。 每循环管棚施工前应开挖管棚工作室，工作室长3.0m，高3750px。管棚施工前，在长管棚设计位置安放至少三榀用工字钢组拼的管棚导向架，导向架上设置空口导向管。要求在钻孔过程中导向架不变形，不移位。 工序二：钻孔 采用管棚钻机，从导向管内钻孔，套管跟进的方法。开孔时，低压慢转，钻进过程中利用倾斜仪等测量设备有效控制钻孔偏斜率。 工序三：安装大管棚钢管 管棚钢管（内置钢筋笼）由机械顶进，钢管节段间用丝扣连接（钢筋笼双面焊接），顶进时，采用6m和3m节长的管节交替使用，以保证隧道纵向同一断面内的接头数不大于50％，管壁上钻注浆孔。管棚顶到位后，钢管与导向管间隙用速凝水泥等材料堵塞严密，以防注浆时冒浆。 工序四：注浆 注浆前先将孔内泥砂清干净(可用高压水冲洗)，再进行注浆。浆液采用水泥浆液，浆液水灰比：1：1（重量比），注浆压力0.5～3.0MPa，注浆参数根据现场试验予以调整。注浆结束后用m5水泥砂浆充填钢管，以增加钢管强度。施工过程中为了防止注浆过程中发生串浆，每钻完一个孔，随即安设该孔的钢管并注浆，然后再进行下一孔的施工。管棚封堵塞设有进浆孔和排气孔，当排气孔流出浆液后，关闭排气孔，继续灌浆，达到施工图标示注浆量或注浆压力时，方可停止注浆。 工序五：劳力、机具设备的配置 每工班钻孔及注浆施工人员不宜少于10人，施工中应根据现场情况及时调整。 结合隧道的特点，每工班施工机具配置如下：管棚钻机1台、KBY-50/70注浆泵1台、煤电钻（或风动凿岩机）不少于10台、气焊机1台、BX1-500电焊机1台。
超前小导管与管棚的区别？ 超前小导管的处理范围一般也就6米左右，小导管为壁厚5mm的钢管，直径一般为42mm。是通过小导管浆将掌子面前方的较为破碎的围岩进行固结的一种方法，使围岩形成一个整体后再进行下一步工序。而管棚是在进洞口的地质条件非常差（如：沙土、破碎严重的岩石、黄土等）的情况下使用，一般长度就20-30米左右，管棚为壁厚3.5mm的钢管，直径一般为108mm。当然洞内地质条件非常差的时候也可以用管棚（如：洞内遇到冒顶现象造成的沿洞轴线长度较大，放 量较大）。 为了保证掌子面在开挖过程中土体不会塌方或产生流沙，开挖前需对前方土体采取超前支护、注浆加固等辅助措施。小导管注浆加固地层技术，是通过沿隧道开挖轮廓线外纵向向前倾斜安设注浆管，并注入浆液，达到超前加固围岩和止水的目的，同时小导管还可起到超前管棚预支护作用。 特点：①小导管注浆施工工艺简单，易于操作，施工安全，土层加固见效快，浆液损失少，成本低，是隧道施工中最常用的加固土层的方法之一。②小导管注浆仅作为地下工程施工防坍塌和沉陷的辅助手段。③小导管超前注浆设计应根据地质条件、隧道断面大小及支护结构型式选用不同的设计参数。适用范围：小导管适用于处于无粘结、自稳能力差的砂层及砂砾（卵）石层；小导管施工只是对开挖掌子面局部土层进行加固，开挖土层不宜长时间暴露，应坚持先支撑后开挖的原则；同时小导管注浆也可用于各种临时性的地层加固。工艺原理：在软弱土层中沿着开挖轮廓线和加固轮廓线，按照一定的入射角度，打设一定数量的小导管，用注浆设备把配置好的注浆材料，通过小导管注入到软弱地层里，使注浆材料在软弱地层里向四周迅速扩散和固结，并使小导管和土体固结在一起，起到棚护和加固地层的作用。管棚超前支护法是近年发展起来的一种在软弱围岩中进行隧道掘进的新技术。管棚法最早是作为隧道施工的一种辅助方法，在软岩隧道施工中穿越破碎带、松散带、软弱地层，涌水、涌砂层发挥了重要作用。由于预埋超前管棚做顶板及侧壁支撑．为后续的隧道开挖奠定了坚实的基础，且施工快、安全性高、工期短．被认为是隧道施工中解决冒项的最有效最合理的施工方法。)管棚施工管棚是利用钢拱架与沿开挖轮廓线，以较小的外插角，向开挖面前方打入钢管或钢插板构成的棚架来形成对开挖面前方围岩的预支护。管棚
管棚施工工艺工法 QB/ZTYJGYGF-SD-0302-2011 第五工程有限公司陶赞旭 1 前言 1.1 工艺工法概况 管棚超前支护法是近年发展起来的一种在软弱围岩中进行隧道掘进的新技术。管棚法作为隧道施工的一种辅助方法，在软岩隧道施工中穿越破碎带、松散带、软弱地层，涌水、涌砂层发挥了重要作用。管棚是利用钢管作为纵向支撑，钢拱架作为横向环形支撑，构成纵、横向整体，不仅沿隧道纵向具有梁结构的作用，在横断方向还具有拱形结构支护效果。由于其刚度较大，因此能够很好的阻止和限制围岩变形，并能提前承受早期围岩压力。 目前，管棚在隧道工程中较常采用，尤其是洞口位置处，围岩多风化破碎，岩质较差，为保证其进洞安全，常采用管棚作为超前支护。对于一些松散破碎的软弱围岩，采取常规的管棚施工工艺，成孔困难，套管推进不到位，管棚施工质量无法保证，可采取跟管钻机对于软弱围岩管棚施工。 管棚的成孔方式主要有两种：一是管棚引孔顶入法，当钻进地层易成孔时，一般采用先钻孔、后插管得方法，即钻孔完成经查合格后，将管棚连续接长，由钻机旋转顶进将其装入孔内；二是管棚跟管钻进法，当地质状况复杂，遇有砂卵石、岩堆、漂石或破碎带不易成孔时，可采用跟管钻进工艺，即将套管及钻杆同时钻入，成孔后取出钻杆，顶入管棚，拔出外套管。 1.2工艺原理 管棚支护结构，一般按松弛荷载理论进行设计。根据围岩地质条件和施工条件进行力学计算。钢管直径多选用80～180mm，钢管中心距离一般为30～50cm。钢管长度视软弱破碎围岩的厚度而定，一般为10～45m。钢管以较小的仰角沿岩面打入，形成了一个梁结构来承担围岩的压力。钢管采用内注水泥浆、化学浆液或细石混凝土、劲性骨架来增加钢管刚度。 2 工艺工法特点 2.1 在管棚超前预支护的作用下开挖，可以防止地表下沉和围岩坍塌，以保证施工过程中的安全。
