导向墙管棚施工作业指导书.doc

云南国际铁路通道蒙自至河口铁路
站 前 工 程 二 标

管棚（导向墙）
作 业 指 导 书

编 制：
复 核：
批 准：

中铁五局（集团）有限公司
蒙河铁路二标第二项目部
2009年6月3日

管棚（导向墙）施工作业指导书
1 、目的
明确隧道管棚（导向墙）施工作业工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，规范隧道工程的施工作业，充分发挥管棚在V级浅埋围岩段的超前预支护和注浆加固作用，保证隧道施工的安全和质量。
2 、编制依据
⑴《铁路隧道工程施工指南》（TZ214-2005）
⑵《铁路隧道施工技术规范》TB10204-2002 J163-2002
⑶《新建云南国际铁路通道蒙自至河口铁路施工图设计文件》
3 、适用范围
适用于中铁五局蒙河铁路二标第二项目部管段内正线隧道工程的施工。
4、管棚设计
管棚的主要作用为超前预支护，大管棚在隧道进洞前完成，中管棚一般在断面加大或围岩破碎处的洞身段设置;本管段主要有φ108大管棚、φ89大管棚、φ60中管棚。管棚的导管一般采用钢花管，外壁上钻设注浆孔，孔径一般为10~16mm,孔纵向间距15~20cm,常见梅花型布置，尾部留不小于100cm的不钻孔的止浆段，注浆压力为0.6~1Mp（具体浆液配合比和注浆压力由现场实际确定），本管段设计未考虑设置钢筋笼。
如φ89大管棚设计参数如下:
1)导管规格：热扎无缝钢花管，外径89mm,壁厚5mm；
孔口管：外径127mm,壁厚5mm;108管棚机。
2)管距:环向间距40cm;
3)倾角：外插角1~3度为宜，可根据实际情况调整；
4）注浆材料：M20水泥浆或水泥砂浆；
5）设置范围：拱部120 ~140度范围；
6）长度：20~40米；

5、施工工艺流程
管棚钻机就位

钻进+管棚体安装
一节管棚体安装
结束
继续钻进安装至设计长度
钻杆退回原位
下一根管棚钻进
安放钢筋笼（按设计可不设）
注浆
接长管棚
开挖周边放样布孔
钻进结束
隧道开挖

管棚施工工艺流程图

6、施工步骤和步骤
1)、平台开挖：
根据钻机高度确定台阶的开挖高度，钻机钻孔高度1～2米，导向墙砼厚度一般为0.6~1米，因此外拱顶至台阶高差为2.5米，由原地面自上而下挖台阶，仰坡面需竖直开挖，以便管棚导向墙施作。当挖至台阶底部时，形成管棚钻机施作平台。
具体开挖断面如图1-1所示。开挖方法采用挖机挖装、汽车运输的方式进行。

管棚钻孔作业平台图(尺寸以cm计)

2)、脚手架搭设：
钻机平台尽量利用土平台作业，高度不够时用钢管脚手架搭设，应一次性搭好，钻孔由1-2台钻机由高孔位向低孔位进行；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，必须精确测定钻机位置。用全站仪、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）、钻孔
为了便于安装钢管，钻头直径采用108mm，岩质好的可一次性成孔，钻进时产生坍孔、卡钻时，需补注浆后再钻进；钻机开钻时应低速低压，成孔10m后可根据地质情况表逐渐调整钻速和风压；钻进过程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；钻进过程中确保动力器、扶正器、合金钻头按同心圆钻进；认真做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。
5）、清孔、验孔
用地质岩芯钻杆配合合金钻头进行反复扫孔，清除浮渣，确保孔径、孔深符合要求，防止堵孔；用高风压从孔底向孔口清理钻渣；用经纬仪、测斜仪等检测孔深、倾角、外插角。
6）、管棚加工和安装
①、钢花管加工：
钢管材料一般为9~12m一节，直径89mm、壁厚为5mm的无缝钢管。管棚管壁上钻孔，呈梅花形布置,其纵、横向间距为18.8mm，尾部为不钻孔的止浆段100cm；环向间距为40cm，倾角（外插角）为1°～3°。相邻孔位的钢管接头应锚开焊接不小于1米，同根钢管搭接采用比其孔径小一级的钢套管连接并焊接牢固，用机械顶进时首根钢管头部应用氧焊切割后用大锤打成楔形以方便机械顶入。
②、长管棚安装：
安装前应对钻头或高压风对钻孔进行扫孔、清孔，清除孔内浮渣，确保孔径（孔径不得小于108mm）、孔深符合要求、防止堵孔。洞内一般用装载在人工配合的情况下顶进钢花管；洞口一般较狭窄，可在钢管注浆孔上挂好钢丝绳后用挖掘机牵引人工配合顶进；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。接长管节的接头钢管（套管1米长,直径为70mm，壁厚为5mm的热轧无缝钢管）与钢花管焊接牢固，保证施工质量。

