隧道超前支护施工方法

1、隧道超前支护施工方法序号支护类型施工方法适用地层常用管径（mm1管棚支护泥浆循环跟管钻进 法松散粘土层、粉土层、淤泥层、沙层、 回填土层、强风化岩 层 108、 133、 146、 1592风动力跟管钻进法湿陷性黄土地层 108、 1593潜孔锤冲击成孔送管法弱一中风化岩层、夹碎石强风化地层 108、 1594潜孔锤跟管钻进法卵石、碎石地层、卵 石、碎石夹层及塌方 现场 108、 127、 1595管幕工法粘土层、沙层、淤泥 层、回填层及强风化 地层 300- 5006水平旋喷桩沙层、粘土层、粉细 沙层、淤泥层、回填 土层 500- 8007水平旋喷搅拌桩松散均匀的粘土层、 粉细沙层、淤泥层、

2、 回填土层、富含水地 层。 500- 10008冻结管施工淤泥层、流沙层等不稳定的含水地层 89、 108隧道开挖预支护的管棚法一、管棚法的基本概念管棚工法是隧道开挖施工中用以防止掌子面坍塌并限制围岩变形的一种预支护手段。其主要原理是在隧道开挖之前， 沿着隧道开挖轮廓线外的设定部位水平铺设钢管，并可以通过钢管向围岩注浆，对管棚周围的围岩进行加固，使管棚成为隧道后续开挖的防护伞（棚），达到安全施工的 目的。管棚工法最早是作为山岭隧道施工的一种辅助方法，当隧道穿越破碎带、松散带、软弱地层、涌管棚作为隧道顶部和边墙水、涌沙等地段时，管棚及其超前注浆对隧道的稳定起到了保护作用 的超前预支护， 可以有效

3、防止掌子面的坍塌及地层过量变位， 为隧道开挖提供安全保障。 同时管 棚施工快、安全性高，被认为是隧道施工中预防事故的最有效、最合理的辅助措施之一。二、隧道开挖预支护中采用管棚工法的原因 隧道开挖过程中，经常会遇到破碎带、松散带、软弱地层、涌水、涌沙等地段，在这类地质 条件下进行开挖，如果不进行超前预支护， 很容易出现坍塌情况， 导致安全事故，不仅给相关企 业造成经济损失，增加工程成本，而且极大地影响工程施工进度和施工质量。在隧道施工下穿既有线路或建筑物及河流、 湖泊的开挖前， 如果不进行超前预支护， 很容易造成 隧道上既有线路或建筑物的沉降以及河流、湖泊涌水而带来各种安全隐患。对于隧道施工过程

4、中遇到上述情况时，早期隧道开挖时，主要采用插板法、小导管超前注浆法、 浅层地表锚杆注浆加固法等进行超前预支护。 但这几种支护工法都有一些不足之处， 就是支护范 围和深度有限、 加固强度不足， 难以形成高强度支护整体， 而且往往需要多个循环才能穿越需支 护地层段，这样，不仅造成现场窝工、停工等情况，严重影响施工进度，而且有时其安全性也难 以保证。随着施工技术的不断改进，管棚工法得到了普遍的利用。 特别是在导向跟管钻进等技术及多 种新的施工工艺引入后，管棚施工的精度、打设长度、沉降控制及施工工效有了长足的发展。 管棚工法是采用专用钻机将钢管沿隧道开挖轮廓线外一节一节地打入需支护的地层中的预定位 置

5、，然后进行注浆，通过浆液在围岩中的扩散，形成一个类似钢筋混凝土的拱形帷幕， 从而达到 支护开挖线外侧围岩的作用。三、管棚工法的优点 管棚工法与前期超前预支护工法相比，具有明显的优点，主要表现在以下几方面：（一）管棚工法所采用的钢管具有较高的钢性强度，而且管径相对较大，能够承载较大上部负 荷。（二）管棚工法的注浆可以使浆液在管棚钢管周围沿着土体缝隙进行扩散，不仅能起来加固土体的作用，而且还能起到一定的止水效果。（三）管棚工法打设的钢管长度较大。目前施作管棚长度可以达到 100m 以上，这样可以大大 地减少预支护循环次数，加快施工进度。（四）管棚工法能够通过专用导向仪精确控制管棚钢管铺设的轨迹线，

