目录
1、适用范围： ........................................... 1 2、作业准备： ........................................... 1 2.1内业技术准备....................................... 1 2.2 外业技术准备 ...................................... 1 3、技术要求 ............................................. 1 4、工艺流程 ............................................. 3 图1 超前大管棚施工工艺流程图 ........................ 3 5、施工要求 ............................................. 3 5.1管棚钻孔 .......................................... 3 5.2 管棚顶管施工 ...................................... 5 5.3配制浆液 .......................................... 6 5.5严格注浆施工作业现场控制，保证注浆质量 ............. 8 5.6 管棚注浆施工的结束标准 ............................ 9 6、劳动组织 ............................................. 9 表1 作业人员配备表 ................................... 9 7、材料要求 ............................................ 10 8、设备机具配置 ........................................ 10 表2 机械设备配置表 .................................. 10 9、质量控制及检验 ...................................... 10 表3 管棚钻孔允许偏差 ................................ 10 表4 钢架安装允许偏差 ................................ 11
1
中铁十一局集团有限公司贵南铁路GNZQ-6标 隧道管棚作业指导书
10、安全环保要求 ....................................... 11 10.1安全要求 ........................................ 12 10.2 环保要求 ........................................ 12
2
中铁十一局集团有限公司贵南铁路GNZQ-6标 隧道管棚作业指导书
隧道管棚作业指导书
1、适用范围：
本作业指导书适用于(DK329+074-DK362+872.7)贵南高铁广西段GNZQ-6标所有隧道正洞、附属坑道超前大管棚、超前中管棚的施工。施工前根据超前地质预报和现场实际情况确定的围岩级别进行施作。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、作业准备：
2.1内业技术准备
组织技术人员认真学习、领会实施性施工组织设计，阅读、审核贵阳至南宁高速铁路施工图有关技术要求、问题，熟悉《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10753-2010）、《高速铁路隧道工程施工技术规程》（Q/CR9604-2015）及《铁路隧道工程施工安全技术规程》（TB10304-2009）等文件有关管棚施工的内容。
依据《铁路隧道工程施工安全技术规程》（TB10304-2009），结合现场施工作业条件，制定相应安全保证措施及应急预案。对参加施工人员进行管棚施工技术交底、安全交底，告知危险源以及相应的应急措施，并进行岗前技术、安全培训，考核合格后持证上岗。
