管棚施工工藝流程設(shè)計

1、隧道管棚施工工藝流程設(shè)計管棚超前支護(hù)剛度大，可承受土體的垂直和側(cè)向壓力，管棚超前預(yù)支護(hù)具有棚架、錨固、固結(jié)地層的三種功能，它將部分荷載有效地汲取和傳遞到已封閉的支護(hù)結(jié)構(gòu)上。在懦弱松散不良地質(zhì)地帶，通過管棚注漿補(bǔ)充固結(jié)土體，增加隧道上方土體的穩(wěn)定性，保證隧道進(jìn)洞平安，滿意圍巖開挖穩(wěn)定的要求。1、管棚施工原理管棚一般是在地質(zhì)較差的狀況下，按開挖輪廓線，采納在地層中打入數(shù)根鋼管的方法形成支護(hù)體系。一般要求鋼管入土深度必需穿過該類圍巖,并要有肯定的超前長度。假如地質(zhì)條件極差且裂隙水較大，則采納在管內(nèi)注入化學(xué)漿液的方法，使該段懦弱地層形成一個整體，可以有效地穩(wěn)定開挖面。在隧道施工中，管棚支護(hù)主要適用于以

2、下幾種狀況：圍巖破裂，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(wěn)時；隧道內(nèi)遇到斷層須要穿過時；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(shè)計參數(shù)五尖大山隧道施工圖設(shè)計（送審圖）在進(jìn)、出口兩端均采納了長20m的長管棚。長管棚采納108×5的無縫鋼管，入土深度18.5m，由3m、5m兩種長度管節(jié)由絲扣連接組成，絲扣搭接長度15cm。長管棚環(huán)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°，和隧道中線方相一樣。施工采納地質(zhì)鉆水平鉆孔，風(fēng)鉆協(xié)作頂入，注漿泵注漿。隧道必需在管棚施工以后才能進(jìn)洞開挖。五尖

3、大山隧道超前管棚施工示意圖3、管棚常規(guī)施工工藝和施工方法對于節(jié)理發(fā)育但較完整、簡單成孔的圍巖地段一般采納常規(guī)先鉆孔、后插入的安設(shè)方法，其施工工藝如上頁圖所示。注漿施工工藝流程圖 依據(jù)管棚常規(guī)施工的過程，可以分為以下幾個步驟：制作導(dǎo)向架（套拱） 鉆孔 頂管 封口 注漿。3.1 導(dǎo)向架（套拱）導(dǎo)向架的作用是保證鉆孔方向的正確，使其孔向不發(fā)生偏斜，要求自身要有足夠的強(qiáng)度和剛度，可用型鋼或混凝土制作而成。五尖大山隧道設(shè)計采納鋼筋混凝土套拱作為導(dǎo)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2

4、3m的導(dǎo)向鋼管，和管棚位置方向一樣，然后澆注150cm厚的C30鋼筋混凝土包袱鋼支撐和導(dǎo)向管。套拱完成后，噴射C25砼15cm厚封閉四周仰坡面，作為注漿時的止?jié){墻。套拱施工工藝流程詳見下圖。測量放樣開挖套拱環(huán)形槽套拱基礎(chǔ)開挖按設(shè)計安裝固定套拱內(nèi)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(yǎng)生、拆模加工套拱模板施工鋼架加工孔口管加工套拱內(nèi)鋼架加工砼生產(chǎn)、運(yùn)輸套拱施工工藝流程圖3.2 鉆孔鉆孔時間應(yīng)在套拱混凝土強(qiáng)度達(dá)到75%之后，方可進(jìn)行。鉆孔型號依據(jù)鉆孔深度來選擇。因鉆孔深度為20m，一般鉆機(jī)很難達(dá)到，宜采納超前水平地質(zhì)鉆機(jī)。鉆機(jī)就位時，搭設(shè)平臺所用的各種桿件應(yīng)連接堅固

