管棚施工工艺流程设计Word文件下载.docx

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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

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2～3m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。

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。

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，最后取出外套管即可。

当围岩结构软硬不均时应采用潜孔锤配同心钻孔系统。

跟管钻进程序及跟管钻进图解说明如下图所示。

跟管钻进程序

跟管钻进程序图解说明

注：

第一孔套管跟进钻孔后，如了解孔壁很稳定，取出套管后亦不产生塌孔，那么可把钻杆与套管一同抽出，马上插放灌浆管，省却第2道工序。

常用的跟管钻进系统见各种跟管钻进系统示意图。

各种跟管钻进系统示意图

1、潜孔锤＋偏心钻头扩底式跟管钻进；

2、潜孔锤＋潜孔锤钻头跟管钻进；

3、稳定器＋三牙轮钻头跟管钻进；

4、稳定器＋刮刀钻头跟管钻进；

5、金刚石钻头＋套管钻头跟管钻进；

6、金刚石钻头＋绳索取芯岩芯管跟管钻进

5、质量控制与检验

5.1管棚钻孔的允许偏差

5.1.1管棚方向与线路平行，方向角误差≤1°

（不包括路线纵坡）；

检验数量：

全部检查；

检验方法：

观察，钢尺、测量仪器检查。

5.1.2开孔定位误差≤4cm；

孔口距允许偏差≤±

50mm；

观察，钢尺检查。

5.1.3径向误差应≤20cm；

5.1.4孔深误差≤±

5.1.5隧道纵向同一断面内接头数≤50％，相邻钢管的接头至少错开1m；

纵向两组管棚的搭接长度应符合设计要求并应大于3m。

5.2管棚超前支护应满足的要求

5.2.1管棚所用钢管的品种和规格必须符合设计要求；

5.2.2管棚所用钢管进场必须按批抽取试件作力学性能（屈服强度、抗拉强度和伸长率）和工艺性能（冷弯）试验，其质量必须符合国家有关规定及设计要求；

管棚应采用热轧无缝钢管制作，必要时钢管内安装钢筋笼；

以同牌号、同炉罐号、同规格、同交货状态的钢管，每60t为一批，不足60t按一批计，每批抽检一次。

检查每批质量证明文件并进行相关性能试验。

5.2.3管棚用钢管直径宜为70～127mm，钢管中心间距宜为管径的2～3倍。

5.3管棚注浆应符合的要求

5.3.1注浆浆液的配合比应符合设计要求；

全部检查。

进行配合比选定试验。

5.3.2注浆压力应符合设计要求，注浆浆液应充满钢管及其周围的空隙；

查施工记录的注浆量和注浆压力，观察。

6、主要施工用机具设备

序号

设备名称

型号

数量

备注

1

超前水平地质钻机

MKD-5S

1台

2

电动空压机

L3.5-8/20

8台

3

注浆泵

Y2B/18KW

2台

备用一台

4

搅拌机

JDY750BH

5

电子计量配料机

HPL1200

6

砼输送泵

HBT60

7

砂浆搅拌机

HT200B

8

交流弧焊机

BX1-500A

5台

9

钢筋切割机

GQ40

10

插入式捣固器

ZX-50

7、劳动力组织

人员

人数

职责

技术人员

掌握技术标准、负责施工指导、监督施工质量、记录

工班长

组织和协调

测量人员

测量放样、检查验收、并对整个施工过程进行摄像

钻孔人员

凿孔施工

安装人员

准备材料、安装导管

浆液制备人员

准备材料、制备浆液、搅动浆液、清洗设备

注浆泵司机

注浆泵的操作、维修保养及鼓掌排除

清洗废浆工

清理废浆

注浆记录工

记录注浆压力、注浆量、流量、胶凝时间及其他的情况

安全员

负责施工安全

11

搬运工

搬运材料、机具

12

其他

电工、管棚加工、空压机司机等

合计

35

8、相关记录表

8.1钻孔记录表

钻孔记录表

工作面里程：

起止时间：

年月日时分～年月日时分

钻机种类及型号：

孔号

孔深

起止时间

下管深度

地层情况描述

备注

记录：

工地负责人：

年月日

填表说明：

1）地层有变化时，一个孔可分段记录，并有小计；

2）情况描述：

地层地质情况（节理、裂隙、破碎情况等等），有无地下水；

3）备注：

钻孔、下孔等情况时异常情况记录；

8.2注浆记录表

注浆记录表

孔号：

孔深：

注浆泵型号：

时间

浆液种类

配合比

凝胶时间

（分秒）

压力（MPa）

流量

（L/min）

总注浆量：

材料消耗：

4）改性水玻璃（SS）时，配合比填PH值；

5）C-S、TGRM、HSC浆液填凝胶时间，其他不填；

6）注浆型式填“小导管、长管棚、全封闭、径向注浆、充填、回填等等”；

7）备注栏填漏浆、串浆情况。

8.3注浆效果统计表

注浆效果统计表

注浆里程（工作面里程）：

K+~K+

注浆时间：

注浆型式：

孔深（m）

终压

（Pa）

注浆管（m）

注浆量

（m3）

8）1个孔注两种以上浆液，可占2格以上，并有注浆量小计；

9）备注栏填注浆情况，有无漏浆，串浆等；

10）统计表后应附注浆记录。

9、施工安全

1、管棚施工前应检查工作环境的安全状态，检查钻机作业平台是否稳定，洞口仰坡及以上是否有危险性落物，以免落物伤人。

2、钻机、注浆机使用前应进行调试，确定技术性能及安全状态良好后方可使用。

3、应指定专人、专业人员进行机械的保管与保养。

4、操作人员应熟悉机械的性能及操作方法，并具有在机械发生事故时采取紧急措施的能力。

5、操作人员应按机械设备的操作规程作业，不得超出规定的使用范围或超负荷运转。

6、操作人员不得擅自离开工作岗位，严禁疲劳作业，严禁机械带故障作业。

7、钻机等施工设备在施工现场停放时，应选择安全地点，并将带负荷的部件全部放松，并设有制动、防滑措施。