导向墙及洞口管棚技术交底

中国铁建十六局集团有限公司成贵客运专线8标3分部
老房子隧道专业队
老房子隧道进口
洞口导向墙及大管棚施工
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老房子隧道进口
洞口导向墙及长管棚施工技术交底
一、工程概况
老房子隧道位于兴文石海～新街区间，全长6423m。

隧道进口位于半径7000m的右偏曲线上，其余地段位于直线上，线路为20‰的单面上坡。

隧道进口工区里程为D4K248+323～D4K252+465。

隧道进口段围岩为Ⅴ级，围岩整体上破碎、软弱；其中DK248+320-+575、DK249+000-+115两段洞身岩体极破碎、极软弱。

进洞口处设30m长大管棚超前支护，导向墙采用C20混凝土，截面尺寸为1m*1m。

管棚为φ108mm壁厚6mm热轧无缝钢花管，长30m,环向间距0.4m。

二、施工总体安排
老房子隧道洞口段围岩为Ⅴb级浅埋段，开挖时按照尽量减少对岩体扰动的原则，提高洞口段岩体和边、仰坡的稳定性，让隧道洞口周围的植被得到妥善保护, 维护原有的生态地貌。

施工中根据实际地形情况，先开挖施做截水天沟，然后以明挖法沿隧道进口处拉槽开挖，分段分层依次施工，直至导向墙位置，最后施做导向墙并按照设计要求施作洞口大管棚，管棚为φ108mm壁厚6mm热轧无缝钢管，长25m,环向间距0.4m，共38根。

管棚施工完成并达到设计强度后，挖除洞口掌子面预留土体，并对掌子面进行预加固，打设φ22mm砂浆锚杆，间距1.5×1.5m，每根长3m，并挂φ8mm钢筋网片，网格25×25cm，湿喷10cm厚C25砼，最后根据台阶法法进行暗洞开挖。

开挖时应严格控制仰拱到掌子面的距离及二衬到仰拱的距离，坚持“短开挖、弱爆破、强支护、勤量测、早封闭”的原则，尽量减少对围岩的扰动，达到安全进洞、安全施工。

三、施工步骤
施做截水天沟→明洞边、仰坡开挖及防护→导向墙施工→钻孔打设长管棚→注浆并封孔→暗洞开挖。

四、施工工艺
1、导向墙施工
导向墙施工里程为DK248+324.718～DK248+325.718，导向墙纵向长1m，厚1m，采用C20砼现场浇注。

导向墙内设2榀型I20b工字钢架，间距0.8m，钢架各接3个单元，并由连接板焊接成型，单元间由M24螺栓连接，钢架上预留φ146×6mm导向钢管，钢管与钢架焊接牢固。

导向墙砼强度达到设计强度后方可进行钻孔。

（1）导向墙开挖
导向墙段1.5m土体采用人工开挖，开挖时预留15cm沉降量，开挖前测量人员准确放样出导向墙开挖断面，然后按弧形分层，由上至下人工开挖，开挖完成后人工夯实密实。

（2）钢架架设
钢架加工完成并试拼合格后，运至工作面进行架设，节与节之间采用螺栓连接，钢架间距0.8m，纵向连接采用φ22mm钢筋，钢筋环向间距1.2m。

钢架安装应符合下列要求：
①安装前应清除底脚下的虚碴及杂物。

②钢架内侧用方木或圆木支撑在核心土上，保证不下沉。

③各节钢架间以螺栓连接，连接板应密贴。

④钢架底脚应置于牢固的基础上，采用槽钢支垫。

⑤钢架环向位置应在同一铅垂面上。

（3）预埋导向钢管
导向墙内预埋φ146×6mm导向管，钢架架设好后用全站仪按设计放出各孔的位置，在钢架外缘用水平仪根据设计外插角3°和线路纵坡20‰准确放出每根导向管的方向。

导向管与钢架用φ22钢筋焊接牢固（见导向管安装固定图），浇筑过程中严禁捣固棒触及导向管，并要随时检查导向管的位置是否符合设计要求。

导向管安装固定图（单位：cm ）
导向管位置、间距要准确，施工中采用全站仪准确放样。

（4）导向墙浇筑
导向墙为模筑C20混凝土、底模及背模为土体支承，模板均采用木模板，加固用10×10cm 的方木及钢管进行加固，浇注时由两侧向中间分层对称浇注，并捣固密实。