5、，保證鉆機(jī)穩(wěn)定。鉆機(jī)依次由高孔位向低孔位進(jìn)行，并間隔錯開。若由高到低連續(xù)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(xiàn)塌孔現(xiàn)象。在鉆到肯定深度時，要用測斜儀檢查孔的傾角是否正確，以便剛好進(jìn)行訂正，深度達(dá)到要求后，應(yīng)邊退鉆邊清孔。在鉆孔過程中，假如出現(xiàn)卡鉆、塌孔現(xiàn)象，可能是隧道地質(zhì)發(fā)生了改變，此時應(yīng)剛好退鉆，然后采納往孔內(nèi)壓注漿液的方法，待漿液凝固后，再行開鉆；假如出現(xiàn)掉鉆頭、鉆桿斷裂的現(xiàn)象，可用打撈器取出。鉆孔也可為超前地質(zhì)預(yù)報供應(yīng)肯定的依據(jù)，因此每一個孔在開鉆時，都必需有具體記錄，包括開鉆時間、結(jié)束時間及遇到的問題等。3.3 頂管管棚鋼管一般采納的是無縫鋼管,每一節(jié)鋼管應(yīng)做成尖錐狀,

6、起導(dǎo)向和減小摩擦阻力的作用。在鉆孔成型后，頂管工作進(jìn)行得越早越好,否則因拖延時間太長，則導(dǎo)致孔壁變形或孔內(nèi)塌方，給頂管造成困難。頂管由鉆機(jī)頂進(jìn)，鋼管節(jié)段間用絲扣連接，頂進(jìn)時，節(jié)長3m和5m管節(jié)交替運(yùn)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(qiáng)度。管棚頂?shù)轿缓?，鋼管和?dǎo)向管間隙用速凝水泥或其它堵塞嚴(yán)密，以防注漿冒出。3.4 注漿及封口注漿前應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場注漿試驗(yàn)，依據(jù)實(shí)際狀況調(diào)整注漿參數(shù)，取得管棚最佳注漿參數(shù)。漿液采納注漿機(jī)灌注。管棚封堵塞設(shè)有進(jìn)漿孔和排氣孔，當(dāng)排氣孔流出漿液后，關(guān)閉排氣孔,續(xù)灌注漿,達(dá)到設(shè)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(fā)生串漿,每鉆完

7、一個孔，隨即就安設(shè)該孔的鋼管并注漿，然后再進(jìn)行下一孔的施工。注漿結(jié)束后用C30水泥砂漿充溢無縫鋼管，以增加管棚強(qiáng)度。注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：注漿壓力逐步上升，達(dá)到設(shè)計終壓(0.8Mpa)并接著注漿10min以上；進(jìn)漿量，一般為2030L/min。4、管棚跟管鉆進(jìn)施工工藝和施工方法當(dāng)?shù)刭|(zhì)狀況困難，遇有卵石、漂石或破裂帶不易成孔時，可采納頂驅(qū)動力頭的跟管鉆進(jìn)工藝，首先將套管及鉆桿同時鉆入孔內(nèi)，成孔后，取出內(nèi)鉆桿，放進(jìn)管棚，最終取出外套管即可。當(dāng)圍巖結(jié)構(gòu)軟硬不均時應(yīng)采納潛孔錘配同心鉆孔系統(tǒng)。跟管鉆進(jìn)程序及跟管鉆進(jìn)圖解說明如下圖所示。注水清洗內(nèi)桿插入注漿管施工打算鉆機(jī)就位跟管鉆進(jìn)退內(nèi)桿退套管孔口密封注漿加固下一

