隧道管棚施工方案

郴宁高速公路第八合同段

羊角脑隧道大管棚施工方案

中铁十三局郴宁项目经理部

（2008年12月1日）

一、工程概况

郴宁高速08标羊角脑隧道进洞口段地势低缓，所处围岩自稳能力差，层间裂隙发育，处于碎石土及全风化砂岩段落。雨水季节上部会有地表水渗漏。残坡积层厚度大，土体中孤石及风化残留体普遍发育，软弱不均，土体结构性强，易受扰动破坏。

针对洞口地质条件较差，且为S5a（浅埋ⅴ类围岩），相对埋置深度较浅，不易成洞，设计要求施工时首先施工大管棚，以保证成洞面开挖的稳定和安全。设计时在S5a类围岩段落设计有大管棚，长度分别为左线进口40m（ZK151+170~210）；右线进口35m （YK151+160~195）；左线出口30m（ZK154+035~065）；右线出口24m（YK153+981~YK154+005）。

二、管棚施工参数：

1、钢管规格：热轧无缝钢管Ф108mm，壁厚6mm，节长3m，

6m

2、管距：环向间距50cm。

3、倾角：仰角20（不包括路线纵坡），方向：与路线中线平行。

4、钢管施工误差：径向不大于20cm ,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米。

5、管棚连接：采用丝扣连接。

三、施工准备：

1、利用隧道洞口的现有场地、已实现了“三通一平”即水通、电通、风通、场地平整。

2、洞口仰坡开挖已完成，锚喷防护与管棚同时平行施工。

四、施工工期：

进出口整体工期 2008年11月22日～2008年12月31日。

五、施工方法及顺序

1、管棚施工

采取台阶开挖的方法。在开挖时，距离拱顶先下挖1.5米高度，做出平台，然后施工拱部范围的管棚。拱部管棚施工钻孔时注意钻孔方向的控制，拱顶范围钢花管以隧道中心线为基础上仰20，左侧钢花管向管外插1.50，右侧钢花管向管外插1.50，用全站仪测定中线，水准仪配合垂球吊线的方法测定仰角，准确定位。拱部施工结束再继续下挖2米，进行两侧管棚施工，直至结束。

2、根据地质条件和施工条件，一个洞口采用一台钻机进行作业，施工顺序从拱顶开始，两侧对称进行施工，钻孔时钻机距工作面距离一般情况下不少于2m，同时钻孔以风动潜孔冲击钻进法为主，辅以合金管钻。

开钻时，先低速低压，等成孔几米后，再加速加压。钻进过程中，必须沿钻机定位后定下来的基线钻孔，随时检查钻孔方向的准确度，根据地质情况的变化，选择不同的钻头，当遇坚硬孤石不能钻进时，采用冲击钻头，把岩石击碎，为普通稍软岩石或土质时，采用合金管钻进行钻进。钻进过程中岩土对管壁的阻力较大，前段开孔采用φ130mm钻头，以便于钢管容易顶入，钻进过程遇特殊复杂地层，如不能钻进或难以成孔时，采用预注浆加固钻进成孔。

钻孔参数：

a、钻孔直径： 130mm（比钢管直径大22mm）

b、钻孔平面误差：不大于20cm

钻孔时的孔斜测定措施：

a、扶正器扶正钻具

b、水准仪根据高差调整角度。

c、岩心管扫孔检查控制，发现孔斜超过允许范围，则停止钻孔，进行注水泥浆充填，凝固后重新钻孔。

3、按设计位置施工，先打有孔钢花管，环向间距100cm，注浆后在每两根有孔钢花管中间再打无孔钢花管，无孔钢花管作为检查管，检查注浆质量，钻机立轴方向必须准确控制，以保证孔口的孔向正确，每钻完一孔，便顶进一根钢管，钻进中应经常采用测斜仪量测钢管钻进的偏斜度，发现偏斜度超过设计要求，及时纠正。

4、扫孔

用φ108mm岩芯管进行扫孔，目的是清除孔内岩碴和顺通孔道。岩芯管长度不小于3m为宜，长度稍长更好。如遇下管困难，连续扫孔几次，同时借助高压空气吹洗，直到孔内清扫干净。

5、下管：

φ108mm钢管管壁打孔，布孔以梅花型布置，孔径为10～18mm，孔间距为20～25cm，导管尾部留不钻孔的止浆段，最终钢管外侧预留长度应大于2米，满足套拱施工要求。

为使钢管接头错开，加工钢管时将钢管进行钢节编号，根据加工的钢管节搭配好并做好记录待用。下管时，当孔壁不易坍塌时，采用直接撞击法将导管撞击至设计位置，当孔壁容易坍塌时，用导管与钻头同时钻进的方法。钢管接头采用丝扣连接，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管，编号为偶

数的第一节管采用6m钢管，以后每节均采用6m长钢管。如钢管顶进遇到故障，顶不进时，查清原因，必要时重新扫孔后再将钢管顶进。

钻进过程中地质情况判断：根据钻孔的速度，岩土取芯，司钻压力等情况判断此钻孔管段地质情况，并及时作好施工记录，根据记录数据绘制地质剖面图和展开图，为开挖施工提供参考。

6、注浆：

管棚按设计位置施工，根据实际施工地质条件，采用一次全钻孔注浆，当岩石破碎．裂隙发育时将采用前进式注浆，即钻孔一段注浆一段，清孔钻进后再注浆，一直循环至注浆终孔。在岩石裂隙不够发育，岩层稍好时采用后退式注浆，即一次钻孔到注浆孔终深，再从孔底利用止浆塞分段压浆后退至孔口。注浆后再打无孔钢花管，无孔钢花管可以作为检查管，检查注浆质量。

管棚注浆达到浆液扩散半径不小于0.5m，根据岩石情况选定注浆方式，注浆采用水泥---水玻璃浆液，水泥浆与水玻璃体积比1：0.5，水泥浆水灰比1：1，水玻璃浓度35波美度，模数：2.4注浆压力：初压0.5—1MPa，终压2MPa。

注浆时要求：

（1）注浆前将管棚钢管口用2mm钢板做出6cm变径口，与管棚钢管口焊接，6cm变径口焊接堵浆塞与注浆管丝扣连接。

（2）在钢花管中沿管壁安设φ15mm的塑料硬管至孔底，在管口（外端）处与堵浆塞排气孔相连接，作为排气孔（安设注浆阀门）。

（3）注浆采用从孔口一次注入，为使管内浆液饱满密实，注浆时等排气孔有浆液流出，进行终压注浆，直至达到设计注浆压力或设计注浆量时终止。后闭其阀门。