长安隧道长管棚施工方案

1、申嘉湖高速公路湖州鹿山至安吉孝源段第3合同段长安隧道长管棚施工方案 二0一六年五月目 录一、工程概况2二、长管棚参数2三、施工工序31、明洞边、仰坡开挖支护42、施作套拱43、钻机就位54、钻孔66、安装管棚钢管87、孔口密封处理98、注浆10四、注浆程序10五、技术质量要求11六、冬季施工管理措施111、技术准备原则112、冬季施工措施12长安隧道长管棚施工方案一、工程概况长安隧道，为分离式隧道，左线长3117m，里程ZK122+463ZK125+580;右线长3100m,里程ZK122+495ZK125+595。 进洞口和出洞口处于斜坡位置，隧道进洞口位于沟谷内，轴线与坡面大角度相交，隧道

2、进口段左侧于沟谷斜坡小角度相交，埋深较浅，且存在偏压，需采取强有力的辅助加固措施。左线采用27 m长大管棚对洞口段进行超前支护；右线采用17 m长大管棚对洞口段进行超前支护。沿隧道衬砌外缘间隔打入一排纵向钢管，而且在插入钢管后，再往管内注浆以凝结软弱围岩、充填钢管与孔壁之间的缝隙，使管棚与围岩凝结细密，以加强钢管的强度。开挖后架设拱形钢架支持，形成牢固的棚状支护结构，以确保安全进洞。二、长管棚参数1、左线管棚长度为27m，钢花管108mm，壁厚6mm，节长3m、6m；右线管棚长度为17m，钢花管108mm，壁厚6mm，节长3m、6m。2、设1.5m长套拱作管棚固定端，拱内设3榀I16工字钢，在

3、其中布设41根140mm，壁厚4mm，节长1.5m孔口管（为无缝钢管），并与I16工字钢焊接为整体。3、管棚钢管加工成花管，前端呈尖锥状，尾部焊接细管，管壁四周交错布置12mm压浆孔。钢管加工图4、在施作大管棚时，管棚钢管管心与二次衬砌设计外轮廓线间距为56cm。5、钢管布设在顶拱圆心角为160范围，环向间距为40cm，共41根。6、钢管外插（张）角：1(不包括路线纵坡)。7、大管棚钢管施工误差：孔位50mm、钻孔深度50mm。8、大管棚钢管注1：1水泥浆，浆液扩散半径50cm左右，注浆压力2Mpa。三、施工工序大管棚施工有明洞边、仰坡开挖支护，施作套拱，钻机就位，钻孔，清孔验孔，安装管棚钢管

4、，孔口密封处理和注浆八项工序。各项工序环环相扣，在施工长管棚前采取措施以确保仰坡稳定，主要有以下三方面：（1）尽快施工完天沟，清理干净仰坡面及坡顶的薄层覆土，封闭坡顶及坡面。（2）在开挖洞口时，尽量减小明洞拉槽宽度，确保仰坡面受力结构完整。（3）留设好隧道左、右线洞口间的路基平台，杜绝宰截仰坡坡脚。1、明洞边、仰坡开挖支护（1）明洞仰坡开挖支护在洞顶天沟完全施作好后开始施工，开挖是从上至下分级分片依次有序进行，做到随挖随护，及时封闭坡面，尽量避开雨天开挖仰坡面。必要时仰坡支护采用锚杆和锚杆索、挂设钢筋网、喷射砼。（2）明洞拉槽在洞顶仰坡开挖支护好后开始进行。明洞拉槽开挖两侧则自然形成边坡，明洞

5、拉槽分级分台阶进行，必要时边坡支护也分块、分层进行锚、网、喷支护。2、施作套拱（1）当隧顶仰坡开挖至洞口前2m时，要预留好核心土，用人工修整成型。（2）核心土形成后先砌筑套拱浆砌片石拱脚基础，当基础达到强度后，沿开挖轮廓线外10cm以60cm间距将3榀I16工字钢拱架立在基础上，纵向布设环向间距1m、22纵向连接钢筋。（3）在钢拱架上按设计要求将管棚钢管140孔口管用22固定钢筋双面焊接固定好（环向间距为40cm），使钢拱架与孔口管形成整体。（4）支设外模（用木模），背型钢拱架支撑。当外模支撑加固经检查确认牢固安全后，开始浇注C30混凝土，为使模筑套拱混凝土尽早达到设计强度，在混凝土中加入一定

6、量的早强剂。（5）大管棚套拱混凝土浇注完后要及时进行养护。（6）采用以下方法保证套拱施工后不侵入隧道限界：A、为保证套拱基础稳固，保证管棚施工过程中套拱不偏移、不沉降，必要时增加一些临时支撑。B、混凝土套拱作为大管棚导向墙必须严格放线、定位测量。C、孔口管作为大管棚导向管，安设的平面位置、倾角、外插角的准确度直接影响管棚质量。焊接固定它前用全站仪以坐标法在工字钢架上定出其平面位置，用水准尺配合坡度板设定孔口管倾角，用前后差距法设定孔口管外插角。孔口管牢固焊接在工字钢拱上，防止浇筑砼时产生位移。3、钻机就位（1）钻机平台利用自行设计、加工的全断面开挖台架，它是用一系列型钢（工字钢、槽钢、角钢及钢

