xx隧道中管棚专项施工方案

新建张唐铁路ZTSG-6 标段
xxx隧道进口中管棚专项施工方案
编制：
复核：
审核：
xxx张唐铁路 ZTSG-6 标第一项目分部
2013年 3月
目录
1编制依据 (2)
2工程概况 (2)
2.1工程简介 (2)
2.2地形地貌特征 (2)
2.3地质与水文 (3)
2.4主要材料、工程设备的使用计划和供应 (4)
3隧道初期支护参数及方法 (4)
3.1中管棚设计参数 (4)
3.2中管棚支护施工方法 (4)
4施工安全质量保证措施 (8)
xxx隧道进口中管棚专项施工方案
1编制依据
1)设计图纸及资料；
2)xxx 隧道施工组织设计；
3)拥有的技术装备力量、机械设备状态、管理水平、工法科技成果及积
累的施工经验；
4)国家及相关部委颁布的法律、法规和铁道部颁布的现行设计规范、施
工规范、质量验收标准及其他有关文件资料。

2工程概况
2.1 工程简介
xxx隧道位于剥蚀丘陵区，隧道起讫里程为 DK365+889～DK368+365 ，
全长 2426m，我单位施工进口段方向 900m(DK365+889～DK366+789),其中Ⅴ
级围岩 262m，Ⅲ级围岩 275m，Ⅱ级围岩 363m。

为单洞双线隧道，隧道最大
埋深约 178.7m。

隧道位于直线上。

隧道进口至进口为 4.5‰的下坡。

中管棚支
护里程段为 DK365+934 ～DK366+030。

2.2 地形地貌特征
xxx隧道位于剥蚀丘陵区，地形起伏大，山势陡峻，多成“Ⅴ”字型，地
表围岩裸露，弱风化，局部覆盖薄层第四系黏性土。

xxx 隧道进口段围岩为花
岗岩W4，W3，节理裂隙发育，浅埋，隧道顶为尾矿库，围岩整体稳定性较差。

由于隧道下穿尾矿库，设计给出最小埋深为８ｍ，施工时存在安全隐患，我
队在 DK365+932进行地质雷达扫描，预报里程范围为 DK365+932～
DK365+960 段。

预报结果如下： DK365+932～DK365+960 段：探测后发现，
在掌子面前方 0～28m 范围内，即 DK365+932～DK365+960 里程，大部分同
相轴不连续，局部振幅较强，推测掌子面前方围岩以弱风化～中风化花岗岩为主，硬度较大，呈碎裂状～裂隙块状结构，围岩级别在整体上为Ⅳ级；其中在掌子面前方 2～5m、9～12m 和 19～22m 范围内，即 DK365+934～
DK365+937、DK365+941～DK365+944 和 DK365+951～DK365+954 里程，范围内存在较短的反射连续性同相轴，推测局部存在节理或裂隙较发育带。

DK365+961～DK366+001 段：本段地表下方探测范围内主要为松散的尾矿
砂质散体填充物，大部分雷达波同相轴不连续，频率较低。

其中在
DK365+961～DK365+972 段和 DK365+993～DK366+001 段里程范围内存在两条强反射面，同相轴呈间断连续，深度距离地表约3～16m，推断为尾矿堆积体与山体界面。

因地质雷达电磁波在松散体堆积物中传播时，衰减较快，在 DK365+970～DK365+993 段，实际上探测不到尾矿渣与山体界面。

现场
补充超前钻孔进行探测，超前钻孔斜向上 45°角进行钻孔。

2.3 地质与水文
隧道范围内地下水为基岩裂隙水，主要受大气降水补给，洞身内赋存量基岩裂隙水。

表 3.3-1洞身围岩级别段落表
序号里程范围长度（ m）围岩分级
1DK365+889.0～ DK365+894.05Ⅴ
2DK365+894.0～ DK365+914.020Ⅴ
3DK365+914.0～ DK365+934.020Ⅴ
4DK365+934.0～ DK366+030.096Ⅴ
5DK366+030.0～ DK366+057.027Ⅴ
6DK366+057.0～ DK366+151.094Ⅴ
7DK366+151.0～ DK366+389.0238Ⅲ
8DK366+389.0～ DK366+426.037Ⅲ
9DK366+426.0～ DK366+789.0363Ⅱ
2.4 主要材料、工程设备的使用计划和供应
工程所在地区原材丰富，隧道施工所用主要材料均经过招标，订立购销合同，优先选用附近优质原材，保证及时供应；机械设备具体见下表
主要机械设备表
机械名称规格型号额定功率（ KW ）
数量备注容量（ m3）或吨位
空压机KT-132110kw，20m32
砼喷射机GWSP-94kw2
装载机ZL50 ，W470185kw1
潜孔钻机2
发电机250kw1
压浆机DW1501
轴流式通风机 3.3KW1
钢筋弯曲机WJ-408kw1
钢筋切断机QJ40-115kw1
电焊机DN2525KⅤA2
3隧道初期支护参数及方法
3.1 中管棚设计参数
（1）超前中管棚采用钢花管，钢花管规格：热轧无缝钢管，管长10m，外径 89mm，壁厚 5mm。

