目 录
1、适用范围 ........................................................ 1 2、作业准备 ........................................................ 1 3、技术要求 ........................................................ 1 4、施工程序与工艺流程 .............................................. 1 5、施工控制要点 ................................................... 11 6、劳动力组织 ..................................................... 12 7、材料要求 ....................................................... 12 8、机具配备 ....................................................... 12 9、质量要求 ....................................................... 12 10、安全与环保 .................................................... 14
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超前长管棚作业指导书
1、适用范围
适用于新建怀化至邵阳至衡阳铁路隧道工程洞口或洞身段长管棚施工。
2、作业准备
⑴施工前应充分掌握隧道设计图纸及相关文件内容，并及时与现场进行核对。进行施工技术交底，作业人员应进行岗前培训和安全教育，特殊工种的作业人员应持证上岗。
⑵施工机械配备应满足正常施工需求。
⑶开挖前应完成注浆用浆液配比设计；所用钢材进场、检测等工作。 3、技术要求 3.1技术指标
管棚根数、入孔深度和注浆效果达到设计要求，加固围岩，确保隧道进洞和洞身开挖安全。
3.2技术标准
⑴管棚钢管采用外径为φ108mm、φ89mm，壁厚满足设计要求的无缝钢管。
⑵管棚长度、环向间距、外插角度、布置范围、注浆参数均遵照设计要求执行。
4、施工程序与工艺流程 4.1施工工艺流程图
⑴洞口段长管棚施工程序与工艺流程见图1、2、3。 ⑵洞身段长管棚施工程序及工艺流程图见图4、5、6。
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施工准备
无孔管施工、注浆检测 钢管充填注浆 补孔、插套管 不合格 注浆 合格 进入下一道工序 综合检查、注浆 安装Φ108管棚 浆液运输 测斜仪控制钢管偏斜度 安装钻杆、套管 设置拌合站 管孔复测 注浆材料进场、试验 固定孔口管 测量定位 安装套拱钢架 立模浇注套拱 管棚钻机就位 浆液配合比设计 钻进成孔 浆液拌制 图1 洞口段长管棚施工工艺流程图
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管棚验收 中铁隧道集团有限公司
图2 洞口段长管棚立面示意图
图3 洞口段长管棚纵断面示意图
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补孔、插套管 测斜仪控制钢管偏斜度 施工准备 注浆材料进场、试验 测量定位 浆液配合比设计 管棚钻机就位 设置拌合站 安装钻杆、套管 浆液拌制 钻进成孔 浆液运输 安装Φ89管棚 综合检查、注浆 注浆 进入下一道工序 无孔管施工、注浆检测 钢管充填注浆 管棚验收 图4 洞身段长管棚施工工艺流程图
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图5 洞身段长管棚立面示意
图6 洞身段长管棚纵断面示意图
4.2 施工程序 4.2.1长管棚设计参数
⑴洞口段长管棚设计在隧道进出口明暗交界处，设计参数如下： ①导管规格：热轧无缝钢管φ108mm，壁厚6mm，每节长度4~6m，钢管间用丝扣连接；
②管距：环向间距40cm；
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③倾角：外插角1°～3°为宜，可根据实际情况作调整； ④注浆材料：1：1水泥浆液； ⑤设置范围：拱部120°范围； ⑥长度：长管棚长度一般为10～60m。 ⑵洞身段长管棚设计参数：
①导管规格：热轧无缝钢管φ89mm，壁厚5mm，钢管间用丝扣连接； ②管距：环向间距40cm；
③倾角：外插角不大于12°为宜，可根据实际情况作调整； ④注浆材料：1：1水泥浆液； ⑤设置范围：拱部120°范围；
⑥长度：管棚长度一般10m一环，两环之间搭接长度不小于3m。 4.2.2洞口段长管棚施工方法 ⑴施作套拱
套拱作为长管棚导向墙设在洞口段明洞衬砌外轮廓线以外施作，套拱施工模板可采用钢模或木模。套拱砼内埋设两榀I18工钢钢架，钢架间距50cm，钢架间焊接连接钢筋。同时安装φ140mm导向钢管，固定钢筋与孔口管采用双面焊接，焊接长度大于5d，防止浇筑砼时产生位移，导向墙示意图见图7。套拱基础承载力必须达到设计要求。套拱砼浇完后及时进行养护。施工中特别注意：
①套拱基础必须稳定，保证地基承载力达到设计要求。保证管棚施工过程中套拱不偏移、不下沉，必要时增加一些临时支撑。并对拱顶进行监控量测，对量测数据及时上报，保证管棚施工安全。
②砼套拱作为长管棚导向墙必须在明洞外轮廓以外施作，需严格放线、定位测量，保证开挖施工净空，二衬（明洞）净空及厚度。
③孔口管作为长管棚导向管，它安设的平面位置、倾角、外插角的准确度直接影响管棚质量。焊接固定它前需用全站仪以坐标法在工字钢架上
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定出其平面位置，用水准尺配合坡度孔口管倾角，用前后差距法测定孔口管外插角。孔口管外插角，用全站仪或水平尺量测钢管钻进的偏斜度。孔口管牢固焊接在工字钢上，防止浇筑砼时产生位移。
图7 导向墙纵断面示意图
⑵搭钻孔平台安装钻机
①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2-3台钻机由高孔位向低孔位进行。
②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。
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，确保钻机钻杆轴线与孔口管轴线相吻合。
⑶钻孔
①为了便于安装钢管，钻头直径采用127mm。
②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。
③钻机开钻时，应低压慢转，待成孔10m后可根据地质情况逐渐调
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整钻速及风压。
④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，及时处理钻进过程中出现的事故。
⑤钻进过程中确保动力器、扶正器、合金钻头按同心圆钻进。 ⑥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测预报参考资料，从而指导洞身开挖。
⑷清孔验孔
①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。
②用高压风从孔底向孔口清理钻渣。 ③用测斜仪等检测孔深、倾角、外插角。 ⑸安装管棚钢管
①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,孔间距15～20cm，呈梅花型布置,尾部留不小于100cm不钻孔的止浆段。管头焊成圆锥形，便于入孔，钢花管示意图见图8、9。
图8 钢花管示意图
图9 钢花管展开示意图
②棚管顶进采用装载机或挖掘机和管棚机钻进相结合的工艺，即先钻大于棚管直径的引导孔(Φ127 mm)，然后用装载机或挖掘机在人工配合下
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顶进钢管。
③接长钢管应满足受力要求，相邻钢管的接头应前后错开。顶进时，采用6m和4m节长的管节交替使用，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。
⑹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ZJ-400高速制浆机拌制。
②注浆材料：注浆材料为1：1水泥浆。
③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“单”号孔，再灌注“双”号孔。 4.2.3洞身段长管棚施工方法 ⑴搭钻孔平台安装钻机
①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2台钻机由高孔位向低孔位进行。
②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。
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，确保钻机钻杆轴线与孔口管轴线相吻合。
⑵钻孔
①为了便于安装钢管，钻头直径采用Φ110mm。
②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
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再钻进。
③钻机开钻时，应低压慢转，待成孔10m后可根据地质情况逐渐调整钻速及风压。
④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，及时处理钻进过程中出现的事故。
⑤钻进过程中确保动力器、扶正器、合金钻头按同心圆钻进。 ⑥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测预报参考资料，从而指导洞身开挖。
⑶清孔验孔
①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。
②用高压风从孔底向孔口清理钻渣。 ③用测斜仪等检测孔深、倾角、外插角。 ⑷安装管棚钢管
①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,孔间距15～20cm，呈梅花型布置,尾部留不小于100cm不钻孔的止浆段。管头焊成圆锥形，便于入孔，示意图见图10、11。
图10 钢花管示意图
图11 钢花管展开示意图
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②棚管顶进采用装载机和管棚机钻进相结合的工艺，即先钻大于棚管直径的引导孔(Φ110 mm)，然后用装载机在人工配合下顶进钢管。
③接长钢管应满足受力要求，相邻钢管的接头应前后错开。顶进时，采用6m和3m节长的管节交替使用，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。
⑸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ZJ-400高速制浆机拌制。
②注浆材料：注浆材料为1：1水泥浆。
③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“单”号孔，再灌注“双”号孔。 5、施工控制要点
⑴钻孔前，精确测定孔的平面位置、倾角、外插角，并对每个孔进行编号。
⑵洞口长管棚钻孔外插角1°～3°以为宜，洞身长管棚钻孔外插脚不大于12°，工点应根据实际情况作调整。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°～1.5°。施工中应严格控制钻机下沉量及左右偏移量。
⑶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。
⑷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。
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⑸掌握好开钻与正常钻进的压力和速度，防止断杆。
⑹洞口长管棚必须在洞身开挖前完成。洞口开挖时应预留管棚施工台阶，搭设管棚施工工作室，钻机脚手架平台应支撑在稳固的地基上。在软弱围岩地段，立柱底应加设垫板或垫梁。
⑺在施作长管棚预支护的过程中应设置必要的监测项目，根据监测反馈信息及时采取相应的措施以保证施工安全和施工质量。
6、劳动力组织
钻机操作工3～6人，管棚加工2人，钢管顶进8人，注浆6人。 7、材料要求
管棚所用钢管进场必须按批抽取试件作力学性能（屈服强度、抗拉强度和伸长率）和工艺性能（冷弯）试验，其质量必须符合国家有关规定及设计要求。
管棚所用钢管的品种和规格必须符合设计要求。 8、机具配备
结合正常施工需要，管棚施工机械设备配置如下：
管棚钻机1～2台、电动空压机1台、注浆机1台、ZJ-400高速制浆机1台、混凝土拌合站一座、混凝土振动棒2个、钢模板、木模板、J3G-400A型型材切割机1台、型钢弯制机1台、BX1－400型交流弧焊机2台、砼搅拌运输车1辆、ZLC50C装载机1辆。
9、质量要求 9.1 质量验收规范
《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204-2008）
《铁路隧道工程质量验收暂行标准》（TB10417-2003/J287-2004） 9.2 分项验收标准 9.2.1 主控项目
①.管棚所用钢管进场必须按批抽取试件作力学性能（屈服强度、抗
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拉强度和伸长率）和工艺性能（冷弯）试验，其质量必须符合国家有关规定及设计要求。
检验数量：以同牌号、同炉罐号、同规格、同交货状态的钢管，每60t为一批，不足60t按一批计。施工单位每批抽检一次；监理单位按施工单位抽检次数的20%进行见证取样检测或按施工单位抽检次数的10%进行平行检验，至少一次。
检验方法：施工单位检查每批质量证明文件并进行相关性能试验；监理单位检查全部质量证明文件和试验报告，并进行见证取样检测或平行试验。
②.管棚所用钢管的品种和规格必须符合设计要求。 检验数量：施工单位、监理单位全部检查。 检验方法：观察，钢尺检查。 ③.管棚搭接长度应符合设计要求。 检查数量：施工单位、监理单位全部检查。 检验方法：尺量。
④.注浆浆液的配合比应符合设计要求。 检验数量：施工单位、监理单位全部检查。
检验方法：施工单位进行配合比选定试验；监理单位检查配合比选定单，并进行见证试验。
⑤.注浆压力应符合设计要求，注浆浆液应充满钢管及其周围的空隙。 检验数量：施工单位全部检查；监理单位按施工单位检查数量的20%见证检查。
检验方法：施工单位查施工记录的注浆量和注浆压力，观察；监理单位见证检查。
9.2.2 一般项目
管棚钻孔的允许偏差应符合下表的规定：
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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 ±150mm ±50mm o检验数量：施工单位全部检查 检验方法：仪器测量、尺量 10、安全与环保
1、施工作业前必须认真检查和处理支护作业区的危石,施工机具应布置在安全地带；
2、施工作业用台架应牢固,并应设置安全栏杆；
3、必须定期检查电源线路和设备的电器部件,确保用电安全； 4、施工中应经常检查注浆管、接头的磨损情况,当有磨损、击穿或松脱等现象应及进处理；
5、施工中检修机械或设备故障时,必须在断电、停机条件进行,检修完毕向机械设备送电前必须事先通知有关人员；
6、当要处理堵管事故时,应先关机浆注浆管顺直,紧按管嘴,管嘴前方不准站人；
7、非施工人员不得进入正进行注浆的作业区,出浆管口前严禁站人。
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