大管棚施工工艺_

隧道浅埋岩堆体

ø108大管棚超前支护施工工艺

编制:

审核:

彭酉项目经理部

二00三年十一月三十日

目录

1.前言 (2)

2.工程概况 (2)

2.1概述 (2)

2.2大管棚变更情况 (3)

2.3大管棚超前支护方法 (4)

3.施工工艺 (7)

3.1测量放样 (7)

3.2钻孔 (9)

3.3配管 (11)

3.4送管 (12)

3.5下钢筋笼 (13)

3.6管口封闭 (13)

3.7注浆 (13)

3.8沉降观测 (18)

3.9事故预防和处理 (18)

3.10机具设备和劳力 (19)

4.安全措施 (20)

5.结论 (21)

6.相关知识点 (21)

7.主要参考书目 (24)

1.前言

重庆市彭（水）酉（阳）二级公路A 标段下南城隧道全长772m(K2+423~K3+195)，但其进口处于破碎土岩堆地段长达182m(K2+423~K2+605),且最浅埋深仅2m,同时围岩含水量大，工程力学性质差，开挖后易坍塌，成洞困难。

为确保开挖稳定，进口K2+433~K2+488段55 m，隧道拱部120°范围采用ø108×8mm超前大管棚注浆支护辅助施工，共设两环，每环钢管总长度30m。

我公司施工类似大直径的长大管棚，并且达到两环以上（包括两环），这是第一次。其施工工艺和方法尚无成熟的经验可以借鉴，需要进行摸索和研究。因此有必要对ø108大管棚超前支护的施工方法、适用机械、劳动组织等进行研究和总结，以便更好地加以推广和应用。

将ø108大管棚超前支护的施工工艺，形成一整套操作性强、系统完整、详实准确、技术含量高、有推广价值的成果。对于提高工程的科技含量，增强技术创新能力，全面贯彻“科技是第一生产力”，推动公司的科技进步和“科技兴企”战略的实施，都具有重大的意义。

2.工程概况

2.1概述

彭（水）酉（阳）二级公路A 标段下南城隧道位于重庆市彭水县城南郊下南城，隧道穿越下南城山，进口里程

K2+423，出口里程K3+195，全长772m，路线设计纵坡-3%、-0.094%。进口30.632m及出口段192.75m分别位于半径为120m及200m的曲线上，其余地段位于直线上。

进口K2+433～+488段55m，为Ⅱ类围岩，隧道位于坡积碎石土层上，含水量大，埋深浅，工程力学性质差，围岩开挖后易坍塌，成洞困难。于隧道拱部120°范围采用超前大管棚注浆支护辅助施工（大管棚共布置两环），边墙及仰拱采用超前小导管注浆支护辅助施工。且设2榀/m拱、墙、仰拱格栅钢架加强支护。

隧道开挖最大尺寸为宽×高=13.24m×9.86m。隧道衬砌内净空宽度为9+2×1.0米。限界净宽:10.5m，限界净高: 5.0m。

2.2大管棚变更情况

原设计管棚里程段为K2+438~K2+488（50m），管棚长度60m，分两环布置。

变更一：管棚里程段由K2+438~K2+488（50m）变更为K2+433~K2+488（55m），形成两个方案：①按两环布置，管棚长度为65m（里程段+一个接头+超前量=55+5+5=65m）；②按三环布置，管棚长度为70m（里程段+二个接头+超前量=55+5×2+5=70m）。考虑到按①施工，每环管棚长度都超过了30m，很难达到规范和质量要求。故采用②，每环长度分别定为24m、24m、22m。

实际施工时，钻孔记录显示，第二环管棚已有2m伸入岩层，这样，第三环管棚已无必要，将其取消。

变更二：钢管接头原设计为管子两头车公螺纹，对接后，外套厚壁管箍，将丝扣上紧。考虑到加工螺纹，费用很高，故变更为两种接头方法：外套管和丝扣法。其中，外套管法用于第一环大管棚，丝扣法用于第二环大管棚。

2.3大管棚超前支护方法

2.3.1管棚构造

管棚由钢管和钢格栅拱架组成。管棚是利用钢格栅拱架，沿着开挖轮廓线，以较小的外插角，向开挖面前方打入钢管，形成对开挖面前方围岩的预支护。见下图

2.3.2管棚的性能特点及适用条件

管棚是利用钢管作为纵向支撑、钢格栅拱架作为横向环形支撑，构成纵、横向整体刚度较大，能阻止和限制围岩变形，并能提前承受早期围岩压力的一种超前支护形式。

管棚适用于特殊困难地段（如极破碎岩体、塌方体、岩堆地段、砂土质地层、强膨胀性地层、断层破碎带、浅埋大偏压等围岩）的隧道施工中采用。

长管棚与短管棚相比，其一次超前量较大，可减少安装钢管次数，并减少与开挖作业之间的干扰，适用于大中型机械进行大断面开挖。

2.3.3管棚支护结构要点

⑴大管棚钻孔孔口位置沿隧道拱部开挖轮廓线外10cm 布置，环向中心间距40cm，外插角约，每环35根。

⑵钢管采用外径ø108、壁厚8mm的无缝钢管，每环钢管总长度为30m。钢管分段安装。第一段按奇、偶数分别编号，

奇、偶数不同的管长相差2m（若奇数管长为4m，则偶数管长为6m），其后各分段管长可取相等长度（6m）。两段之间用丝扣连接，丝扣螺纹段长度不小于15cm。钢管上钻注浆孔，孔径为ø10mm，孔间距50cm，呈梅花型布置。钢管尾部2m 不钻孔作为止浆段。为提高钢管的刚度和强度，钢管内增设由4根φ20mm螺纹钢筋和固定短环组成的钢筋笼，固定环采用外径ø42mm、壁厚8mm，长4cm的短管环，环向间距1m。

⑶纵向两组管棚间，应有不小于3.0m的水平搭接长度。钢拱架采用钢格栅钢架。

（4）在钢管内放置钢筋笼并灌注水泥浆单液浆或水泥-水玻璃双液浆，可增加钢管刚度。

(5)注浆浆夜采用水泥浆，水灰比为：W：C=0.5：1。当地下水较发肓或浆液扩散范围较大时，注浆浆液改为水泥-水玻璃双液浆。注浆压力采用0.5～1Mpa。

2.3.4大管棚施工工艺流程图