管棚施工作业指导书
隧道管棚施工作业指导书
编制：
审核：
批准：
中铁十七局集团沪昆客专长昆湖南段项目经理部
2010年10月怀化
管棚施工作业指导书
编制目的：
指导本标段隧道工程的洞口、洞身长管棚施工，保证工程质量和施工安全。
适用范围：
本标段设计有洞口、洞身长管棚超前支护的工点。
职责分工：
由试验人员检测原材料、成品质量，判明合格后方可用于施工。
由工程部进行施工方法控制，并根据试验结果对施工方案进行改进。
由安质部进行施工质量和安全控制。
编制依据-技术标准／质量标准
《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》（TZ214-2005）；
《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行规定》（铁建设［2005］160号）；
《宁杭隧参04》图；
各隧道工点洞口长管棚施工设计图。
一、洞口大管棚施工参数
1、原材料要求
1）导向管：φ140mm，δ=5mm热轧无缝钢管，长度1m。
2）管棚钢管：φ108mm，δ=6mm热轧无缝钢管。
4）导向墙：C20混凝土，厚度100cm，宽度100cm。
2、技术参数
1）管距：环向中～中40cm。
2）倾角：钢管轴线与衬砌外缘线夹角1°～3°。
3）钢管施工误差：径向不大于20cm，相邻钢管之间环向不大于5cm。二、管棚施工
长管棚需设子导向墙，按拱部150°范围计算，采用C20砼，截面尺寸为1m×1m，环向长度可根据具体工点实际情况确定，要保证其基础稳定性。为保证长管棚施工精度，导向墙内设2榀I22a工字钢，钢架外缘设?140壁厚5mm导向钢管，钢管与钢架焊接。钢架各单元由16mm厚连接板焊接成型，单元间由螺栓连接，接头处焊缝宽度：腹板h f=9mm，翼缘h f=12mm。
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附图。
1、长管棚及钢筋制作
管棚采用?108mm热轧无缝钢管，壁厚5mm，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15cm，采用?114mm壁厚6mm的外套丝扣接头钢管连接工艺。奇数孔采用钢花管，偶数孔采用钢管，施工时先打设钢花管，然后打设钢管，同一面上的接头数不超过总管数的50％。钢花管上钻孔注浆，孔径10～16mm，孔间距150cm，呈梅花形布置，尾部留步钻孔的止浆段150cm，编号为偶数的不开孔。
为提高管棚的抗弯能力，可在钢管及钢花管内设置钢筋笼，钢筋笼由四根主筋和固定环组成，主筋为Φ16螺纹钢，固定环为?42钢管。固定环采用
短管节，节长3～5cm，将其与主筋焊接，间距1.5m。
2、导向墙浇筑及导向管预埋
导向墙采用明挖，立两榀I22a拱架灌注砼形成；导向管采用钢拱架定位预埋。
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。
2.3洞口初支防护
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。
2.4锚桩加固底脚
为减少导向墙拱架下沉及后期开挖稳定，对拱架底脚进行加固处理，采用[25槽钢垫底+锚桩加固，参数:φ108钻孔+φ100钢管+3×φ22螺纹钢筋+水泥砂浆灌筑密实，每榀拱架两侧底脚各设一根，深度至内轨顶面以下1.85m。[25槽钢垫底两侧纵向通长各设一根。槽钢与锚桩及拱架间进行焊接。
2.5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。
2.6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。
2.7导向墙灌注砼
灌注C20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。
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。
4、安装管棚钢管
引导钻孔钻完毕后，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。
5、管棚钢管注浆
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。开泵前应先将吸浆管伸入水桶，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。
5.2水泥砂浆的配制
浆液采用水泥浆液注浆（水泥浆液水灰比为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。
5.3注浆施工操作要求及注意事项
⑴检查各种机具，进行试运转。
⑵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％。
⑶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0.5～
2.0MPa，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M10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。
⑷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。
⑸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。
5.4钻孔及注浆机具设备
钻孔及注浆机具设备见下表。
钻孔及注浆设备表
三、质量检查内容
参照《客运专线铁路工程施工质量验收标准应用指南》第1203页和1204页内容
管棚检验批质量验收记录表 04010305□□□□
附图-超前大管棚施工工艺流程框图