7、管）拼焊成骨架，铺设一层钢筋网片作支撑平面，在平整场地上一次性加工好的。然后整体拖拉到套拱前支垫牢固、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。（2）移动钻机至钻孔部位，调整钻机高度，将钻杆放入套拱孔口管中，用全站仪、挂线、钻杆导向相结合方法，反复调整，精确核定钻机位置，确保钻机钻杆轴线与孔口管轴线相吻合。 4、钻孔（1）钻孔由两台钻机由高孔位向低孔位对称进行，可缩短移动钻机时间，便于钻机定位。为了能顺利安装管棚钢管，钻头直径选用115mm。（2）钻机定位用全站仪量测，钻杆方向和角度满足设计要求后方可开钻，钻孔开始时选用低档，待成孔1.0m后适当加压，退出接钻杆，继续钻进

8、。（3）钻孔过程始终注意钻杆角度变化，保证钻机不移位。每钻进5m用仪器复核钻孔角度是否正确，以确保钻孔方向。钻孔偏斜过大，用特殊钻头等适合修正各种偏斜的方法进行修正。如：向下偏斜，在偏斜部分填充水泥砂浆，等水泥砂浆凝固后再从偏斜开始处继续钻进。向上偏斜，采用特殊合金钻头进行再次钻进。（4）钻进过程经常用坡度尺测定其位置，根据钻机钻进状态及时判断成孔质量，及时处理钻进过程出现的坍孔、卡钻事故。（5）钻机在钻进中要确保动力器，扶正器、合金钻头按同心圆钻进。（6）认真作好钻进过程原始记录，及时对孔口岩屑进行地质判断、描述，以此作为洞身开挖的超前地质预报。钻孔时注意事项：A、若钻进过程阻力较大，可退回

9、1m左右，多次反复，阻力减小后继续钻进。初钻用低压顶进，以保持方向，防止孔位偏斜。B、套管与钻具同时跟进，产生护孔功能，避免钻杆在提出孔后产生塌孔事故，提供临时护孔，方便往孔内插管注浆。C、钻孔完结后，先把套管内孔注水清洗洁净后，才把钻杆取出。套管仍保留在孔内供护孔作用。D、钻杆取出采用钻架配置的液动夹头，进行夹紧及卸拧钻具丝扣，避免使用手动扳手操作。 E、钢管插进完毕后，取出套管，钻进其它孔眼。套管取出时，冒落的岩土会于孔内压紧钢管。钢管口与孔口周壁用水泥密封。F、先用钻机钻深孔，达到设计要求，钻杆用连接套接长，直至钻至比设计孔深长0.5m。G、钻孔达深度要求，依次拆卸钻杆。5、清孔验孔（1

10、）钻机钻孔完毕后先用地质岩芯钻杆配合钻头(115mm)进行来回扫孔，清除浮渣至孔底，确保孔径、孔深符合要求、防止堵孔。（2）用高压风从孔底向孔口清理钻渣。（3）用全站仪、坡度尺等检测验收孔深，孔倾角和外插角。6、安装管棚钢管（1）下料管棚钢管前预先按设计对每个钻孔的钢管进行配管和编号，以保证同一断面上管接头数不超过50%，相邻钢管接头前后至少错开1m。为综合利用钢管整料（即长度为9m整），基本管节长度下为3m、6m，并分别予以奇偶编号，奇偶数不同的管长相差3m（若奇数管长度为3m，则偶数管长为6m）。 （2）已下料好的管棚分节钢管在专用管床上加工好外丝扣或在钢管尾部焊接长40cm外径为96钢管

11、，待钢管推进时，好进行焊接。棚管四周钻12出浆孔（靠暗洞口1.5m的范围棚管不钻孔）；为便于入孔，首节钢管管头焊成圆锥形。 （3）大管棚钢管分节安装采用孔口管引导和反压顶管工艺，相邻孔间管节奇偶错开，前期靠人工送管，当阻力增大，人力无法送进时，用10t以上卷扬机配合滑轮组多方向反压顶进，顶进中始终保证反压合力方向与孔轴线一致。 （4）由于洞口段为湿陷性黄土，安装钢管要及时、快速，以保证完全成孔后能将钢管顺利送到孔底。安装管棚钢管时注意事项：顶管作业：采用钻机连接套管自动跟进装置连接钢管，将第一节管子推入孔内。接管：钢管孔外剩余30-40cm时，用管钳卡住管棚，反转钻机，使顶进连接套与钢管脱离，

