新建山西中南部铁路通道ZNTJ-5标段
隧道大管棚
作 业 指 导 书
中铁十七局集团有限公司
山西中南铁路五标项目经理部二分部
二〇一〇年七月
大管棚作业指导书
隧道大管棚
作 业 指 导 书
编制： 审核： 批准：
中铁十七局集团山西中南部铁路通道
ZNTJ-5标项目经理部二分部
目 录
1．编制目的： ................................................ 1
中铁十七局集团山西中南部铁路通道5标项目经理部 I
大管棚作业指导书 2．适用范围： ................................................ 1 3. 职责分工： ................................................ 1 4. 编制依据 .................................................. 1 5. 工程概况 .................................................. 1 6. 施工方法 .................................................. 1
6.1.大管棚施工参数 ........................................... 1 6.2.管棚施工 ................................................. 2
中铁十七局集团山西中南部铁路通道5标项目经理部 II
大管棚作业指导书 大管棚作业指导书
1．编制目的：
指导二分部隧道工程的洞口大管棚施工，保证工程质量和施工安全。
2．适用范围：
二分部设计有洞口大管棚超前支护的工点。
3. 职责分工：
由试验人员检测原材料、成品质量，判明合格后方可用于施工。 由工程部进行施工方法控制，并根据试验结果对施工方案进行改进。
由安质部进行施工质量和安全控制。
4. 编制依据
1、铁路隧道工程施工质量验收暂行标准。 2、铁路隧道工程施工技术指南。 3、隧道施工设计图。 4、隧道实施性施工组织设计。
5. 工程概况
二分部管段隧道10.389km/5座。具体设计概况详见下表。
隧道工程概况表
序号 1 2 3 隧道名称 石楼隧道 谭庄隧道 前王庄3号隧道 长度（米） 8735 447 160 序号 4 5 隧道名称 前王庄2号隧道 前王庄1号隧道 长度（米） 615 432 6. 施工方法
6.1.大管棚施工参数
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大管棚作业指导书 6.1.1、原材料要求
1）导向管：φ140mm，δ=5mm热轧无缝钢管 2）管棚钢管：φ108mm，δ=6mm热轧无缝钢管。 4）导向墙：C25混凝土，厚度100cm，宽度100cm。 6.1.2、 技术参数
1）管距：环向间距3根/m。
2）倾角：钢管轴线与衬砌外缘线夹角1°～3°。 6.2.管棚施工
管棚施工主要工序有：洞口开挖,洞口初支防护,锚桩加固底脚,拱架定位架设连接固定及锚固固定, 预埋导向管定位焊接,导向墙挂模浇筑，搭设平台，安装钻机，钻孔，安装管棚钢管，管内外注浆。
管棚施工工艺流程图见图1。 6.2.1．长管棚及钢筋制作
管棚采用Ф108mm热轧无缝钢管，壁厚6mm，总长30m，在末端的钢管有一端加工成尖形;其它钢管的两端均加工成丝扣，长度为6cm，采用壁厚6mm的外套丝扣连接或采取焊接工艺.同一面上的接头不超过总管数的50％. 除管尾端(与注浆泵相连的一端)有1.5米不加工成泄浆孔外，其它钢管上均加工对穿钢管的泄浆孔，孔径10～16mm,两排孔的间距为15～20cm，相邻两对孔线成垂直状态. 6.2.2.导向墙浇注及导向管预埋
导向墙采用明挖，立拱架灌注砼形成；导向管采用钢拱架定位预埋。 6.2.2.1测量放样
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大管棚作业指导书 采用全站仪对隧道轴线及导向墙施作断面进行细部放样。 6.2.2.2开挖
开挖台阶根据测量放样确定导向墙位置，采用挖掘机配合人工进行施工，开挖过程中应减少对围岩的扰动，留核心土。 6.2.2.3洞口初支防护
