长山隧道右线超前长管棚首项工程总结报告

一、     长山隧道超前长管棚设计情况简述

长山隧道右线出口K60+760-K60+790设计围岩为Ⅴ类，该段围岩工程地质性质较差，细砂岩、灰岩属较坚硬岩，岩体以中厚层状和薄层状结构为主，局部碎裂结构，层间结合较差，岩体较破碎，稳定性差，强风化带岩体较破碎。设计采用Φ108钢管作为该段V_加强衬砌类型辅助施工，采用Φ108钢管（环向间距为40cm），我部认为该段围岩较破碎，超前长管棚施工的质量很关键，把K60+760-K60+790超前长管棚施工作为首件工程。

二、     材料准备：

我部选购攀钢集团成都钢钒有限公司金堂分公司生产的钢管（Φ108×6mm）做为该工程用超前长管棚，将钢管送至四川交大工程检测咨询有限公司进行检验，检验合格。

三、     设备准备：

超前长管棚加工机械有钢筋切割机、电焊机、潜孔钻、电动空气压缩机等，首先对钢筋切割机、电焊机、潜孔钻、电动空气压缩机进行调试，性能符合要求。

四、     开工准备：

我部选取长山隧道右线K60+760-K60+790段超前长管棚做为首件工程进行施工，我部20##年1月16日上报钢超前长管棚首件工程开工报告，驻地办于20##年1月18日批准超前长管棚首件工程开工报告。

五、     施工情况：

超前长管棚首件工程开工报告批复后，我部于20##年1月20日开始进行超前长管棚施工，首件工程于 20## 年3月4日施工完毕。

六、     工艺工艺：

     1、超前长管棚采用外径108mm，壁厚6mm，长3000cm的热轧无缝钢管，钢管前端呈尖锥状，在明暗洞交接处1m范围内设置导向墙，导向墙内轮廓线位置架设钢筋拱架，焊接φ127导向管，钢筋外施做C25混凝土导向墙。导向墙混凝土采用750L拌和机拌制，混凝土运输车运至现场人工振捣。由于洞口段为Ⅴ级围岩，稳定性较差，因此，钢筋拱架及导向墙分次安装及浇注混凝土。钢管环向间距40cm。

2、管棚采用Y132S-4潜孔钻钻孔，GJB3型注浆机注浆。

3、施工准备

①、钻机平台用钢管脚手架搭设，搭设平台一次性搭好。

②、平台支撑要着实地，连接要牢固、稳定。防止在施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移等影响钻孔质量。

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，确保钻机钻杆轴线和孔口管轴线相吻合。

⑵钻孔

钻孔作业必须在导向墙混凝土强度达到设计强度的70%后方可进行，为确保尽早进行钻孔作业，混凝土中可掺入适量早强剂。

①、钻孔采用潜孔钻机，钻头直径采用Φ115mm。

②、钻机开钻时，可低速低压，待成孔5～10 m后可根据地质情况逐渐调整钻速及风压。

③、钻进过程中经常用测斜仪测定其位置，并根据钻机钻进的情况及时判断成孔质量，并及时处理钻进过程中出现的事故。

④、钻进过程中确保动力器，扶正器、合金钻头按同心圆钻进。

⑤、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。

⑥、管棚钻孔的允许偏差应符合下表规定：

管棚钻孔允许误差表

⑶清孔、验孔

①、用岩芯钻杆配合钻头(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。

②、用高压风从孔底向孔口清理钻渣。

③、用全站仪、测斜仪等检测孔深，倾角，外插角。

4、顶进钢管及管内钢筋笼

⑴、顶进钢管

①、钢管应在专用的管床上加工好丝扣，管头焊成圆锥形，便于入孔。

②、钢管分三节顶入。

③、采用挖掘机或潜孔钻机低速顶进钢管。

④、接长钢管应满足受力要求，钢管接头采用丝扣连接，丝扣长20cm，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%。

（2）顶进钢筋笼

①、钢筋笼在加工棚加工好，主筋与箍筋焊接采用点焊，钢筋笼段与段焊接采用帮条焊。

②、钢筋笼分段顶进钢管，由挖掘机及人工配合施作。

5、注浆工艺

a)  注浆管路系统的试运转：按注浆站平面布置图安排设备就位，并按好风、水、电，按工艺流程图（见下图）连接好管路系统，作注浆前的试运转。用1.5~2倍于注浆终压对系统进行吸水试验检查，检验管路系统能否耐压，有无漏水；检查管路连接是否正确；检查设备机况是否正常；使设备充分“热身”。试运转的时间一般为20min。

