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1、石门垭隧道长管棚作业指导书一、工程概况宜 巴 高 速 公 路 石 门 垭 隧 道 ， 为 分 离 式 隧 道 。 我 标 段 右 线 隧 道YK118+948YK122 830， 长 3882m； 左 线 隧 道 ZK118+963ZK122 860， 长 3897m。隧道进口处于软弱围岩地带，为湿陷性黄土层，自承能力差，需采取强有力的辅助加固措施。采用 40 m 长大管棚对洞口段进行超前支护。沿隧道衬砌外缘间隔打入一排纵向钢管，而且在插入钢管后，再往管内注浆以凝结软弱围岩、充填钢管与孔壁之间的缝隙，使管棚与围岩凝结细密，以加强钢管的强度。开挖后架设拱形钢架支持，形成牢固的棚状支护结构，以确保
2、安全进洞。二、长管棚参数1、管棚长度为 40m(不含套拱段 2m)，热轧无缝钢管 108mm，壁厚 6mm，节长 3m、6m。2、设 2m 长套拱作管棚固定端，拱内设 3 榀 I20a 工字钢，在其中布设 40 根 127mm，壁厚 4mm，节长 2m 孔口管（为无缝钢管） ，并与 I20a 工字钢焊接为整体。3、管棚钢管加工成花管，前端呈尖锥状，尾部焊接细管，管壁四周交错梅花形布置 10mm 压浆孔。4、在施作大管棚时，管棚钢管管心与二次衬砌设计外轮廓线间距为 40cm。5、钢管布设在顶拱圆心角为 136范围，环向间距为 40cm，共40 根。6、外插角：3(不包括路线纵坡)。7、大管棚钢管
3、施工误差：孔位50mm、钻孔深度50mm。8、大管棚钢管注 1：1 水泥浆，浆液扩散半径 50cm 左右，注浆压力2Mpa，注浆结束后清出浆液，再往钢管内充填 M30 水泥浆，注浆压力 0.51.0 Mpa。三、施工工序石门垭隧道大管棚施工有明洞仰坡开挖支护，施作套拱，钻机就位，钻孔，清孔验孔，安装管棚钢管，孔口密封处理和注浆八项工序。各项工序环环相扣，在施工长管棚前采取措施以确保仰坡稳定，主要有以下三方面：（1）尽快施工完天沟，清理干净仰坡面及坡顶的薄层覆土，封闭坡顶及坡面。（2）石门垭隧道采用“0“开挖法进洞，洞口仰坡采用挖掘机加破碎头进行适量修整，确保仰坡面受力结构完整。1、仰坡开挖支护
4、洞口仰坡采用挖掘机加破碎头进行适量修整，做到随挖随护，及时封闭坡面，仰坡支护采用锚杆、挂设钢筋网、喷射砼。2、施作套拱（1）当隧顶仰坡开挖(回填)至洞口前 2m 时，要预留好核心土，用人工修整成型。（2）核心土形成后先砌筑套拱浆砌片石拱脚基础，当基础达到强度后，沿开挖轮廓线外 12cm 以 75cm 间距将 3 榀 I20a 工字钢拱架立在基础上，纵向布设环向间距 1m、25 纵向连接钢筋。（3）在钢拱架上按设计要求将管棚钢管 127 孔口管用 16固定钢筋双面焊接固定好（环向间距为 40cm） ，使钢拱架与孔口管形成整体。（4）支设外模（用木模） ，背型钢拱架支撑。当外模支撑加固经检查确认牢
5、固安全后，开始浇注 C25 混凝土，为使模筑套拱混凝土尽早达到设计强度，在混凝土中加入一定量的早强剂。（5）大管棚套拱混凝土浇注完后及时进行养护。（6）采用以下方法保证套拱施工后不侵入隧道限界：A、为保证套拱基础稳固，保证管棚施工过程中套拱不偏移、不沉降，必要时增加一些临时支撑。B、混凝土套拱作为大管棚导向墙必须严格放线、定位测量。C、孔口管作为大管棚导向管，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。焊接固定它前用全站仪以坐标法在工字钢架上定出其平面位置，用水准尺配合坡度板设定孔口管倾角，用前后差距法设定孔口管外插角。孔口管牢固焊接在工字钢拱上，防止浇筑砼时产生位移。3、钻机就位