砼浇注完成后，待强度达到设计强度后方可进行钻孔。

导向墙位置处开挖断面
510.195左6.577m
下7.152m
4、管棚施工
长管棚施工时，在开挖面前预留的土台阶上采用脚手管搭设施工平台，施工平台的顶面
高度根据钻机和拱顶确定，平台上部铺设木板。

钻机安装要牢固，防止不均匀下沉、移位、倾斜等影响钻孔质量的现象发生，脚手管底部应置于牢固的地基基础之上，必要时脚手管底部采用浇注砼方式来加固地基。

钻机距离掌子面不超过2m。

①钻孔
⑴为了便于插管，钻孔直径应比管棚直径大20～30mm，钻孔深度应大于设计深度不小于50cm。

⑵对钻进不能成孔（如发生塌孔、卡钻等现象）地带应补浆固结围岩，待围岩固结后一次成孔。

⑶钻机开孔时应低速，等成孔0.5m以后再升压至1.0Mpa，遇软弱围岩，再改用低压钻进。

钻孔顺序由高位孔向低位孔进行。

⑷管棚钻机钻深孔时必须接杆。

因此，随着孔深的增长，需要对回转扭矩、冲击力及推力进行控制和协调，尤其要严格控制推力，不能过大。

⑸为了确保钻杆接头有足够的强度、刚度和韧性，钻杆联接套应与钻杆材质相同，两端加工螺扣。

⑹钻进过程中经常用测斜仪测定其位置，并根据钻机钻进的现象及时判断成孔质量，并及时处理钻进过程中出现的事故。

⑺施钻时，钻机大臂必须顶紧在掌子面上，以防止过大颤动影响施钻精度。

⑻钻机开孔时钻速宜低，钻进20cm后转入正常钻速。

⑼第一节钻杆钻入岩层，尾部剩余20～30cm时停止钻进，人工用两把管钳卡紧钻杆（注意不得卡丝扣），钻机低速反转，脱开钻杆。

钻机沿导轨退回原位，人工装入第二根钻杆，并在钻杆前端安装好联接套，钻机低速送至第一根钻杆尾部，方向对准后联接成一体。

每次接长钻杆，均可按上述方法进行。

(10) 钻孔中要不断测量检查钻孔的倾角，钢管不得入侵开挖轮廓线。

(11) 换钻杆时，要注意检查钻杆是否弯曲，有无损伤，中心水孔是否畅通等，不符合要求的应更换，以确保正常作业。

(12) 认真作好钻进过程的原始记录，及时对孔口岩屑进行地质判断、描述。

作为开挖洞身的地质预探预报，作为指导洞身开挖的依据。

(13) 钻孔达到要求深度后，按同样的方法拆卸钻杆，钻机退回原位。

②清孔验孔
⑴用地质岩芯钻杆配合钻头(φ110mm)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。

⑵用高压气从孔底向孔口清理钻渣。

⑶用经纬仪、测斜仪等检测孔深，倾角，外插角。

③棚管制做。

⑴钢管规格:热轧无缝钢花管,长度为30m,用每节长9m的热轧无缝钢管(φ108mm,壁厚6mm)以丝扣形式连接而成,管棚应在专用的管床上加工好丝扣，所有管棚掘进端头均焊成圆锥形，便于入孔；同一截面内的接头数不超过管数的50%。

⑵管距：环向间距40cm。

钢管四周钻注浆孔,孔径10～16mm,孔间距15～20cm,呈梅花形布置，尾部预留不小于1.0m不钻孔的止浆段。

⑶倾角:外插角1º～3º，也可根据实际情况作适当调整。

钢管施工误差：径向不大于20cm,相邻钢管之间环向不大于5cm。

④顶管工艺
先钻大于棚管直径的引导孔，然后利用钻机的冲击和推力（顶进棚管时凿岩机不使用回转压力，不产生扭矩）将安有工作管头的棚管沿引导孔顶进，逐节接长棚管，直至孔底。

顶管的工艺流程图
钢管顶进的作业要点
⑴管件制作：棚管采用φ108mm壁厚6mm的热轧无缝钢管。

棚管接长时先将前一根钢管顶入钻好的孔内再连接事先加工好的管节连接套。

⑵接长管件应满足管棚受力要求，相邻管的接头应前后错开，避免接头在同一断面受力。

⑶使用潜孔钻机施作大管棚时，用钻机顶进φ108mm管棚。

在顶进时钻机上必须安装与管棚直径相应的钢管顶进联接套，并在大臂上改换钢管扶直器。

待引导孔钻好后，使用顶管大臂进行顶进作业。

⑷顶管作业：将钢管安放在大臂上后，钻机对准已钻好的引导孔，低速推进钢管，其冲击压力控制在1.8～2.0MPa，推进压力控制在4～6MPa。

⑸接管：当前一根钢管推进孔内，孔外剩余30～40cm时，开动钻机反转，使顶进联接套与钢管脱离，钻机退回原位，人工装上后一节钢管，大臂重新对正，钻机缓慢低速前进对准前一节钢管端部（严格控制角度），人工持链钳进行钢管联接，使两节钢管在联接处联成一体。