注浆工艺流程图

b)  制浆：水泥浆的配制按料重的先轻后重的顺序投料，根据要求的水灰比先在搅拌筒内添加好清水，在开动搅拌机的情况下，缓缓加入要求的水泥量，再添加外加剂，搅匀后一般为5min，经5×5mm孔的网筛过滤后，即可放浆供注浆用。为实现连续制浆，连续注浆，必须配备1~2个贮浆桶。

c)  注浆顺序：一般是从下顺序向上注，如遇窜浆或跑浆，则间隔一孔或几孔灌注。

d)  注浆压力的控制：由于注浆管路一般都短于30m，且弯头少，进出浆口的高差也在6cm以内，经实际测试，注浆管路的压力损失很小，在0.1Mpa以内，所以，可以认为注浆压力就是显示的泵压值，由注浆泵的油压控制调节。具体调法是:启动注浆泵，正常运转后，关闭泵口阀门，泵停止运转后，旋转压力调节旋纽将油压调在要求的油压刻度值上。随着注浆阻力的增大, 泵压随之升高，当达到调定值时,会自动停泵，十分安全，不致于发生超压注浆而出现的危险。

e)  注浆泵量的控制：注浆泵量的大小由注浆泵的排量调节控制按纽和排量记录仪加以监控。根据岩层的破碎程度和钻孔出水量及泵的能力，确定注入速度在16~60L/min范围选择。为防止由于注入速度、注入量过大，造成返浆、漏浆等异常现象，影响注浆质量，在注浆前应先测定注浆孔的吸水率，以确定合适的注入速度。由于坍塌体遇水软化，极易出现二次坍塌，不适宜用压水试验的方式来测定钻孔吸水率，所以，在注浆前，先压注3min的单液水泥浆，检查止浆情况，测定钻孔吸水率，再确定注入速度进行双液注浆。

f)  浆液配比的控制：浆液的配比受凝胶时间的直接控制，其控制原则一般是先稀后浓，逐级变换。在实际注浆过程中，多采用W/C=1：1的浆液，因其稠度适中级注入较小的裂隙，其结石体亦具有足够的抗压强度。

g)  凝胶时间的控制：依据现场实测，通过调节注浆泵的的流量来实现，即调节其流量控制系数来实现。检查配浆是否准确，泵的操作是否正确，吸浆是否正常，混合器的混合是否则均匀，从而有助于监控注浆情况（如压力变化），避免异常故障的发生。

七、安全措施情况：

1、超前长管棚施工前，组织支护班组全体成员安全培训。学习钢筋切割机、电焊机、潜孔钻、电动空气压缩机操作规程，掌握操作要领。

2、严格执行施工前的技术交底制度，对作业人员坚持进行定期质量教育和考核。

3、 施工人员进入工作面，要仔细检查工作面是否处于安全状态，如果有危石，要及时清除。

4、工作面电压一律采用36V低压照明。

5、超前长管棚安装要设专职专员指挥。

八、影响施工的主要问题及处理措施

1、    钢导管制作：如钢管制作不符合要求，将直接影响到工程质量，从而影响其超前支护整体作用。处理措施：每根钢管制作后进行检查，不符设计要求严禁使用。

2、钢管孔位布设：孔位布设环向间距为45cm,孔位布设要均匀, 倾角1·与线路方向打入围岩。如孔位偏差过大,对围岩超前支护质量下降,存在安全隐患，钻进过程中经常用测斜仪测定其位置，并根据钻机钻进的情况及时判断成孔质量，并及时处理钻进过程中出现的事故。

