雅新I标-大管棚施工工艺解决方案.doc

大管棚施工工艺指导书 中国铁建大桥工程局集团有限公司复建X037线I标（雅新I标） 1 前言 1.1 工艺工法概况 管棚超前支护法是近年发展起来的一种在软弱围岩中进行隧道掘进的新技术。管棚法作为隧道施工的一种辅助方法，在软岩隧道施工中穿越破碎带、松散带、软弱地层，涌水、涌砂层发挥了重要作用。 目前，管棚在隧道工程中较常采用，尤其是洞口位置处，围岩多风化破碎，岩质较差，为保证其进洞安全，常采用管棚作为超前支护。对于一些松散破碎的软弱围岩，采取常规的管棚施工工艺，成孔困难，套管推进不到位，管棚施工质量无法保证，可采取跟管钻机对于软弱围岩管棚施工。 管棚的成孔方式主要有两种：一是管棚引孔顶入法，当钻进地层易成孔时，一般采用先钻孔、后插管得方法，即钻孔完成经查合格后，将管棚连续接长，由钻机旋转顶进将其装入孔内；二是管棚跟管钻进法，当地质状况复杂，遇有砂卵石、岩堆、漂石或破碎带不易成孔时，可采用跟管钻进工艺，即将套管及钻杆同时钻入，成孔后取出钻杆，顶入管棚，拔出外套管。 1.2工艺原理 管棚支护结构，一般按松弛荷载理论进行设计。根据围岩地质条件和施工条件进行力学计算。钢管直径多选用80～180mm，钢管中心距离一般为30～50cm。钢管长度视软弱破碎围岩的厚度而定，一般为10～45m。钢管以较小的仰角沿岩面打入，形成了一个梁结构来承担围岩的压力。钢管采用内注水泥浆、化学浆液或细石混凝土、劲性骨架来增加钢管刚度。 2 工艺工法特点 2.1 在管棚超前预支护的作用下开挖，可以防止地表下沉和围岩坍塌，以保证施工过程中的安全。 2.2 管棚一次超前量较大，支护过程中搭接较少，节省材料。亦可减少安装钢管次数，并减少与开挖作业之间的干扰。 2.3 施工速度快，支护效果好。 3 适用范围 管棚适用于特殊困难地段，如在极破碎岩体、断层破碎岩体、塌方体、岩锥地段、砂土质地层、强膨胀性地层、强流变性地层、裂隙发育岩体、浅埋大偏压等围岩的隧道施工中。 4 主要引用标准 4.1《公路隧道施工技术规范》（JTG F60-2009）/-2004） 图1 管棚棚管构造示意图 图2 管棚封口示意图 图3 内放置钢筋骨架示意图 5 施工方法 管棚施工方法主要有：管棚引孔顶入法、管棚跟管钻进法。 每循环管棚施工前，应开挖管棚工作室，工作室大小根据钻机要求确定。管棚施工前，在长管棚设计位置安放至少三榀用工字钢组拼的管棚导向架，导向拱架设置孔口管作为长管棚的导向墙，要求在钻机过程中导向拱架不变形、不移位。管棚节间采用焊接或丝扣连接，管棚单序孔第一节长6(9)m，双序孔第一节长3(4.5)m、，其余管节长度均为6(9)m，管棚安装后，管口用麻丝和锚固剂封堵钢管与孔壁间空隙，连接压浆管及三通接头；管棚注浆前，应向开挖工作面、拱圈及孔口管周围岩面喷射10cm厚的C25混凝土，以防钢管注浆时岩面缝隙跑浆。 6 工艺流程及操作要点 6.1 施工工艺流程 图4 管棚引孔顶入法施工工艺流程图 施工准备 测量定位 导向管定位、套拱施工 钻机就位 跟管钻进作业 注水清洗内杆 退内杆 棚管制备 下棚管 退套管 安装止浆塞 原材料进场检验 喷混凝土封闭工作面 初选浆液配合比 安装、调试注浆管路 初配浆液实验注浆 压水实验 确定浆液配合比 注浆作业 浆液制备 注浆效果分析 调整注浆参数 不 管尾与钢架焊接 符 合 结束 图5 管棚跟管钻进工艺流程图 6.2管棚施工序操作要点 6.2.1 开挖管棚工作室 1 工作室确定 工作室应选择设置在围岩稳定地段，尽量接近加固地段，以缩短管棚长度；在软弱围岩中开挖工作室，要加强支护，必要时进行混凝士衬砌。 2 工作室尺寸 为便于架设钻机，安设钢管，工作室断面应挖至隧道开挖线以外1～1.5m，最低钻孔以下1m。工作室长度应满足设备施工需要。 6.2.2 钻