隧道超前长管棚施工方案 一、编制依据 二、工程概况 一）、工程简介 二）、工程地质概况 1、地形地貌 隧道区属构造—侵蚀丘陵地貌区，穿越浑圆状山体，沟谷切割较深，多呈“U”型峡谷，自然坡角20~35°。山脉总体呈东西向，山顶呈圆状，多发育树枝状冲沟，沟内一般无水地表径流。地表植被不甚发育，多以稀疏林木为主，进口地带有乡间简易公路到达，交通较为不便。 2、地质岩性 根据工程地质调查、钻探及物探资料，本隧道地段围岩主要为元古代武当群（Pt w） 2 片岩和白垩—第三系（K-E）砾岩；两岩性呈角度不整合接触；斜坡坡面和低洼冲沟内 e1+d1）粉质粘土层。 覆盖第四系残坡积（Q 4 3、地震基本烈度 隧道场区地震动反应谱特征周期为0.35s，地震动峰值加速度分区属0.05g区，相当于原地震基本烈度VI度区。依据《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89）有关规定，该隧道可比基本烈度提高一度采取抗震措施。 4、水文特征 隧道区地表水系不发育，隧道区多发育树枝状冲沟，沟内一般无地表水径流。但在雨季会出现短暂地面渗流，流量较小，对隧道施工影响较小。隧道区地下水类型主要为基岩裂隙水，其次为残坡积碎石质粉质粘土层中的孔隙水。分部零星、不稳定，水量亦随季节变化。 三）、工程概述 由于隧道进、出洞口浅埋，为了保证隧道开挖稳定，实行管棚预支护，预先处理围
岩，提高其整体性，增加稳定性，能承受开挖后的围岩应力和抑止围岩变形。
在开挖隧道左洞进口29m、出口30m和右洞进、出洞口30m，隧道拱部140°范围采用φ108无缝钢管（壁厚6mm）超前大管棚注浆支护辅助施工，共设37环，左洞出口和右洞进出口每环钢管总长度30m，左洞进口每环钢管总长度29m，环向间距0.4m，外插角2~3°，注水泥浆。同时根据实际情况在地下水较发育可添加水泥浆液体积5%的水玻璃，进行水泥-水玻璃双液注浆。 套拱在隧道开挖轮廓线以外施作。设计采用C25混凝土内嵌2榀工18工字钢拱架作为长管棚定向拱架，φ127无缝钢管（壁厚6mm）作套管，用φ25螺纹钢固定在拱架上，套拱纵向长度2m，拱架之间用φ22螺纹钢连接，拱架间距100cm。 超前大管棚采用φ108无缝钢管，壁厚6mm，节长6m。采用丝扣连接，丝扣长15cm，φ102×6套丝扣钢管长30cm。钢管接头按奇、偶数错开，纵向同一断面内的接头数不大于50%，相邻钢管的接头至少须错开1m 。超前大管棚施工时，钢管与隧道中心线平行，其仰角为2~3°（不包含路线纵坡）。 四）、长管棚及套拱工程量 套拱工程数量表 长管棚工程数量表
第一章编制说明 1.1编制依据 ⑴国家、铁道部、沪昆客专湖南有限责任公司和地方政府的有关政策、法规和条例、规定。 ⑵国家和铁道部现行的有关工程的设计规范、专业标准、施工指南、施工质量验收标准、安全技术规程及相关建设文件。 ⑶现有设计施工图纸。 ⑷现场踏勘调查的资料及本单位施工队伍、技术装备能力及施工实践经验。 ⑸公司现有的施工技术水平、施工管理水平和资源配备能力及对本工程施工重、难点的理解。 1.2编制原则 ⑴全面贯彻执行业主对本建设项目的各项要求和各项有关行业技术标准、技术规范、科学部署，统筹安排、全面负责、确保生态环境，保证进度和质量。 ⑵科学采取先进的标准化管理模式，结合“六位一体”管理的原则，精心组织，平衡、交叉、流水作业，均衡生产。 ⑶以标准化管理为基础，强化组织指挥，加强管理，确保环境、工期、质量和安全，全面实现“六位一体”管理要求。 ⑷文明施工，保护环境，保护文物，树立单位科技先导、以人为本的现代化企业形象。
⑸科学合理的组织，强化管理；优质高效、安全文明的施工。 1.3编制范围 沪昆客专长昆湖南段大管棚工程。 第二章工程概况 2.1水文地质情况 2.2设计情况 第三章总体施工方案 我分部技术和现场管理人员经过反复商讨，根据施工图设计和洞口段实际地质情况，拟定以下施工方案。 在确保安全的前提下，避开雨季及严寒天气先采用人工配合机械开挖自上而下分层开挖边、仰坡，洞口边坡开挖线以外及早施作截水天沟，以拦截地表水，临时边坡开挖成型后采用锚杆、钢筋网、混凝土加固。 洞口边仰坡开挖、防护、排水施工完成后，开始暗洞导向墙和大管棚施工，采用1~2台管棚钻机由低向高、从两侧起拱线向拱顶中心施作，钻机钻孔后先顶入带注浆孔的花管后顶入实管后注浆。 第四章施工方法、工艺及技术要点 4.1施工参数 型钢拱架：I16工字钢，1m/榀；工字钢间连接Ф22mm螺纹钢钢筋焊接，环向间距1m，长度为130cm；工字钢连接用螺栓为Ф24mm；拱架架立时设定位锚杆：Φ22钢筋，两榀拱架设18根定位锚杆，锚杆垂直岩层打入，每根长300cm-350cm。拱部采用长40 mφ108mm热扎无缝钢管长管棚加强支护，外插角取1～3 °,长管棚上钻注浆孔,孔径10～
