管棚施工作业指导书

1 目的

明确隧道管棚施工作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，规范隧道管棚施工作业。

2 编制依据

⑴《客运专线铁路隧道工程施工指南》

⑵《客运专线铁路隧道工程施工质量验收标准》

⑶《高速铁路设计规范(试行)》

3 适用范围

适用于XX客专XX段站前工程XX标隧道φ89、φ108等规格大管棚施工作业。

4 工艺流程及技术要求

4.1 大管棚设计

本线在隧道进出口明暗交界处设计超前大管棚。

设计参数：

①导管规格：外径89mm、108mm等，壁厚满足设计要求；

②管距：环向间距40cm；

③倾角：外插角1°～3°为宜，可根据实际情况作调整；

④注浆材料：M20水泥浆或水泥砂浆；

⑤设置范围：拱部140°范围；

⑥长度：40m。  

4.2 大管棚施工

施工工艺流程见图4-1-1。

图 4-1-1  超前大管棚施工工艺流程图

4.2.1 施作 护 拱

1． 混凝土 护 拱作为长管棚的导向墙 ， 在 开挖 廓线以外 拱部140°范围内 施作， 断面尺寸为1.0×1.0m，导向墙内设2榀I18轻型工字钢，钢架外缘设 Φ 140壁厚5mm导向钢管，钢管与钢架焊接。钢架各单元由连接板焊接成型，单元间由螺栓连接 。 导向墙环向长度可根据具体工点实际情况确定，要保证其基础稳定性。

2． 孔口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。用经纬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，防止浇筑混凝土时产生位移。

4.2.2 搭钻孔平台安装钻机

1． 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 1～2 台钻机由高孔位向低孔位进行。

2． 平台 要 支撑 于稳固的地基上 ， 脚手架 连接要 牢 固、稳定 ， 防止在施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移 而 影响钻孔质量。

3． 钻机定位：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 与 孔口管轴线相吻合。

4.2.3 钻孔

1． 为了便于安装钢管，钻头直径采用Φ1 08 mm 或127mm 。

2． 岩质较好的可以一次成孔 。 钻进时产生坍孔、卡钻 时 ，需补注浆后再钻进。

3 ． 钻机开钻时， 应 低速低压，待成孔10m后可根据地质情况逐渐调整钻速及风压。

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

5． 钻进过程中确保动力器 、 扶正器、合金钻头按同心圆钻进。

6． 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 ， 作为洞身开挖 时 的地质预 测 预报 参考资料 ， 从而 指导洞身开挖。

4.2.4 清孔验孔

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． 用高压 风 从孔底向孔口清理钻渣。

3． 用经纬仪、测斜仪等检测孔深 、 倾角 、 外插角。

4.2.5 安装管棚钢管

1． 钢管在专用的管床上加工好丝扣， 导 管四周钻 设孔径10～16mm注 浆孔(靠 孔口 2.5m 处 的棚管不钻孔) ，孔间距15～20cm，呈梅花型布置。 管头焊成圆锥形，便于入孔。

2． 棚管顶进采用 装载机 和管棚机钻进相结合的工艺，即先钻大于棚管直径的引导孔(Φ 108  mm 或 Φ 127  mm)，然后用 装载机在人工配合下 顶进 钢管 。

3． 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。

4.2.6 注浆

1． 安装好有孔钢花管 、放入钢筋笼后 即对孔内注浆， 浆液由ZJ-400高速制浆机拌制。

2． 注浆 材料 ： 注浆材料为M20水泥浆或水泥砂浆。

3． 采用 注浆机 将 砂浆 注入管棚钢管内，初压0.5～1.0MPa ， 终压2MPa ， 持压15min后停止注浆。

注浆量 应满足设计要求， 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，应调整浆液浓度继续注浆，确保钻孔周围岩体与钢管周围孔隙充填 饱满 。

注浆时先灌注“单”号孔，再灌注“双”号孔。

4.3 施工控制要点

4.3.1 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。

4.3.2 钻孔 外插角1°～3°以为宜，工点应根据实际情况作调整。 钻孔仰角的确定应视钻孔深度及钻杆强度而定，一般控制在1 ° ～1.5 °。施工中应严格控制 钻机下沉量及左右偏移量 。

4.3.3 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。

4.3.4 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。

4.3.5 掌握好开钻与正常钻进的压力和速度，防止断杆。

5 劳动力组织

钻机操作工3～6人，管棚加工2人，钢管顶进8人，注浆6人。

6 机具配备

结合正常施工需要，管棚施工机械设备配置如下：

管棚钻机1～2台、电动空压机1台、注浆机1台、ZJ-400高速制浆机1台、混凝土拌合站一座、混凝土振动棒2个、钢模板、木模板、J3G-400A型型材切割机1台、型钢弯制机1台、BX1－400型交流弧焊机2台、砼搅拌运输车（3.5m ³ ）1辆、ZLC50C装载机1辆。

7 质量要求

7.1 质量验收规范

《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》

《客运专线铁路隧道工程质量验收暂行标准》

7.2 分项验收标准

7.2.1 主控项目

1. 管棚所用钢管进场必须按批抽取试件作 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， 其质量必须符合国家有关规定及设计要求。

检验数量：以同牌号、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20% 进行 见证取样检测或 按 施工单位抽检次数的 1 0% 进行 平行检验，至少一次。

检验方法： 施工单位 检查每批质量证明文件并进行相关性能试验 ；监理单位 检查 全部 质量证明文件 和试验报告， 并进行 见证取样检测或平行 试验。

2. 管棚所 用钢管的 品种和规格必须符合设计要求。

检验数量： 施工单位、监理单位 全部检查。

检验方法：观察， 钢尺检查 。

3. 管棚搭接长度应符合设计要求。

检查数量： 施工单位、监理单位 全部检查。

检验方法：尺量。

4. 注浆浆液的配合比应符合设计要求。

检验数量： 施工单位、监理单位 全部检查。

检验方法： 施工单位 进行配合比选定试验 ；监理单位检查配合比选定单，并进行见证试验。  

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。

检验数量： 施工单位 全部检查 ；监理单位按施工单位检查数量的20%见证检查。

检验方法： 施工单位 查施工记录的注浆量和注浆压力，观察 ；监理单位见证检查。

7.2.2 一般项目

管棚钻孔的允许偏差应符合 下表 的规定：

管棚 钻孔 允许偏差

检验数量： 施工单位全部检查

检验方法： 仪器测量、尺量

8 注意事项

大管棚必须在洞身开挖前完成。洞口开挖时应预留管棚施工台阶，搭设管棚施工工作室，钻机脚手架平台应支撑在稳固的地基上。在软弱围岩地段，立柱底应加设垫板或垫梁。

在施作大管棚预支护的过程中应设置必要的监测项目，根据监测反馈信息及时采取相应的措施以保证施工安全和施工质量。