浅谈隧道超前管棚支护施工工艺
摘要：本文从工程实践出发，通过对隧道超前管棚支护施工进行介绍,总结了管棚支护施工工艺，为达到质量最好、效率最高、经济效益最大化的隧道超前支护施工提供参考。
关键词：隧道超前支护的原理；超前支护的使用情况；隧道超前管棚支护施工工艺
abstract: in this paper, starting from the engineering practice, introduced through the tunnel ahead of the
pipe-shed support construction summed up the pipe roof support construction process, in order to achieve the quality of the best, the most efficient, maximize the economic benefits of tunnel support construction reference.keywords: tunnel the advance support the principle; the advance support use; tunnel ahead of pipe roof support construction process 中图分类号：u45文献标识码：a 文章编号：2095-2104（2012）前言：近年来,人们对环境保护意识的增强,提倡隧道洞口施工尽量减少对洞口围岩结构的扰动和地表生态环境的破坏,采取超前支护进洞的技术得到越来越多的应用。经过近几年来的不断发展和实践,超前大管棚支护作为一项保证隧道开挖安全、保护地面建筑以及控制地表沉降等的技术越来越受到重视,其应用也越来越广泛。随着隧道超前管棚支护施工的不断发展,新工艺、新技术也不断涌现,极大的提高了地下工程的施工安全和施工效率。
某隧道左线管棚施工方案
目录 一、工程概况 ................................................................................................................... - 2 - 二、施工管理组织机构 ................................................................................................... - 2 - 三、主要工程数量 ........................................................................................................... - 2 - 四、大管棚施工总体部署 ............................................................................................... - 3 - 4.1施工总进度计划安排 ............................................ - 3 - 4.2主要人员、机械设备用量配置 .................................... - 3 - 五、施工方法 ................................................................................................................... - 4 - 5.1、洞口开挖..................................................... - 4 - 5.2、施作套拱..................................................... - 5 - 5.3、管棚施工..................................................... - 5 - 5.4、管棚注浆..................................................... - 7 - 六、各项保证措施 .............................................................................................................. - 9 - 6.1质量保证措施 .................................................. - 9 - 6.2安全保证措施: ................................................ - 10 - 6.3防火措施 ..................................................... - 11 - 6.4环境保护及文明施工 ........................................... - 12 - 6.5、文明施工.................................................... - 12 -
