合集隧道大管棚施工工艺.ppt

隧道大管棚施工一、概述现代隧道施工技术相对于传统的“矿山法”已有明显的提高。

在软弱围岩中采用暗挖法施工时保证掌子面前方围岩的稳定始终是关键的施工技术之一。

从20世纪90年代中后期开始，超前预支护技术得到了极大发展。

这些技术包括超前小导管、超前锚杆、管棚、预衬砌、水平高压旋喷压注、围岩注浆等。

大管棚施工技术在我国地下工程施工处理特殊及不良地质隧道时得到了广泛应用，并取得了较好的效果。

二、施工工艺1.施工准备（1）管棚的加工制作管棚钢管直径宜为70～127 mm，一般采用直径为108 mm、壁厚6 mm的热轧无缝钢管。

管棚钢管单节长度通常为46 m，接头采用15～20 cm长丝扣连接（套管采用内丝扣，钢管端采用外丝扣），以保证连接强度和管体顺直。

钢管接头位置应错开，避免设置在同一横断面上。

钢管壁加工注浆花孔，孔径一般为6～8 mm，间距10～15 cm，一周4排左右，呈梅花形排列，前端为尖形，尾端50 cm范围内不钻孔作为止浆段。

（2）测量定位根据设计的大管棚和导向墙位置，分别用全站仪和精密水准仪进行管棚位置和导向墙位置的放样，特别要控制大管棚位置与隧道开挖线之间的距离，以免出现大管棚位置侵入隧道初期支护或衬砌混凝土的现象。

2.开挖工作室施作导向墙（1）开挖工作室为设立管棚推进基地和钻孔施工空间，在地下工程洞内施作大管棚的开端应开挖工作室。

工作室的开挖尺寸应根据钻机和钢管推进机的规格确定，一般应超出隧道外轮廓线0.5～1.0 m，并设钢支架。

（2）施作导向墙一般情况为便于施钻和提高钻孔精度，常在明挖和暗挖交界处（或隧道坍塌位置）施作混凝土导向墙。

①导向墙在隧道外廓线以外施作，内埋设3～4榀工字钢支撑，钢支撑与管棚孔口管焊成整体。

孔口套管沿拱圈环向布设，孔径比管棚钢管大20～30 mm。

②孔口套管间距、位置及方向应准确。

用经纬仪以坐标法在工字钢钢架上定出其平面位置，用激光导向仪设定孔口管的倾角，用前后差距法设定孔口管的外插角。

长大管棚施工通过断层破碎带和软弱围岩带时，可采用长大管棚进行超前支护。

1.利用钻孔台车作为钻深孔机械，按设计孔位实施作业。

施钻深孔时，台车大臂顶紧在掌子面上，当第一节钻杆钻入岩层，尾部剩余20～30cm时停止钻进，接长第二根钻杆，用联接套把两根钻杆连接牢固，继续施钻，直至钻孔达到设计深度（比管棚长0.5m以上）后，按同样方法拆卸钻杆，钻机退回原位。

在钻孔时，要确保孔径比棚管外径大于15～20mm。

管棚钻孔工艺流程见图1。

图1 管棚钻孔工艺流程2.顶管施工先进行管件制作，采用Ф89普通钢管加工后作为棚管，把加工好的管节联接套安装在钢管两端。

然后将钢管安放在台车大臂上，对准已钻好的引导孔，低速推进钢管。

直至达到棚管设计长度。

用钻头掏尽钢管内残碴，进行棚管补强，即在钢管内注入水泥浆或水泥－水玻璃浆液。

顶管施工工艺流程见图2，管棚布置见图3。

图2 管棚顶管施工工艺流程四、帷幕注浆本标段张家沟隧道及郁山隧道涌水严重，岩溶水发育，施工采用帷幕注浆进行处理。

帷幕注浆具有堵水效率高、耐时久、兼有加固地层的作用，在防水要求高或富水软弱地层隧道施工中，帷幕注浆已经成为隧道围岩防水问题的必要手段。

1.注浆施工准备（1）注浆孔位布置及设计技术参数根据施工现场和水文地质、注浆材料、最大注浆压力和浆液质量稳定的技术要求，设计隧道全断面注浆孔位。

设计技术参数见表61。

（2）注浆施工机具钻机采用液压钻孔台车或YG100导轨式凿岩机、FJY27A型钻架配套设备。

注浆泵采用2TGZ-60/210双液浆注浆泵。

ZJ400型制浆机拌制预定水灰比的浆液，采用JS-100搅拌机储存和二次搅拌浆液，以防止浆液沉淀、离析，保证吸浆管进浆顺畅。

水玻璃用矿斗车或铁桶储存。

在双浆液注浆机两个出浆管头加设三通及阀门作为混合器，双浆液在混合器混合后注入钻孔中。

止浆塞由穿在注浆管上的胀塞组成，胀塞用加纤维材料合成的橡胶制成，可用机械方法或通过充气充水方法使其膨胀。

管棚施工工艺2.7.2.1工艺概述在隧道开挖前，沿开挖轮廓线外，在一定范围内，按一定外插角插入直径为 70～180mm 的钢管，并压注水泥浆或水泥砂浆，然后将钢管尾部与钢架焊接为一体形成的拱部预支护结构。

