大管棚施工作业指导书

管棚支护是隧道通过浅埋、软弱破碎岩体、流塑状黏土、岩溶充填流泥、流沙等不良地质地段开挖时的一种超前支护手段。通过注浆形成与钢架固结联合的棚状支护体系。

一、设计参数 1、导向墙参数

长管棚需设置导向墙，导向墙采用C25砼，截面尺寸为2m*0.6m。为保证长管棚的施工精度，导向墙内设3榀工18工字钢架，钢架外缘设φ127壁厚6mm热轧无缝钢管作为导向管，钢管与钢架焊接。用φ16mm钢筋作为固定筋，将导向管与工字钢进行固定，固定筋与工字钢采用双面焊接，两侧焊接长度不小于15cm。

2、长管棚设计参数

（1）钢管规格：长管棚一般用每节长3m~6m的热轧无缝钢管（φ108，壁厚6mm）以丝扣连接而成，丝扣长15mm，同一断面内接头数量不超过总钢管数的50%，相邻钢管的接头至少需错开1m。

（2）对导向管进行编号，施工时打设钢花管并注浆，以便检查钢花管的注浆质量。钢花管直径108mm，管口处焊接φ10mm加劲圈，长度30.0m，钢管3.05m处以后布设注浆孔，相邻注浆孔纵向间距10cm，环向间距8.5mm，注浆孔呈梅花形布置，长度26.8m。端部15cm做成尖嘴。

（3）管距：环向间距中之中40cm。

（4）倾角：钢管轴线与衬砌外缘线夹角1度。 3、注浆

长管棚注浆采用水泥浆液，水灰比：1:1（重量比），注浆压力：0.5~2Mpa。注浆前应进行现场注浆试验，根据实际情况调整注浆参数，取得管棚注浆施工经验。

4、套拱施作

施工导向墙钢架时各单元由工18型钢，钢拱架榀与榀间距90cm，钢拱架的制作与安装应符合隧道施工技术规范的要求。钢拱架榀与榀之间用直径22mm钢筋纵向连接，连接钢筋环向间距100cm，在钢架内外缘交错布置。10mm连接钢板焊接成型，单元间M20螺栓连接，钢架宜现场预制，钢架拱脚垫钢板，接头处焊缝应严格按照钢结构的有关要求进行，钢筋焊接采用双面焊，焊接长度不得小于5倍直径，所有焊缝均应焊接饱满，不得有虚焊、砂眼。

二、施工工艺 施工工艺流程见图 三、工序说明

1、搭钻孔平台安装钻机

⑴钻机平台用钢管脚手架搭设，搭设平台应一次性搭好，钻孔由2-4台钻机由高孔位向低孔位进行。

⑵平台要支撑于稳固的地基上，脚手架连接要牢固、稳定，防止在施工时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移而影响钻孔质量。

⑶钻机定位：钻机要求与已设定好的孔口管方向平行，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，确保钻机钻杆轴线与孔口管轴线相吻合。

2、 钻孔

⑴为了便于安装钢管，钻头直径采用Φ108mm或127mm。

⑵岩质较好的可以一次成孔。钻进时产生坍孔和卡钻时，需补注浆后再钻进。钻孔前编好孔号间隔布置为“单双”号。

⑶钻机开钻时，应低速低压，待成孔10m后可根据地质情况逐渐调整钻速及风压。

⑷钻进过程中经常用测斜仪测定其位置，并根据钻机钻进的状态判断成孔质量，及时处理钻进过程中出现的事故。

⑸钻进过程中确保动力器、扶正器、合金钻头按同心圆钻进。

⑹认真作好钻进过程的原始记录，及时对孔口岩屑进行地质判断、描述，作为洞身开挖时的地质预测预报参考资料，从而指导洞身开挖。

3、清孔验孔

⑴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。

⑵用高压风从孔底向孔口清理钻渣。

⑶用经纬仪、测斜仪等检测孔深、倾角、外插角。 4、安装管棚钢管

按照设计要求安装钢花管。 5、注浆

⑴注浆顺序宜采用成孔一个，注浆一个，确保注浆质量以防止串浆现象的发

生。

⑵安装好有孔钢花管后，即对孔内注浆，浆液由ZJ-400高速制浆机拌制。 ⑶注浆材料：注浆材料为1:1水泥浆。

⑷采用注浆机将浆液注入管棚钢管内，初压0.5～1.0MPa，终压2MPa，持压15min后停止注浆。注浆量应满足设计要求，一般为钻孔圆柱体的1.5倍；若注浆量超出设计量，未达到压力要求，应调整浆液浓度继续注浆，确保钻孔周围岩体与钢管周围孔隙充填饱满。

6、施工质量控制要点

（1）钻孔前掌子面必须按要求先喷一层素混凝土作为止浆墙，以确保掌子面在进行压力注浆时不出现漏浆、坍塌。

（2）钻孔前，精确测定孔平面位置、倾角、外插角，并对每个孔进行编号。 （3）钻孔外插角根据钻孔深度及钻杆强度而定，以设计为准，以1°为宜，根据实际情况作调整。一般在设计外插角基础上再加1°～1.5°。施工中应严格控制钻机下沉量及左右偏移量。

（4）严格控制钻孔平面位置，管棚不得侵入隧道开挖线内，相邻的钢管不得相撞和立交。

（5）经常量测孔的斜度，发现误差超限及时纠正，至终孔仍超限者应封孔，原位重钻。

（6）掌握好开钻与正常钻进的压力和速度，防止断杆。

（7）成孔后，钢管逐节顶入，采用丝扣连接，隧道同一断面处的接头数不大于50％，相邻钢管接头至少应错开1m，并及时将钢管与钻孔壁间缝隙填塞密实。纵向两组管棚间应有不小于3.0m的水平搭接长度。要保证钢管外露端法兰盘、止浆阀的焊接质量；

