超前管棚施工技术总结

1、牛角垄隧道超前大管棚进洞施工技术总结_、工程概况炎陵至汝城（湘粤界）高速公路第6合同段起点位于船形乡沿潭村余家（起点 桩号K28+302），终点位于船形乡沿潭村大湾背（终点桩号K31+937），路线全长 3.287km。其中牛角垄隧道左、右线分离，起止里程分别为ZK29+423ZK31+880, K29+481K31+935,长度分别为2080.373米和2104.992米。隧道净空为10.25 （宽）X5 （高），设计行车速度80km/h,采用灯光照明，机械通风。本隧道单 线设置3处人行横洞、2处车行横洞及2处紧急停车带。全线衬砌均为复合式衬 砌设计。为保证安全进洞，隧道左右线进出口均设计有

2、？ 108X6mm超前大管棚，管棚 长18米，共40根。每根管棚通过预埋在导向墙内的？ 127X4mm钢管进行导向， 导向墙厚60cm，纵向长200cm，内置3棉I18a钢架，采用C25砼现浇。大管棚、 导向墙示意图如下：导向墙、管棚立面图二、施工方法要进行超前大管棚施工，首先要做好洞顶截水沟施工，做好洞口的各种临时 排水设施。然后逐级开挖洞口边仰坡土石方，并即时支护边仰坡直至导向墙拱腰 位置。接着施工导向墙拱腰基础，搭设临时钢管支架，安装I18a工字钢钢架、 导向钢管，继续安装导向墙底模、侧模、顶模并浇筑砼。最后在临时钢管支架上安装钻孔设备，进行大管棚钻孔、送管及注浆施工。三、洞顶截水沟施工

3、洞顶截水沟的施做质量直接关系到洞口边仰坡开挖的安全，因此开挖边仰坡 之前，截水沟必须严格按照施工图设计的尺寸和相关要求进行施工。截水沟设计 为内净空尺寸60X60cm的M7.5浆砌片石，沟底和沟壁厚度均为30cm。由于边 仰坡开挖时，洞顶可能会发生沉降而引起水沟开裂，因此在开挖边仰坡过程中， 要派专人定期观察水沟底部是否有裂纹。一旦发现裂纹，应立即用水泥砂浆填满， 保证水沟流水畅通，防止雨水大量侵入边坡岩体内。截水沟截面示意如下：截水沟截面图由于进场时无施工便道，只能用人工开挖原地面土方后进行浆砌施工。截水 沟距离开挖边坡不小于5米，施工时应沿边沟侧回填土夯实，并高于沟顶，以免 雨水渗入截水沟

4、基础内。四、边仰坡施工首先放样出边仰坡的开挖线，然后采用用挖掘机或松动控制爆破自上而下开 挖，及时按设计对边仰坡进行锚网喷砼防护。进出口边仰坡的支护参数见下表：、位置支护左线进口右线进口左线出口右线出口边坡坡率1:0.5 左/1:0.5 右1:0.1 左/1:0.5 右1:0.1 左/1:0.5 右1:0.5 左/1:0.5 右边坡锚杆 22砂浆、3.5m、1.2X 1.2mR32 自进、6.0m、1.5 X 1.5mR32 自进、6.0m、1.5 X 1.5m 22砂浆、3.5m、1.2 X 1.2m边坡网喷 6、 20X20cm、10cm 厚(C20) 6、 20X20cm、20cm 厚(

5、C20) 6、 20X20cm、20cm 厚(C20) 6、 20X20cm、10cm 厚(C20)仰坡坡率1:0.51:0.51:0.51:0.5仰坡锚杆 22砂浆、 22砂浆、 22砂浆、 22砂浆、3.5m、1.2X1.2m3.5m、1.2X1.2m3.5m、1.2X1.2m3.5m、1.2X1.2m仰坡网喷? 6、 20X20cm、10cm 厚（C20）? 6、 20X20cm、10cm 厚（C20）? 6、 20X20cm、10cm 厚（C20）? 6、 20X20cm、10cm 厚（C20）值得注意的是，由于洞口岩体较为破碎，开挖施工时，必须控制好开挖的高 度，一般不超过3米为宜。