通常采用浅埋暗挖法进行施工，浅埋暗挖法是参考的基本原理，开挖中采用多种辅助施工措施加固围岩，充分调动围岩的自承能力，开挖后即时支护，封闭成环，使其与围岩共同作用形成联合支护，有效地抑制围岩过大变形的一种综合。我们把这种浅埋暗挖施工又称之为管棚施工，那么隧道管棚施工的工序是怎样的呢？下面北京八方陆通的技术人员以图片的形式为大家详细讲解一下隧道管棚施工工序： 管棚长18m，环向间距为，管棚外插角13°；DK193+803～+818段拱部设置两环大管棚，管棚长18m，环向间距为，管棚外插角3~5°。隧道管棚施工工序流程图如下：工序一：管棚布设 管棚方向与线路中线平行。钢管施工误差径向不大于375px。隧道纵向同一断面的接头数不大于50%，相邻钢管的接头至少要错开1m。采用丝扣和焊接相结合的连接方法。 每循环管棚施工前应开挖管棚工作室，工作室长，高3750px。管棚施工前，在长管棚设计位置安放至少三榀用工字钢组拼的管棚导向架，导向架上设置空口导向管。要求在钻孔过程中导向架不变形，不移位。 工序二：钻孔 采用管棚钻机，从导向管内钻孔，套管跟进的方法。开孔时，低压慢转，钻进过程中利用倾斜仪等设备有效控制钻孔偏斜率。 工序三：大管棚钢管 管棚钢管（内置笼）由机械顶进，钢管节段间用丝扣连接（钢筋笼双面焊接），顶进时，采用6m和3m节长的管节交替使用，以保证隧道纵向同一断面内的接头数不大于50％，管壁上钻注浆孔。管棚顶到位后，钢管与导向管间隙用速凝水泥等材料堵塞严密，以防注浆时冒浆。 工序四：注浆 注浆前先将孔内泥砂清干净(可用高压水冲洗)，再进行注浆。浆液采用水泥浆液，浆液水灰比：1：1（重量比），注浆压力～，注浆参数根据现场试验予以调整。注浆结束后用充填钢管，以增加钢管。施工过程中为了防止注浆过程中发生串浆，每钻完一个孔，随即安设该孔的钢管并注浆，然后再进行下一孔的施工。管棚封堵塞设有进浆孔和排气孔，当排气孔流出浆液后，关闭排气孔，继续灌浆，达到标示注浆量或注浆压力时，方可停止注浆。 工序五：劳力、机具设备的配置 每工班钻孔及注浆施工人员不宜少于10人，施工中应根据现场情况及时调整。 结合隧道的特点，每工班施工机具配置如下：管棚钻机1台、KBY-50/70注浆泵1台、煤电钻（或风动凿岩机）不少于10台、气焊机1台、BX1-500电焊机1台。
小浪底北岸灌区隧洞工程不良地质超前支护方案为了加快隧洞施工进度和提高工效，针对隧洞中出现围岩情况差的不良地质情况，在不同情况下采用超前锚杆、超前小导管和超前大管棚三种支护措施。 一、支护方案简介及设计参数 超前锚杆是沿开挖轮廓线，以较大的外插角，向开挖面前方安装锚杆，形成对前方围岩的预锚固(预支护)，在提前形成的围岩锚固圈的保护下进行开挖、装渣、出渣和衬砌等作业。在本项目中，超前锚杆主要用在V级围岩上限（较好）段，施工时间较短；超前锚杆应配合钢拱架或格栅拱架使用，设计参数如下： （1）采用直径φ25mm螺纹钢，长度为3.5m； （2）锚杆沿拱环向布置间距30cm； （3）倾角：外插角10°-15°，可根据实际情况调整； （4）纵向间距2.5m一环，搭接长度不小于1m； （5）注浆材料：M20水泥浆。 超前小导管主要用于自稳时间段的软弱破碎带、浅埋段、洞口偏压段、砂层段、砂卵石段、断层破碎带等地段的预支护。在本项目中，超前小导管主要用在V级围岩下限（较差）段，施工时间较超前锚杆长；超前小导管应配合钢拱架使用，设计参数如下： （1）采用外径φ42mm厚3.5mm无缝钢管，长度为3.5m； （2）钢管钻设注浆孔间距为100 - 150 mm； （3）钢管沿拱环向布置间距30cm-50cm； （4）倾角：外插角10°-15°，可根据实际情况调整； （5）注浆材料：M20水泥浆。 超前大管棚是由钢管和钢格栅或钢拱架组成。管棚利用钢格栅拱架，沿着开挖轮廓线，以较小的外插角向开挖面前方打入钢管，形成对开挖面前方围岩的预支护。管棚适用于特别困难地段（如极破碎岩