对洞口进行喷锚加固,加固参数由现场技术员按照设计图进行交底。 6.2.2.4导向管埋设
开挖后先进行导向管的定位埋设。导向管采用三环钢拱架焊接加固定位。拱架按设计尺寸制作，按设计里程及标高进行安装加固，对前后端导向管焊接点位进行放样，将导向管和定位角钢焊接于拱架上。 6.2.2.5导向墙模板及加固
模板采用木板挂模,对拱架应做适当加固。 6.2.2.6导向墙灌注砼
灌注C25砼,厚100cm,对模板支撑进行观察，发现变形及时处理，确保导向墙的位置。 6.2.3.钻孔
⑴ 施工时，由洞口架设作业平台，钻机放在平台上，用四根斜撑固定在平台上，以减小钻机工作时偏斜，提高施钻精度。为保证钻孔方向,钻机钻速及顶推压力要调到较小位置。
⑵ 钻孔采用管棚钻机。钻孔时，将钻机的钻头接上孔口管，开始施钻。刚开始施工时要低速低压，钻深1m后转入正常转速，压力可升至1.0Mpa。第一根钻杆外露0.2～0.3m时，停止钻进，用两根管钳人工卡紧钻杆（注
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大管棚作业指导书 意不得卡丝扣），钻机低速反钻，脱开钻杆，大臂退回原位，人工装入第二根钻杆，钻机低速送到第一节钻杆尾部，方向对准后联成一体。按
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注浆机 压水检查达到时要求 钢花管、导向墙施作、导向管埋设 搭设钻孔平台，安装钻机 钻管棚孔 钻机上安装钢管， 顶进联接套 顶第一节有孔钢花管棚管 水泥浆 配比选定 顺次顶第二至N节管 棚管（直至设计深度） 管节联接套加工制作 水泥浆拌制 连接管路及密封孔口 压注水泥浆
开挖支护 钻设无花孔管并检查分析效果 超前棚管施工工艺流程图（图1）
此安装第三根、第四根或更多根，直到钻到设计长度。
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大管棚作业指导书 ⑶ 换杆时要注意检查钻杆是否弯曲，有无损伤，中心水孔是否畅通，不合格的及时更换，以保证正常作业。
⑷钻孔过程中遇到软质围岩或流塑状黏土时，应改用低压钻进。 或者采用套管跟管钻成孔。 6.2.4.安装管棚钢管及钢筋笼
引导钻孔钻好后，将钻头退出，钻杆全部卸下，将预先加工好的钢管安装在大臂上，低速推进钢管，其冲击压力控制在18-20Mpa，风压控制在4.0-6.0Mpa。当第一根管推进孔内外露30-40cm时，停止钻进，使顶进的联接套与钢管脱离，大臂退回原位，人工装上第二节钢管，大臂低速钻进，使其对准第一节钢管端部(严格控制角度)，人工持钳进行钢管联接，使两节钢管在联接套处联成一体，钻机再以冲击压力和推进压力顶进钢管。接同样的方法继续加长钢管至设计长度。用小钻头第二次钻进，将管内的残渣清除。
管棚钢管安装好后，放置钢筋笼。钢筋笼分节制作，在工作面逐节焊接起来，直至与钢管同长。 6.2.5、管棚钢管注浆 6.2.5.1压水试验
压水试验的目的主要是测定岩层吸水性，核实围岩渗透性，为选择泵压、浆液配合比作参考，同时检查管路及止浆塞效果。开泵前应先浆吸浆管伸入水桶，待泵吸水性正常时，关闭注浆球阀，观测泵压。压力表正常时，持续5min不出故障即可。 6.2.5.2水泥砂浆的配制
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大管棚作业指导书 浆液采用水泥砂浆注浆（水泥浆水灰比为1：1），浆液配合比需进行现场注浆试验，根据实际情况确定注浆参数。 6.2.5.3注浆施工操作要求及注意事项
①检查各种机具，进行试运转。
②准确测定孔位，按照设计的外插角采用钻机顶入，其顶入长度不小于管长的95％。
③注浆过程中根据地质情况等控制注浆压力，注浆压力一般为0.7-1.0MPa，注浆终压为注浆压力的2－3倍，注浆压力应逐步升高，达到终压并继续注浆10min以上，进浆量为20-30l/min；注浆结束后用M30砂浆填充钢管，以增强管棚的强度。注浆过程中设专人做好记录。注浆达到需要的强度后方可进行开挖。
④注浆过程中严格控制注浆压力，防止引起地面隆起，注浆顺序由拱脚向拱部逐管注浆。
⑤注浆施工期间定期对地下水取样检查，如有污染采取相应措施。
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