每节钢管两端均预加工成外丝扣，以便连接接头钢管。

（2）管距：环向间距 3 根/ 米，纵向搭接不小于 3m。

（3）倾角：外插角 3°～ 5°，具体可根据实际情况作调整。

（4）封孔材料： M7.5 水泥砂浆。

3.2 中管棚支护施工方法
中管棚施工工艺流程图如下：
搭设钻孔作业平台
钻机就位
钻进至设计深度
清孔、成孔检查
钢花管加工顶管安装顶进管
钢管口封堵
双液注浆泵就位安孔口注浆管注浆系统调试
注浆
3.2.1 钻机平台布置
把需要进行管棚施工的范围开挖出来，预留核心土，进行管棚施工，利用台阶安设和固定钻机位置，两偏拱利用枕木垛或搭设脚手架平台作为钻机施工平台，拱顶管棚施工可直接利用核心土，把顶部平整夯实后布置钻机，钻机安设要稳定，保证能够承受钻机反推力和向下压力，并保证钻孔时钻头不发生倾斜、下沉、偏移等现象。

3.2.2 设备、机具要求及人员情况
人员情况如下：项目经理：李连新，安全总监：武建新，总工：耿献恩，架子队长：白伟，技术负责人：贾庆箭，质检员：葛兵兵，技术员：陈宏亮，安全员：陈晓，领工员：张建，试验员：廖江江，材料员：王文利，班组长：张大寨、陈明秋、刘厥号、邓德齐。

根据工期要求，布置两台钻机，钻头直径Φ 100mm，钻杆单根长 1.5m；压浆机采用 DW150 型压浆机一台，并配齐所有搅拌桶，吸浆管和压浆管，
吸浆管长不小于 6m，压浆管不小于 10m，保证管道移动距离要求，压浆机
理论注浆压力最大为 7MPa。

3.2.3 材料要求及施工工艺要求
管棚采用Φ 89 钢管，壁厚 6mm，钢管单根长度为 10m，即可不设置接头，随钻孔钻进向前跟进（若地质围岩为粘土或软弱围岩，而且整体性较好，钻
进时不易坍孔时，可先直接钻孔，钻孔完毕后再安设长管棚），施工时保证钻
孔冲击旋进时，丝扣不发生脱落现象，钻头直径为Φ 100，成孔直径为
Φ102，钻进时利用钻机冲击力和钻头带动管棚向前跟进，再在该管中进行
注浆，确保管棚支护效果，若个别管棚因倾角较大管棚下方悬空太大时，根
据设计要求在管棚下方间隔交叉打超前小导管，尽量最大限度的降低破碎岩石
的塌落现象发生。

浆液采用水泥净浆，浆液水灰比为 1：1（重量比），注浆压力为
0.5~2.0MP，施工时先做好浆液配比，采用水泥砂浆时砂必须先经过筛分，
保证砂浆流动性，确保注浆效果。

3.2.4 施工方法
中管棚布置图：
中管棚施工前进行超前地质钻孔方法进行前方地质探测，以确定尾矿库埋深，超前地质钻孔角度为45°，通过钻进情况确定前方地质情况。

Φ89 钢管钻孔作为注浆孔，钻孔梅花型布置，间距为 140mm，钻孔直径
为Φ 10～Φ 16mm，尾端预留 110cm 不钻孔，作为止浆段；前端加工成 10cm 的尖端；管棚安设沿隧道环向中对中间距为 3 根/m，每环 39 根。

管棚安装完毕后进行注浆施工，水泥浆液水灰比为1：1（重量比），管棚内灌注水泥浆，注浆压力控制在0.5～2.0MPa，注浆施工前先进行现场注浆试验，根据实际情况调整注浆参数，取得管棚注浆施工经验，根据设计注浆参数或经验参数进行施工，并合理控制注浆量。

超前中管棚支护施工完毕后，在管棚支护下进行开挖，开挖采用台阶法
进行施工，开挖长度控制在 0.75m，开挖完毕后，立即进行支护，施工中根据
设计要求进行，然后进行挂网喷射混凝土施工。

施工中坚持“管超前，短开挖，弱爆破，早封闭，强支护”的原则。

4施工安全质量保证措施
1、管棚施工操作平台的搭设及施工期间的安全注意事项①管棚施工脚手
架或枕木垛安装必须牢固，正常施工中两台水平钻机同
时施工，施工必须能够承受施工的人员及机械压力，并保持稳定。

