隧道管棚施工处理方案

福建省莆田至永定（闽粤界）高速公路永春至永定泉州段Ax合同段

隧道

管棚个别孔顶管未达设计处

理方案

编制：

复核：

中交第三公路局有限公司莆永高速公路Ax合同段项目经理部

二○一一年九月

管棚施工情况

白山同隧道右洞出口管棚于2011年9月23日开始施工，出口处围岩属Ⅴ级，其组成岩土体为残积砂质粘性土层。岩土体软弱，浸水易风化，工程性质及稳定性差，并且该处地势较缓，汇水面积大，在钻孔过程中地下水呈股状渗出,对管棚施工产生极大影响，施工过程中存在个别塌孔现象，在钻进过程中孔内排屑十分困难，排出多为泥团或者泥浆，装管过程也会出现钢管前端泥浆堵塞，致使钢管安装长度无法达到设计要求。

对该问题的处理方案

根据现场施工及地质情况，为保证施工质量安全，特提出处理方案，当暗挖进洞到实际长管棚施工长度后，从该处后退5米重新施工套拱导向墙，然后施工管棚到原设计位置，与上次管棚搭接长度不小于5m。

1．导向墙施工

1、导向墙设计：导向墙采用C25砼，导向墙内设3榀I18工字钢架，各榀钢架间焊接环向间距为1m的φ25连接钢筋，钢架各单元由钢板+螺栓连接。因需要洞内施工管棚的仅为拱顶个别孔，在施工导向墙时可只在上台阶处的开挖轮廓线外施工，不必施工下台阶墙身及套拱基础。（导向墙工字钢正面布置图见附图1，导向钢管安装示意图见附图2）。

附图1导向墙工字钢正面布置图（单位cm）

附图2导向钢管安装示意图（单位cm）

2、导向钢管的安设：导向钢管环向间距40cm,径向施工误差不大于20cm，相邻钢管之间环向误差不大于10cm。

3、导向墙采用C25钢筋砼浇筑，模板装好后，浇筑C25砼。浇筑时左右两边应对称浇筑（背模边浇注砼边架设），并及时振捣，以保证砼的密实性。浇筑完毕应对及时、定期养生。

2.钻孔及清孔

（1）钻孔采用管棚钻机进行，钻机平台的高度根据钻机的可调控

范围以及钻孔顺序进行确定，由于钻机钻孔顺序按高孔位向低孔位进行，平台位置相应自上而下进行逐步降低，以满足钻孔需要。

（2）工艺要求

1）钻机就位时用经纬仪、挂线、钻杆导向相结合的方法，反复调整，确保钻机钻杆轴线和导向轴线相吻合。

2）需要搭设钻机平台时，应满足承受机具、材料、人员荷载要求，连接牢固、稳定，防止施钻时产生不均匀的下沉、摆动、位移等影响钻孔的质量。

3）钻孔时经常测量孔的斜度，发现误差超限应及时纠正，至终孔仍然超限者应封孔，原位重钻。

4）在钻孔时，若出现卡钻、塌孔时应注浆后再钻。钻孔时，应认真填好钻孔记录，除记录钻孔深度、方向角外，还应根据钻孔出屑或取芯情况记录不同孔时的围岩情况，达到超前探测围岩的目的。孔钻完之后应进行清孔。

3.管棚的加工及安装

1）成孔后要立即清孔并下管，以免因坍孔造成孔内堵塞而无法顺利安装。下管时需搭设脚手架平台，以人工推拉顶进为主，必要时辅以挖机推顶。

2）管棚分钢管及钢花管，施工时先打设钢花管并注水泥浆液，然后打钢管，以便检查钢花管的注浆质量。

3）长管棚（钢管、钢花管）为直径为108mm、壁厚为6mm的无缝钢管。管棚管壁上钻孔，并呈梅花形布置其纵向、横向间距为20cm，

尾部为不钻孔的止浆段450cm。单孔为钢花管，双孔采用钢管，其环向间距为40mm，倾角（外插角）为1°～3°。钢管及钢花管在同一截面的接头数不得超过管数的50%。

4）管棚在安装前应对钻头或高压风对钻孔进行扫孔、清孔，清除孔内浮渣，确保孔径（孔径不得小于127cm）、孔深符合要求、防止堵孔。该管棚可采用顶进安装，顶进钢管采用3m和6m两种长度规格，管棚钢管、钢花管节与节之间通过丝扣接头连接，丝扣长15cm。为使钢管接头错开，编号为奇数的有孔钢花管的第一节管采用3m钢管，编号为偶数的无孔钢花管的第一节钢管采用6m钢管，以后每节钢管采用6m长钢管。

5）为保证管棚的整体性，要求和上次管棚搭接不小于5m。

4.注浆

（1）管棚安装完成后进行注浆，注浆液采用纯水泥（添加水泥重量5%的水玻璃）浆液；注浆参数：水泥与水玻璃体积比为1:0.5；水泥浆水灰比为1:1；水玻璃浓度为35波美度；水玻璃模数为2.4；注浆压力初压0．5~1.0MPa、终压 2.0MPa，注浆顺序原则上由低孔位向高孔位进行。

（2）由于管棚间距较小，为避免注浆时发生串孔造成相邻钢花管孔堵塞，原则上成一孔就注浆，同时可以让浆液在松散的岩层中进行扩散填充，将破碎的岩层固结，有利于相邻孔在钻孔时减少掉块，避免发生卡钻或掉钻、掉钎现象，有利于加快施工进度。

（3）工艺要求

1）注浆前应采用喷射混凝土、喷射混凝土加注浆或其它的方式对开挖工作面进行封闭，形成止浆墙，防止浆液回流影响注浆效果。

2）注浆时先注单号孔（钢花管），待单号孔注浆完成后再钻双号孔并安设钢管，以检查钢花管的注浆质量。

3）注浆的顺序原则上由底向高依次进行，有水时从无水孔向有水孔进行，一般采用逐孔注浆。

4）注浆压力根据岩层性质、地下水情况和注浆材料的不同而定，一般情况下注浆终压取0.5～2.0Mpa。

5）注浆方式：在管棚口直接注浆，注浆管深入管棚0.2～0.5m。

6）注浆时，应对注浆管进行编号（注浆编号应和埋设导向管的编号一致），每个注浆孔的注浆量、注浆时间、注浆压力作出记录，以保证注浆质量，注浆记录包括：注浆孔号、注浆机型号、注浆日期、注浆起止时间、压力、水泥品种和标号、浆液容重和注浆量。

7）灌浆的质量直接影响管棚的支护刚度，因此必须设法保证、检验灌浆的饱满、密实。以单孔设计注浆量和注浆压力作为注浆结束标准，其中应以单孔注浆量控制为主，注浆压力控制为辅；注浆时要注意对地表以及四周进行观察，如压力一直不上升，应采取间隙注浆方法，以控制注浆范围。注浆结束的条件如下：

a单孔结束条件，注浆压力达到设计终压2.0MPa，浆液注入量已达到计算值的80%以上。注浆在达到结束的条件后，应利用止浆阀或木塞将注浆孔口堵塞，以保持孔内压力，直至浆液完全凝固。

b全段结束条件，所有注浆孔均符合单孔结束条件，无漏泥情况。