2.2 外业技术准备
洞口开挖及边、仰坡防护完成，施工平台刷方到位。进场材料试验检测合格，注浆配合比设计完成。钻孔、注浆设备进场，并验收合格，作业人员经进场培训，并考试合格。施工所需电力线路架设已完成，满足机械所需电力供应需求，若不满足，需配备发电机。
3、技术要求
3.1 大管棚设计
①导向管：外径φ133mm，壁厚δ=5mm 热轧无缝钢管，长度1m，环向间距 400mm；
1
中铁十一局集团有限公司贵南铁路GNZQ-6标 隧道管棚作业指导书
②管棚钢管：外径 φ108mm，壁厚δ=6mm 热轧无缝钢管； ③导向墙：洞口及洞身明暗分界处超前大管棚导向墙：采用 C20 混凝土，截面尺寸为 1m×1m。本线在隧道进出口明暗交界处设计超前Φ108大管棚，进口长35m，共50根；出口长35m，共50根；
④倾角：外插角 1°～3°为宜，可根据实际情况作调整； ⑤注浆材料：a水泥浆液水灰比：0.5：1～0.8:1（重量比）； b 注浆压力：1.0～2.0MPa。注浆前应进行现场注浆试验，根据实际情况调整注浆参数。
⑥为提高导管的抗弯能力，可在导管内增设φ18钢筋笼，钢筋笼由四根φ18主筋和固定环组成，固定环采用短管节，与主筋焊接，按1m间距设置。
⑦管棚设置范围：拱部 150°范围。
3.2 中管棚设计参数：
①钢管规格：热轧无缝钢管及钢花管，外径76mm，壁厚5mm。每节钢管两端均预加工成外丝扣，以便连接接头钢管；
②管距：环向间距 40cm；
③倾角：外插角 10°～15°，具体根据实际情况调整； ④钢管施工误差：径向不大于 20cm，相邻钢管之间环向不大于10cm；
⑤钢花管上钻注浆孔，孔径 8～10mm，孔间距 10～20cm。呈梅花型布置，前端加工成锥形，尾部长度不小于 30cm；
⑥注浆材料：水泥净浆，注浆参数如下：
a 水泥浆水灰比：0.5:1～0.8:1（质量比）或根据现场确定。 b 注浆压力：0.5～1.0MPa。注浆前应进行现场注浆试验，根据实际情况调整注浆参数。
2
中铁十一局集团有限公司贵南铁路GNZQ-6标 隧道管棚作业指导书
⑦管棚搭设并注浆完成后，在管内灌筑 M10 水泥浆，并保证密实；
⑧中管棚长度一般为9m一环，两环之间搭接长度不小3m。 ⑨洞身中管棚每环单根长9m，Ⅳ级围岩6榀型钢设置一环，Ⅴ级围岩 11 榀型钢设置一环，搭接长度不小于3m。
⑩为保证中管棚支护效果，尽量减小管棚的外插角，可在型钢钢架腹部开孔以穿管棚，也可采用一榀格栅钢架替代需开孔的型钢钢架，钢架管尾部应与钢架焊接。
3.3 所有管棚施工时，先打设钢花管并注浆，然后再打设钢管。以便检查钢花管注浆质量。
4、工艺流程
图1 超前大管棚施工工艺流程图
安放钢筋笼 下一根管棚钻进 钻进结束 继续钻进安装至设计长度 钻杆退回原位 一节管棚体安装结束 接长管棚 管棚钻机就位 开挖周边放样布孔 钻进＋管棚体安装
注浆 隧道开挖3 中铁十一局集团有限公司贵南铁路GNZQ-6标 隧道管棚作业指导书
5、施工要求
5.1管棚钻孔
（1）为保证成孔质量，防止邻孔钻进时前面的成孔坍塌，钻孔间隔进行。先钻奇数孔，后钻偶数孔，成孔直径为φ133mm，以便顺利安装φ108×6mm钢花管。即采用大引导孔施工，最大程度上克服在顶管施工作业中送管难的情况发生。
（2）施作长管棚时（φ108×6mm），打孔角度洞口段为1°～3°，环向间距40cm，每根长40m（每节长9m，采用长121cm套管连接），施作时每段应交错搭接3m，钢管上按间距15cm梅花形钻10mm的小孔。第一节钢管顶端做成锥型，以便顶进。φ108×6mm钢管采用4.0m和6.0m两种规格，奇数孔首根4.0m，偶数孔首根6.0m，其余的均为6.0m，以避免钢管接头在同一断面上。钢管采用套管联接。
（3）为了确保钻杆接头有足够的强度、刚度和韧性，钻杆连接套应与钻杆材质一致，两端加工内螺纹（配合钻杆首位端外螺扣），连接套的壁厚≥10mm。为防止钻杆在推力和振动力的双重作用下，上下颤动，导致钻孔不直，钻孔时，应把扶直器套在钻杆上，随钻杆向前钻进向前平移。