②施工过程中，台架上的工具必须集中放置，严禁工具摆放散乱。

2、管棚施工过程中的安全质量注意事项
管棚施工期间严格遵守隧道施工技术安全规则，保证施工安全。

⑴钻孔施工
①钻孔之前应先检查洞口边仰坡是否稳定，导向墙是否稳定有无危险，
如有危险应先排除险情后再进行施工。

②相邻两节之间用丝扣相连，连接完成后必须检查连接是否牢固，以防钻杆及钻头掉落造成堵孔卡钻现象。

③钻孔采用干钻，相关施工人员应配戴防尘口罩，保证施工人员的人身
健康。

⑵管棚的安装
①洞口段管棚的安装采用与钻孔同步的施工工艺或采用先钻孔后安装
钢管的工艺：若采用同步跟进工艺时在钻孔的同时，用钻杆作载体把管棚送
到孔内，达到一步到位的目的，若采用钻孔先行的工艺，可能会造成个别坍
孔现象，这样在安装钢管时，可以采用外力把钢管打入孔内。

②管棚每一节的长度为10m，不设接头保证管棚刚度。

③管棚安装过程中，
如发现隧道拱部出现险情应立即停止施工，撤离人
员并报告相关负责人进行处理。

⑶注浆施工
管棚注浆施工严格遵守注浆施工作业规则和注浆机操作规程，严格按使用说明书和设计要求进行操作，保证施工安全和施工质量。

①管棚安装完成后，必须进行清孔作业，以防管内杂物封堵注浆孔，造成注浆不畅。

②清孔完成后，管棚口安插注浆管，注浆管采用钢板和钢管连接，注浆管焊接牢固。

由于管棚注浆压力较大，注浆过程中，必须经常检查注浆管有
无软弱处及注浆管与管棚连接处的牢固情况，避免浆液喷出伤人。

③注浆应从两侧向中部逐根进行施工,并经常检查注浆压力 ,确保注浆效果。

（4）施工质量注意事项①管棚为超前预支护，应在隧道暗洞开挖之前完
成。

②管棚需按设计位置施工，为保证精度，应主意运用测斜仪，进行钻孔
偏斜度测量，严格控制管棚打设方向，并作好每个钻孔地质记录。

③管棚施工时，应对钢管主要材料进行材质检验。

④作好钻机和钻具的选型工作，选用钻机首先应适合钻孔深度和孔径的要求，钻机要求平稳灵活，能在水平方向360°范围内钻孔，施钻时应有导向架。

⑤施工期间应遵守隧道施工技术安全规则和钻眼注浆作业操作规则。

⑥管棚施工地段，应根据《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》有关规定，
应加强控制量测，以保证施工安全。

3、管棚施工应急措施
为确保管棚施工在雨季时安全可靠，现场针对拱顶渗水严重情况计划采取径向注浆应急措施。

现场提前准备材料及设备如下表：
序号材料设备名称规格型号单位数量
1注浆机KBY-50台1
2注浆小导管Φ42，壁厚 3.5mm根50
3袋装水泥P.O42.5吨10
4止浆阀套50
5气腿式凿岩机Y-28台3
径向注浆施工工艺：
1、钻孔
初期支护施工完毕后在洞身周边按照120～150cm 间距进行钻孔，孔深5.0m，按梅花形布置，钻孔纵向间距 2.2m，钻孔完毕后及时进行清孔，验
收合格后进行注浆管安装。

2、安装注浆管
钻孔结束后安装注浆管，注浆管采用φ42×3.5mm 钢花管，长度 1m，参照小导管进行开孔，注浆管采用锚固剂锚固。

3、注浆准备
注浆前掌子面应喷射混凝土封闭，防止掌子面处溢浆。

注浆前进行管路调试，检查注浆管路及设备，确保注浆压力表完好，注浆前孔口管埋设牢固，并安装止浆管。

4、注浆
（1）拌制水泥浆：钻孔快完成时，应先加水后加水泥，水泥浆液水灰
比按 1:1 拌和 10～20min。

（2）注浆方案：实行跳孔注浆方案，注浆顺序分区从两侧到拱顶，注
浆压力 1.5～2Mpa，注浆孔壁与钢管之间用锚固剂填实，孔口设止浆塞，注浆过程中若发生串浆，则关闭孔口阀门待其他孔注浆完毕后再打开阀门。

（3）注浆用料：采用 1:1 水泥浆，水泥采用 425 号普通水泥。

5、注浆结束标准
单孔结束标准：当达到设计终压并继续注浆10min 以上，单孔进浆量小于 20L/min ，检查孔涌水小于 0.2L/min 。

全段注浆结束及评定标准：①有注浆孔均已符合单
孔注浆标准，无漏浆现象。

②注浆后段内涌水量不
大于 5m3/m.d。

③选择 5%径向注浆孔位进行压水试验，在 1.0Mpa 压力下，进水量小于 2L/m.min 。