体、塌方体、岩堆地段、砂土质地层、强膨胀性地层、断层破碎带、浅埋大偏压等围岩）的隧洞施工中采用。在本项目中，主要用在洞内大型塌方，常规办法已无法处理的情况下，施工时间较长。具体设计参数如下： （1）大管棚钻孔孔口位置沿隧洞拱部开挖轮廓线外10cm布置，环向中心间距30cm，外插角约7°（可根据实际情况确定），每环17根； （2）钢管采用外径φ108mm壁厚8mm无缝钢管，每根长度为10m。钢管分段安装，两端之间用φ89钢管连接，套管长50cm。 （3）钢管上注浆孔孔径10～16mm，梅花型布置，间距15～20cm。钢管尾部2m长不钻孔作为止浆段。 （4）拱架上固定φ150导向管，导向管环向间距30cm，单根长度以实际长度为准，用来控制超前大管棚的方向。 （5）注浆浆液采用水泥浆，水灰比为0.5:1，当地下水较大，注浆液改为水泥浆和水玻璃双浆液。注浆压力采用0.5-1MPa。 二、具体施工方法 具体施工中的施工方法为： 以本项目10m施工段为例，拱架间距设为50cm： （一）超前小导管： ①采用外径φ42mm厚3.5mm无缝钢管，单根长度为3.5m，环向间距30cm。小导管安设一般采用钻孔打入法，钻孔直径比钢管直径大3-5mm，然后将小导管穿过已立好的钢架腹部，用锤击或钻机顶入，顶入长度不小于钢管长度的90%（3.15m），并用高压风把钢管内内份砂石吹出。 ②小导管安设后，用朔泥封堵孔口及周围裂隙，必要时在小导管附近及工作面喷射砼，以防工作面坍塌。 ③隧洞的开挖长度应小于小导管的注浆长度（2.5m），预留部分
超前支护施工工艺 本标段隧道超前支护主要类型：洞口段为φ108超前长管棚；洞内采用φ52mm、φ42mm超前小导管，超前锚杆采用φ25mm中空注浆锚杆。 1.4.1超前长管棚 长管棚采用Φ108mm热轧无缝钢管、接头钢管采用Φ114mm热轧无缝钢管，端部长15cm丝扣以便连接；每节长度为6m、4m交替使用，保证隧道纵向同一横断面内的接头数不大于50％。 根据设计要求施工砼导向墙、管棚；采用管棚钻机钻孔、顶进钢管施作管棚。 1.4.1 钻孔的工艺流程 钻孔工艺流程见图2-5-57。 1.4.2 钻孔的操作要点 洞口段管棚施作前，按设计要求施工砼导向墙并确保施工精度。 沿隧道开挖轮廓线纵向钻设管棚孔，其外插角符合设计要求。孔径比管棚钢管直径大15～20mm。钻孔顺序由高孔位向低孔位进行。测斜仪控制钻孔角度。 施钻前搭设钻孔平台，制作导向架，并检查其安全稳定性，施钻时固定牢固，以防止钻杆在推力和振动力的双重作用下上下颤动，导致钻孔不直。
钻机开孔时要低压力，待成孔1.0m后，压力逐渐增大，转速升至正常转速，第一节钻杆钻入围岩后，尾部剩余20～30cm时，停止钻进，钻机退回原位，人工装入第二根钻杆；换钻杆时，注意检查钻孔质量，偏离时及时调整。在施钻进程中及时记录和收集岩性及钻孔参数。钻孔达到要求深度后，拆卸钻杆，钻机退回原位。 图2-5-57 长管棚钻孔工艺流程图 1.4.3 顶进钢管的工艺流程 工艺流程见图2-5-58。 顶管工艺：本工程采用大孔引导和管棚钻进相结合的工艺，将棚管沿引导孔钻进，接长棚管，直至孔底。 管件制作：棚管现场制作，钢管节长为6m、4m，管棚接长时先将第一根钢管顶入钻好的孔内，再逐根联接。 接管：当第一根钢管推进孔内，孔外剩余30～40cm时，停止推进，人工持链钳进行钢管联接，使两节钢管在联接套处联成一体。凿岩机再以冲击压力和推进压力低速顶进钢
XX高速公路扩建工程（TJ6）标段 XX隧道出口左线 管棚首件施工方案 编制： 复核： 审核： 中铁XX局集团有限公司 XX高速公路土建TJ-6标项目经理部 二〇一九年五月
目录 一编制依据、编制范围 (1) 1.1 编制依据 (1) 1.2编制范围 (1) 二工程概况 (1) 2.1工程简介 (1) 2.2 地形、地貌 (2) 2.3 水文、气象 (2) 三概述 (3) 3.1 首件选址 (3) 3.2 编制目的 (3) 3.2 管理目标 (3) 3.2 首件资料收集整理 (4) 四施工总体布置 (5) 4.1 施工总体规划 (5) 4.2XX隧道出口左幅 (5) 4.2.1 围岩及地形情况 (5) 4.2.2 施工组织情况 (6) 4.2.3 XX隧道出口左线管棚工程数量表 (6) 4.3主要资源配置 (6) 4.3.1 人员组织情况 (7) 4.3.2 机械设备组织情况 (7) 4.3.3 材料进场组织情况 (8) 4.4工程进度安排 (9) 4.4.1施工重点 (9) 4.4.2工程进度安排 (9) 4.5施工准备 (10) 4.5.1技术准备 (10) 4.5.2施工现场准备 (10) 4.5.3材料准备 (11) 4.5.4试验检测项目 (12) 4.5.5施工现场排水系统布置 (14) 4.5.6临时用电 (14) 五管棚套拱施工 (15) 5.1管棚设计参数 (15) 5.2套拱施工 (15) 5.3管棚施工 (19) 5.3.1 施钻 (19) 5.3.2 顶管 (22) 5.3.3 管棚内钢筋笼施工 (22) 5.3.4止浆墙制作 (23) 5.3.5 注浆 (24) 5.4施工注意事项 (25) 5.5技术措施 (26)