6、每开挖一级应立即进行锚网喷支护，且锚杆压浆必须 饱满。下面就？砂浆锚杆、R32自进式锚杆、钢筋网和喷射混凝土的施工注意事 项做如下阐述。（1）、砂浆锚杆：锚杆预先在洞外加工厂按设计要求加工制作，施工采用风 动凿岩机按设计要求钻孔，达到标准后，用高压风清除孔内岩屑；用注浆泵将水 泥砂浆注入孔内，砂浆填充锚杆孔体积的2/3后停止注浆；及时将加工好的杆体 插入孔内。砂浆锚杆施工注意事项：锚杆钻孔位置及孔深必须准确；锚杆要除去油污、铁锈和杂质；锚杆体插 入孔内不小于设计长度的95%，施工时预留锚杆端头施做锚杆拉拔试验。锚杆施工应在初喷砼后进行，锚杆用的水泥砂浆，其强度不应低于设计标 准，锚杆孔内灌注砂

7、浆应饱满密实。当钻孔深度达到设计深度时，要检查孔内的渣样，若发现岩体仍较为破碎 时，要加长锚杆的长度继续钻孔，保证锚杆锚入硬质岩体不少于2米。（2）、自进式锚杆：与砂浆锚杆不一样，自进式锚杆自带钻头，兼有钻杆和 锚杆两种功能，取消了退钻杆插锚杆的工序，可避免因塌孔而导致返工的现象。 锚杆长度可接长，使用方便。与相同截面的实心杆相比，中空杆有更大的抗剪、 抗弯及表面粘结力。锚杆中空，可通过锚杆对地层注浆,锚杆即注浆管，砂浆从 锚杆末端进入，通过空腹及中空钻头，从锚杆前端溢出，返回全尾部注浆，可保 证完全充填锚杆周围空隙，固结岩体，充分保证注浆及锚固质量。止浆塞可以保 证注浆密实，并可达到1.52

8、.0Mpa的压力。自进式锚杆预支护施工工艺见下图：通过对进口右洞边仰坡自进式锚杆的施工，总结经验如下:.在施工中，每台钻机必须间隔一定的距离，否则向岩体内大量注水，极易引起掌子面的坍滑。.钻进中最重要的是保证锚杆及钻头水孔的通畅。注意水从钻孔中流出 的状况，若有水孔堵塞的迹象，应后撤锚杆50 cm左右，并反复扫孔，使水畅通， 然后慢慢进尺，直至设计深度。.水泥一水玻璃双浆液应严格按配合比配制，并随配随用，以免时间太 长，使浆液在泵、管中凝结。.注浆过程中若出现堵管现象，应及时清理锚杆、注浆软管及泵，此时 若泵的压力表显示有压，应先卸压后拆下各接头进行处理。.为保证压浆效果，橡胶止浆塞距孔口应不

9、小于30 cm，而且待注浆引 起的排气完毕之后即用锚固剂封闭止浆塞以外的钻孔，这样才能保证达到 1.0MPa的注浆压力。、喷射混凝土喷射砼支护前撬去表面松土和欠挖部分，用高压风清除杂物，岩石地段喷水 湿润后再行喷射砼；遇开挖面水量大时，采取措施将水集中引排。喷射时，送风之前先打开计量泵，送风后调整风压，使之控制在 0.1 0.15MPa之间，若风压过大，粗骨料碰围岩后会回弹；风压小，喷射动能小，粗 骨料冲不进砂浆层而脱落，都将导致回弹量增大。以砼回弹量小、表面湿润有光 泽、易粘着为度来控制喷射压力。为提高工效和保证质量，喷射作业应分片进行。为防止回弹物附着在未喷岩 面上影响喷层与岩面间的粘结力

