管棚施工工艺

管棚施工工艺

2.7.2.1工艺概述

在隧道开挖前，沿开挖轮廓线外，在一定范围内，按一定外插角插入直径为 70～180mm 的钢管，并压注水泥浆或水泥砂浆，然后将钢管尾部与钢架焊接为一体形成的拱部预支护结构。

管棚超前支护适用于洞口浅埋段、软弱破碎地层、断层破碎带、破碎富水地层等。

洞口施工时直接施作套拱及导向管，搭设作业平台施工；洞内需要扩大标准断面形成管棚室。

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2.7.2.2作业内容

1.架设拱架；

2.安装导向管；

3.浇筑导向墙混凝土；

4.钻孔、清孔、验孔；

5.大管棚的安装；

6.注浆。

2.7.2.3质量标准及验收方法

1.管棚所用钢管进场应按批抽取试件做力学性能（屈服强度、抗拉强度和伸长率）和工艺性能（冷弯）试验，其质量应符合国家有关规定及设计要求。检验批数量：以同批号、同炉罐号、同规格、同交货状态的钢管，每 60t 为一批，不足 60t 按一批计。施工单位每批抽检一次；监理单位按施工单位抽检次数的 10%进行见证检验，但至少一次。

2.管棚所用钢管的品种和规格应符合设计要求。

3.管棚搭接长度应符合设计要求。

4.注浆浆液的配合比应符合设计要求。

5.注浆压力应符合设计要求，注浆浆液应充满钢管及其周围的空隙。

6.管棚钻孔的允许偏差表见表 2.

7.2-1

表 2.7.2-1 管棚钻孔的允许偏差表

管棚引孔顶入法施工工艺流程图见图 2.7.2-1

管棚跟管钻进工艺流程图见图 2.7.2-2

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钻机就位

导向管布置 钻孔 测量定位

套拱施工

搭设工作平台

N

钻孔验收

N

Y

注浆 参数 调整

浆液制备 Y

管路紧固

N

工作面泄漏

N

管路漏浆

N

注浆效果分析

注浆作业

压水试验

连接注浆管路、调试

浆液选择

丝扣连接

注浆设计

地质调查

导向控制

下道工序

掌子面复喷 喷混凝土封堵掌子面

顶入管棚

钢管加工 清孔

图 2.7.2-1 管棚引孔顶入法施工工艺流程图

施工准备

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测量定位

套拱施工

注水清洗内杆

钢管加工 退内杆

导向管布置

钻机就位

图 2.7.2-2 管棚跟管钻进工艺流程

2.7.2.5 工序步骤及质量控制说明

一、施工准备

1. 熟悉施工图纸，做好技术交底及培训。

2. 施工人员及机械准备，做好现场劳动力的组织，准备好各种设备，并保证施工机械的完好率，使其满足施工要求。

N

注浆 参数 调整

浆液制备 Y

管路紧固

N

工作面泄漏

N 管路漏浆

N

注浆效果分析

压水试验 连接注浆管路、调试

浆液选择 孔口密封

退套管 注浆设计

下道工序

注浆作业

掌子面复喷 喷混凝土封堵掌子面

地质调查

插入棚管 丝扣连接

施工准备

跟管钻进 导向控制

3.施工用材料准备

水泥：选用普通硅酸水泥或硅酸盐水泥，水泥强度等级不低于 42.5Mpa。

细骨料：采用坚硬耐久的中砂和粗砂，细度模数宜大于 2.5。

粗骨料：选用级配合理、粒径良好、质地均匀坚固、线状系数小的洁净碎石，也可以用碎卵石，不宜采用砂岩碎石。

钢架：选用钢材的规格、型号、材质满足设计要求和国家有关现有技术标准的规定。钢架不得

在受力较大的拱顶及受力较大的部位分节。

钢管：用热轧无缝钢管，壁厚不小于 6mm。

二、施作导向墙

导向墙施工：按设计要求间距架立导向墙钢架，用钢筋将钢架纵向焊接成一个整体。在钢架拱部外缘安装导向钢管，导向管安装前测量定位，与管棚设计方向一致，然后浇注 60～100cm 厚的 C20 砼包裹钢支撑和导向管。导向墙完成后,喷射 C20 砼封闭周围仰坡面，作为注浆时的止浆墙。用红油漆在导向墙面上标注每个孔的编号。

三、搭设钻孔平台架、安装钻机

1.搭设钻机平台，确保平台支撑于稳固的地基上，防止钻机在施钻时产生摆动、位移影响钻孔

质量和人身安全。

2.钻机要与已设定好的孔口管方向平行，用仪器、挂线、钻杆导向相结合的方法，反复调整，

精确核定钻机位置。

四、钻孔、清孔、验孔

1.钻孔

(1)钻孔前，按测量定好钻孔的范围、平面位置，并对每个孔进行编号。

(2)钻孔由高孔位向低孔位进行。开钻时应低速低压。

(3)钻进时遇到坍孔、卡钻时，钻孔时要慎重，每钻进 1 米要退钻，若卡钻太频繁，要注浆

后再钻，保证钻孔成孔质量较好，确保下管顺利。

(4)钻进中经常采用量测钢管钻机的偏斜度，发现偏斜超过设计要求，及时纠正，至终孔仍

超限者补注浆后再原位重钻。

(5)在施钻过程中及时记录和绘制孔位布置图。

(6)用地质岩芯钻杆配合钻头进行反复扫孔、清除浮渣；

(7)钻机用电符合要求，钻机作业时注意人身安全、防碰、防止机械伤害。

2.清孔

(1)用地质岩芯钻杆配合钻头进行反复扫孔、清除浮渣，确保孔径、孔深符合要求，防止堵孔。

(2)采用高压风从孔底向孔口清理钻渣。

3.验孔

(1)管棚不得侵入隧道开挖线内，相邻的钻孔不得相撞和立交。

(2)检查钻孔的间距、直径、深度等，允许偏差：方向角误差为1°，孔口距±50mm，孔深±50mm。

并用经纬仪、测斜仪等检测孔深、倾角、外插角，用钢圈尺检查孔口距。

五、安装管棚钢管

1.管节制作：钢管节长 3～6m 两种，在管节两端车内、外丝，采用丝扣连接，丝扣长 15cm，

丝纹深不小于 2mm。管壁四周钻 10～16mm 注浆孔（孔口 2.5m 内不钻孔），孔间距 15～20cm，梅

花型布置。管头焊成圆锥形，便于入孔。

2.顶进：钻孔合格后及时安装钢管，下管前要先对每个钻孔的钢管进行配管和编号。下管时按照编号分段施工。前期靠人工送管，后期借助钻机顶进，直至孔底，达到设计长度。钻机顶进时注意人身安全、防碰、防止机械伤害。地质条件较差时，下管要及时、快速；或采用套管下管。

3.连接：钢管节与节之间采用丝扣连接。相邻钢管的接头前后错开，同一横断面内的接头数不大于 50%，相邻钢管接头至少错开 1m。为使钢管接头错开，编号为奇数的第一节管采用 3m 钢管，编号为偶数的第一节管采用 6m 钢管，以后每节均采用 6m 长钢管。焊接时，电焊机线路做

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