6、确保管棚钢管按设计要 求铺设，有利于控制隧道施工时的开挖量，减少施工成本。（五）最新技术可以在软弱地层中高精度一次性打 设数百米 的管棚。（六）管棚工法因为采用大功率的水平定向钻机， 施工效率比较高， 大幅度地减少隧道开挖过 程中辅助时间，提高施工效率。四、管棚的作用管棚工程在隧道开挖前的预支护中的作用主要有以下两方面：（一）提高围岩土体强度，提高开挖线拱部土体承载力，加固隧道围岩，确保隧道施工安全。 在隧道穿越破碎带、松散带、软弱地层、涌水、涌沙等地段时，管棚的这种作用比较明显。（二）控制地表沉降。在隧道穿越既有线、下穿既有建筑物、构筑物等时，管棚的作用主要就 是控制地表沉降，防止既有线路、

7、建筑物、构筑物因隧道开挖而遭到破坏，确保既有线路、建筑 物和构筑物的安全及隧道开挖的顺利进行。此种情况管棚的钢管直径可偏大（$ 299）。五、管棚工作的原理管棚工作的原理主要有两方面；（一）利用简支梁作用的原理；由于管棚的直径大、刚度大，同时又是较密排布置的，当钢管 两端支撑梁的刚度达到足够大之后， 开挖引起的变形量非常小， 这时候管棚就相当于一道简支梁， 阻隔隧道开挖时释放应力对围岩的作用。（二）利用水泥浆液的流动性和围岩的裂缝或孔隙， 使注入的水泥浆液能与土体进行粘合而形 成一种类似混凝土的固结体， 从而起到加固围岩土体的功能。 对于含水较小的地层还能起到一定 的止水效果。六、管棚的设计参

8、数（一）管棚尺寸参数：管棚尺寸参数主要包括管棚的长度、钢管直径、钢管壁厚及隧道内工作 室的尺寸参数。1、 管棚的长度一般为 20- 8 0m，特殊情况下，管棚打设长度可以达到100m 300m。2、 管棚直径常用的为 $ 89mm、 $ 108mm、 $ 159mm。3、 管棚壁厚一般为 6mm，中间用同直径的壁厚10 12mm钢管车丝扣连接。4、 隧道内施作管棚时工作室一般外扩30cm，当地层不允许时可用无工作室管棚施工法。5、在洞口施作管棚无需导向墙。（二）管棚位置参数：管棚位置参数主要包括开孔位置、倾角、外插角和环向间距。1、管棚中心位置距开挖线 20-30cm ，开孔位置偏差为 2cm

9、。2、管棚倾角根据地质情况及隧道坡度确定。3、外插角一般为 0至1。4、环向间距根据现场地质条件、管棚管径确定，一般为25-40cm。（三）管棚注浆参数：管棚注浆压力为0.8-1.2MPa，浆液配比按0.8: 1或1： 1配制，注浆量根据管棚管径和管棚长度确定。（四）管棚施工精度：1、 管棚打设倾角偏差根据管棚长度一般都能控制在0.5。以内，外插角控制在 3%。以内。2、 管棚长度误差控制在30cm以内。3、管棚施工过程中因为成管快，注浆能及时跟进，因此上覆地层沉降基本上为零沉降。七、管棚适用条件及管棚施工实例（一）大多数隧道洞口属于浅埋和风化层，成洞较困难，采用管棚工法可以有效地解决洞口段

10、的施工难题。对于洞口的超前预支护，管棚长度一般为30-40m左右，管径以 $ 108mm为主。通过管棚可以阻止洞口开挖时的应力释放。如图一所示为张石高速公路三甲村隧道进口管棚工程。该隧道开挖断面最大净宽为 15m，开挖断面面积为 144m2进口处地质条件为砂卵石地层，地层松散，钻 进时不易成孔。针对现场地质情况，采用了潜孔锤跟管钻进成管法施作$ 108mm管棚，成管后进行注浆加固。图一 张石高速公路三甲村隧道进口管棚工程潜孔锤跟管钻进成管法是采用水平定向钻机通过锤头前端带有外锤头的潜孔锤冲击成管，外锤头通过丝扣跟管棚钢管连接，管棚打设到位后将外锤头与管棚钢管一同留在孔内，然后注浆加固围岩的管棚

