黄岗隧道管棚作业指导书.docx

1、黄岗隧道管棚作业指导书黄岗隧道管棚施工作业指导书1、工程概况黄岗隧道进口位于江西省宜丰县黄岗乡坳溪村，隧道出口位于江西省宜丰县车上林场湖溪村。隧道进出口里程分别为DK1697+041.36、DK1699+004，进出口隧线分界里程分别为DK1697+041.36、DK1699+004，隧道全长1962.64m为单洞单线隧道。隧道进出口内轨顶面设计标高分别为199.73、189.25m,最大埋深289.0m。黄岗隧道洞口级围岩破碎段采用89mm5mm长管棚超前支护。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。管棚是利用钢管作为纵向支

2、撑，钢拱架作为横向环形支撑，构成纵、横向整体，不仅沿隧道纵向具有梁结构的作用，在横断方向还具有拱形结构支护效果。由于其刚度较大，因此能够很好的阻止和限制围岩变形，并能提前承受早期围岩压力。2、目的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。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、编制依据铁路隧道工程施工技术指南（TZ204）铁路隧道施工规范（TB10204）铁路隧道工程施工质量验收标准（TB10417）高速铁路隧道工程施工质量

3、验收标准（TB10753）。相关设计图纸、合同文件。5、技术标准及要求5.1管棚设计参数5.1.1钢管规格：长管棚采用89mm 热轧无缝钢管，单根长40m，用每节长46m的热轧无缝钢管（89mm，壁厚5mm）以丝扣连接而成，同一断面内接头数量不得超过总钢管数的50%。5.1.2管距：环向间距中至中为40cm。5.1.3倾角：外插角13为宜，可根据实际情况作调整；5.1.4钢花管上钻注浆孔，孔径1016mm，孔间距15cm，呈梅花型布置，尾部留不钻孔的止浆段110cm。5.1.5钢管采用单双号编制，单号者采用钢花管，双号者采用钢管，施工时先打设钢花管并注浆，然后打设钢管，以便检查钢花管的注浆质量

4、。5.1.6钢管施工误差：径向不大于20cm，相邻钢管之间环向不大于10cm。5.2长管棚注浆采用水泥浆液5.2.1水泥浆液水灰比1:1（重量比）；5.2.2注浆压力：0.52.0Mpa。5.3长管棚需设置导向墙，导向墙采用C30砼，截面尺寸为1m1m，导向墙环向长度应根据现场开挖所揭示的实际地质情况，进行调整，确保其基础稳定性。为保证长管棚施工精度，导向墙内设2榀I18工字钢架，钢架外缘设121壁厚5mm导向管，钢管与钢架焊接。6、施工程序和工艺流程6.1施工程序施工程序为：施工准备测量放样安装套拱支架钻机定位导向管布置孔周密封处理钻孔插入大管棚安放钢筋笼注浆隧道开挖。6.2工艺流程图：7、

5、施工方法管棚是利用导向架，沿着开挖外轮廓线，以较小的外插角，向开挖前方打入钢管，形成对开挖前方围岩的预支护。管棚施工工序有开挖管棚钻机工作室，导向墙施工，搭设平台，安装钻机，安装管棚钢管，注浆。7.1开挖管棚工作室在起拱线以上半断面的工作室，若一次开挖成型，因净空高、跨度大 ，工期长且不安全，故宜分步开挖，分步施钻，即先在两边拱脚分别开挖两个工作室，钻孔、安管、注浆之后，再开挖中间工作室，开挖工作室时，可弃碴于工作室，这样既减少开挖工作量又便于移动钻机，有利于钻孔作业。7.2导向墙施工7.2.1导向墙设计：导向墙采用C30砼，截面尺寸1m1m,导向墙内设2榀I18工字钢架，钢架外缘焊接121壁