九、对钢管制成品的评价

1、材料：钢管（Φ108×6mm）材料检验采取外检，经检验符合设计及国家标准要求。

2、工艺：钢管制作后经过，经我部质检部及现场监理工程师检验符合设计及规范要求。

3、质量：首件工程完工后，我部对该首件工程进行自检及质量评定，经自检质量各指标均符合设计及规范要求，质量评定为合格。  

4、经实践，采取的安全措施可行。

综合以上所述，我部认为骡坪隧道超前管棚施工可按此首件工程做为样板进行施工，请验收小组给予验收。

第二篇：管棚施工技术总结

牟家大山隧道管棚施工技术

兰州南绕城高速公路建设项目LRN10合同段

摘 要 介绍牟家大山隧道22m长大管棚超前支护的施工技术，施工工艺、质量控制。

关键词 大管棚 施工技术 施工工艺 质量控制

1 工程概况

牟家大山隧道进口位于小金沟侧壁的黄土梁边缘；出口位于大金沟水库侧壁的黄土梁边缘。隧

道右线里程YK32+976～YK34+508，总长1532m；左线里程ZK32+933～ZK34+526，总长1593m，为分离式长隧道。隧址区属于黄土梁区，海拔在1715.57～1899m，地形起伏较大，坡高200m左右，坡顶平缓，两翼发育纹流冲沟。隧道进出口均位于黄土梁边，坡度均较陡，自然坡度40～60。地表植被稀疏，坡面凌乱，树枝状冲沟发育，水土流失严重，坡面黄土陷穴发育，稳定性较差。隧址区位于小金沟和大金沟之间。两条沟均为季节性河沟，平时无水，仅在暴雨时形成暂时性水流，冲沟中无泉水出露。设计采用22m长管棚对洞口段进行超前支护。 。

2 施工工艺

管棚是沿隧道衬砌外缘一定距离打入

的一排纵向钢管，并且在插入钢管后，再往

管内注浆以固结软弱围岩、充填钢管与孔壁

之间空隙，使管棚与围岩固结紧密，以提高

钢管的强度。隧道开挖后架设拱形钢架支

撑，形成牢固的棚状支护结构，确保安全施

工。

2.1 管棚施工工艺流程（见图2）

2.2 管棚参数 图1 长大管棚对洞口段进行超前支护

2.2.1 钢管布设在圆心角为131°48′33″的隧道拱部。

2.2.2 钢管环向间距为40㎝。

2.2.3 倾角：仰角1°～3°(不包括线路纵坡)。

2.2.4 钢管施工误差：径向不大于20㎝，环向相邻两管之间不大于10㎝。 2.2.5 管棚长度为22m，热轧无缝钢管Φ89㎜，壁厚6㎜，节长4.0m、6.0m。 2.2.6 导向管为热轧无缝钢管Φ108㎜，壁厚6㎜，节长1.0m。 2.2.7钢管的接头应采用丝扣连接,丝扣连接长度为15cm。 2.3 施工机具选择

管棚施工机具的选择应根据地质情况、工期安排、设备性能及设备来源综合考虑。因洞口位置处埋深浅，围岩松散破碎，常因孔壁不稳定而导致坍塌、埋钻、卡钻等各种孔内事故

的发生。对于以上易发生的孔内事故，结合地

质结构特点，施工设备采用Z? GP150履带型

管棚钻机、KBY-50/70液压注浆机。确保快速、安全、经济地完成工程内容。 2.4 劳动力组织

管棚施工，工种杂、技术性强、要求技术人员具有各方面的独立操作能力，又能处理管棚施工中一般的故障，管棚施工质量很大程度

上取决于钻孔和注浆的质量。一台Z? GP150履 图2 管棚超前支护工序流程图 带型管棚钻机两班作业，每班劳动力组织为：技术人员2人、领工员1人、班长1人、钻工3人、修理工1人、电工1人、电焊工1人，合计10人/班×2班=20人。 2.5 主要材料计划（见表1）

表1 隧道22m管棚主要工程数量表

2.6 管棚施工工序

管棚施工主要工序有开挖支护边坡、仰坡；施作导向墙；钻孔；清空；验孔；安装管棚钢管；注浆。

2.6.1 边仰坡开挖支护

2.6.1.1洞顶截水天沟施工完成后，开始刷边

仰坡。边坡：一级边坡坡率为1:0.75，二级边

坡按照1:0.75刷坡至地面线。仰坡：按照

1:0.75坡率刷坡至地面线。在刷坡过程当中，

采用坡度尺随时控制坡率。

2.6.1.2 边仰坡支护与开挖同步进行，及时施

工锚杆、挂设钢筋网、喷射混凝土及时封闭坡

面。以防围岩风化，雨水渗透而滑塌（见图3）。

2.6.2 施作导向墙 图3 开挖边仰坡

2.6.2.1导向墙施工前按设计放出导向墙里程、中线、标高，定出导向墙及导向管位置。作为长管棚的混凝土导向墙，在衬砌外轮廓线以外施作，导向墙内埋设2榀I20a轻型工字钢架，钢架与导向管焊成整体。为防止钢架在施工时沉降，在拱脚处施作混凝土基座，并预埋可焊接钢筋。