隧道管棚施工详解 一、管棚法的基本概念 管棚工法是隧道开挖施工中用以防止掌子面坍塌并限制围岩变形的一种预支护手段。其主要原理是在隧道开挖之前，沿着隧道开挖轮廓线外的设定部位水平铺设钢管，并可以通过钢管向围岩注浆，对管棚周围的围岩进行加固，使管棚成为隧道后续开挖的防护伞（棚），达到安全施工的目的。 管棚工法最早是作为山岭隧道施工的一种辅助方法，当隧道穿越破碎带、松散带、软弱地层、涌水、涌沙等地段时，管棚及其超前注浆对隧道的稳定起到了保护作用。管棚作为隧道顶部和边墙的超前预支护，可以有效防止掌子面的坍塌及地层过量变位，为隧道开挖提供安全保障。同时管棚施工快、安全性高，被认为是隧道施工中预防事故的最有效、最合理的辅助措施之一。 二、隧道开挖预支护中采用管棚工法的原因 隧道开挖过程中，经常会遇到破碎带、松散带、软弱地层、涌水、涌沙等地段，在这类地质条件下进行开挖，如果不进行超前预支护，很容易出现坍塌情况，导致安全事故，不仅给相关企业造成经济损失，增加工程成本，而且极大地影响工程施工进度和施工质量。 在隧道施工下穿既有线路或建筑物及河流、湖泊的开挖前，如果不进行超前预支护，很容易造成隧道上既有线路或建筑物的沉降以及河流、湖泊涌水而带来各种安全隐患。 对于隧道施工过程中遇到上述情况时，早期隧道开挖时，主要采用插板法、小导管超前注浆法、浅层地表锚杆注浆加固法等进行超前预支护。但这几种支护工法都有一些不足之处，就是支护范围和深度有限、加固强度不足，难以形成高强度支护整体，而且往往需要多个循环才能穿越需支护地层段，这样，不仅造成现场窝工、停工等情况，严重影响施工进度，而且有时其安全性也难以保证。 随着施工技术的不断改进，管棚工法得到了普遍的利用。特别是在导向跟管钻进等技术及多种新的施工工艺引入后，管棚施工的精度、打设长度、沉降控制及施工工效有了长足的发展。管棚工法是采用专用钻机将钢管沿隧道开挖轮廓线外一节一节地打入需支护的地层中的预定位置，然后进行注浆，通过浆液在围岩中的扩散，形成一个类似钢筋混凝土的拱形帷幕，从而达到支护开挖线外侧围岩的作用。 三、管棚工法的优点 管棚工法与前期超前预支护工法相比，具有明显的优点，主要表现在以下几方面： （一）管棚工法所采用的钢管具有较高的钢性强度，而且管径相对较大，能够承载较大上部负荷。
隧道超前支护工程 5.1 超前小导管施工 5.1.1 施工工艺 小导管施工工艺流程见图5-1。 图5-1 超前小导管施工工艺框图 5.1 .2 施工方法 a 导管加工 小导管在构件加工厂制作，前端做成尖锥形，尾部焊接φ8mm钢筋加劲箍，管壁上每隔15cm交错钻眼，眼孔直径为6～8mm。小导管加工见图5-2。 图5-2 注浆小导管加工图 b 钻孔及安设导管 钻孔完毕后，将小导管按设计要求插入孔中，围岩软弱地段用游锤或凿岩机直接将
小导管沿格栅钢架中部打入，尾部与钢架焊接到一起，共同组成预支护体系。 c 注浆 注浆前先喷射混凝土5～10cm封闭掌子面作止浆墙，当单孔注浆量达到设计注浆量时， 程见图 d 一 1）超前小导管所用的钢管进厂检验必须符合标准。 2）超前小导管所用的钢管的品种和规格必须符合设计要求 3）超前小导管与支撑结构的连接应符合设计要求 4）超前小导管的纵向搭接长度应符合设计要求 5）注浆浆液的配合比的检验应符合规范要求 6）超前小导管注浆压力应符合设计要求，浆液必须充满钢管及周围的空隙。 二一般项目 超前小导管施工允许偏差应符合表5-1的规定：
表5-1 超前小导管施工允许偏差 e 技术措施 1)小导管的钻孔方向应顺直； 2)钻孔孔直径应与注浆管径配套； 3)采用吹管法清孔； 4)在孔口端用沾有CS胶泥的麻丝缠绕成不小于孔径的纺锤形柱塞，把小导管插入 孔内，带好丝扣保护帽，用风钻镐打入到设计深度，使麻丝塞与孔壁压紧； 5)注浆采用水泥浆液，注浆配比通过现场实验实际情况确定； 6）超前小导管尾部焊接于钢拱架上，两排小导管保持1m以上的搭接长； 7）小导管外露长度一般为30cm，以便连接孔口阀门和管路。 小导管的安设：如岩体松软，采用YT-28型风动凿岩机直接推送，如遇有坚硬岩石处，先用YT-28型风动凿岩机钻眼成孔后再推进就位。 在施作小导管前应注意： 1）喷10cm厚混凝土封闭掌子面作为止浆墙，为注浆作好准备工作； 2）按设计标出小导管的位置，误差 50mm； 3）施工顺序为从两侧拱腰向拱顶进行，为提前注浆留好作业空间。 锚杆预先在洞外钢结构厂按设计要求加工制作，锚杆砂浆强度不得低于M20。 施工采用风动凿岩机，按设计要求钻孔，达到标准后，用高压风清除孔内岩屑；用注浆泵将水泥砂浆注入孔内，砂浆填充锚杆孔体积的2/3后停止注浆；及时将加工好的杆体插入孔内，安装锚杆垫板。 施工时应注意：锚杆钻孔位置及孔深必须准确；锚杆要除去油污、铁锈和杂质；锚杆体插入孔内不小于设计长度的95%。锚杆施工应在初喷混凝土后进行，以保证锚杆垫