11、成管工法。潜孔锤跟管钻进成管法适用于砂卵层、风化破碎带等不易成孔地层的管棚施工，要求用强度较高的无缝钢管作管棚钢管，每节钢管长度必须与钻杆配套，通过丝扣连接，便于接管加尺。 管壁厚度不得小于 6mm，管壁太薄时容易岀现断管的情况，影响管棚质量。管棚施工过程中要求现场供风压力不得低于 6MPa，确保孔内钻渣排岀干净，保证管棚质量。施工精度控制：管棚打设到位后采用管棚导向仪进行钻孔测斜，根据测斜结果进一步分析确定钻孔钻进角度，并根据地层变化及时进行调整。(二)隧道穿越破碎带、松散带、软弱、涌沙地层等地段时，为保证隧道开挖施工安全，也需要施作超前预支护管棚工程。管棚长度需要根据支护段长度确定，管径多

12、为$ 108mm-159mm图二武广客运专线金沙洲隧道管棚工程该隧道工程开挖时遇到的地质条件比较复杂，主要以松散风化岩为主，中间夹有松软的强风地层，局部存有空洞或较大岩层裂缝，在管棚施工时采用潜孔锤成孔后送管法施作$ 159mm管棚进行超前预支护，微扩工作面(20-30cm )，采用多次循环，一次打设6 0米。潜孔锤冲击成孔后送管法适用于风化岩层及软硬复合地层中，打设过程中要求采用风动力排渣，供风风压不得小于 6MPa，保证岀渣量。钻孔打设到位后退岀钻杆和潜孔锤，然后采取锲形 钻头将管棚钢管送到孔内进行围岩加固注浆。微扩开挖线隧道开挖拿子面-设們挖线/堀迸方冋18m图三 管棚工作面微扩剖面图（

13、进管棚精度控制：送管时需要用管棚导向仪进行钻孔测斜，发现偏差及时进行调整钻进角度孔角度）。（三）隧道穿越既有线（如既有铁路、公路、高速公路、高速铁路等）、建筑物及构筑物等， 管棚长度需要根据穿越长度设计管棚长度，管径根据现场地质条件及隧道上部覆土层厚度确定。 如图 四、图五所示郑西客运专线高桥隧道下穿既有铁路（同蒲铁路）的施工现场，该穿越隧道 位于湿陷性黄土，主要发育垂直节理，极易下陷，而且设计为大断面开挖，开挖尺寸为 15mxi3m（宽x高），断面面积达160多m2。为了控制地表沉降，避免影响既有铁路的正常运行， 在隧道开挖前采用风循环跟管钻进法一次性施作$ 159mm管棚100米。图六所示

14、为郑西客运专线阌乡隧道下穿连霍高速公路（下穿段施作80m长$ 159mm管棚共三个循环）图四郑西客运专线高桥隧道下穿既有铁路的施工现场风动力跟管钻进法适用于湿陷性黄土及干燥粉土地层，通过风压在6MPa以上的风力可以将钻渣排出，并在钻进的同时进行跟踪导向，控制钻孔偏差，确保管棚铺设精度。图五郑西客运专线高桥隧道外景图六郑西客运专线阕乡隧道下穿连霍高速公路（四）隧道开挖过程中的坍塌段超前预支护管棚，管棚长度一般都要一次性穿越坍塌段，并延长5-10m。管径根据现场地质条件及坍塌情况确定，一般为$ 108mm- 159mm。如图七为某隧道开挖时岀现坍塌事故后抢险管棚工程。因在隧道开挖时岀现了大范围的坍