12、安装下一节钢管，对准上一节钢管端部，人工持管钳用钢管连接套将两节钢管连在一起，再以冲击压力和推进压力低速顶进钢管。（5）钢管端头连接：利用外丝扣连接或在端头连接处采用一根长0.4m的96钢管伸入108钢管中20cm，在端部用电焊将管之间缝隙焊满，剩余20cm用作送入前一根钢管的尾部，并用电焊焊满，起连接和导向作用。7、孔口密封处理注浆前在每根管棚钢管尾部焊接密封钢板，钢板上焊设有套注浆管的椎头小钢管，并焊设好排气管。8、注浆注浆采用两台KBY-50/70液压注浆机分段由最低孔位向最高孔位进行，注浆压力由小到大缓慢升高。初压0.5MPa1.0MPa，终压2MPa，持压15min后停止注浆。注浆量

13、一般为钻孔圆柱体的1.5倍，若注浆量超限，仍未达到压力要求，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被浆液充填，方可终止注浆。为了减少因浆液长时间离析扩散造成大面积湿陷不良后果，通过添加速凝剂使浆液凝胶时间控制在30分钟之内，最长不大于1小时。注浆参数如下：水泥浆水灰比：1：1四、注浆程序当管棚安装完毕后，用小木楔在钢管与围岩壁楔紧，再用防水胶泥（锚固剂）将空隙封闭住。注浆采用后退式注浆。注浆时先注无水孔，后注有水孔。在无水地段可从拱脚起顺序注浆。注浆速度根据注浆孔出水量大小而定，一般从快到慢。注浆结束时将闸阀关闭，卸下进浆管，进入下一循环。注浆注意事项：（

14、1）时刻注意观察注浆管周围防水胶泥变化情况，防止浆液压力增加时将其冲裂。（2）注浆前备足管接器。（3）管接器必须待浆液凝固后才能卸下，清洗后循环使用。（4）注浆结束后，清除部分管内浆液，再向管内充填灌注水泥砂浆，增强管棚的刚度和强度。五、技术质量要求1、确保渗浆孔的直径和数量，以保证渗浆效果；2、钻孔要求精度高，终孔位置准，各开孔的孔眼与终孔的孔眼均落在同一周界面上，避免较大的偏差与变形。3、管棚仰角按设计要求为1；4、确保钻孔的同轴度，以避免管棚送入时受卡；5、钢管连接处不能在同一截面上，以免产生受力薄弱面。6、确保两节钢管之间的连接；7、钢管孔位允许偏差5cm,钻孔深度允许偏差5cm;8、

15、钢管施工轴线偏差不大于1%；9、管棚钢管长度允许偏差不小于设计长度; 六、冬季施工管理措施1、技术准备原则（1）确保冬季施工的工程质量。（2）冬季施工过程中必须做到安全生产，工程项目施工要连续进行。（3）制定冬季施工措施要因时因地因工程项目制宜。既要求技术上可靠，同时要求经济上合理，减少能源消耗。（4）所需的热源和材料要有充足、可靠的来源。（5）力求施工方法简单可靠，施工速度快，达到缩短工期降低成本的目的。（6）凡是没有冬季施工措施，或者冬季施工准备工作未做好的工程项目，不得强行进行冬季施工。（7）必须制定行之有效的冬季施工管理措施。（8）选择满足低温起动的机械设备，做好防冻工作，并采取防滑措

16、施。2、冬季施工措施（1）洞口输水管壁先以10cm厚石棉包裹后，用双层草绳缠绕以达到防冻的目的。（2）洞口段采用搭建保温棚、棚内生火炉的措施保证套拱混凝土浇筑时温度在5以上。（3）套拱混凝土采用商品混凝土，运输工具采用混凝土罐车并对罐体进行保温覆盖。（4）为保证套拱混凝土质量，所选用商品混凝土时提高等级标号并掺加防冻剂。（5）拱架在室外焊接时，温度不低于-20，并有防风挡雪措施，焊后的接头严禁立即碰到冰雪。（6）冬季施工所需物资、材料应有足够的储备，以免风雪冰冻，天气造成材料无法运送而停工。（7）喷射混凝土搅拌前水泥、砂、石料要事先运入暖棚内储存，夹冰雪块料的粗、细骨料不能使用。（8）混凝土（或砂浆）宜选用较低的塌落度，减少用水量，水灰比控制在0.65以内。（9）为保证满足要求的拌合温度，水泥和砂石骨料应在以上，拌合水温不低于5。不能满足要求时，一般先将水烧热，或者再将砂子铺在钢板上烘炒加热；在严寒条件下，石子也需要进行烘烤热透。（10）冬季条件下混凝土的灌筑温度，一般宜为1525，在任何条件下不得低于5。（11）拌合时热水应先与骨料拌合后再加入水泥，拌合时间应比常温施工时的要求延长50%。（1