（二）工艺流程 1.大管棚施工准备 (1)管棚参数 1）钢花管规格：采用φ108mm壁厚6mm的热轧无缝钢花管,长40m，出浆孔直径为15mm，梅花型布置，间距15cm×15cm。钢花管内设置钢筋笼，钢筋笼主筋3Φ22，采用φ8钢筋环向缠绕作固定环，固定环与钢筋笼主筋焊接； 2)管距：环向间距中至中为40cm，外插角：1°～3°； 3)同一环管棚中接头位置应相互错开不小于1m，钢花管分节长度按10.35m+10.35m+9.3m和5m+10.35m+10.35m+4.3m交错进行布置； 4)钢花管管心与衬砌设计外廓线径向间距为45cm； 5)预埋导向管为Φ130mm无缝钢管，壁厚5.5 mm，节长2 m。 (2)明洞仰坡支护 1)先施做洞顶截水沟，且尽量避开雨季施工； 2)清除地表杂物后，喷10cm厚C25混凝土进行地表处理，防止雨水渗透对洞口围岩的影响； 3)明洞开挖至洞口10m左右时预留开挖土，以做导向墙及大管棚施工工作平台，且在导向墙范围内刷垂直坡，避免2m长导向墙侵占洞身，影响洞身初期支护，见下图： (3)施做导向墙 1)对仰坡及时进行锚杆、挂设钢筋网、喷射混凝土支护，并在导向墙两端墙脚及顶部预埋Φ25锚固筋，三处共12根，见上图。 2)导向墙在明洞外轮廓线以外施做，导向墙内埋设4榀H型钢支撑，钢支撑与预埋导向管焊成整体，且预埋管要有1°～3°的上抬坡度； 3)H型钢之间采用螺栓连接，并将端头连接钢板骑缝焊，仰坡中预埋锚固筋要与H型钢焊接，避免再浇注混凝土时移位。 2.大管棚施工说明 (1)平整潜孔钻车停放场地 1)对大管棚孔位进行编号，从一侧顺次编号； 3) 潜孔钻车要确保稳定，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； 4)钻机定位：钻机要求与已设定好的预埋导向管方向平行，必须精确核定钻机位置。用经纬仪、挂线、钻杆导向相结合的方法，反复调整，确保钻机钻杆轴线也孔口管轴线相吻合； (2)钻孔 1)钻机就位前要在平整场地上对钻杆进行试装，根据30m连接好的钻杆的挠度调整钻杆钻进角度，确保大管棚不侵线，也不上扬过高，影响大管棚施工质量； 2)为了便于钢管顶进以及注浆扩散，钻头直径采用Φ115mm；
隧道开挖预支护的管棚法 一、管棚法的基本概念 管棚工法是隧道开挖施工中用以防止掌子面坍塌并限制围岩变形的一种预支护手段。其主要原理是在隧道开挖之前，沿着隧道开挖轮廓线外的设定部位水平铺设钢管，并可以通过钢管向围岩注浆，对管棚周围的围岩进行加固，使管棚成为隧道后续开挖的防护伞（棚），达到安全施工的目的。 管棚工法最早是作为山岭隧道施工的一种辅助方法，当隧道穿越破碎带、松散带、软弱地层、涌水、涌沙等地段时，管棚及其超前注浆对隧道的稳定起到了保护作用。管棚作为隧道顶部和边墙
的超前预支护，可以有效防止掌子面的坍塌及地层过量变位，为隧道开挖提供安全保障。同时管棚施工快、安全性高，被认为是隧道施工中预防事故的最有效、最合理的辅助措施之一。 二、隧道开挖预支护中采用管棚工法的原因 隧道开挖过程中，经常会遇到破碎带、松散带、软弱地层、涌水、涌沙等地段，在这类地质条件下进行开挖，如果不进行超前预支护，很容易出现坍塌情况，导致安全事故，不仅给相关企业造成经济损失，增加工程成本，而且极大地影响工程施工进度和施工质量。 在隧道施工下穿既有线路或建筑物及河流、湖泊的开挖前，如果不进行超前预支护，很容易造成隧道上既有线路或建筑物的沉降以及河流、湖泊涌水而带来各种安全隐患。 对于隧道施工过程中遇到上述情况时，早期隧道开挖时，主要采用插板法、小导管超前注浆法、浅层地表锚杆注浆加固法等进行超前预支护。但这几种支护工法都有一些不足之处，就是支护范围和深度有限、加固强度不足，难以形成高强度支护整体，而且往往需要多个循环才能穿越需支护地层段，这样，不仅造成现场窝工、停工等情况，严重影响施工进度，而且有时其安全性也难以保证。 随着施工技术的不断改进，管棚工法得到了普遍的利用。特别是在导向跟管钻进等技术及多种新的施工工艺引入后，管棚施工的精度、打设长度、沉降控制及施工工效有了长足的发展。管棚工法是采用专用钻机将钢管沿隧道开挖轮廓线外一节一节地打入需支护的地层中的预定位置，然后进行注浆，通过浆液在围岩中的扩散，形成一个类似钢筋混凝土的拱形帷幕，从而达到支护开挖线外侧围岩的作用。 三、管棚工法的优点 管棚工法与前期超前预支护工法相比，具有明显的优点，主要表现在以下几方面： （一）管棚工法所采用的钢管具有较高的钢性强度，而且管径相对较大，能够承载较大上部负荷。 （二）管棚工法的注浆可以使浆液在管棚钢管周围沿着土体缝隙进行扩散，不仅能起来加固土体的作用，而且还能起到一定的止水效果。 （三）管棚工法打设的钢管长度较大。目前施作管棚长度可以达到100m以上，这样可以大大地减少预支护循环次数，加快施工进度。 （四）管棚工法能够通过专用导向仪精确控制管棚钢管铺设的轨迹线，确保管棚钢管按设计要求铺设，有利于控制隧道施工时的开挖量，减少施工成本。
陶家夼隧道洞口工程 大管棚施工方案 一、 工程概况 陶家夼隧道全长1440米，陶家夼隧道进口里程为YK7+470，出口里程为YK8+910。进口明暗交界里程为YK7+490，出口明暗交界里程为YK8+890。 二、主要机械设备配置 挖掘机、管棚钻机、自卸汽车、凿岩机、潜孔钻、湿喷机、湿喷料车、强制式搅拌机、高压注浆机、电焊机、柴油发电机组、变压器。 三、导向墙施工方法 1、导向墙设计参数 ⑴导向墙由立拱架和模板灌注C30混凝土形成，截面尺寸为2m ×0.7m ，为保证长管棚施工精度，导向墙内设4榀I20b 工字钢，钢架外设Ф133壁厚5mm 导向钢管，管长2米，外插角1o～3°，环向间距0.4米，共45根，钢管与钢架焊接。钢架各单元由连接板焊接成型，单元间由螺栓连接。 ⑵ 测量 放样 采用 全站 仪对隧道 轴线 及导 向墙施作断面进行细部测量放样。如下图： 工作平台 底模型钢底中心单元接头拱脚定位点