10、，按照从下往上施喷，呈“、”形运动；喷前先 找平受喷面的凹处，再将喷头成螺旋形缓慢均匀移动，保证砼层面平顺光滑。、钢筋网：钢筋网采用6钢筋加工成方格网片，网格尺寸20X20cm， 隧道钢筋网预先在洞外加工厂加工成型。钢筋类型及网格间距按设计要求施作。 钢筋冷拉调直后使用，钢筋表面不得有裂纹、油污、颗粒或片状锈蚀。安装搭接 长度为12个网格，采用焊接。砂层地段先铺挂钢筋网，再喷砼。钢筋网随受 喷面起伏铺设，与受喷面的间隙一般不大于3cm。与锚杆或其它固定装置焊接牢 固。开始喷射时，缩短喷头至受喷面的距离，并调整喷射角度，钢筋保护层厚度 不得小于4cm。喷射中如有脱落的石块或砼块被钢筋网卡住时，应

11、及时清除。、施工过程中的事故处理：2010年3月初已按照设计进行右洞进口边 仰坡的开挖支护施工，3月15日凌晨4： 30时，右洞进口的仰坡已成型的喷锚 支护发生崩坍，崩坍体厚度约5米。究其原因，受地形限制，仰坡设计坡度1:0.5 较陡，仰坡岩体破碎，原设计3.5米长的20MnSi0 22砂浆锚杆部分未能对仰坡岩体起到有效的锚固作用。处理方案如下：为保证右洞进口边仰坡的安全，同意施工方将坍方范围内边仰坡的松散岩 体清除，重新自上而下刷顺边坡，逐级支护，清理崩坍部分。为保证边仰坡支护锚杆的锚固效果，同意采用6米长的R32自进式锚杆代 替原设计的22砂浆锚杆，间距为1.5米X1.5米，呈梅花型布设，

12、喷射砼及钢 筋网按原设计重新施作。五、导向墙施工边仰坡施工至导向墙拱腰附近时，即开始进行导向墙基础的开挖施工。由于 导向墙设计基础在拱脚底部，基础距离导向墙顶部较高，坡度较陡，且受实际地 形的限制，导向墙施工拟分两次施做完成。即先施工拱腰以上部分及超前大管棚， 然后进行洞身上台阶开挖施工一段距离形成一定的施工场地后，再开挖洞身下导 坑，接通导向墙下部分的型钢钢架至基底并关模，浇筑导向墙下部砼。接通导向 墙底部型钢钢架时，从最里面的一棉型钢钢架位置向外依次进行，以防止导向墙 发生下沉。该工艺见导向墙拱腰下部连接工艺图。导向墙基础基础为扩大基础，宽100cm，厚50cm，采用C25素混凝土。浇筑

13、基础砼前，需清除基底浮渣，并做承载力试验，基底的承载力不得小于350KPa。浇筑导向墙之前，注意预埋内径？ 160X4mm钢管(设计为？ 127X4钢管， 但由于管棚钻机钻头的直径为125mm，外径127mm的钢管无法满足钻头送进)，Jf-y养三#;弁抵百一EH尊牛W三步宏鼓抖EK下导KiJl枚?跳星噌袖蚣执栖根-粘也.也，井蛔上腿“蠢藻锹 L学普拼联上群袖岸至差,卢林楼事上*布柴集*.*邕.导向墙拱腰下部连接工艺图并利用水平管控制导向钢管的插角，插角在线路设计纵坡的基础上再增加1的 仰角，防止大管棚侵入洞身拱墙衬砌的范围之内。导向管外采用25钢筋固定， 导向管安装完成后，安设模型，挖掘机配合

14、浇筑C25导向墙混凝土。导向管加固 详见下图。 25定位钢筋A大样图 25定位钢筋A大样图管棚剖面图五、大管棚施工（1）、大管棚加工大管棚采用热扎无缝钢花管，外径108mm，壁厚6mm，节长3米、6米。钢 花管上钻注浆孔，孔径q 10mm,孔间距15cm，呈梅花型布置，靠洞口端4.5米不 钻孔，底部10cm做成锥形。详见下图：钢花管接头采用丝扣连接，丝扣螺纹段长度大于15cm，相邻两根钢花管的 接头要错开，其错接长度不小于1.0m，隧道纵向同一截面内接头数不大于50%。（2）、钻孔钻孔前先搭设管棚钻机平台、安装钻机：钻机平台用钢管脚手架搭设，搭设 平台一次性搭好，钻孔由两台钻机从高孔位向低孔位