（4）钻机立轴方向必须准确控制，在浇注好的套拱上标出孔位和孔号，孔号分为奇数孔和偶数孔，奇数孔采用无缝钢管，偶数孔采用梅花钢管。奇数孔成孔后及时安装钢花管或无孔钢管，压注水泥浆。偶数孔成孔后也必须立即安装钢管，防止塌孔，同时偶数孔的施工一方面可以检查奇数孔注浆质量，另一方面也可以进行补充注浆，提高注浆加固围岩的效果。
（5）施钻时，台车大臂必须顶紧在掌子面上，以防止过大颤动
4
中铁十一局集团有限公司贵南铁路GNZQ-6标 隧道管棚作业指导书
影响施钻精度。
（6）钻机开孔时的钻速宜采用低速，钻进20cm后转入正常钻速。 （7）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，钻机低速反转，脱开钻杆。钻机沿导轨复位，再装入第二根钻杆。
（8）引导孔的孔径较管棚钢管外径大15～20mm，孔深较管长长0.5米以上。
5.2 管棚顶管施工
（1）顶管工艺:根据快速施工的要求，决定采用大引导孔和棚管钻进相结合的工艺，及先钻大于钢管外径的引导孔，然后利用钻机的冲击和推力（顶进管棚时凿岩机不使用回转压力，不产生扭矩）将安有工作管头棚管沿引导孔顶进，逐节接长管棚，直至孔底。
（2）管件制作：管棚采用Φ108(Φ89、Φ76）的无缝钢管，钢管采用3m、6m管节逐段接长，连接接头采用厚壁箍，上满丝扣，丝扣长度为15cm；为保证受力均匀性，钢管接头应纵向错开，偶数第一节用3m，奇数第一节用6m，以后各节均用6m。管棚入土长度为24m。管棚接长时先将前一根钢管顶入钻好的引导孔后再行连接。第一根钢管前段要焊上合金钢片式空心钻头，以防止端部顶弯或劈裂。
（3）清孔检查钻孔合格后，安装钢管，应每钻完1孔便顶进1钢管，钻进中应经常采用测量仪量测钢管钻进的偏斜度，发现偏斜超过设计要求及时纠正。接长管件应满足管棚受力的要求，相邻管的接头应前后错开，避免接头在同一个断面受力。
（4）顶管作业：将钢管安放在台车大臂上后，凿岩机对准已钻好的引导孔，低速推进钢管，其冲击力控制在18～20MPa，推进压力控制在4.0～6.0MPa。
5
中铁十一局集团有限公司贵南铁路GNZQ-6标 隧道管棚作业指导书
（5）接管：当第一根钢管推进孔内，孔外剩余30～40cm 时，开动凿岩机反转，使顶进联接套与钢管脱离，凿岩机退回原位，大臂落下，人工装上第二节钢管，大臂重新对正，凿岩机缓、慢、低速前进对准第一节钢管端部（严格控制角度），人工持链钳进行钢管联接，使两节钢管在联接套处联成一体。凿岩机再以冲击压力和推进压力低速顶进钢管。根据管棚设计长度，按同样方法继续接钢管。
（6）封闭钢管尾部先用麻布条封堵管棚钻孔空隙，后用环形楔环顶紧，最后用电焊将楔形环焊接在管棚上。
（7）管棚管补强：为了加强管棚的刚度和强度，按设计将管棚钢管全部打好后，先用钻头掏尽钢管内残渣，进行棚管补强。
5.3配制浆液
（1）水泥浆的搅拌应在高速搅拌机内进行，严格按照施工配合比进行投料，在钢管中注水泥净浆液，其配比为水：水泥=0.5:1～0.8:1。当围岩破碎、地下水发育，为调凝需要可部分采用水泥浆-水玻璃双液浆，浆液强度等级不小于M10。
（2）搅拌水泥浆的投料顺序：在放水的同时，将缓凝剂、外掺剂在水中按一定比例加入，搅拌溶解，再将需要的水泥倒入，搅拌2～3min。
（3）制备水泥浆或稀释水玻璃时，严禁水泥块或纸片进入浆液，放浆进入储浆桶时要用滤网过滤，以防止堵塞注浆泵。
（4）做好配置浆液的施工记录，并且在注浆过程中要做好注浆记录，为分析注浆效果提供依据。
（5）配置好的浆液存放在由低速搅拌器的储浆罐内，防止浆液由于存放时间稍长产生沉淀、离析等现象。
5.4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
6
中铁十一局集团有限公司贵南铁路GNZQ-6标 隧道管棚作业指导书
ZJ-400高速制浆机拌制。
（2）注浆材料：注浆材料为净水泥浆。