8、孔1、采納頂驅(qū)雙作用(沖擊及回轉(zhuǎn))液動錘，把套管及鉆具同時沖擊+回轉(zhuǎn)方式鉆入巖土層內(nèi)（采納套管跟進(jìn)供應(yīng)臨時護(hù)孔，可避開內(nèi)鉆桿在提出后產(chǎn)生塌孔或涌水，便利插管注漿）。2、穿孔完結(jié)后，先把套管內(nèi)孔注水清洗干凈后，才把內(nèi)鉆桿取出，套管仍保留在孔內(nèi)供護(hù)孔作用。3、將注漿鋼管插進(jìn)入套管內(nèi)。鋼管可用絲扣或電焊聯(lián)接。鋼管終端要密封。4、鋼管插進(jìn)后，取出套管接著下一孔眼的鉆進(jìn)。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，用肯定壓力將漿液壓注入鋼管內(nèi)，漿液會通過鋼管的孔眼壓注入孔壁的縫隙內(nèi)，固結(jié)旁邊的巖土層。運(yùn)用雙動力頭把套管與鉆桿同時沖擊+回轉(zhuǎn)鉆入隧道頂板前端約2030公米孔

9、深，角度成外偏角，角度由最終工程確定。2.穿孔完結(jié)后，先把套管內(nèi)孔注水清洗干凈后，才把鉆桿取出，套管仍保留在孔內(nèi)供護(hù)孔作用。跟管鉆進(jìn)程序跟管鉆進(jìn)程序圖解說明注：第一孔套管跟進(jìn)鉆孔后，如了解孔壁很穩(wěn)定，取出套管后亦不產(chǎn)生塌孔，那么可把鉆桿和套管一同抽出，立刻插放灌漿管，省卻第2道工序。常用的跟管鉆進(jìn)系統(tǒng)見各種跟管鉆進(jìn)系統(tǒng)示意圖。各種跟管鉆進(jìn)系統(tǒng)示意圖1、潛孔錘偏心鉆頭擴(kuò)底式跟管鉆進(jìn)；2、潛孔錘潛孔錘鉆頭跟管鉆進(jìn)；3、穩(wěn)定器三牙輪鉆頭跟管鉆進(jìn)； 4、穩(wěn)定器刮刀鉆頭跟管鉆進(jìn)；5、金剛石鉆頭套管鉆頭跟管鉆進(jìn)；6、金剛石鉆頭繩索取芯巖芯管跟管鉆進(jìn)5、質(zhì)量限制和檢驗(yàn)5.1管棚鉆孔的允許偏差 管棚方向和線路

10、平行，方向角誤差1°（不包括路途縱坡）；檢驗(yàn)數(shù)量：全部檢查；檢驗(yàn)方法：視察，鋼尺、測量儀器檢查。 開孔定位誤差4cm；孔口距允許偏差±50mm；檢驗(yàn)數(shù)量：全部檢查；檢驗(yàn)方法：視察，鋼尺檢查。 徑向誤差應(yīng)20cm；檢驗(yàn)數(shù)量：全部檢查；檢驗(yàn)方法：視察，鋼尺檢查。 孔深誤差±50mm；檢驗(yàn)數(shù)量：全部檢查；檢驗(yàn)方法：視察，鋼尺檢查。 隧道縱向同一斷面內(nèi)接頭數(shù)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(yīng)符合設(shè)計要求并應(yīng)大于3m。檢驗(yàn)數(shù)量：全部檢查；檢驗(yàn)方法：視察，鋼尺檢查。5.2管棚超前支護(hù)應(yīng)滿意的要求管棚所用鋼管的品種和規(guī)格必需符合設(shè)計要求；檢驗(yàn)數(shù)量：全部檢

