新建铁路蒙西至华中地区铁路煤运通道工程mhtj-9标段隧道工程。
编号：mhtj-9-sdzy-05
管棚施工作业指导书。
单位： 中铁隧道集团****
mhtj-9标段项目经理部
编制。审核。
批准。2023年12月13日发布 2023年12月14日实施。
1. 概述。
超前管棚一般使用于隧道洞口、洞身断层、浅埋段及软弱围岩段。
管棚设计常见为φ108管棚及φ89管棚，配合钢筋笼使用。
管棚一般配合混凝土导向墙施工，确保施工精度。
管棚分管棚注浆多采用水泥净浆。
2. 施工方法。
2.1施工工艺。
施工准备→测量放样→导向墙施工→钻机就位→钻孔、清孔、安装管棚钢管→二次清孔→安装钢筋笼→注浆。
2.2工序说明。
1、施工准备。
检查设备、材料、机具、作业环境是否满足施工需求。
检查管棚材料型号、规格、尺寸符合要求。
检查边仰坡防护施工是否完成，施工现场安全防护是否到位。
2、测量放样。
测量人员根据附近复测后的控制桩按技术交底进行测量放样，对导向墙的钢拱架位置、导向管及模板进行准确定位并测定高程，做好测量标记。
3、导向墙施工。
混凝土护拱作为长管棚的导向墙，在开挖廓线以外拱部120°～135°范围内施作，断面尺寸为1.0 m×1.0m，导向墙两侧拱脚设置平面尺寸1.
5m×0.6m大拱脚，以增加受力；导向墙内埋设钢支撑，钢支撑与管棚导向管连接成整体；导向墙环向长度根据隧道洞口断面确定，要保证其基础稳定性。见图.
3。图2.1 超前大管棚横断面布置图。
图2.2 超前大管棚纵断面布置图图2.3 导向墙工字钢正面布置图。
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，用全站仪以坐标法在工字钢架上定出其平面位置；用水准仪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、钻机就位。
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。
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。
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，确保钻机钻杆轴线与孔口管轴线相吻合。
5、钻孔、清空。
为了便于安装钢管，钻头直径采用φ127mm。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。
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。
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**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，作为洞身开挖时的地质**预报参考资料，从而指导洞身开挖。
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。
用高压风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。
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1.1m处的棚管不钻孔)，孔间距15cm，呈梅花型布置，管头焊成圆锥形，便于入孔。见图5.4。
棚管顶进采用钻进顶进，直至安装完成，奇数孔第一节为6m，偶数孔第一节为4m。
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。
图2.4 钢花管（管棚）示意图。
7、二次清孔。
用高压风从孔底向孔口二次清理钻渣。
8、安装钢筋笼。
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1.1m处的棚管不钻孔)，孔间距15cm，呈梅花型布置，管头焊成圆锥形，便于入孔。见图5.4。
棚管顶进采用钻进顶进，直至安装完成，奇数孔第一节为6m，偶数孔第一节为4m。
9、注浆。按设计安装好钢花管、放入钢筋笼后即对孔内注浆，浆液由高速制浆机拌制。
注浆材料采用m20 水泥浆或水泥砂浆。
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“奇数”号孔，再灌注“偶数”号孔。
3 作业标准。
管棚位置、导向管安装精度、钻孔深度及外插角控制必须满**底要求。
管棚与岩面的夹角为外插角1°~3°，外插角的允许偏差为1°，施工中应严格控制钻机下沉量及左右偏移量。
严格控制钻孔的平面位置，管棚不得侵入隧道开挖线内，相邻的钢管不得相撞和立交。
管棚采用热轧无缝钢管制作，钢管内安装钢筋笼。钢管直径符合设计要求，一般为直径70～180mm，钢管中心间距宜为管径的2～3倍。管棚长度应根据地层情况选用，一般为10～40m。
管棚的终端位置应达到防护对象的长度加上因开挖而造成的开挖工作面松弛范围的长度。纵向两组管棚的搭接长度应符合设计要求并应不小于3m。
混凝土进场后测试坍落度，坍落度14～18cm，留置抗压试件一组。
管棚长度、间距、设置范围，必须符合要求。
管棚注浆浆液强度和配合比必须符合设计要求，浆液应充满钢管及周围空隙，注浆量和注浆压力满足要求。
4 注意事项。
钻孔前，精确测定导向管的平面位置、倾角、外插角，并对每个孔进行编号。
经常量测孔的斜度，发现误差超限及时纠正，至终孔仍超限应封孔，原位重钻。
掌握好开钻与正常钻进的压力和速度，防止断杆。
管棚钻机应具备可钻深孔的大扭矩，又要有能破碎地层中坚硬孤石的高冲击力。应能准确定位，具有可多方位钻孔、深孔钻进精确度高，轻便、移动灵活等特点。
施工用电必须电工操作，严禁工人私自接拉电线。
施工现场坚持“工完、料尽、场地清”，施工机具集中整齐堆放。
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