钻机再以冲击压力和推进压力低速顶进钢管。

⑤注浆
⑴注浆前，先将钢管口外径与孔口周边密封，但要预留一小通气孔，注浆时，使钢管与孔壁的环形空隙内的空气容易从此通气孔冒出
⑵注浆材料为水泥净浆液，水灰比1：1，注浆压力0.6～1.0Mpa，在孔口处设止浆塞，止浆塞必须能够承受最大注浆压力。

⑶注浆顺序根据降水漏斗原理，从拱部开始从上而下压注，先压注无水孔，后压注有水孔。

如遇串浆或跑浆，可间隔一孔或几孔灌压。

⑷注浆结束标准：注浆压力逐渐提升，当达到设计终压并继续注浆10min以上；有一定的注浆量，与设计的注浆量大致相近，注浆结束时的注浆量一般在20～30L/min。

⑸注浆完成后用M10水泥砂浆填充钢管，以增强钢管强度。

⑥注浆异常现象的处理
⑴在注浆过程中，发生串浆时应将串浆孔及时堵塞。

轮到该孔注浆时，再拔下堵塞物，用铁丝或细钢筋将孔内杂物清除并用高压风或水冲洗，然后注浆。

⑵注浆压力突然升高，进行注清水，待泵压正常时，再进行注浆。

⑶注浆量很大，压力长时间不升高，则应调整浆液浓度及配合比，缩短凝胶时间，进行小泵量低压力注浆或间歇式注浆，使浆液在裂隙水中有相对停留时间，以便凝胶，但停留时间不能超过水泥砂浆的凝胶时间。

⑦管棚施工质量控制
⑴钻孔前，精确测定孔的平面位置、倾角、外插角。

并对每个孔进行编号。

⑵严格控制钻孔平面位置，管棚不得侵入隧道开挖线内，相邻的钢管不得相撞和立交。

⑶经常量测孔的斜度，发现误差超限及时纠正，至终孔仍超限者应封孔，原位重钻。

⑷掌握好开钻与正常钻进的压力和速度，防止断杆。

⑸管棚严格按设计位置施工，钻机立轴方向必须准确控制，每钻完一孔便顶进一根钢管。

五、安全措施及要求
施工前所有施工人员必须熟悉本方案，总的要求：坚持贯彻“安全第一、预防为主”的安全生产方针，体现“以人为本、关爱生命”安全生产理念，实现出口工区零安全事故的目标。

具体要求如下：
1、刷坡时至上而下分台阶进行，每台阶刷坡完成后立即施做坡面防护。

2、钢架接头钢板、钢架与纵向连接筋、钢架应焊接牢固，锚杆长度必须符合设计，锚杆尾部设锚垫板和螺母，钢筋网片搭接不小于1个网格，网片之间及同锚杆、钢架应焊接牢固。

3、模板必须进行加固，模板与钢架或钢筋头要焊接（绑扎）牢固，以保证在浇筑混凝土时不出现松动、跑模现象。

4、现场设专职安全员对施工中的安全进行监督管理,所有施工人员进入工地，必须佩戴好安全防护用品，特殊工种应佩戴特殊防护用品。

5、禁止非施工人员进入施工现场。

6、特种作业人员必须持证上岗，严厉杜绝酒后上班，做到“上班不喝酒、喝酒不上班”。

7、现场用电实行规范化管理，做到一机一闸，并配备安装相应的保护措施及警示标牌。

8、加强对特种车辆（设备）的安全管理，保证其安全生产及运行。

9、各种机械电力设备、安全防护装置与用品，按规定进行定期检验与日常检查，不符合安全技术要求不得使用。

10、管棚机操作人员不得擅自离开工作岗位。

11、岗前进行安全培训，增强作业人员安全意识。

12、现场施工严格按照设计要求及环保部门要求做好环境保护工作。

13、各工序施工完成后，施工现场必须做到工完料清，所有设备、材料必须摆放整齐。