第Ⅳ标段
洞 口 超 前 长 管 棚
作业指导书
编 制 人： 审 核 人： 技术负责人： 单位负责人：
中铁五局武广客运专线XXTJIV标项目经理部
第一总队
二00六年八月 湖南·郴州·宜章·太平里乡
新建铁路武汉至广州客运专线乌龙泉至花都段站前工程第Ⅳ标段第七单元 隧道施工作业指导书
洞口超前大管棚施工作业指导书
1.适用条件、范围 1.1. 适用条件
洞口Ⅴ级及以下围岩，无自稳能力；洞口段地表有重要建筑物；洞身浅埋偏压段。
1.2. 适用范围
洞口大管棚设计情况一览表
隧道名称 折岭隧道 洞口长管棚 （Ф108） 19m 进口 适用里程 DK1878+193～+212 围岩级别 Ⅳ Ⅴ Ⅳ Ⅴ Ⅴ Ⅳ Ⅳ Ⅴ Ⅳ Ⅳ Ⅴ 隧参图 施工方法 01-14 三台阶法 04-031/2～-032/2 01-23 04-031/2～-032/2 CRD法 CRD法 CRD法 CD法 CD法 CRD法 CRD法 CRD法 CRD法 CRD法 仙殿岭隧道 DK1878+003～+043 40+28m DK1880+655～+665 进口+出口 DK1880+665～+683 DK1884+780～+800 30+25 DK1884+800～+810 进口+出口 DK1885+945～+955 DK1885+955～+970 寒水隧道 01-23 04-031/2～-032/2 01-20 01-23 01-23 04-031/2～-032/2 DK1888+389～+405 16+24m 沉源水一号隧道 DK1889+090～+110 进口+出口 DK1889+110～+114 2.施工工艺
2.1.工艺流程图（见洞口大管棚施工工艺） 2.2.施工方法
管棚施工工序有开挖管棚钻机工作室，导向墙施工，搭设平台，安装钻机，安装管棚钢管，注浆。
2.2.1开挖管棚工作室(见图1)
在起拱线以上半断面的工作室，若一次开挖成型，因净空高、跨度大 ，工期长且不安全，故宜分步开挖，分步施钻，即先在两边拱脚分别开挖两个工作室Ⅰ，钻孔、安管、注浆之后，再开挖工作室Ⅱ，开挖工作室Ⅱ时，可弃碴于工作室Ⅰ，这样既减少开挖工作量又便于移动钻机，有利于钻孔作业。
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新建铁路武汉至广州客运专线乌龙泉至花都段站前工程第Ⅳ标段第七单元 隧道施工作业指导书 准备工作: 1.施作导向墙 2.制作钢花管 钻孔 清孔 顶进钢花管 清孔
注浆管路检查 否 注浆 拌浆 压力流量达到要求？ 是 结束 洞口大管棚施工工艺
20#24#28#16#32#12#Ⅱm36#8#1.5m5.240#4#1.5m15:.044#.核心土工作平台1#Ⅰ151核心土工作平台:0.Ⅰ47#5R=140°7540ⅠA5～8米管棚施作平台管棚工作室断面图A-A错台断面图
图1
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2.2.2.导向墙施工
1)导向墙设计：导向墙采用C20砼，截面尺寸1m*1m, 环向圆心角180°，导向墙内设2榀8节I18工字钢架，钢架外缘焊接Φ140壁厚5mm导向钢管，钢管与钢架焊接，钢架各单元由钢板+螺栓连接：接头处焊缝高度要求底板hf=9mm, 翼缘hf=12mm.钢架尺寸以中心线计算。
2）导向墙模板：采用I20A工字钢，2榀8节，环向圆心角180°，上铺1.2m*0.3m*0.05m小钢模，5分板堵头，顶模立1.2m*0.3m*0.05m小钢模，具体见图2 。
1.2m*0.3m钢模板I20A型钢5804A45°°180木板导向管§ж140I18型钢1.2m*0.3m钢模板I20A型钢2006002007390A模板I20A型钢支架制作平面图模板及I20A型钢支架立面图
图2
3）导向钢管的安设：导向钢管环向间距40cm,上仰角3º，具体见图9；
导向墙I18工字钢I18轻型钢I-I剖面1:20
图３
4）导向墙开挖五寸台（以某一隧道为例,见图４）
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图４
5）搭设平台，安装钻机，测孔定位：
(1）钻机平台尽量一次搭好。钻孔顺序，由高孔位向低孔位进行，可
缩短移动钻机与搭设平台时间，便于钻机定位、定向。
(2）用两台钻机平行作业，互不干扰。
(3）安装钻机。钻孔平台要稳固，钻机安装要牢固，防止施钻时钻机不均匀下沉、摆动、位移、倾斜而影响钻孔质量。钻机距掌子面，一般不应超过2m。
(4）钻机定位。进钻前，用全站仪及水准仪定出掌子面管棚孔位。根据管棚外插角，架立钻机时，可用手罗盘、经纬仪、挂线相结合的方法，确保钻机钻杆轴线与管棚外插角轴线相吻合。
6)钻孔、扫孔：
(1）先钻单号孔（钢花管），钻一孔，注一孔，待全部完后，再钻双号孔（钢管），以便检查注浆质量；
(2）岩质较好或围岩注浆固结得好，可以一次成孔；围岩局部注浆效果不好的，钻进时产生坍孔、卡钻者，需补注浆后再钻进。
(3）钻进中遇未注浆之岩溶严重流泥或地质复杂带而不能钻进成孔时，一般应补注浆，待围岩固结后再钻进。也可采用一步钻孔法，即不取岩芯，不回收钻头，用异型接头把钻杆与钢管连接起来，并在钢管前端安装合金
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钻头。钢管随进度逐根接长，直到设计位臵。
(4）钻机开孔时，要低速低压，待成孔1.0m后，压力可升至1.0MPa。遇软质围岩或流塑状粘土，改用低压钻进。
(5）扫孔：钻孔完毕后，及时清理孔内余渣，即扫孔，用Ф108岩芯管扫孔，岩芯管长度一般为2.5m左右。扫孔完毕后，即安装打入管棚、钢管。
7)安装管棚钢管、钢花管：
(1）管棚钢管、钢花管节与节之间通过长300mm的Ф114钢管用丝扣连接；
(2）安装时，可用人工配合钻机顶进，如遇故障，须清孔，然后再将管插入。也可用4.5kW卷扬机反压安装。
(3）安装钢筋笼：管棚钢管安装好后，放臵钢筋笼并注浆。管内设 臵的钢筋笼，由4根Ф18螺纹钢筋焊接在壁厚3.5mm、长5cm的管节上而成，钢筋笼在加工中心分节制作，在工作面逐节焊接起来(钢筋接头可以不搭接)，直至与钢管同长。管内设臵钢筋是为了增加管棚刚度。
8)注浆
(1）钢花管：编号为单号的钢花管注水泥单液浆，注浆前进行现场注浆试验，根据实际情况调整注浆参数，取得管棚注浆施工经验，尾部150cm段作为止浆段，注浆完后，用M5水泥砂浆填塞，设计注浆参数为：
A、水泥浆液水灰比：1:1
B、注浆压力0.5～3.0MPa，终压3.0MPa，并稳压15分钟； C、单孔注浆量（参考）：
Q=πRK2Lηξ=3.14*(0.6*0.8)2*40*0.15*0.85=3.69m3 D、注浆顺序：打好一孔，注浆一孔，先注无水孔，后注有水孔，从拱顶顺序向下进行，如遇窜浆或拒浆，则可间隔一孔或数孔注浆。
E、注浆应符合下列要求：
A)浆液的浓度、胶凝时间应按交底执行，不得任意更改。
B)应经常检查泵口及孔口注浆压力的变化，发现问题，应及时处理。 F、注浆结束的条件如下：
A)单孔结束条件，注浆压力达到设计终压33.0MPa，浆液注入量已达到
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计算值的80%以上，即2.95m3以上。
B)全段结束条件，所有注浆孔均符合单孔结束条件，无漏泥情况。 C)注浆完毕用铁锤敲击钢管，如响声清脆，则说明浆液未填充满钢管，需采取补注或重注；如响声低哑，则说明浆液已填充满钢管，如未达到要求，应进行补孔注浆。
F、注浆结束：
A)注浆在达到结束的条件后，应利用止浆阀或木塞将注浆孔口堵塞，以保持孔内压力，直至浆液完全凝固。
B)钢管：双号孔为钢管，待单号孔（钢花管）全部注浆完毕后，再向双号孔中灌注M5水泥砂浆。
2.3.管棚主要材料及技术参数
2.3.1.管棚钢花管：单号孔为钢花管，Φ108mm×6 mm热轧无缝钢管，每9m一节，节与节之间通过接头钢管用丝扣连接，每节钢管两端外车丝扣，长150mm,并间距188mm钻Φ10～16mm的注浆孔，钻孔呈梅花形布臵，见图5；
2.3.2.管棚钢管：双号孔为钢管，Φ108mm×6 mm热轧无缝钢管，每节钢管两端外车丝扣，共23孔×40m=920m；
钢花管（钢管）
注浆孔钢筋笼Φ18钢筋固定环钢花管（钢管）构造示意图Φ10～１６注浆孔钢花管注浆孔展示图5
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2.3.3.导向钢管：Φ140mm×5mm,热轧无缝钢管，节长1m，共47根，47×1m＝47m，见图6；
图6
导向墙导向管Φ140长管棚Φ140I18工字钢2.3.4.接头钢管：Φ114mm×6 mm钢管，节长300mm，内车丝扣，见图7；
Φ114分节钢管
Φ114壁厚6mm连接钢管内车丝扣外车丝扣钢管连接接头示意图
匀布于钢筋笼四周；
图7
2.3.5.管棚内钢筋笼：Φ42mm×3.5 mm钢管，每节长5cm；Φ18钢筋，2.3.6.导向墙内工字钢：I18工字钢，2榀8节，见图8；
2.3.7、导向墙模板工字钢、小钢模：I20A工字钢，2榀8节，小钢模为1.2m*0.3m*0.05m。
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Φ108新建铁路武汉至广州客运专线乌龙泉至花都段站前工程第Ⅳ标段第七单元 隧道施工作业指导书
6111上边缘6189中线61115080501414B45°°18018014下边缘603214§ж267780B一段支架制作平面图180导向墙I18型钢制作平面图B-B接头板平面图B-B接头板侧面图图8
16#20#24#28#32#36#40#I20A型钢模板4#1#8#1.5m2.5m12#r0548=导向墙内工字钢I18.51:01.5m1.544#.51:0核心土工作平台R=754047#°140ⅠAB
明挖段管棚导向墙施作平面图图5
2.4.施工注意事项
2.4.1.管棚环向圆心角为140º，共47孔，单号安设钢花管，计24孔，注单液浆，尾端1.5m灌注水泥砂浆，双号为钢管，全孔灌注M5水泥砂浆；
2.4.2.钻孔时，先钻单号孔，钻一孔，注一孔，待单号孔全部完后，再钻双号孔，钻一孔，灌注一孔；
2.4.3.钢架半径以中心线计算；
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2.4.4.导向钢管外倾3°，施工时严格控制以防侵限；
2.4.5.钻孔速度应保持匀速，特别是钻头遇到夹泥夹沙层时，控制钻进速度，避免夹钻现象。
2.4.6.注浆过程中随时检查孔口、邻孔、覆盖较薄部位有无串浆现象，如发现串浆现象，立即停止注浆或采用间歇式注浆封堵串浆口，也可采用麻纱、木楔、快硬水泥砂浆或锚固剂封堵，直至不再串浆时再继续注浆。
2.4.7.单液注水泥浆压力突然升高，可能发生堵管，应停机检查；水泥浆单液浆进浆量很大，压力长时间不升高，则应调整浆液浓度及配合比，缩短凝胶时间，进行小量低压力注浆或间歇式注浆，使浆液在裂隙中有相对停留时间，以便凝结，但停留时间不能超过混合浆的凝胶时间，才能避免产生注浆不饱满；
3.质量控制 3.1.质量标准
管棚钻孔允许偏差
序号 1 2 3 3.2.检验
3.2.1.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。
3.2.2.管棚所用钢管的品种和规格必须符合设计要求。检验数量：全检。
3.2.3.管棚搭接长度应符合设计要求。检验数量：尺量，全检。 3.2.4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
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项目 方向角 孔口距 孔深 允许偏差 1° ±50mm ±50mm 新建铁路武汉至广州客运专线乌龙泉至花都段站前工程第Ⅳ标段第七单元 隧道施工作业指导书
隙。检验数量：全检每孔注浆量及注浆压力。.
3.3.质量保证措施
3.3.1.钻孔定位可用罗盘、经纬仪、挂线相结合的方法，确保钻机钻杆轴线与开孔角度一致。开钻时，先低速低压，待成孔几米后，再加速加压。
3.3.2.钻孔最大下沉量及左右偏移量为钢管长度的1%左右，并应控制在20～30cm。
3.3.3.管棚钢管不得侵入隧道开挖线内，相邻的钢管不得相撞和立交。 3.3.4.管棚钻孔时应在开孔后2m处、孔深1/2处、终孔处量测斜度，发现误差超限即进行纠偏，至终孔仍超限者应封孔，原位重钻。
3.3.5.钢管与连接钢管丝扣应上满。
3.3.6.管棚钢管安装后，注浆量一般为钻孔圆柱体的1.5倍，注浆压力一般应达到0.5～3.0MPa，并稳压15分钟。若注浆量超限，仍未达到0.5～3.0MPa时，应调整浆液继续注浆，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。
3.3.7.注浆完毕用铁锤敲击钢管，如响声清脆，则说明浆液未填充满钢管，需采取补注或重注；如响声低哑，则说明浆液已填充满钢管，如未达到要求，应进行补孔注浆。
4.主要机具设备
机械设备配备
机械名称 规格 单位 台 台 台 台 台 数量 1～2 3 2 1 2 备注 水平钻机 ZY-150 注浆机 电焊机 台式钻机 砂浆搅拌机 5.劳动力组织
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机械设备配备
序号 1 2 3 4 5 6 6.安全、环保措施 6.1.安全措施
6.1.1.施工前对全体作业人员进行培训，增强施工人员安全意识； 6.1.2.施工时必须选用经检验合格的料具，防止机械事故的发生； 6.1.3.施工作业平台必须搭设牢固，平整；
6.1.4.注浆作业人同必须按要求配带防护用品，不得直接接触浆液； 6.1.5.施工的各班组间，应建立完善的交接班制度，并将施工、安全等情况记载于交接班的记录簿内。工地值班负责人应认真检查交接班情况；
6.1.6.所有进入隧道工地的人员，必须按规定配带安全帽等安全防护用品，遵章守纪，现场有专人指挥；
6.1.7.无关人员严禁入场；
6.1.8.将管棚每个钻孔都作为地质预探预报的手段，并贯穿于施工全过程。地质资料及时整理，为安全施工提供依据。
6.1.9.在钻孔作业中，要采取措施防止孔口突水突泥发生，如有迹象发生应及时处理。
6.1.10.掌握好开孔与正常钻进的压力和速度，防止断钻杆事故。 6.1.11.钻孔中发生卡钻、掉钻、孔斜、坍孔等故障，要积极采取措施组织处理。
6.1.12.所有从事钻孔注浆作业的人员必须听从机长统一指挥。机长有
工种 钻孔 钢筋制作 钢管加工 注浆工 修理工 电工 数量（人） 12～18 3 3 6 2 1 备注 中铁五局(集团)武广客运专线XXTJⅣ标项目经理部一总队
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权处理钻孔现场发生的紧急事宜，直至停钻和撤离施工人员。
6.2.环保措施
6.2.1.严禁乱踩乱塌乱伐、破坏隧道周边原有生态环境； 6.2.2.注浆废浆液运至弃碴场掩埋处理。 6.2.3.尽量安排白天施工，避免夜间扰民。
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