2.6.2.2 导向管安设的平面位置、倾角、外插

角的准确度直接影响管棚的质量。用全站仪以

坐标法在预埋拱架上定出其平面位置；用测斜

仪设定导向管的倾角。导向管牢固焊接在工字

钢架上，防止浇筑混凝土时产生位移。（见图4）

2.6.2.3 导向墙截面尺寸为1.0m×1.0m，内模

为30

×

120㎝钢模板，采用2榀I20工字钢架

支撑，拱脚支撑在混凝土基座上。外模及

挡头板采用5cm 厚木板，挡头板内镶嵌厚1cm 图4 长大管棚导向墙导向管安装 竹胶面板。模板安装、加固好后浇筑C25混凝土，混凝土捣固均匀、密实。

2.6.3 钻孔

2.6.3.1在钻孔前，将所有管棚进行编号，先钻双号孔，待装管及注浆完成后，再钻单号孔，以避免塌孔或漏浆。

2.6.3.2 为了便于安装钢管，开孔钻头直径采用Φ110 mm，钻孔深度大于设计的0.5m。岩质较好的可以一次成孔，钻进时产生坍孔、卡钻，需补注浆后再钻进。

2.6.3.3 钻机开钻时，采取低速低压，待成孔5m后根据地质情况逐渐调整钻速及风压。

2.6.3.4 在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。在钻

进过程中认真做好原始记录，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

探预报和指导洞身开挖的依据。（见图5）

2.6.3.5 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， 图5 管棚钻孔及清孔

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。

2.6.3.6换钻杆时，注意检查钻杆是否弯曲，有无损伤等异常情况，不符合要求的进行更换，以确保正常作业钻孔达到要求深度后，拆卸钻杆，钻机退回原位。

2.6.4 清孔验孔

2.6.4.1用管棚钻机钻杆配合钻头进行来回扫孔，清除浮渣至孔底，确保孔径、孔深符合要求、防止堵孔。

2.6.4.2 用高压风从孔底向孔口清理钻渣。

2.6.4.3 用钻杆检测孔深，测斜仪等检测倾角、外插角。

2.6.5 安装管棚钢管（见图6）

2.6.5.1钢管在专用的管床上加工好丝扣，管棚四周钻8㎜注浆孔，呈梅花形布设，间距15cm。尾部留不钻孔的止浆段450㎝，管头焊成圆锥形，便于入孔。

2.6.5.2 管棚顶进采用大孔引到和管棚机钻进

相结合的工艺，即先钻大于管棚直径的引导孔

（Φ 110mm），然后利用钻机的冲力和推力低速

顶进钢管，也可采用人工配合挖掘机或装载机

顶进。

2.6.5.3 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 图6 安装管棚钢管

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。凿岩机再以冲击压力和推进压力低速顶进钢管。

2.6.5.4 接长钢管应满足受力要求，相邻钢管的接头前后错开1.0m，确保同一横断面内的接头数不大于50%。安装前在地面预先排好然后再依次安装，保证接头分布符合要求。

2.6.6 注浆

2.6.6.1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。由拱部向两侧对称、间

隔进行，无孔钢管作为注浆质量的检查管，检

查注浆质量，并做好注浆记录。

2.6.6.2 水泥浆水灰比为1:1，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。在出现串浆、跑浆

异常情况下，现场根据实际情况采取间隔一孔

或几孔措施进行灌压（见图7）。 图7 管棚注浆

2.6.6.3 采用KBY-50/70液压注浆机将浆液注入管棚内，初压0.5MPa～1.0 MPa，终压2.0 MPa，持压15min后停止注浆。注浆量一般为钻孔圆柱体的1.5倍，在遇到注浆量超限且未达到压力要求情况的时候，采取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。

2.6.6.4 注浆结束后及时清除管内浆液，并用M7.5水泥砂浆充填，增强管棚的刚度和强度。

3 质量控制

3.1 钻孔前，精确测定孔的平面位置、倾角、外插角。并对每个孔按照单、双号进行编号。

3.2 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°～3°，钻机最大下沉量及左右偏移量为钢管长度的1%左右，并控制在20㎝～30㎝。

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。

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。

3.5 掌握好开钻与正常钻进的压力和速度，防止断杆。

3.6 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。 4 结束语

对于隧道洞口的软弱破碎围岩地段、浅埋地段采用长大管棚施工工艺，提前发挥超前支护作用，增加了施工安全度，提高隧道的长其稳定性，具有显著的经济效益和社会效益。在管棚支护下开挖，可减少地表下沉和防止围岩坍塌。管棚钻孔可作为地质预探预报，地质资料可指导洞身开挖提供依据。