点 定位标高(m) 与中心桩关系（m） 号 ①101.656 ②109.620 ③109.855 ④109.620 ⑤101.656 注意：定位标高为底模型钢底标高，不是中线标高 2、底层工字钢拼装 1）底层工字钢采用型号I20b，管棚导拱内设4榀型钢钢架，钢架参照Ⅴ级加强围岩钢架进行加工，两层钢架间以φ22纵向筋焊接连接，环向筋间距1m。 2）底层工字钢加工尺寸应根据洞口导向墙标高和预留沉降量等方面进行制作。 3、底层模板安装 1）底模板采用5cm的木模板。木模板均采用段模板。其长度不小于220cm，宽度为30cm。铺木板时要逐一用水平尺校验，确保高差不大于5cm，否则在底模钢轨上焊钢板调整。底模安装外侧铁丝箍实，并铺一层三合板保证外观质量。侧模安装要保证垂直，牢固，禁止出现松动，其内也要放三合板。 2）导向墙底模安装示意图和效果图如下： 4、墙内工字钢拼装 1）在底模钢架每隔2m距离焊高33cm的支架，具体尺寸见下图，支架材料为Φ22螺纹钢。最后定位预埋钢架（I20b工字钢）。 2）墙内工字钢安装之前应进行试拼，安装完成后应检查其位置、和垂直度。
炉顶小室彩钢板安装施工方案 新建张唐铁路ZTSG-6标段 xxx隧道进口中管棚专项施工方案编制： 复核： 审核： xxx张唐铁路ZTSG-6标第一项目分部 2013年3月
目录 1编制依据 (2) 2工程概况 (2) 2.1工程简介 (2) 2.2地形地貌特征 (2) 2.3地质与水文 (3) 2.4主要材料、工程设备的使用计划和供应 (3) 3隧道初期支护参数及方法 (4) 3.1中管棚设计参数 (4) 3.2中管棚支护施工方法 (4) 4施工安全质量保证措施 (7)
xxx隧道进口中管棚专项施工方案 1编制依据 1) 设计图纸及资料； 2) xxx隧道施工组织设计； 3) 拥有的技术装备力量、机械设备状态、管理水平、工法科技成果及积累的施工经验； 4) 国家及相关部委颁布的法律、法规和铁道部颁布的现行设计规范、施工规范、质量验收标准及其他有关文件资料。 2工程概况 2.1工程简介 xxx隧道位于剥蚀丘陵区，隧道起讫里程为DK365+889～DK368+365，全长2426m，我单位施工进口段方向900m(DK365+889～DK366+789),其中Ⅴ级围岩262m，Ⅲ级围岩275m，Ⅱ级围岩363m。为单洞双线隧道，隧道最大埋深约178.7m。隧道位于直线上。隧道进口至进口为4.5‰的下坡。中管棚支护里程段为DK365+934～DK366+030。 2.2地形地貌特征 xxx隧道位于剥蚀丘陵区，地形起伏大，山势陡峻，多成“Ⅴ”字型，地表围岩裸露，弱风化，局部覆盖薄层第四系黏性土。xxx隧道进口段围岩为花岗岩W4，W3，节理裂隙发育，浅埋，隧道顶为尾矿库，围岩整体稳定性较差。由于隧道下穿尾矿库，设计给出最小埋深为８ｍ，施工时存在安全隐患，我队在DK365+932进行地质雷达扫描，预报里程范围为DK365+932～DK365+960段。预报结果如下：DK365+932～DK365+960段：探测后发现，在掌子面前方0～28m范围内，即DK365+932～DK365+960里程，大部分同相轴不连续，局部振幅较强，推测掌子面前方围岩以弱风化～中风化花岗岩为主，硬度较大，呈碎裂状～裂隙块状结构，围岩级别在整体上为Ⅳ级；其中在掌子面前方2～5m、9～12m和19～22m范围内，即DK365+934～DK365+937、DK365+941～DK365+944和DK365+951～DK365+954里程，范围内存在较短的反射连续性同相轴，推测局部存在节理或裂隙较发育带。DK365+961～DK366+001段：本段地表下方探测范围内主要为松散的尾矿砂质散体填充物，大部分雷达波同相轴不连续，频率较低。其中在DK365+961～
WORD格式 新建朝阳至秦沈高铁凌海南站 联络线工程TJ-1标段 隧道管棚专项施工方案 编制： 审核： 批准： 中铁十九局集团有限公司 朝凌客专TJ-1标项目经理部 二○一八年四月