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
隧道工程超前锚杆的施工方案 松散地层结构松散，稳定性差，若有地下水时则更甚。在施工中极易发生坍塌，在这类地层中施工时，除减少对围岩的扰动外，还应加强临时支护，临时支护可采用超前锚杆。 1． 施工方法 超前锚杆又分为悬吊式超前锚杆及格栅拱支撑超前锚杆。 悬吊式超前锚杆 采用这种方法是在爆破前，将超前锚杆打入掘进前方稳定岩层内，末端支承在拱部围岩内专为超前锚杆提供支点的径向悬吊锚杆，或支承在作为支护的结构锚杆上，使其起到支护掘进进尺范围内拱部上方，有效地约束围岩在爆破后的一定时间内不发生松弛坍塌，为大断面开挖与喷锚支护创造了条件。施工中，因超前锚杆与悬吊锚杆的外露端往往不易直接相交，故以φ22的横向短钢筋焊在邻近的悬吊锚杆上，再焊在超前锚杆的末端上。 格栅拱支撑超前锚杆 如图所示：超前锚杆的末端支撑在格栅拱架上。 1—超前锚杆 2—格栅拱架 a —超前锚杆横向间距 b α 超前支护 超前支护 b b 2 1 Ⅰ Ⅰ Ⅰ—Ⅰ
b—格栅拱支承间距α—超前倾角 超前锚杆的倾角α一般选用6°~12°，一般情况下，超前锚杆的横向宽度为内拱顶线的一半再加2m，也可根据地质情况适当增减其布置范围，为提高支护效果，在靠近拱脚部位的超前支护的方向常分别向左右酌情外插。横向间距应根据围岩情况而定，一般为~，如采用双层支护时，间距为~。其上、下层应错开排列，其纵向间距应根据围岩类别、超前支护的长度、锚杆的截面尺寸及横向间距等因素综合考虑确定。一般可取100cm或150cm，最大不超过200cm，其长度应根据地质情况，锚杆拉拔试验强度，钻孔机械类型，供给钢筋长度，开挖循环次数等因素综合考虑确定。一般多采用~5m，最长为，对围岩软弱的地方，可采用φ8或φ10的钢筋按间距×挂方格网，再喷射~厚度的混凝土，增强围岩的自稳能力。 2．工工艺流程 格栅钢架超前中空锚杆喷锚砼工艺流程图： 说明：本流程图在操作中注意以下三个参数：（1）喷射距离为~，喷咀与岩面保持90°夹角。（2）机内风压保持在左右。（3）细骨料在骨料中占
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～
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。
连拱隧道施工工艺工法 QB/ZTYJGYGF-SD-0503-2011 第五工程有限公司刘建萍 1 前言 1.1工艺工法概况 中导洞-主洞施工方法是双连拱隧道施工的一种高效施工方法。它根据新奥法原理，采用光面爆破大断面开挖，使用锚、喷、网、钢拱架和超前导管及超前管棚等支护手段，先开挖贯通中导洞，浇筑中隔墙混凝土，然后采用上下台阶法开挖左、右主洞，最后进行全断面二次衬砌。 早期的双连拱隧道多采用三导洞法施工，对围岩扰动的次数多，施工周期长，工效慢、工期长、成本高，不利于隧道防水。通过连拱隧道工程实践采用中导洞-主洞台阶法施工，效果良好。 1.2工艺原理 1.2.1 本工法的基本理论基础是新奥法。开挖后允许围岩有一定的变形，从而释放部分地应力；通过监控量测和适时支护来控制围岩变形，使围岩不会失稳；围岩与锚喷等支护共同作用形成复合承载结构。 1.2.2中导洞-主洞法根据新奥法的基本原理，简化施工工序，在三个工作面平行施工的情况下缩短了工期。 2 工艺工法特点 2.1 采用新奥法施工，尽量减少对围岩的扰动，充分保护和利用围岩的自承载能力，提高隧道结构的整体安全度。 2.2 与三导洞法相比，减少了两个侧壁导洞，施工干扰少、临时支护量小，有
效地降低了对围岩的扰动，缩短了施工周期，降低成本，减少工程投资。 2.3中导洞首先贯通，可揭示隧道围岩情况，为左右两洞大断面开挖施工提供依据。 3 适用范围 本工法适用于双连拱山岭隧道的各种围岩情况，隧道主洞的开挖方式则根据具体的情况来选择。 正台阶二步开挖法是全断面一次开挖法的改进方法，多用于围岩能短期内处于稳定的地层中。台阶法根据台阶长度的不同，可划分为长台阶、短台阶和超短台阶三种，在Ⅲ级以下的围岩中一般采用长台阶或全断面开挖法，对于III、IV级围岩多采用短台阶开挖法，对于Ⅴ级以上的软弱围岩则常采用超短台阶开挖法，对于土质围岩及软弱围岩则采用环形开挖留核心土法或三台阶七步开挖法。 本工艺工法主要介绍中导洞-主洞法施工双连拱隧道。 4 主要引用标准 《公路隧道施工技术规范》TTJ04 《公路隧道设计规范》JTG026 《公路工程质量检验评定标准》JTJ071 5 施工方法 采用中导洞-主洞法施工，其步骤为先开挖中导坑，并做导坑临时支护直到中导洞贯通，然后由内向外浇筑中隔墙混凝土。 中隔墙施工完成后，将其顶部与临时支护之间间隙采用与设计同标号的喷射砼喷（回）填密实，待喷填砼强度满足设计要求后，即可开挖两侧主洞。 根据主洞的地质情况，首先做好洞口的防护、排水和洞身的超前预加固，然后
