管棚施工工艺流程设计

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1、隧道管棚施工工艺流程设计管棚超前支护刚度大，可承受土体的垂直和侧向压力，管棚超前预支护具有棚架、锚固、固结地层的三种功能，它将部分荷载有效地吸收和传递到已封闭的支护结构上。在软弱松散不良地质地带，通过管棚注浆补充固结土体，增强隧道上方土体的稳定性，保证隧道进洞安全，满足围岩开挖稳定的要求。1、管棚施工原理管棚一般是在地质较差的情况下，按开挖轮廓线，采用在地层中打入数根钢管的方法形成支护体系。一般要求钢管入土深度必须穿过该类围岩,并要有一定的超前长度。如果地质条件极差且裂隙水较大，则采用在管内注入化学浆

2、液的方法，使该段软弱地层形成一个整体，可以有效地稳定开挖面。在隧道施工中，管棚支护主要适用于以下几种情况：围岩破碎，裂隙较多，洞口开挖难以成形时；隧道处于浅埋段，开挖易使地表失稳时；隧道内遇到断层需要穿过时；隧道洞口位于滑坡体而线路又无法避开时。超前管棚示意图2、管棚基本设计参数五尖大山隧道施工图设计（送审图）在进、出口两端均采用了长1220m的长管棚。长管棚采用φ108×5的无缝钢管，入土深度18.5m，由3m、5m两种长度管节由丝扣连接组成，丝扣搭接长度15cm。长管棚环向间距33.3cm，在开挖

3、轮廓线外25cm处，拱部140°范围布置。外插角1°，与隧道中线方相一致。施工采用地质钻水平钻孔，风钻配合顶入，注浆泵注浆。隧道必须在管棚施工以后才能进洞开挖。五尖大山隧道超前管棚施工示意图3、管棚常规施工工艺和施工方法12对于节理发育但较完整、容易成孔的围岩地段一般采用常规先钻孔、后插入的安设方法，其施工工艺如上页图所示。注浆施工工艺流程图根据管棚常规施工的过程，可以分为以下几个步骤：制作导向架（套拱）钻孔顶管封口注浆。3.1导向架（套拱）导向架的作用是保证钻孔方向的正确，使其孔向不发生偏斜，要求自

4、身要有足够的强度和刚度，可用型钢或混凝土制作而成。五尖大山隧道设计采用钢筋混凝土套拱作为导向架，纵向长度1.5m，套拱置于明洞之上。施工时首先在洞外明暗洞的交界处架立两榀20b工字钢，间距60cm，用钢筋焊接成一个整体。在钢支撑上安装Φ150mm，长2～3m12的导向钢管，与管棚位置方向一致，然后浇注150cm厚的C30钢筋混凝土包裹钢支撑和导向管。套拱完成后，喷射C25砼15cm厚封闭周围仰坡面，作为注浆时的止浆墙。套拱施工工艺流程详见下图。测量放样开挖套拱环形槽套拱基础开挖按设计安装固定套拱内钢架

5、将孔口管定位固定在钢架上立套拱砼施工支撑钢架安装套拱模板浇注套拱砼养生、拆模加工套拱模板施工钢架加工孔口管加工套拱内钢架加工砼生产、运输套拱施工工艺流程图3.2钻孔钻孔时间应在套拱混凝土强度达到75%之后，方可进行。钻孔型号根据钻孔深度来选择。因钻孔深度为20m，一般钻机很难达到，宜采用超前水平地质钻机。钻机就位时，搭设平台所用的各种杆件应连接牢固，保证钻机稳定。钻机顺序由高孔位向低孔位进行，并间隔错开。若由高到低连续钻孔，则因孔距过小，会造成前一个成型孔在未顶管时已出现塌孔现象。在钻到一定深度时，要

6、用测斜仪检查孔的倾角是否正确，以便及时进行纠正，深度达到要求后，应边退钻边清孔。12在钻孔过程中，如果出现卡钻、塌孔现象，可能是隧道地质发生了变化，此时应及时退钻，然后采用往孔内压注浆液的方法，待浆液凝固后，再行开钻；如果出现掉钻头、钻杆断裂的现象，可用打捞器取出。钻孔也可为超前地质预报提供一定的依据，因此每一个孔在开钻时，都必须有详细记录，包括开钻时间、结束时间及遇到的问题等。3.3顶管管棚钢管一般采用的是无缝钢管,每一节钢管应做成尖锥状,起导向和减小摩擦阻力的作用。在钻孔成型后，顶管工作进行得越早

7、越好,否则因拖延时间太长，则导致孔壁变形或孔内塌方，给顶管造成困难。顶管由钻机顶进，钢管节段间用丝扣连接，顶进时，节长3m和5m管节交替使用以错开接头位置，这样可以保证后期开挖时管棚有足够整体强度。管棚顶到位后，钢管与导向管间隙用速凝水泥或其它堵塞严密，以防注浆冒出。3.4注浆及封口注浆前应进行现场注浆试验，根据实际情况调整注浆参数，取得管棚最佳注浆参数。浆液采用注浆机灌注。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,续灌注浆,达到设计注浆量或注浆压力时,方可停止注浆。施工过程中，为

8、了防止注浆过程中发生串浆,每钻完一个孔，随即就安设该孔的钢管并注浆，然后再进行下一孔的施工。注浆结束后用C30水泥砂浆充实无缝钢管，以增强管棚强度。注浆结束标准：注浆压力逐步升高，达到设计终压(0.8Mpa)并继续注浆10min以上；进浆量，一般为20～30L/min。4、管棚跟管钻进施工工艺和施工方法当地质状况复杂，遇有卵石、漂石或破碎带不易成孔12时，可采用顶驱动力头的跟管钻进工艺，首先将套管及钻杆同时钻入孔内，成孔后，取出内钻杆，放进管棚，最后取出