目录 1编制依据 (1) 1.1编制依 据.............................................................................................. (1) 1.2编制原 则.............................................................................................. (1) 2适用范围 (2) 3工程概况 (2) 4地质水文特征 (3) 5施工组织方案 (5) 5.1技术要求： (5) 5.2施工程序及施工方法 (7) 5.3施工流 程.............................................................................................. (7) 5.4管棚车 丝.............................................................................................. (9) 5.5搭设工作平 台.............................................................................................. (11) 5.6钻机就 位.............................................................................................. (11) 5.7钻孔作 业.............................................................................................. (12) 5.8管棚跟管钻 进.............................................................................................. (12) 5.9钢筋笼施 工.............................................................................................. (12) 5.10管棚注 浆.............................................................................................. (13) 5.11验收标 准.............................................................................................. (14) 6资源配置方案 (14)
长大管棚施工工艺 一、编制目的 明确隧道洞口长大管棚及洞身长大管棚的施工作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范长大管棚的施工。 二、编制依据 《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》（TZ214-2005）; 《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》（铁建设〔2005〕160号）; 《铁路混凝土工程施工技术指南》（TZ210-2005）; 《铁路隧道施工规范》（TB10204-2002）; 武广客运专线双线铁路隧道各施工参考图； 武广公司下发的各隧道施工图纸。 三、适用范围 适用于武广客运专线XXTJIII标的所有隧道的洞口长大管棚以及洞身长大管棚的施工。 四、施工工艺及方法 （一）、管棚施工工艺框图（见图1） （二）施工方法 为保证施工安全，本标段部分隧道进洞及浅埋地段洞身施工设大管棚超前支护，注浆加固后再进行开挖，各断面大管棚管棚钻机一次施工完毕。 管棚施工工艺框图（见图1）。 工艺方法： 导向墙施工（洞口大管棚施工）：导向墙采用C20混凝土，截面尺寸1m ×1m，兼作止浆墙。环向长度可根据具体工点实际情况确定，但要保证其基础稳定性，导向墙数量一般按拱部140°计算。为保证长管棚施工精度，导向墙内设2榀I18工字钢架，钢架外缘设Ф140mm壁厚5mm导向钢管，钢管与钢架焊接。
图1 管棚施工工艺框图 管棚定位及钢管安装：充分考虑到上抬量和上抬角度后，正确算出各钻孔孔口位置，利用测量仪器定出钻孔的位置和倾角。 钻孔：利用管棚钻机钻到设计深度，每钻入一节续接下一节钻杆。 清孔：利用高压水将孔内余碴清洗干净，以防塞管时卡管。 装入钢管：管棚分钢管和钢花管，交错布置，先打设钢花管并注浆，然后打设钢管，钢管连接注意接头质量，用小直径钢管插入后焊接牢固。 高压注浆：注浆前进行现场注浆试验，根据实际情况调整注浆参数，取得管棚注浆施工经验。利用注浆泵将浆液压入孔内，通过钢管壁注浆孔来加固地层。 堵孔止浆：堵孔质量的好坏，直接关系到注浆效果。堵孔包括钢管自身的封堵和钢管与孔壁之间空隙的封堵。 钢管自身的封堵：一般在钢管最外端1.5m～2.0m范围内不设置注浆孔，根据实际需要在钢管内设置钢筋笼，并灌注水泥砂浆。孔口用厚3～5mm钢