（3）采用注浆机将水泥浆注入管棚钢花管内，一般注浆压力为1.0～2.0Mpa;单孔注浆结束标准为注浆压力逐渐升高至设计终压并继续注浆10min以上。注浆应满足设计要求，一般为钻孔圆柱体的1.5倍；若注浆量超限，未达到设计要求，应调整浆液浓度继续注浆，确保钻孔周围岩体与钢管周围空隙充填饱满。管棚注浆顺序原则上遵循着“先两侧后中间”、“跳孔注浆”、“由稀到浓”的原则。注浆施工由两端管棚钢管开始注浆，跳孔进行注浆施工，向隧道拱顶钢管方向推进，开始时注浆的浆液浓度要低一些，逐渐加浓至设计浓度。这样做法有利于注浆的浆液向拱顶方向扩散，而且促进浆液的致密程度，利于防渗的要求。孔号为偶数的管棚完成后，对这部分管棚进行注浆。长管棚注浆按固结管棚周围有限范围内的土石设计，浆液扩散半径不小于0.5m，注浆采用分段注浆
（3）注浆控制要点
①为了保证管棚注浆施工作业顺利进行和保证管棚施工质量和安全，注浆前应做好止水止浆墙的施工：为防止注浆薄弱地段地下水涌出作业面及注浆时跑浆，注浆地段的起始处掌子面应喷射20CM厚混凝土（加单层钢筋网）。此后，每个注浆段终止处留出3米厚围岩作为止浆岩盘。
②注浆孔位要准确，定位偏差应小于5cm，孔底偏差不大于孔深的1%～2%。顶管施工作业过程中会使管内混入一些碎石和碎屑，在注浆施工前一定要用高压风水进行吹洗，如果管内仍有较大的碎石，应采用小于钢管内径的钻头，利用凿眼台车钻进将其钻碎，吹洗干净。
③拌浆时严禁纸屑等杂物混入浆液，拌好的浆液要过滤，未经过
7
中铁十一局集团有限公司贵南铁路GNZQ-6标 隧道管棚作业指导书
滤的浆液严禁进入泵体，以防堵塞。注浆过程中，要时刻注意泵口及孔口的压力变化情况，发现问题及时处理。双液注浆时，要经常测定混合气候的浆液的凝结时间，防止由于泵及管路故障，造成浆液比例改变而发生事故。注浆过程中，如发现孔口及工作面漏浆，要采取封堵，缩短凝胶时间及采用间歇注浆方式。做好钻孔、注浆记录，为分析注浆效果提供依据。注浆结束后，要彻底的清洗泵体和管路，以保证下次注浆安全顺利进行。
④注浆施工过程中如发现掌子面漏浆，应及时用麻布进行封堵。 ⑤.注浆结束：进浆量小于20～25L/min；注浆压力逐步升高，达到设计终压后稳定10min以上；注浆结束后采用1：1水泥砂浆填充无缝钢管。完成长管棚注浆施工后，在管棚支护的保护下，按设计的施工步骤进行开挖。
5.5严格注浆施工作业现场控制，保证注浆质量
注浆施工作业中，浆液注入的压力是一个最为关键的现场施工过程控制因素。根据流量计显示的孔口压力变化可以判断注浆施工的基本发展状况，并及时采取相应措施。
（1）压力逐渐上升，但达不到设计要求的压力。原因分析是：浆液浓度低、凝胶时间较长、浆液在碎石中形成劈裂脉或者是部分浆液溢出。此时应适度加大浆液浓度、小时间间隔注浆。
（2）注浆开始后压力不上升，甚至离开初始压力呈下降的趋势。原因分析是：表明浆液已经外溢。此时应该采取大浓度浆液和较低注入速度，如果情况无改变，则应先停止注浆。
（3）注浆压力上升后突然下降，表明浆液从注浆管周围溢走，或者是注入速度过大，扰动碎石岩层，或遇到空隙薄弱部位。此时应适度降低注入速度。
8
中铁十一局集团有限公司贵南铁路GNZQ-6标 隧道管棚作业指导书
（4）压力反复升降，但总趋势呈上升态势。原因分析：由于注浆浆液的凝胶时间较短。此时应该是度调长浆液凝胶时间。
（5）压力上升很快，而注入速度上不去。原因分析：表明注浆岩层较为密实或者浆液的凝胶时间太短。
（6）压力有规律上升，即使达到容许压力时，注浆速度也比较正常，这表明注浆施工作业是成功的。
（7）压力上升后又下降，然而后来压力又再度上升，并达到设计的要求值。这可以认为该种情况的空隙部位已被浆液填满，此种情况也是成功的。
5.6 管棚注浆施工的结束标准
（1）单孔注浆结束条件。注浆过程中只要满足以下两个条件之一，即可认为单孔注浆达到设计的要求并可结束注浆施工。单孔注浆结束条件：a、注浆压力达到注浆设计所规定的终压+0.5MPa。b、单孔注浆量达到设计注浆量的80%以上。注浆量的计算公式如下：
Q=A×β=л×R×L×β 式中：Q---总注浆量（M3）； A---注浆范围岩层体积（M3）；
β---填充率，根据图纸及岩石地层的情况而定。 R---注浆半径（M）； L---注浆长度（M）。
（2）全地段结束条件：所有注浆孔均以符合单孔注浆结束条件，无漏注浆的情况。
6、劳动组织