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
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。
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
隧道工程施工工艺 一、总体方案 （一）施工原则 采用大型施工机械配套施工，开挖出渣机械配套作业线、初期支护砼机械配套作业线与二次衬砌砼施工作业线相配合一条龙作业。软弱围岩坚持“短进尺、弱（不）爆破、快封闭、强支护、紧衬砌”的原则，开挖后仰拱及时跟上封闭成环。施工中进行超前地质预报，采用先进的量测探测技术对围岩提前做出判断，拟定相应的施工方案。 （二）施工布置 隧道根据施工现场场面状况，采用单向掘进，隧道进口布置一个隧道专业机械化施工队。洞内施工开挖、出渣初期支护与二次衬砌模筑砼平行作业。隧道路面待贯通后从洞口反向施工。根据地形地貌及工期要求，本隧道不设施工支洞。 （三）总体方案 根据磐南隧道围岩情况、及断面设计，结合本承包人现有技术装备力量和多年的隧道施工经验，确定Ⅲ类围岩采用正台阶开挖法施工，Ⅳ类采用全断面开挖法施工。隧道出渣采用侧翻装载机装车，自卸汽车运输。初期支护施作及时可靠，衬砌砼采用机械化作业，二次衬砌采用砼输送车、输送泵和全断面液压衬砌台车相配合的方案。施工过程中加强监测，及时处理分析数据，高速支护参数。开挖前做好超前地质预报、探测工作，根据围岩情况采取相应的施工方案。 二、隧道施工测量控制 为保证隧道贯通精度，拟定如下测量控制方案： 1、地表平面控制 （1）为保证洞口投点的相对精度，平面控制网根据设计提供的控制点和实地地形情况布设精密控制网，并保证洞口附近有二个或二个以上的精密控制网点。 （2）地表控制网经过多次复测，复测无误后方可引线进洞的测量工作。 2、洞口联系测量 为保证地面控制测量精度很好地传递到洞内，采用如下洞口控制测量方案： （1）在洞口仰坡完成及洞口施工至设计标高后，在洞口埋设二个稳固的导线控制点。 （2）洞口附近在基础稳定处埋设2～4个水准点，与地表水准控制网级网观测及平差计算，以便于隧道进洞水准测量。 3、测量方法及措施 （1）地表平面控制测量选用全站仪施测，建立四等导线控制网，并把隧道中线和横向轴线纳入控制网内以保证放样精度。 （2）高程控制按四等网施测，用自动按平水准仪施测，精度至毫米。 （3）洞内控制测量与地表控制测量按同等精度建网，施工中线测量使用全站仪。 （4）具体要点：
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
. 丰台站～前泥洼站区间暗挖临时竖井开马头门大管棚施工方案 1、编制说明 1.1 、编制依据 （ 1）北京地铁 10 号线二期工程施工设计（变更）第三篇区间土建工程第十三册丰台站～前泥洼站区间第二分册区间暗挖段结构施工图第一部分轨排井北侧暗挖段施工图第一本区间临时竖井及暗挖段结构施工图 （2）北京地铁 10 号线二期 2 段工程 10 合同段岩土工程勘察报告 （3）《轨道交通隧道工程施工质量验收标准（修订版）》（QGD-007-2005） （4）《地下铁道工程施工及验收规范》 (GB50299-1999) （5）《工程测量规范》 (GBJ50026-2007) （6）《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》 (GB50308-1999) （7）《北京市市政基础设施工程暗挖施工安全技术规程》 (DBJ01-87-2005) （8）《施工现场临时用电安全技术规范》 (JGJ46-2005) （9）《建筑施工计算手册》（第二版） （10）其它相关规范、规程及标准 （11）工程所在地的地质、水文、气候及地理条件 1.2 、适用范围 本方案适用于地铁 10 号线二期工程丰台站～前泥洼站区间暗挖段临时竖井马头门大管棚施工。 2、工程概况 2.1 、暗挖段设计概况 丰台站～前泥洼站区间暗挖段位于前泥洼站南侧，呈南北走向，主要在规划前泥洼路下方敷设，与前泥洼路永中基本平行。区间下穿大从大厦、丰管路及丰管路下方众多管线。 暗挖区间右线起讫里程为 K42+416.743～K42+751.413，含短链 0.679m；左线起讫里程为 K42+486.586～K42+751.413，含长链 5.176m 和短链 0.679m。本 暗挖段区间左、右线各设置一座施工竖井，中心里程分别为左K42+639.810、右
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，
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
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。
