洞口大管棚施工工艺方法

洞口大管棚施工工艺方法

隧道洞口均采用超前管棚注浆加固，管棚是φ108×6mm 的热扎无缝钢管。施工时，顶部钢管沿隧道周边以1o 向上外插角打入围岩，其环向布置间距42cm ，长度按设计施作。

1.施工工艺：导向拱施工→钻机就位→钻孔→管棚加工→下管→注浆，施工工艺见《大管棚施工工艺框图》。

大管棚施工工艺框图

合格

测量放线 钻 孔 掏孔检查 是否有坍孔、探头石 安装管棚 注浆 孔口处理 喷混凝土封闭 注 浆 注浆效果检查 进入开挖工序

补 孔 钻机扫孔 注浆口防护 合格

有 无 施做导向墙 不合格

2.主要施工方法

2.1架设导向拱

a）、测量组根据隧道纵断面设计线、隧道洞轴线及明暗洞开挖轮廓线，放出隧道开挖轮廓线；施工队根据开挖轮廓线及测量技术交底，将上半断面轮廓线以外的土石方清除掉，要求清除面平整，圆顺；为了保证管棚施工，洞口预留长6米的核心土，顶宽度为6米，核心土的高度控制在管棚顶以下1米处；在紧靠核心土四周挖一条小沟，将掌子面的水从中间排出。

b）、测量组检查开挖断面合格后，放出洞口四榀钢拱架的具体位置、里程、高度，并布置好桩点、作好交底。

c）、施工队根据测量交底及现场桩点，安装洞口四榀18号工字钢拱架（九岭隧道为14号工字钢），间距为0.6m（具体施工尺寸见隧道长管棚设计图），焊接牢固，用锁脚锚杆锁定锚固。用全站仪或经纬仪、水平仪将长为2米的φ133×5mm导向管按照设计1°的外插脚精确定位，并用Φ25连接钢筋与工字钢牢固焊接为一整体。

d）、导向管安装完毕后，经测量组复测，满足精度要求后，安装模板，按照规范要求浇筑25号混凝土套拱，并养生。

2.2钻机就位

为加快施工进度，施工中配备两台MK-5型潜孔钻机平行作业，由中间向两侧方向施工，钻机距工作面距离不小于2m。

a）搭设作业平台

钻机作业平台采用12×18cm方木按“井”字形搭设，并将核心土整平夯实，方木间用扒钉铆钉牢固，以利安装和固定钻机，防止施钻时摆动、移位倾斜等影响钻孔质量。

b）、钻孔定向

根据孔口管的倾角和方向，利用钻杆的延伸和吊锤准确确定钻孔的方向，即可固定钻机。然后利用钻机的变角度油缸，参照导向管的1°倾角确定钻机的倾角，确保钻杆线与开孔角度一致，以达到钻进的导向作用。

c）、钻机的固定

钻机就位前，可先利用M20的沉头螺栓将钻机固定在基台木上，再按确定好的方位角将基台木固定在搭设的井型钻作业平台上，四周用横木支撑，必要时打设地锚。

2.3钻孔

根据实际地质情况，采用风动冲击潜孔锤钻孔，用φ125，φ108岩心管阶梯式成孔。采

用2台潜孔钻机KM-3型，从导向管内钻孔，由于管棚的注浆管间隔布置，钻孔时应间隔钻孔，先施工有孔注浆管棚。开孔时，低压慢钻，施工时，钻杆前端架设扶正器，钻孔过程中利用经纬仪或罗盘有效地控制钻孔质量，保证终孔偏斜率在1/2000以内，随时检查钻孔方向的准确性，成孔一半时，应用Ф108套管测量控制偏斜度。操作中随时注意孔内变化，随时调整钻压、钻速。隧道两端的管棚钻孔施工需破除围护结构时，先采用液压钻眼根据测量放线切除围护结构。

钻进时，如遇到岩层或孤石时，为保证钻进效率，可适时增加钻机的压力，降低转速。给进压力一般1.0～2.5Mpa，转速60～80转/分钟，每钻进50～80cm时退出扫孔。扫孔时，给进速度应控制在1m/分钟；如遇到土层或土夹石层时，应先背压，后给进，使给进压力与起拔的压力差保证在1.0Mpa以下，并控制给进速度1m/分钟，便于孔内排碴，至钻杆回转时无较大跳动为宜。

2.4管棚加工

采用Q119型的车床对φ108×6mm的管棚进行加工，根据长管棚的长度，来确定下料长度，一般长度控制在3m或6m，丝扣长度为15cm，丝扣为2mm的螺旋方丝，钢管一端为内丝，另一端为外丝，丝扣要车端正，不得偏位；超前管棚上每隔15cm交错钻孔直径为6mm的注浆孔。下管时奇数孔，第一节用3米长的钢管，偶数孔时第一节采用6米长的钢管，以后每节均采用6米长钢管。每孔第一节端头加工成锥型，长为10cm，最后一节末端可以不加工丝扣，在距孔口4.5米内不得加工注浆孔。在此以右线大余端为例，出口类推。

2.5安装

成孔后把事先加工好的钢管用机械顶进，钢管节间用丝扣连接，钢管顶进时保证相邻管的接头错开。管棚顶进到位后，钢管与导向管之间用速凝水泥将其堵塞严密，以防注浆时冒出。

2.6注浆

为加固隧道周边地层，控制地表下沉，增加管棚钢度，充填周边孔隙，采用水泥水玻璃浆液进行注浆。注浆参数：水泥浆水灰比为1：1，水泥浆与水玻璃体积比为1：0.5，，水玻璃35Be，注浆时，浆液由稀到浓，注浆压力控制在初压0.5～1.0Mpa，终压控制在2.0Mpa。每循环注浆量达到标准扩散半径0.5米的80%的注浆量时，浆液无渗漏现象方可结束注浆。注浆顺序按照管棚施钻顺序进行。

2.7施工突发事故及处理预案

a）、钻进中坍孔及缩孔的处理

若发生塌孔及缩孔成孔十分困难，无法一次成孔。可以采用前进式预注浆成孔，初钻出一

段后，通过钻杆进行孔内注浆，待注浆液达到一定强度后，继续钻进，以此循环施作，直到达到设计孔深。

b）、掉块卡钻的处理

在钻进过程中若经常发生掉块卡钻事故，可以采用在异径接头处镶焊硬质合金，一旦卡钻，施工以少量循环水，再将以拉拔回归，较好地解决此问题。

c）、对漏浆及耗灰量过大的处理

若由于岩体破碎，浆液漏失严重，造成耗灰量过大。可以考虑加浓水灰比，降低压力，把流量限制在10升范围内，过一段时间在慢慢提升压力，直到达到设计标准。如上述方法达不倒效果，在浆液中加入速凝剂，间歇灌浆、灌注砂浆、停灌待凝方法处理，有的孔须多次待凝处理，才能达到效果。