管理人员：作业队长1人，技术主管1人，副队长1人，技术员2人，质检员3人，试验员2，安全员2人。
作业人员：见下表；
9
中铁十一局集团有限公司贵南铁路GNZQ-6标 隧道管棚作业指导书
表1 作业人员配备表
工种 人数 合计 钢筋工 砼工 4 38 6 电工 电焊工 风钻工 2 2 6 木工 2 普工 4 试验工 1 测量工 2 机械司机 6 汽车司机 2 修理工 1 7、材料要求
管棚、浆液等应符合设计及验标要求。 8、设备机具配置
表2 机械设备配置表
设备名称 凿岩台架 气腿式凿岩机 挖掘机 电动空压机 电动空压机 内燃空压机 风镐 潜孔地质钻机 装载机 注浆机 压浆机 型钢弯曲机 钢筋调直机 交流电焊机 闪光对焊机 柴油发电机 GPS接受机 全站仪 水准仪 水准仪 数量 2 25 1 3 1 1 5 1 1 1 1 1 1 4 1 1 1 1 1 1 自制 沈阳风动工具厂 加腾公司 浙开山集团 龙工 制造商名称 YT-28 KOTO0820 20m 10m 12m G10 S200 ZL-50F S120-T TH-2 200T GTJ4-14 BX3-300 200KW SET2100 DZS2 DZS3 333型号和功率 9、质量控制及检验
（1）管棚钻孔允许偏差及钢架安装允许偏差见标准见表3、表4。此外，长管棚应注意两次循环之间的搭接，大管棚长度不宜小于2m，
10
中铁十一局集团有限公司贵南铁路GNZQ-6标 隧道管棚作业指导书
两相邻接头不允许出现在同一断面内。
表3 管棚钻孔允许偏差
序号 1 2 3 项 目 方向角 孔口距 孔 深 允 许 偏 差 1 ±50mm ±50mm ο表4 钢架安装允许偏差
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 项 目 间距 横向 高程 垂直度 保护层和表面覆盖层厚度 钢架周边拼装 平面翘曲 钢架节点焊接长度 钢架的混凝土厚度 钢架的混凝土表面覆盖层厚度 允许偏差 ±100mm ±50mm ±50mm ±2 -5mm ±3cm 小于2cm 大于4cm 不得小于4cm 不得小于3cm ο（2）顶进过程应随时注意防止堵孔、坍孔。
（3）注浆前，必要时对开挖面及5m范围内的坑道喷射厚50～100mm 的砼封闭作为止浆墙。
（4）注浆过程应随时注意注浆压力的变化，压力达到设计值且注浆量也与设计相符后，即可停止注浆。
（5）注浆结束后，再钻孔检查注浆效果是否达到设计要求，如未达到应根据实际情况调整注浆参数进行补孔注浆。
（6）注浆后至开挖前时间的间隔，根据浆液种类控制在4～8h。在管棚相接处开挖时保留1.5～2.0m的止浆墙，以防止注浆时孔口跑浆。
（7）整个过程中做好记录，内容包括打孔的角度、间距、深度、
11
中铁十一局集团有限公司贵南铁路GNZQ-6标 隧道管棚作业指导书
钢管的长度、注浆压力、注浆数量、起止时间等，作为后续施工调整注浆参数依据。
10、安全环保要求
10.1安全要求
（1）加强对围岩进行动态监控量测，实行信息化管理，科学地组织施工；
（2）拆卸钻杆时，要有统一指挥、明确联络信号，扳钳卡钻方向应正确，防止管钳及扳手打伤人；
（3）钢管内注浆时，操作人员应戴口罩、眼镜和胶手套； （4）要有良好的照明条件。
10.2 环保要求
（1） 环境保护做到全面规划，合理布局，综合治理，化害为利。 （2）隧道弃碴按设计碴场弃置，按设计要求用浆砌片石进行支挡防护;未设计支挡防护的坡面加土壤种植草皮、树木进行绿化。弃碴场进行复耕或绿化。
（3）水泥采用罐装或袋装运输。
（4）施工用的废水、生活污水，利用临时排水系统及永久性排水设施排至污水坑内，经处理达到允许排放标准后再进行排放。废弃物采用车辆运输的方法，整齐合理地堆放在图纸或监理工程师指定的地方深埋覆盖。
（5）工程用料根据具体情况，堆放在施工场地和征地线内，不影响农田耕种和污染环境。每道工序施工时做到工完料清，并对场地进行及时清理，保证施工场地整洁。
（6）在筑路材料和弃土弃碴的运输过程中，根据需要定时对施工便道洒水，以消除灰尘。
12
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容