15、对称进行，既缩短移动钻机 与搭设平台时间，又便于钻机定位。平台支撑着实地，连接要牢固、稳定。防止在施钻时钻机产生不均匀下沉、 摆动、位移等影响钻孔质量。钻机定位：钻机要求与已设定好的导向钢管方向平行，精确核定钻机位置。 用经纬仪、挂线、钻杆导向相结合的方法，反复调整，确保钻机钻杆轴线与导向 钢管轴线相吻合。开孔：钻机开孔时要低速低压，待成孔1.0m后，压力可升至1.0MPa，遇软 质围岩或流塑性粘土改为低压钻进。钻进过程中经常用经伟仪检测孔深和外插角，根据钻机钻进的现象判断成孔 质量，并及时处理钻进过程中出现的事故。钻进过程中确保潜孔冲击器，扶正器、 扩孔钻头按同心圆钻进。认真作好钻进过程的原

16、始记录，及时对孔口岩屑进行地 质判断、描述。作为开挖洞身的地质预探预报，作为指导洞身开挖的依据。检孔：测定时拔出钻杆、钻头，将光源装置和“十”字小孔透光板沿套管送 入孔底，然后用洞外的经纬仪测定其偏移量，计算校核其质量是否符合要求，如 下图。而 饰 恒检别装置图.十透检别装置图.十透弯孔的修正：在弯曲部分填充比周围地层强度大的砂浆，待其凝固后，从开 始弯曲的地点重新钻进，如下图。钢管再次钻进水泥砂浆钢管再次钻进水泥砂浆弯曲修正图（3）、安管每完成一个钻孔，立即进行安管，安管采用挖掘机或管棚钻机将钢花管直接 顶入钻孔。（4）、注浆管棚安装完成后，即进行注浆，注浆采用 25铝塑管作为注浆管，插入全

17、 孔底，随着注浆的深度匀速抽出，确保导管四周充满浆液。浆液采用纯水泥浆（添 加水泥重量5%的水玻璃），水灰比1 ： 1，水玻璃浓度为35玻美度，水玻璃模数 为 2.4。液压注浆机将水泥浆液注入管棚钢管内，初压0.51.0MPa,终压2MPa,持 压5min后停止注浆。注浆量为钻孔圆柱体的1.5倍，若注浆量超限，未达到压 力要求，应调整浆液浓度继续注浆，直至符合注浆质量标准，确保钻孔周围岩体 与钢管周围孔隙均为浆液充填，方终止注浆。注浆完毕用铁锤敲击钢管，如响声 清脆，则说明浆液未填充满钢管，需采取补注或重注，如响声低哑，则说明浆液 已填充满钢管。注浆结束后及时清除管内浆液，并用M30水泥砂浆紧

18、充填，增强 管棚的刚度和强度。、大管棚施工技术总结刚开孔时，要低压、慢转，以便于控制方向，然后逐渐地提高钻速，保持 正常压力。如遇到大孤石时，则需高压、低速进行。总之，要随着地质的不断变 化，相应地调整钻进参数。钻进时，用清水护壁，中间定期将取芯管取出，取出岩芯。当快成孔时， 用水将孔内的悬浮物或泥浆、石碴等清洗出来，做到孔壁圆、角度准、孔身直、 深度够、岩粉清洗干净。当出现严重卡钻、孔口不出水时停止钻孔，抽出钻头和钻杆并立即注浆。 在遇到松散的堆积层和破碎地质时，在钻进中也可以考虑跟管钻进，确保钻机顺 利钻进和钢管顺利顶进。例如，隧道右线进口管棚1223#孔在钻入约8.4米位置时，都出现了不同 程度的卡钻，究其原因为该位置岩层过于破碎，钻头处的风压力大部分露入缝隙， 造成孔内的岩渣无法吹出。通过在该位置对山