15、塌，导致隧道拱部大面积沉降，坍塌范围沿隧道开挖方向延长 30m，致使隧道开挖无法继续进行。 为了加固坍塌范围内土体，确保隧道开挖的继续，在该处采用水循环跟管钻进法施工长度为48m的$ 108mm管棚图七某隧道开挖时坍塌抢险管棚工程水循环跟管钻进法适用于松散带、粘土层、沙层、淤泥层、回填土及强风化地层等。采用水循环排渣、造浆护壁、冷却钻头，并在钻进的同时采用管棚导向仪进行跟踪定向，控制管棚铺设 轨迹（五）隧道穿越富水地层中管棚超前预支护时，管棚长度应在富水段两端各延长10m左右，管径采用$ 108mm或$ 15mm。通过管棚注浆浆液的扩散，能够起到一定止水效果。针对这类地然后进行注浆加固。如果采

16、用水平旋层，则采用水泥浆作为循环液的跟管钻进成管法施作管棚,喷桩进行超前预支护效果会更好，可以有效地实现止水和土体加固。图八为深圳地铁五号线西丽一号永久风道隧道管棚工程，采用水泥浆循环跟管定向钻进成管法施作$ 108mm管棚。图九为深圳地铁五号线一号永久风道隧道水平旋喷桩工程。通过施作管棚和水平旋喷桩，不仅控制了地表沉降，而且起到了止水效果，确保了隧道开挖的顺利进行。图八深圳地铁五号线西丽 1号永久风道隧道管棚图九深圳地铁五号线西丽 1号永久风道水平旋喷桩（六）管幕工法是管棚工法的一种特例，主要适用于长距离下穿既有线超前预支护工程。如图十示为哈大高速铁路隧道下穿既有军用铁路专线鞍山隧道管幕工程

17、。该隧道开挖断面尺寸13.4m X11.3m，断面面积为160多m2，覆土层最小厚度为 4m左右，管幕铺设精度要求较高，而 且管径较大，为 $ 299mm无缝钢管。管幕施工过程必须控制地表沉降量，确保既有专用铁路线的正常运行及隧道开挖的顺利进行，因此只能先用无线导向仪进行导向孔施工，再采取挤扩拉管法进行管幕钢管铺设，控制拉管过程中的出土量，防止地表沉降，最后进行注浆加固隧道上覆土层，实现超前预支护功能。图十哈大高速铁路鞍山隧道管幕工程办公室卫生管理制度一、主要内容与适用范围1 本制度规定了办公室卫生管理的工作内容和要求及检查与考核。2 此管理制度适用于本公司所有办公室卫生的管理1 公共区域：包

18、括办公室走道、会议室、卫生间，每天由行政文员进行清扫;2个人区域：包括个人办公桌及办公区域由各部门工作人员每天自行清扫。1. 公共区域环境卫生应做到以下几点：1) 保持公共区域及个人区域地面干净清洁、无污物、污水、浮土，无死角。2) 保持门窗干净、无尘土、玻璃清洁、诱明一_3) 保持墙壁清洁，表面无灰尘、污迹。4 )保持挂件、画框及其他装饰品表面干净整洁。5) 保持卫生间、洗手池内无污垢，经常保持清洁，毛巾放在固定(或隐蔽)的地方。6) 保持卫生工具用后及时清洁整理，保持清洁、摆放整齐。7)垃圾篓摆放紧靠卫生间并及时清理，无溢满现象。2. 办公用品的卫生管理应做到以下几点：1) 办公桌面：办公桌面只能摆放必需物品，其它物品应放在个人抽屉，暂不需要的物品就摆回柜子里，不用的物品要及时清理掉。2) 办公文件、票据：办公文件、票据等应分类放进文件夹、文件盒中，并整齐的摆放至办公桌左上角上。3)办公小用品如笔、尺、橡皮檫、订书机、启丁器等，应放在办公桌一侧，要从哪取使用完后放到原位。4)电脑：电脑键盘要保持干净，下班或是离开公司前电脑要关机。5)报刊：报刊应摆放到报刊架上，要定时清理过期报刊。6)饮食水机、灯具、打印机、传真机、文具柜等摆放要整齐，保持表面无污垢，无灰尘，蜘蛛网等，办公室内电器线走向要美观，规范，并用护钉固定不可乱搭接临时线。7)新进设备的包装和报