11、查；檢驗(yàn)方法：視察，鋼尺檢查。管棚所用鋼管進(jìn)場必需按批抽取試件作力學(xué)性能（屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和伸長率）和工藝性能（冷彎）試驗(yàn)，其質(zhì)量必需符合國家有關(guān)規(guī)定及設(shè)計要求；管棚應(yīng)采納熱軋無縫鋼管制作，必要時鋼管內(nèi)安裝鋼筋籠；檢驗(yàn)數(shù)量：以同牌號、同爐罐號、同規(guī)格、同交貨狀態(tài)的鋼管，每60t為一批，不足60t按一批計，每批抽檢一次。檢驗(yàn)方法：檢查每批質(zhì)量證明文件并進(jìn)行相關(guān)性能試驗(yàn)。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(yàn)數(shù)量：全部檢查；檢驗(yàn)方法：視察，鋼尺檢查。5.3 管棚注漿應(yīng)符合的要求注漿漿液的協(xié)作比應(yīng)符合設(shè)計要求；檢驗(yàn)數(shù)量：全部檢查。檢驗(yàn)方法：進(jìn)行協(xié)作比選定試驗(yàn)。注漿壓力

12、應(yīng)符合設(shè)計要求，注漿漿液應(yīng)充溢鋼管及其四周的空隙；檢驗(yàn)數(shù)量：全部檢查。檢驗(yàn)方法：查施工記錄的注漿量和注漿壓力，視察。6、主要施工用機(jī)具設(shè)備序號設(shè)備名稱型 號數(shù) 量備 注1超前水平地質(zhì)鉆機(jī)MKD-5S1臺2電動空壓機(jī)L3.5-8/208臺3注漿泵Y2B/18KW2臺備用一臺4攪拌機(jī)JDY750BH2臺5電子計量配料機(jī)HPL12001臺6砼輸送泵HBT601臺7砂漿攪拌機(jī)HT200B1臺8溝通弧焊機(jī)BX1-500A5臺備用一臺9鋼筋切割機(jī)GQ401臺10插入式搗固器ZX-502臺7、勞動力組織序號人員人數(shù)職責(zé)1技術(shù)人員1駕馭技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、負(fù)責(zé)施工指導(dǎo)、監(jiān)督施工質(zhì)量、記錄2工班長1組織和協(xié)調(diào)3測量人員2

13、測量放樣、檢查驗(yàn)收、并對整個施工過程進(jìn)行攝像4鉆孔人員5鑿孔施工5安裝人員6打算材料、安裝導(dǎo)管6漿液制備人員5打算材料、制備漿液、攪動漿液、清洗設(shè)備7注漿泵司機(jī)2注漿泵的操作、修理保養(yǎng)及鼓掌解除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、膠凝時間及其他的狀況10平安員1負(fù)責(zé)施工平安11搬運(yùn)工4搬運(yùn)材料、機(jī)具12其他8電工、管棚加工、空壓機(jī)司機(jī)等合計358、相關(guān)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(jī)種類及型號：孔號孔深起止時間下管深度地層狀況描述備注記錄：工地負(fù)責(zé)人： 年 月 日填表說明：1) 地層有改變時，一個

14、孔可分段記錄，并有小計；2) 狀況描述：地層地質(zhì)狀況（節(jié)理、裂隙、破裂狀況等等），有無地下水；3) 備注：鉆孔、下孔等狀況時異樣狀況記錄；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 分時間漿液種類協(xié)作比凝膠時間（ 分 秒）壓力（MPa）流量（L/min）備注總注漿量：材料消耗：記錄：工地負(fù)責(zé)人： 年 月 日填表說明：1) 改性水玻璃（SS）時，協(xié)作比填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(dǎo)管、長管棚、全封閉、徑向注漿、充填、回填等等”；4) 備注欄填漏漿、串漿狀況。8.3 注漿效果統(tǒng)計表注漿效果統(tǒng)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(fù)責(zé)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) 備注欄填注漿狀況，有無漏漿，串漿等；3) 統(tǒng)計表后應(yīng)附注漿記錄。9、施工平安1、管棚施工前應(yīng)檢查工作環(huán)境的平安狀態(tài)，檢查鉆機(jī)作業(yè)平臺是否穩(wěn)定，洞口仰坡及以上是否有危急性落物，以免落