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1、隧道管棚施工工藝流程設計管棚超前支護剛度大，可承受土體的垂直和側向壓力，管棚超前預支護具有棚架、錨固、固結地層的三種功能，它將部分荷載有效地吸收和傳遞到已封閉的支護結構上。在軟弱松散不良地質地帶，通過管棚注漿補充固結土體，增強隧道上方土體的穩定性，保證隧道進洞安全，滿足圍巖開挖穩定的要求。1、管棚施工原理管棚一般是在地質較差的情況下，按開挖輪廓線，采用在地層中打入數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。如果地質條件極差且裂隙水較大，則采用在管內注入化學漿液的方法，使該段軟弱地層形成一個整體，可以有效地穩定開挖面。在隧道施工中，管棚支護主要適用于以2、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，開挖易使地表失穩時；隧道內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。超前管棚示意圖2、管棚基本設計參數五尖大山隧道施工圖設計（送審圖）在進、出口兩端均采用了長20m的長管棚。長管棚采用1085的無縫鋼管，入土深度18.5m，由3m、5m兩種長度管節由絲扣連接組成，絲扣搭接長度15cm。長管棚環向間距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。五尖大山隧道超前管棚施工示意圖3、管棚常3、規施工工藝和施工方法對于節理發育但較完整、容易成孔的圍巖地段一般采用常規先鉆孔、后插入的安設方法，其施工工藝如上頁圖所示。注漿施工工藝流程圖 根據管棚常規施工的過程，可以分為以下幾個步驟：制作導向架（套拱） 鉆孔 頂管 封口 注漿。3.1 導向架（套拱）導向架的作用是保證鉆孔方向的正確，使其孔向不發生偏斜，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。五尖大山隧道設計采用鋼筋混凝土套拱作為導向架，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60cm，用鋼筋焊接成一個整體。在鋼支撐上安裝150mm，長23m的導向鋼管，與管棚位置方向一致，4、然后澆注150cm厚的C30鋼筋混凝土包裹鋼支撐和導向管。套拱完成后，噴射C25砼15cm厚封閉周圍仰坡面，作為注漿時的止漿墻。套拱施工工藝流程詳見下圖。測量放樣開挖套拱環形槽套拱基礎開挖按設計安裝固定套拱內鋼架將孔口管定位固定在鋼架上立套拱砼施工支撐鋼架安裝套拱模板澆注套拱砼養生、拆模加工套拱模板施工鋼架加工孔口管加工套拱內鋼架加工砼生產、運輸套拱施工工藝流程圖3.2 鉆孔鉆孔時間應在套拱混凝土強度達到75%之后，方可進行。鉆孔型號根據鉆孔深度來選擇。因鉆孔深度為20m，一般鉆機很難達到，宜采用超前水平地質鉆機。鉆機就位時，搭設平臺所用的各種桿件應連接牢固，保證鉆機穩定。鉆機順序由高孔位向低5、孔位進行，并間隔錯開。若由高到低連續鉆孔，則因孔距過小，會造成前一個成型孔在未頂管時已出現塌孔現象。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，應邊退鉆邊清孔。在鉆孔過程中，如果出現卡鉆、塌孔現象，可能是隧道地質發生了變化，此時應及時退鉆，然后采用往孔內壓注漿液的方法，待漿液凝固后，再行開鉆；如果出現掉鉆頭、鉆桿斷裂的現象，可用打撈器取出。鉆孔也可為超前地質預報提供一定的依據，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,每一節鋼管應做成尖錐狀,起導向和減小摩擦阻力的作用。在鉆孔成6、型后，頂管工作進行得越早越好,否則因拖延時間太長，則導致孔壁變形或孔內塌方，給頂管造成困難。頂管由鉆機頂進，鋼管節段間用絲扣連接，頂進時，節長3m和5m管節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。管棚頂到位后，鋼管與導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進行現場注漿試驗，根據實際情況調整注漿參數，取得管棚最佳注漿參數。漿液采用注漿機灌注。管棚封堵塞設有進漿孔和排氣孔，當排氣孔流出漿液后，關閉排氣孔,續灌注漿,達到設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生串漿,每鉆完一個孔，隨即就安設該孔的鋼管并注漿，7、然后再進行下一孔的施工。注漿結束后用C30水泥砂漿充實無縫鋼管，以增強管棚強度。注漿結束標準：注漿壓力逐步升高，達到設計終壓(0.8Mpa)并繼續注漿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當地質狀況復雜，遇有卵石、漂石或破碎帶不易成孔時，可采用頂驅動力頭的跟管鉆進工藝，首先將套管及鉆桿同時鉆入孔內，成孔后，取出內鉆桿，放進管棚，最后取出外套管即可。當圍巖結構軟硬不均時應采用潛孔錘配同心鉆孔系統。跟管鉆進程序及跟管鉆進圖解說明如下圖所示。注水清洗內桿插入注漿管施工準備鉆機就位跟管鉆進退內桿退套管孔口密封注漿加固下一孔1、采用頂驅雙作用(沖擊及回轉)液8、動錘，把套管及鉆具同時沖擊+回轉方式鉆入巖土層內（采用套管跟進提供臨時護孔，可避免內鉆桿在提出后產生塌孔或涌水，方便插管注漿）。