6、厚5mm导向钢管，导向钢管通过12加劲箍筋与钢架焊接，钢架各单元由钢板+螺栓连接。7.2.2导向钢管的安设：导向钢管环向间距40cm,径向施工误差不大于20cm。7.2.3导向墙采用C30砼砼浇筑，并且一次浇筑成型。7.3钻孔及清孔7.3.1搭设平台，安装钻机，测孔定位：（1）钻机平台尽量一次搭好。钻孔顺序，由高孔位向低孔位进行，可缩短移动钻机与搭设平台时间，便于钻机定位、定向。（2）用两台钻机平行作业，互不干扰。（3）安装钻机。钻孔平台要稳固，钻机安装要牢固，防止施钻时钻机不均匀下沉、摆动、位移、倾斜而影响钻孔质量。钻机距掌子面，一般不应超过2m。（4）钻机定位。进钻前，用全站仪及水准仪定出

7、掌子面管棚孔位。根据管棚外插角，架立钻机时，可用手罗盘、经纬仪、挂线相结合的方法，确保钻机钻杆轴线与管棚外插角轴线相吻合。7.3.2钻孔、扫孔：（1）先钻单号孔（钢花管），钻一孔，注一孔，待全部完后，再钻双号孔（钢管），以便检查注浆质量；（2）岩质较好或围岩注浆固结得好，可以一次成孔；围岩局部注浆效果不好的，钻进时产生坍孔、卡钻者，需补注浆后再钻进。 （3）钻进中遇未注浆之岩溶严重流泥或地质复杂带而不能钻进成孔时，一般应补注浆，待围岩固结后再钻进。不取岩芯，不回收钻头，用异型接头把钻杆与钢管连接起来，并在钢管前端安装合金钻头。钢管随进度逐根接长，直到设计位置。 （4）钻机开孔时，要低速低压，待

8、成孔1.0m后，压力可升至1.0MPa。遇软质围岩或流塑状粘土，改用低压钻进。（5）扫孔：钻孔完毕后，及时清理孔内余渣，即扫孔，用108岩芯管扫孔，岩芯管长度一般为2.5m左右。扫孔完毕后，即安装打入管棚、钢管。7.4安装管棚钢管、钢花管7.4.1顶进钢管采用4m和6m两种长度规格，管棚钢管、钢花管节与节之间通过丝扣接头连接，丝扣长15cm。为使钢管接头错开，编号为奇数的第一节管采用3m钢管，编号为偶数的第一节管采用6m钢管，以后每节钢管采用6m长钢管。7.4.2安装时，可用人工配合钻机顶进，如遇故障，须清孔，然后再将管插入。也可用4.5kW卷扬机反压安装。 7.4.3隧道纵向同一断面内的接头

9、数不大于50%，相邻钢管的接头至少须错开1m。7.5注浆7.5.1注浆浆液：水泥浆液水灰比1:1（重量比），注浆前进行现场注浆试验，根据实际情况调整注浆参数，取得管棚注浆施工经验，尾部110cm段作为止浆段，注浆完后，用M40水泥砂浆紧密充填，增强管棚的刚度和强度，设计注浆参数为：7.5.2注浆压力0.52.0MPa，终压2.0Mpa。7.5.3注浆顺序：打好一孔，注浆一孔，从拱顶顺序向下进行，如遇窜浆或拒浆，则可间隔一孔或数孔注浆。7.5.4注浆应符合下列要求：（1）浆液的浓度、胶凝时间应按交底执行，不得任意更改。（2）应经常检查泵口及孔口注浆压力的变化，发现问题，应及时处理。（3）注浆结束

10、的条件如下：A、单孔结束条件，注浆压力达到设计终压2.0MPa，浆液注入量已达到计算值的80%以上。注浆在达到结束的条件后，应利用止浆阀或木塞将注浆孔口堵塞，以保持孔内压力，直至浆液完全凝固。B、全段结束条件，所有注浆孔均符合单孔结束条件，无漏泥情况。C、注浆完毕用铁锤敲击钢管，如响声清脆，则说明浆液未填充满钢管，需采取补注或重注；如响声低哑，则说明浆液已填充满钢管，如未达到要求，应进行补孔注浆。8、劳力、机具设备配置8.1劳动力组织管棚施工的人员可视作业面情况而定，一般一台管棚钻机应为一个作业工班。施工的质量和进度很大程度上取决于钻孔的质量和进度。所以，必须有几个技术熟练的钻工和机长作为钻孔