技术交底书 单位：编号：隧-003 工程名称施工 范围 交底 部位 主送 单位 日期页码 一、编制依据 1、XXX隧道施工方案； 2、XXX隧道设计图 3、《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204-2008）； 4、《城际铁路设计规范》（TB10623-2014）。 二、工程概述 XXX隧道进口位于XX区XX村，出口位于XX区XX村，地貌属于丘陵区域，最大埋深约119.5m。出口段围岩级别为Vb，出口里程段(DK068+849～DK068+882)采用33m长大管棚(φ108)进行超前支护。 三、施工方案 为保证管棚施工精度，采取导向墙内设导向钢管来作为管棚安设辅助措施的施工方法，导向墙截面尺寸为1m×1m，内设2榀I18工字钢架，钢架外缘设φ140壁厚5mm导向钢管，钢管与钢架焊接成整体。 拱部设臵一环φ108大管棚，共计37根，管棚壁厚6mm，环向间距0.4m，出口段管棚长33m。 管棚施工应考虑Vb围岩预留15cm变形量，在此基础上对设计尺寸做相应调整，管棚超前支护主要图纸如下图示。 管棚超前支护主要图纸如下图示。
导向墙正面图管棚横断面图
导向墙剖面图 四、机械设备 管棚超前支护所需机械设备情况下表示。 机械设备配置表 序号机械名称型号数量备注1挖掘机320 1 2天泵30m 1 3潜孔钻机1 4水泥浆搅拌机1 5注浆机1 6全站仪1 7水准仪1 五、劳动力组织 管棚超前支护劳动力组织情况如下表示。 劳动力配置表 序号工种人数职责 1领工员1全面负责现场施工指挥，协调各工序作业 2技术员2负责现场测量放样、技术交底、记录数据和质量控制3试验员1负责现场试验工作 4安全检查员1负责现场安全质量工作 5司机6负责机械操作 6操作工4负责操作潜孔钻机及注浆机
隧道洞身开挖支护方案 1.方案目的 明确隧道开挖支护作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导现场施工，保证安全和质量。 2、编制依据 1、施工合同文件 2、设计文件 3、施工组织设计 4、同类施工经验 3、编制范围 Nakettiya隧道及Bambarenda隧道洞身开挖支护施工。 4、施工工艺及方法 洞身开挖支护包括：超前支护、洞身开挖、初期支护。 4.1暗洞开挖初支施工工艺 4.1.1开挖方法 暗洞用台阶法开挖。采用挖机开挖，人工配合修整，自卸车运渣。
开挖透视图 开挖步骤图
开挖初支施工工序正面示意图 施工工序纵断面示意图 边墙锚杆 钢拱架间距为
施工步骤： 第1步：施作超前支护后，开挖上台阶，施作上台阶初期支护； 第2步：开挖左右侧下台阶并施作初期支护； 第3步：开挖隧底并施作仰拱初期支护封闭成环。 4.1.2台阶法施工工艺流程图 台阶法施工工艺流程如下： 4.1.3超前支护施工 4.1.2.1支护体系 方案中没有考虑洞口段施工时已施工的超前大管棚。隧道共有二种支护体系： ①第一类超前支护体系 采用I型CHS42.4×3.2钢花管超前注浆加固地层。钢花管外插角10°~15°，3.5m长，环向间距为0.4m，纵向间距2.4m。在拱部168°范围设置。
I 型超前支护纵断面示意图 ②第二类超前支护体系 采用II 型CHS42.4×3.2配合I 型CHS42.4×3.2钢花管超前注浆加固地层。II 型钢花管外插角30°~35°，3.5m 长，环向间距为0.4m ，纵向间距2.4m 。在拱部168°范围设置。I 型及II 型钢花管错开布置。 II 型配合I 型超前小导管超前支护纵断面示意图 I 型CHS42.4××3.2钢花管 I
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。
大管棚超前支护
成都市第二绕城高速公路（东段）项目 丹景二号隧道 左洞进口ZK102+195～ZK105+225段大管棚施工方案 一、编制依据 (1)成都第二绕城高速公路（东段）项目A1合同段丹景二号隧道施工设计图及有关设计说明； (2)现行有关公路隧道规范、规程、规则及标准； (3)我单位近年来承担类似工程施工经验、设备、技术水平以及长期从事公路隧道建设所积累的丰富施工经验； (4)现场地形、地貌、地质及周围环境情况； (5)本合同段招投标文件； 二、编制范围 丹景二号左线隧道进口ZK102+195～ZK102+225段大管棚超前支护。 三、编制原则 1、遵循合同文件标准条款的原则，积极响应合同条款，严格执行合同文件的规定，标准统一，格式统一。 2、遵循设计文件、规范和质量验收标准的原则，在编制主要工程项目施工方法和技术措施中，严格执行设计标准、现行设计规范和质量验收标准，正确组织施工，确保工程优良。 3、本着“百年大计，质量第一”的原则。严格按照设计资料、施工规范对本工程进行质量管理、科学组织施工，把好各施工工序
施工质量，以高标准的工序质量来保证全部工程施工质量，确保质量目标实现，树立良好的企业形象。 四、现场施工管理组织机构 1、项目经理对本项目的安全、质量、进度、环保和投入负总责 2、项目副经理负责本项目现场的安全和生产工作 3、项目总工对本项目的全面技术管理。 4、工程技术部负责本项目的施工技术方案和现场的技术工作。 5、安全质量部负责现场的安全和质量。 6、实验室负责现场的材料检验和试验工作 7、机械材料部负责本项目的材料
成都第二绕城高速东段A1合同段项目经理部组织机构框图