（8）注浆过程中随时检查孔口、邻孔、覆盖层较薄部位有无串浆现象，如发生串浆，应立即停止注浆，并采取措施（如快硬水泥砂浆或锚固剂封堵）或采用间歇式注浆封堵串浆口，直至不再串浆时再继续注浆。注浆过程中压力如突然升高，可能发生堵管，应停机检查。注浆结束前，应采用最大注浆压力闭浆一段时间，一般可取5分钟左右,并及时封堵注浆口；

（9）施工中应及时检验注浆效果：对注浆加固区进行钻孔取芯，观察注浆充填情况；另外在进行无孔钢管钻孔时观察孔内涌水颜色及涌水量，水颜色如较澄清或夹带水泥渣块，涌水量较小，则注浆效果较好，如涌水为泥浆颜色或涌水

量较大时，应补注或重注。

开挖周边放样布孔 管棚钻机就位 钻进＋管棚体安装 一节管棚体安装结束 钻杆退回原位 接长管棚 继续钻进安装至设计长度 安装Φ108 mm管棚 钻进结束 注浆 下一根管棚钻进

图：超前大管棚施工工艺流程图

四、资源配置

一个班组劳动力为：钻机操作工6～12人，管棚加工4人，钢管顶进10人，注浆6人。结合正常施工需要，管棚施工机械设备配置如下：管棚钻机2～4台、电动空压机1-2台、注浆机1台、高速制浆机1台、混凝土拌合站一座、混凝土振动棒2个、钢模板、木模板、型材切割机1台、型钢弯制机1台、交流弧焊机2台、砼搅拌运输车（3.5m3）1辆、装载机1辆。

五、施工注意事项

⑴长管棚为超前预支护，应在隧道暗洞开挖之前完成；

⑵钢管棚需按设计位置施工，为保证精度，应注意运用测斜仪，进行钻孔偏斜度测量，严格控制管棚打设方向，并作好每个钻孔地质记录。

⑶注浆前应进行现场注浆试验，根据实际情况进行现场调整注浆参数，并根据实际需要可在钢管内设置钢筋笼。时刻注意观察注浆管周围变化情况，防止注浆管注爆、注浆前备足管接器，管接器必须待浆液凝固后才能卸下，清洗后循环使用。

⑷管棚施工时，应对钢管主要材料进行材质检验。

⑸作好钻机和钻具的选型工作，选用钻机首先应适合钻孔深度和孔径要求，钻机要求平稳灵活，能在水平方向360度范围内钻孔，施钻时应有导向架。

⑹施工间应遵守隧道施工技术规范和注浆作业操作规则。 六、安全要求

（1）加强全员安全意识教育；

（2）针对本隧道工程长管棚施工特点和要求，参照有关规范制定安全规章制度； （3）加强对围岩进行动态监控量测，实行信息化管理，科学地组织施工；

（4）拆卸钻杆时，要有统一指挥、明确联络信号，扳钳卡钻方向应正确，防止管钳及扳手打伤人；

（5）网管内注浆时，操作人员应戴口罩、眼镜和胶手套；

（6）工人进场时，必须进行安全进场教育； （7）进入施工现场必须戴安全冒；

（8）当作业高度超过2m时，施工人员需戴安全带；

（9）电焊工电焊作业中，需穿戴绝缘手套、防护面罩或防护眼镜。 （10）工班结束后，处理电焊渣，清理废木板等施工垃圾，做到工后场清。 七、文明施工、环境保护保证措施 1、文明施工措施

（1）施工现场设排水设施，保持场内无积水；施工临时道路保持平整、坚实、畅通。 （2）现场不准随地大、小便，现场内的土方、零散碎料和垃圾及时清理、码放，以免影响施工。

（3）施工现场的机械、消防、安全、卫生、环保等指定专人负责，并定期检查作好记录。

（4）施工现场各种标语牌，字迹书写规范，工整完美，并经常保持清洁完美。 （5）料具和预制构件分类码放整齐。码放预制构件和模板的场地要求平整、密实，有排水措施，码放符合规定。

（6）施工现场的材料保管，依据材料的性能采取必要的防雨、防潮、防晒、防火、防尘、防破坏等措施。易燃、易爆、易碎品及时入库，专库专管，并设明显标志。

（7）施工现场设专人洒水降尘，防止扬尘。在施工工地出口设专人对进出场车辆进行全方位清扫，防止车辆带泥上路。

2、环境保护措施 （1）加强检查和监控工作

加强对施工现场粉尘、噪声、废气监测和监控工作，与文明施工现场管理一起检查、考核、奖罚。及时采取措施消除粉尘、废气和污水的污染。

（2）防止大气污染措施

1）土方、渣土等运输时，必须采用密闭式运输车辆。在施工现场出入口设置冲洗车辆的设施，将车辆清理干净，不得将泥沙带出现场。

2）挖土装车不超装，车辆行驶不猛拐，不急刹车，防止洒土，卸土后注意关好车箱门，场区场外安排人清扫洒水，基本上做到不洒土、不扬尘，减少对周围环境污染。

3）施工现场土方集中堆放，并用绿色防护网覆盖防止扬尘。

4）遇有四级以上大风天气不得进行土方开挖、转运及其它可能产生扬尘污染的施工。 （3）植被保护及水土保持

1）在施工期间尽量少破坏路线周围原有的地物、地貌、植被。

2）始终要保持工地的良好排水状态，修建一些有足够泄水断面的临时排水渠道，并与永久排水设施相连接，且不得引起淤积和冲刷。

3）施工过程中被硬化的土地，施工后均用农用铧犁松动并恢复植被。

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