图 1-5
70
Φ70mm
壁厚5
mm
连接钢管
50
接头套管示意图
以厘米计。
焊接
Φ89mm
Φ89mm
搭接长30cm

③、安放钢筋笼（本管段不考虑加设钢筋笼）：

7、注浆
①、注浆压力和配合比：
管棚及钢筋笼安装（若成孔较好可不加钢筋笼）完成后进行注浆，浆液采用水灰比为1：1的水泥浆液，注浆顺序原则上由低孔位向高孔位进行。以单孔设计注浆量和注浆压力作为注浆结束标准，其中应以单孔注浆量控制为主，注浆压力控制为辅；首先对钢花管进行单液注浆，注浆压力取0.5～3.0Pa，根据实际情况调整注浆参数，取得管棚注浆施工经验，注浆结束后采用M5水泥砂浆充填钢管。注浆压力根据岩层性质、地下水情况和注浆材料的不同而定，一般情况下注浆终压取1.0～2.0Mpa。
②、注浆顺序：
由于管棚间距较小，为避免注浆时发生串孔造成相邻钢花管孔堵塞，原则上成一孔就注浆，同时可以让浆液在松散的岩层中进行扩散填充，将破碎的岩层固结，有利于相邻孔在钻孔时减少掉块，避免发生卡钻或掉钻、掉钎现象，有利于加快施工进度。注浆时先注单号孔（钢花管），待单号孔注浆完成后再钻双号孔并安设钢管，以检查钢花管的注浆质量。注浆的顺序原则上由底向高依次进行，有水时从无水孔向有水孔进行，一般采用逐孔注浆。

8、施工注意事项
1)、洞口开挖时应预留管棚施工台阶，搭设工作室，钻机脚手架平台应支撑在稳固的地基上，软弱围岩地段柱底加设垫板或垫梁；
2)、钻孔前，精确测定孔的平面位置、倾角、外插角，管棚不得侵入隧道开挖线内，相邻的钢管不得相撞和立交,并对每个孔进行编号；钻孔外插角1~3度为宜，应实际情况进行调整；钻孔仰角的确定应视钻孔深度中杆强度而定，一般控制在1~1.5度；
3)、在施工过程中应严格控制钻机下沉量及左右偏移量,经常测定孔的斜度，发现误差超限及时纠正，至终孔超限者应封孔，原位重钻；掌握好开钻与正常钻进的压力和速度，防止断杆。
4)、在钻孔时，若出现塌孔时应适量注浆后再钻。钻孔时，应认真填好钻孔记录，除记录孔号、日期、钻机型号、开孔仰角、开钻和结束时间、钻进深度（分节起止深度和累计深度）外，还应根据钻孔出屑或取蕊情况记录不同深度的围岩情况，达到超前探测围岩的目的。孔钻完之后应进行清孔。
5)、注浆前应采用喷混凝土 、喷混凝土加注浆+或其它的方式对开挖工作面进行封闭，形成止浆墙，防止浆液回流影响注浆效果。注浆时要注意对地表以及四周进行观察，如压力一直不上升，应采取间隙注浆方法，以控制注浆范围。
6)、注浆时应对注浆管进行编号（注浆编号应和埋设导向管的编号一致），每个注浆孔的注浆量、注浆时间、注浆压力作出记录，以保证注浆质量，注浆记录包括：注浆孔号、注浆机型号、注浆日期、注浆起止时间、压力、水泥品种和标号、浆液容重和注浆量。
7)、注浆的质量直接影响管棚的支护刚度，因此必须设法保证、检验灌浆的饱满、密实。
8）注浆孔封堵方式：采用钢板在钢管口焊接封堵，预留注浆管及排气管，注浆管必须安装闸阀，堵头必须封闭严实（可用废旧棉花堵塞）。
9）对于粘土质地层、严重风化岩层、断层破碎带、溶岩溶槽段，水泥浆液水灰比采用1：1（重量比）。
准备工作
仰坡刷坡
平台开挖
钻 孔
清 孔
顶 进 钢 花管
清 孔
注 浆
拌浆
压 力 流 量
达 到 要 求 ?
结 束
管 棚 注 浆 工 序 流 程 图
注浆机就位