管棚超前支护适用于洞口浅埋段、软弱破碎地层、断层破碎带、破碎富水地层等。

洞口施工时直接施作套拱及导向管，搭设作业平台施工；洞内需要扩大标准断面形成管棚室。

- 69 -2.7.2.2作业内容1.架设拱架；2.安装导向管；3.浇筑导向墙混凝土；4.钻孔、清孔、验孔；5.大管棚的安装；6.注浆。

2.7.2.3质量标准及验收方法1.管棚所用钢管进场应按批抽取试件做力学性能（屈服强度、抗拉强度和伸长率）和工艺性能（冷弯）试验，其质量应符合国家有关规定及设计要求。

检验批数量：以同批号、同炉罐号、同规格、同交货状态的钢管，每 60t 为一批，不足 60t 按一批计。

施工单位每批抽检一次；监理单位按施工单位抽检次数的 10%进行见证检验，但至少一次。

2.管棚所用钢管的品种和规格应符合设计要求。

3.管棚搭接长度应符合设计要求。

4.注浆浆液的配合比应符合设计要求。

5.注浆压力应符合设计要求，注浆浆液应充满钢管及其周围的空隙。

6.管棚钻孔的允许偏差表见表 2.7.2-1表 2.7.2-1 管棚钻孔的允许偏差表管棚引孔顶入法施工工艺流程图见图 2.7.2-1管棚跟管钻进工艺流程图见图 2.7.2-2- 70 -- 71 -钻机就位导向管布置 钻孔 测量定位套拱施工搭设工作平台N钻孔验收NY注浆 参数 调整浆液制备 Y管路紧固N工作面泄漏N管路漏浆N注浆效果分析注浆作业压水试验连接注浆管路、调试浆液选择丝扣连接注浆设计地质调查导向控制下道工序掌子面复喷 喷混凝土封堵掌子面顶入管棚钢管加工 清孔图 2.7.2-1 管棚引孔顶入法施工工艺流程图施工准备- 72 -测量定位套拱施工注水清洗内杆钢管加工 退内杆导向管布置钻机就位图 2.7.2-2 管棚跟管钻进工艺流程2.7.2.5 工序步骤及质量控制说明一、施工准备1. 熟悉施工图纸，做好技术交底及培训。

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。

隧道管棚施工工艺工法1 适用范围超前大管棚施工机理：洞口暗挖段考虑到埋深浅、易塌方，设计主要采用超前大管棚进行防护。

一般采用的进洞方法是：首先开挖明洞段拱部部分，并根据设计进行边、仰坡支护处理，再施做C20砼套拱，然后施作超前长管棚，最后在管棚支护下可以安全进洞。

本工艺工法适用于成渝客运专线CYSG-4标隧道工程。

2 作业准备施作管棚套拱先安装套拱内拱架和导向钢管，立模、浇筑套拱混凝土后再钻孔、顶管、注浆、封口，即完成管棚施工。

3 技术要求洞口土方开挖须避开雨季施工。

开挖前先施工截水沟、天沟等排水系统，后进行洞口开挖。

明挖段开挖应自上而下逐层进行，随开挖随喷混凝土进行边、仰坡防护。

至暗挖段拱顶开挖轮廓线高度时，垂直下挖至设定的上半断面底部，临时喷设混凝土封闭暗洞掌子面。

沿开挖轮廓线环向掏槽，安装2榀型钢钢架（型钢尺寸按设计文件），浇筑混凝土，为暗洞开挖作准备。

4、隧道管棚的工艺流程4.1 大管棚施工施工工艺流程见图1。

台车就位台车固定测量布孔台车大臂娇正钻孔及接长钻杆钻杆接长准备钻杆分节退出卸下清孔图1 长管棚钻孔工艺流程图5、大管棚施工要求（1）为保证成孔质量，防止邻孔钻进时前面的成孔坍塌，钻孔间隔进行。

先钻奇数孔，后钻偶数孔，成孔直径为φ140mm，以便顺利安装φ108×6mm钢花管。

即采用大引导孔施工，最大程度上克服在顶管施工作业中送管难的情况发生。

（2）施作长管棚时（φ108×6mm），打孔角度洞口段为1°～3°，环向间距40cm，每根长40m（每节长9m，采用长89cm套管连接），施作时每段应交错搭接3m，钢管上按间距15cm梅花形钻10mm的小孔。

第一节钢管顶端做成锥型，以便顶进。

φ108×6mm钢管采用4.0m和6.0m 两种规格，奇数孔首根4.0m，偶数孔首根6.0m，其余的均为6.0m，以避免钢管接头在同一断面上。

钢管采用套管联接。