隧道管棚施工方案

陈家湾隧道进口管棚施工方案

1. 工程概况

陈家湾隧道左幅里程为ZK46+813~ZK47+300，长460米，右幅里程为YK46+840~YK47+300，长487米；左幅平面线形位于R=2850米的圆曲线上，右幅平面线形位于R=2750米的圆曲线上，隧道上坡坡度为2.5％。隧道衬砌内轮廓采用半径为5.55m的单心圆，内轮廓设计高程距拱顶高度7.1m，净宽11.1m。

2. 超前管棚施工

2.1.大管棚施工参数

6.1.1、原材料要求

1）导向管：φ140mm，δ=5mm热轧无缝钢管

2）管棚钢管：φ108mm，δ=6mm热轧无缝钢管。

4）导向墙：C25混凝土，厚度70cm，宽度200cm。

6.1.2、 技术参数

1）管距：环向间距3根/m。

2）倾角：钢管轴线与衬砌外缘线夹角1°～3°。

2.2.管棚施工

管棚施工主要工序有：洞口开挖,洞口初支防护,锚桩加固底脚,拱架定位架设连接固定及锚固固定, 预埋导向管定位焊接,导向墙挂模浇筑，搭设平台，安装钻机，钻孔，安装管棚钢管，管内外注浆。

管棚施工工艺流程图见图1。

2.2.1．长管棚及钢筋制作

管棚采用Ф108mm热轧无缝钢管，壁厚6mm，总长28m，在末端的钢管

有一端加工成尖形;其它钢管的两端均加工成丝扣，长度为6cm，采用壁厚6mm的外套丝扣连接或采取焊接工艺.同一面上的接头不超过总管数的50％. 除管尾端(与注浆泵相连的一端)有1.5米不加工成泄浆孔外，其它钢管上均加工对穿钢管的泄浆孔，孔径10～16mm,两排孔的间距为15～20cm，相邻两对孔线成垂直状态.

2.2.2.导向墙浇注及导向管预埋

导向墙采用明挖，立拱架灌注砼形成；导向管采用钢拱架定位预埋。

2.2.2.1测量放样

采用全站仪对隧道轴线及导向墙施作断面进行细部放样。

2.2.2.2开挖

开挖台阶根据测量放样确定导向墙位置，采用挖掘机配合人工进行施工，开挖过程中应减少对围岩的扰动，留核心土。

2.2.2.3洞口初支防护

对洞口进行喷锚加固,加固参数由现场技术员按照设计图进行交底。

2.2.2.4导向管埋设

开挖后先进行导向管的定位埋设。导向管采用三环钢拱架焊接加固定位。拱架按设计尺寸制作，按设计里程及标高进行安装加固，对前后端导向管焊接点位进行放样，将导向管和定位角钢焊接于拱架上。

2.2.2.5导向墙模板及加固

模板采用木板挂模,对拱架应做适当加固。

2.2.2.6导向墙灌注砼

灌注C25砼,厚100cm,对模板支撑进行观察，发现变形及时处理，确保

导向墙的位置。

2.2.3.钻孔

⑴ 施工时，由洞口架设作业平台，钻机放在平台上，用四根斜撑固定在平台上，以减小钻机工作时偏斜，提高施钻精度。为保证钻孔方向,钻机钻速及顶推压力要调到较小位置。

⑵ 钻孔采用管棚钻机。钻孔时，将钻机的钻头接上孔口管，开始施钻。刚开始施工时要低速低压，钻深1m后转入正常转速，压力可升至1.0Mpa。第一根钻杆外露0.2～0.3m时，停止钻进，用两根管钳人工卡紧钻杆（注意不得卡丝扣），钻机低速反钻，脱开钻杆，大臂退回原位，人工装入第二根钻杆，钻机低速送到第一节钻杆尾部，方向对准后联成一体。按

.

超前棚管施工工艺流程图（图1）

此安装第三根、第四根或更多根，直到钻到设计长度。

⑶ 换杆时要注意检查钻杆是否弯曲，有无损伤，中心水孔是否畅通，不合格的及时更换，以保证正常作业。

⑷钻孔过程中遇到软质围岩或流塑状黏土时，应改用低压钻进。 或者采用套管跟管钻成孔。

2.2.4.安装管棚钢管及钢筋笼

引导钻孔钻好后，将钻头退出，钻杆全部卸下，将预先加工好的钢管安装在大臂上，低速推进钢管，其冲击压力控制在18-20Mpa，风压控制在4.0-6.0Mpa。当第一根管推进孔内外露

30-40cm时，停止钻进，使顶进的联接套与钢管脱离，大臂退回原位，人工装上第二节钢管，大臂低速钻进，使其对准第一节钢管端部

(严格控制角度)，人工持钳进行钢管联接，使两节钢管在联接套处联成一体，钻机再以冲击压力和推进压力顶进钢管。接同样的方法继续加长钢管至设计长度。用小钻头第二次钻进，将管内的残渣清除。

管棚钢管安装好后，放置钢筋笼。钢筋笼分节制作，在工作面逐节焊

接起来，直至与钢管同长。

2.2.5管棚钢管注浆

2.2.5.1压水试验

压水试验的目的主要是测定岩层吸水性，核实围岩渗透性，为选择泵压、浆液配合比作参考，同时检查管路及止浆塞效果。开泵前应先浆吸浆管伸入水桶，待泵吸水性正常时，关闭注浆球阀，观测泵压。压力表正常时，持续5min不出故障即可。

2.2.5.2水泥砂浆的配制

浆液采用水泥砂浆注浆（水泥浆水灰比为1：1），浆液配合比需进行现场注浆试验，根据实际情况确定注浆参数。

2.2.5.3注浆施工操作要求及注意事项

①检查各种机具，进行试运转。

②准确测定孔位，按照设计的外插角采用钻机顶入，其顶入长度不小于管长的95％。

③注浆过程中根据地质情况等控制注浆压力，注浆压力一般为0.7-1.0MPa，注浆终压为注浆压力的2－3倍，注浆压力应逐步升高，达到终压并继续注浆10min以上，进浆量为20-30l/min；注浆结束后用M30砂浆填充钢管，以增强管棚的强度。注浆过程中设专人做好记录。注浆达到需要的强度后方可进行开挖。

④注浆过程中严格控制注浆压力，防止引起地面隆起，注浆顺序由拱脚向拱部逐管注浆。

⑤注浆施工期间定期对地下水取样检查，如有污染采取相应措施。