10）、施工过程中设置必须的监测项目，及时反馈信息以指导施工。
9、劳动力和机具配置(每个口)：
!)人员配置：
钻机操作工3~6人，管棚加工2~4人，钢管顶进4人，注浆6人。
2）、机械设备配置:
管棚钻机2台，电动空压机、注浆机1台、ZJ-400高速制浆机一台、混凝土简易拌合站一座、混凝土振动棒2个、钢模板、木钢板、J3G-400A型钢材切割机1台、型钢弯制机1台、BX1-400型交流弧焊机2台、混凝土搅拌运输车1辆、ZLC50C装载机1辆、挖掘机一台。
10、安全及质量要求
1)、严格按图纸尺寸和施工技术交底和规范要求进行施工；
2)、主控制项目：
①管棚所用钢管的原材料品种、规格必须符合设计要求，搭接长度应符合设计要求，管棚注浆压力必须满足设计要求。原材料进场必须有出厂合格证、质量证明文件、试验报告，并对主要材料按检验批进行抽取检验；
②管棚搭接长度、钢管规格、注浆配合比、注浆压力应符合设计要求，对整个施工过程作好（成孔深度、注浆量、注浆压力、时间等）原始施工记录，以备监理工程见证检查。
管棚钻进的允许偏差
序号
检查项目
允许偏差
1
方向角
1度
2
孔口距
±50mm
3
孔深
±50mm
③导向墙施作前应严格复核线路中线、水平，确保导向墙各部位尺寸及预埋件位置正确无误。
④严格控制混凝土原材料质量，加强混凝土、拌合、运输、浇注、养护、拆模等各道工序质量。

蒙河铁路二标二项目管段内管棚设计施工一览表
隧道名称
工程部位
孔口导向管φA(mm)
管棚钻孔机φB(mm)
钢花管φC(mm)
钢花管长度（m）
钢筋笼(kg)
C20砼导向(m)
注浆(m3)
使用部位
1、太阳寨隧道
进口
A=127
B=108
C=89
700
0
12
497.50
正线洞口
出口
A=127
B=108
C=89
700
0
12
497.50
正线洞口
2、牛厂山
1#隧道
进口
A=127
B=108
C=89
600
0
12
248
正线洞口
出口
A=127
B=108
C=89
600
0
12
248
正线洞口
3、牛厂山
2#隧道
进口
A=127
B=108
C=89
550
0
12
0
正线洞口
洞身
A=98
B=79
C=60
2400
0
/
/
正线洞身
出口
A=127
B=108
C=89
550
0
12
0
正线洞口
4、牛厂山
3#隧道
进口
A=127
B=108
C=89
700
0
12
105.50
正线洞口
出口
A=127
B=108
C=89
700
0
12
105.50
正线洞口
5、马街
1#隧道
进口
A=127
B=108
C=89
1400
0
24
0
正线洞口
出口
A=127
B=108
C=89
1400
0
24
0
正线洞口
6、马街
3#隧道
进口
A=127
B=108
C=89
700
0
12
322
正线洞口
出口（车站）
A=152
B=127
C=108
1365
0
18
307
正线洞口
7、三家寨隧道
进口(车站）
A=152
B=127
C=108
1365
0
18
226
正线洞口
出口
A=127
B=108
C=89
700
0
12
556
正线洞口
8、拉所
1#隧道
进口
A=127
B=108
C=89
600
0
12
402
正线洞口
洞身段和出口
A=98
B=79
C=60
5728
0
/
556
正线洞身
9、拉所
2#隧道
进口
A=127
B=108
C=89
600
0
12
0
正线洞口
出口
A=127
B=108
C=89
600
0
12
0
正线洞身
10、槟榔寨隧道
进口
A=127
B=108
C=89
700
0
12
253
正线洞口
洞身(车站）
A=98
B=79
C=60
3189
0
/
/
正线洞身
出口
A=152
B=127
C=108
1610
0
18
/
正线洞口
11、河口隧道
进口
A=127
B=108
C=89
700
0
12
0
正线洞口
进口洞身
A=98
B=79
C=60
2400
0
/
/
正线洞身
出口
A=127
B=108
C=89
700
0
12
0
正线洞口
统计： 复核： 时间: