超前管棚施工技术交底

技术交底书

单位：****项目部

主送单位**** 编号

工程名称****超前管棚日期

交底内容：超前管棚施工

本隧道正洞进、出口明暗分界处沿拱部开挖轮廓线外设一环大管棚超前支护（ 140°），以保证隧道进洞安全。为了确保大管棚施工质量，采用跟管钻进法施工。大管棚采用热轧无缝钢管，进口长度为43米，出口长度为59米，直径108mm，壁厚6mm，环向间距40cm，外插角1～3°，管棚每节钢管两端均预加工成外丝扣，以便连接接头钢管。压注水泥浆时严格控制注浆压力和注浆量，防止欠压和超压现象，确保质量和安全。

管棚施工前先浇筑导向墙，导向墙采用C20混凝土浇筑，其中按设计钻孔位置预埋Φ140mm 壁厚5mm导向钢管。

1）导向墙设置参数

导向墙采用C20混凝土，截面尺寸：1m×1m，长管棚导向墙的角度为140°，导向墙基础应设置在基岩中。为保证长管棚施工精度，导向墙内设2榀I18工字钢架，钢架外缘设Φ140壁厚5mm导向钢管，钢管与钢架焊接。

2）长管棚设计参数

①钢管规格：长管棚每节长4～6m的热轧无缝钢管（Φ108，壁厚6mm）以丝扣连接而成，同一断面内接头数量不得超过总钢管数的50％。

②管距：环向间距中至中为40cm。

③钢花管上钻注浆孔，孔径10～16mm，孔间距15cm，呈梅花形布置，尾部留不钻孔的止浆段110cm。

④倾角：钢管轴线与衬砌外夹角1°～3°。

⑤钢管施工误差：径向不大于20cm，相邻钢管之间环向不大于10cm。

⑥注浆材料：水泥浆液，水泥浆液水灰比：1：1（重量比），注浆压力：0.5～2.0MPa。注浆前进行现场注浆试验，根据实际情况调整注浆参数，取得管棚注浆施工经验，并根据实际需要可在钢花管内设置钢筋笼。注浆结束后用M10水泥浆液充填钢管，以增强管棚强度。

3）施工方法

管棚施工流程图如下：

①明洞边仰坡开挖支护

边坡防护与明洞开挖同步进行，及时施工明洞边坡的锚杆、挂设钢筋网、喷射混凝土及时封闭坡面。根据围岩情况，可预留核心土，确保导向墙稳定。

②施作套拱

混凝土套拱作为长管棚的导向墙，套拱内埋设2榀I18工字型钢支撑，钢支撑与管棚孔口管焊成整体。导向墙纵向宽1.0m，厚度1.0m，采用C20混凝土浇筑。

孔口管采用φ140壁厚5mm的钢管作为管棚的导向管，它安设的平面位置、倾角、外插角的准确度直接影响管棚的质量。用全站仪以坐标法在工字钢架上定出其平面位置；用水准尺配合坡度板设定孔口管的倾角；用前后差距法设定孔口管的外插角。孔口管应牢固焊接在工字钢上，防止浇筑砼时产生位移。

③搭钻孔平台安装钻机

钻机平台用钢管脚手架搭设，搭设平台应一次性搭好，钻孔由两台钻机由高孔位向低孔位对称进行，可缩短移动钻机与搭设平台时间，便于钻机定位。

平台支撑要着实地，连接要牢固、稳定。以防止在施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移等影响钻孔质量。

钻机要求与已设定好的孔口管方向平行，必须精确核定钻机位置。用全站、挂线、钻杆导向相结合的方法，反复调整，确保钻机钻杆轴线与孔口管轴线相吻合。

④钻孔

为了便于安装钢管，钻头直径采用φ115mm。孔间距为40cm。岩质较好的可以一次成孔；如果由于围岩破碎，钻进时产生坍孔、卡钻，需补注浆后再钻进。也可以采取套管跟进的方法钻孔。钻机开钻时，可低速低压，待成孔1.0m后可根据地质情况逐渐调整钻速及风压。

利用管棚钻机作为钻孔机械。钻机就位后，由测量工按设计图准确放出钻孔位置。施钻深孔时，钻机大臂顶紧在掌子面上，当第一节钻杆钻入岩层，尾部剩余20～30cm时停止钻进，接长第二根钻杆及钢管，用联接套把两根钻杆连接牢固，又重新钻孔，直至钻孔达到要求深度（比管棚长0.5m以上）后，按同样方法拆卸钻杆，钻机退回原位。在钻孔时，要确保孔径比管棚外径大15～20mm。

为避免钻杆太长，钻头因自重下垂或遇到孤石钻进方向不易控制等现象，开钻上仰角度控制在 3°～ 5°之间，并随时用测斜仪量测角度和钻进方向。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。

钻进过程中确保动力器，扶正器、合金钻头按同心圆钻进。

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。

图中奇数号者采用钢花管，偶数号者采用钢管，施工时先打设钢花管并注浆，然后打设钢管，以便检查钢花管的注浆质量。

管棚钻孔的允许偏差应符合以下规定：

序号项目允许偏差序号项目允许偏差

1 方向角1° 3 孔深±50mm

2 孔口距±30mm

⑤清孔验孔

用管棚钻配合钻头(φ115 mm)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。

用高压气从孔底向孔口清理钻渣。

用全站仪、测斜仪等检测孔深，倾角，外插角。

⑥安装管棚钢管

管棚管用φ108mm、壁厚6.0mm长的无缝钢管。钢管在专用的管床上加工好丝扣，丝扣长15cm。采用φ114内车丝扣壁厚6mm钢管连接，花管棚管四周钻φ10～φ16出浆孔(靠掌子面4～5m的管棚不钻孔)，钢花管与钢管间隔布置。管头焊成圆锥形，便于入孔。

管棚顶进采用大孔引导和管棚机钻进相结合的工艺，即先钻大于管棚直径的引导孔(φ115 mm)，采用跟管机造孔，利用钻机的冲击力和推力低速顶进钢管。

接长钢管应满足受力要求，相邻钢管的接头应前后错开。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。

钢花管和钢管间隔设置，施工时先打设钢花管并注浆，然后打设钢管，以便检查钢花管的注浆质量。

⑦注浆

安装好有孔钢花管后即对孔内注浆，注浆后再施工无孔钢管，无孔钢管可以作为检查管，检查注浆质量。

采用KBY50/70液压注浆机将水泥浆液注入管棚钢管内，初压0.5 MPa～1.0 MPa，终压2MPa，持压15min后停止注浆。注浆量一般为钻孔圆柱体的1.5倍，若注浆量超限，未达到压力要求，调整浆液浓度继续注浆，直至符合注浆质量标准，确保钻孔周围岩体与钢管周围孔隙均为浆液充填，方可终止注浆。

⑧注浆结束后及时清除管内浆液，并用30号水泥砂浆充填，增强管棚的刚度和强度。

单根钢花管的注浆量按下式估算：

Q=πRk2Lη式中：Rk为浆液扩散半径，取Rk=0.6Lo；Lo为钢花管中心间距；L为钢花管长；η为围岩空隙率（%），各种地层下围岩空隙率参考值：砂土40%，粘土20%，断层破碎带5%。