2、穿孔完結后，先把套管內孔注水清洗潔凈后，才把內鉆桿取出，套管仍保留在孔內供護孔作用。3、將注漿鋼管插進入套管內。鋼管可用絲扣或電焊聯接。鋼管終端要密封。4、鋼管插進后，取出套管繼續下一孔眼的鉆進。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，漿液會通過鋼管的孔眼壓注入孔壁的縫隙內，固結附近的巖土層。使用雙動力頭把套管與鉆桿同時沖擊+回轉鉆入隧道頂板前端約2030公米孔深，角度成外偏角，角度由最終工程決定9、。2.穿孔完結后，先把套管內孔注水清洗潔凈后，才把鉆桿取出，套管仍保留在孔內供護孔作用。跟管鉆進程序跟管鉆進程序圖解說明注：第一孔套管跟進鉆孔后，如了解孔壁很穩定，取出套管后亦不產生塌孔，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見各種跟管鉆進系統示意圖。各種跟管鉆進系統示意圖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、穩定器三牙輪鉆頭跟管鉆進； 4、穩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、質量控制與檢驗5.1管棚鉆孔的允許偏差5.1.1 管棚方向與線路平行，方向角誤差1（不包括10、路線縱坡）；檢驗數量：全部檢查；檢驗方法：觀察，鋼尺、測量儀器檢查。5.1.2 開孔定位誤差4cm；孔口距允許偏差50mm；檢驗數量：全部檢查；檢驗方法：觀察，鋼尺檢查。5.1.3 徑向誤差應20cm；檢驗數量：全部檢查；檢驗方法：觀察，鋼尺檢查。5.1.4 孔深誤差50mm；檢驗數量：全部檢查；檢驗方法：觀察，鋼尺檢查。5.1.5 隧道縱向同一斷面內接頭數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符合設計要求并應大于3m。檢驗數量：全部檢查；檢驗方法：觀察，鋼尺檢查。5.2管棚超前支護應滿足的要求5.2.1管棚所用鋼管的品種和規格必須符合設計要求；檢驗數量：全部檢查；檢驗方法11、：觀察，鋼尺檢查。5.2.2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，其質量必須符合國家有關規定及設計要求；管棚應采用熱軋無縫鋼管制作，必要時鋼管內安裝鋼筋籠；檢驗數量：以同牌號、同爐罐號、同規格、同交貨狀態的鋼管，每60t為一批，不足60t按一批計，每批抽檢一次。檢驗方法：檢查每批質量證明文件并進行相關性能試驗。5.2.3管棚用鋼管直徑宜為70127mm，鋼管中心間距宜為管徑的23倍。檢驗數量：全部檢查；檢驗方法：觀察，鋼尺檢查。5.3 管棚注漿應符合的要求5.3.1注漿漿液的配合比應符合設計要求；檢驗數量：全部檢查。檢驗方法：進行配合比12、選定試驗。5.3.2注漿壓力應符合設計要求，注漿漿液應充滿鋼管及其周圍的空隙；檢驗數量：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、主要施工用機具設備序號設備名稱型 號數 量備 注1超前水平地質鉆機MKD-5S1臺2電動空壓機L3.5-8/208臺3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人數職責1技術人員1掌握技術標準、負責施工指導、監督施工質量、記錄2工13、班長1組織和協調3測量人員2測量放樣、檢查驗收、并對整個施工過程進行攝像4鉆孔人員5鑿孔施工5安裝人員6準備材料、安裝導管6漿液制備人員5準備材料、制備漿液、攪動漿液、清洗設備7注漿泵司機2注漿泵的操作、維修保養及鼓掌排除8清洗廢漿工1清理廢漿9注漿記錄工1記錄注漿壓力、注漿量、流量、膠凝時間及其他的情況10安全員1負責施工安全11搬運工4搬運材料、機具12其他8電工、管棚加工、空壓機司機等合計358、相關記錄表8.1 鉆孔記錄表 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14、明：1) 地層有變化時，一個孔可分段記錄，并有小計；2) 情況描述：地層地質情況（節理、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 分時間漿液種類配合比凝膠時間（ 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“小導管、長管棚、全封閉、徑向注漿、充填、回填等等”；4) 備注欄填15、漏漿、串漿情況。8.3 注漿效果統計表注漿效果統計表注漿里程（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) 統計表后應附注漿記錄。9、施工安全1、管棚施工前應檢查工作環境的安全狀態，檢查鉆機作業平臺是否穩定，洞口仰坡及以上是否有危險性落物，以免落物傷人。2、鉆機、注漿機使用前應進行調試，確定技術性能及安全狀態良好后方可使用。3、應指定專人、專業人員進行機械的保管與保養。4、操作人員應熟悉機械的性能及操作方法，并具有在機械發生事故時采取緊急措施的能力。5、操作人員應按機械設備的操作規程作業，不得超出規定的使用范圍或超負荷運轉。6、操作人員不得擅自離開工作崗位，嚴禁疲勞作業，嚴禁機械帶故障作業。7、鉆機等施工設備在施工現場停放時，應選擇安全地點，并將帶負荷的部件全部放松，并設有制動、防滑措施。