11、作业的骨干。钻孔人员分成两班，24小时进行施工。管棚作业人员配备表序号工种数量工作内容1施工负责人1全面负责管棚作业工作2技术员2施工组织与质量控制3安全员2观察施工作业附近围岩变化情况4试验员1浆液配置5空压机司机2负责给管棚钻机供高压风6管棚钻机司机2每台管棚钻机配备2名操作手7压浆机司机1负责管棚注浆，记录8普工6负责钢管运输，浆液拌制8.2主要机具设备 施工机具配备表序号设备名称型号（参考）单位数量备注适用范围1管棚钻机Z-GP150台1备用1台QZ100K主要用于石质地层2水平钻机YG-80台1主要用于土质地层3高压空压机台14注浆机台15电焊机台29、材料要求管棚施工所用原材料应符

12、合设计要求，设计未明确时应符合以下要求：9.1水泥混凝土应优先采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，强度等级不小于32.5MPa，必要时可采用特种水泥。水泥的安定性、凝结时间均应合格，当有抗冻、抗渗要求时，水泥强度等级不应低于42.5MPa。9.2细骨料细骨料应采用坚硬、耐久的细砂，细度模数应小于2.0，含水率宜控制在5%7%。含泥量不应大于3%，泥块含量不应大于1%。9.3钢管钢管外径为89mm，壁厚5mm，钢管进场检验力学性能指标应符合热轧无缝钢管的技术标准要求。9.4拌合用水水质应符合工程用水的有关标准，水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质。不应使用污水、海水、PH值小于4的酸性水，一

13、般应采用饮用水。10、质量控制及检验10.1 钻孔质量控制10.1.1 保证钻机就位及施工过程中，地面沉降量不大于10mm。10.1.2 钻机立轴方向必须准确控制，以保证孔口的孔向正确，钻进中应经常采用测斜仪量测钢管钻进的偏斜度，发现偏斜超过设计要求，及时纠正。10.1.3 钻杆晃动时，应适当降低钻速，防止因扩孔而改变仰角。10.1.4 钻进结束后应对孔深进行量测。10.1.5 孔口距偏差不超过30mm，孔深偏差不超过50mm。10.2 顶、接管质量控制10.2.1 隧道纵向同一横断面内的接头数不大于50，相邻钢管的接头至少需错开1.5m。10.2.2 接管时，两钢管断面应相吻合，并保证中心线

14、在同一轴线上。10.2.3 钢管接头采用焊接时，应确保焊接质量，焊缝饱满，无露洞。丝扣连接钢管单、双序孔的连接丝扣宜错开半个节长，丝扣连接钢管必须做到各丝扣连接必须拧死。10.2.4 钢管插入孔内的长度不得短于设计长度的95。10.2.5 钢管型号、质量和规格等应符合设计和规范要求。10.2.6 钢管插入后，应外露孔口管0.1m。10.3 注浆质量控制10.3.1 孔内灌入细石混凝土时，钢管可不加工成花管。10.3.2 严格按照设计配合比配制浆液。10.3.3 如需加入水玻璃时，应调整好各工序，尽量缩短注浆的时间。并在灌入前，进行孔外的凝结时间试验。10.3.4 搅拌浆液应随施工不间断进行。1

15、0.3.5 严格保证持压时间。10.3.6 注浆应连进行，中途不得间断，如被迫中止时，应用清水将孔内浆液冲净。10.3.7 卸管后应立即进行封堵，并在注浆过程中随时观察岩隙或其它外露部位有无溢浆现象，待浆液均均流出时，再进行封堵。10.3.8 施工前对各孔位进行编号，认真作好注浆记录。11、安全、文明、环保施工11.1安全措施11.1.1 总体控制（1）加强对作业人员安全教育，并经培训后才能上岗。（2）进入现场施工必须正确佩戴安全帽，高空作业必须系好安全带，并保证附着物的牢固。(3)钻孔及注浆作业时，施工人员佩載好防尘口罩。11.1.2钻孔施工安全控制(1)钻进过程中，应随时观察钻进对周围岩层的扰动，如发生少量局部坍方、涌水等情况必须停止施工，汇同监理、设计单位对围岩重新进行分析。(