6、1） 钻机平台可用枕木或钢管脚手架搭设，平台应一次性搭好，钻孔由 2 台钻机由高孔位向低孔位对称进行，可缩短移动钻机与搭设平台时间，便于钻机定位。（2）平台支撑要着实地，连接要牢固、稳定。防止在施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移等影响钻孔质量。（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。4、钻孔（1）钻孔由四台钻机由对称进行，可缩短移动钻机时间，便于钻机定位。为了能顺利安装管棚钢管，钻头直径选用 115mm。（2）钻机定位用全站仪量测，钻杆方向和角度满足设计要求后方可开钻，钻孔开
7、始时选用低档，待成孔 1.0m 后适当加压，退出接钻杆，继续钻进。（3）钻孔过程始终注意钻杆角度变化，保证钻机不移位。每钻进 5m 用仪器复核钻孔角度是否正确，以确保钻孔方向。钻孔偏斜过大，用特殊钻头等适合修正各种偏斜的方法进行修正。如：向下偏斜，在偏斜部分填充水泥砂浆，等水泥砂浆凝固后再从偏斜开始处继续钻进。向上偏斜，采用特殊合金钻头进行再次钻进。（4）钻进过程经常用坡度尺测定其位置，根据钻机钻进状态及时判断成孔质量，及时处理钻进过程出现的坍孔、卡钻事故。（5）钻机在钻进中要确保动力器，扶正器、合金钻头按同心圆钻进。（6）认真作好钻进过程原始记录，及时对孔口岩屑进行地质判断、描述，以此作为洞
8、身开挖的超前地质预报。钻孔时注意事项：A、若钻进过程阻力较大，可退回 1m 左右，多次反复，阻力减小后继续钻进。初钻用低压顶进，以保持方向，防止孔位偏斜。B、套管与钻具同时跟进，产生护孔功能，避免钻杆在提出孔后产生塌孔事故，提供临时护孔，方便往孔内插管注浆。C、钻孔完结后，先把套管内孔注水清洗洁净后，才把钻杆取出。套管仍保留在孔内供护孔作用。D、钻杆取出采用钻架配置的液动夹头，进行夹紧及卸拧钻具丝扣，避免使用手动扳手操作。 E、钢管插进完毕后，取出套管，钻进其它孔眼。套管取出时，冒落的岩土会于孔内压紧钢管。钢管口与孔口周壁用水泥密封。F、先用钻机钻深孔，达到设计要求，钻杆用连接套接长，直至钻至
9、比设计孔深长 0.5m。G、钻孔达深度要求，依次拆卸钻杆。5、清孔验孔（1）钻机钻孔完毕后先用地质岩芯钻杆配合钻头(115mm)进行来回扫孔，清除浮渣至孔底，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）用全站仪、坡度尺等检测验收孔深，孔倾角和外插角。6、安装管棚钢管（1）下料管棚钢管前预先按设计对每个钻孔的钢管进行配管和编号，以保证同一断面上管接头数不超过 50%，相邻钢管接头前后至少错开 1m。为综合利用钢管整料（即长度为 9m 整） ，基本管节长度下为 3m、6m，并分别予以奇偶编号，奇偶数不同的管长相差 3m（若奇数管长度为 3m，则偶数管长为 6m） 。
10、（2）棚管四周钻 10 出浆孔（靠暗洞口 2m 的范围棚管不钻孔）；为便于入孔，首节钢管管头焊成圆锥形。（3）大管棚钢管分节安装采用孔口管引导和反压顶管工艺，相邻孔间管节奇偶错开，前期靠人工送管，当阻力增大，人力无法送进时，用人工配合挖掘机顶进，顶进中始终保证顶进合力方向与孔轴线一致。（4）钢管端头连接：端头连接处采用 15cm 长丝扣管连接，起连接和导向作用。为防止浆液倒流，每根管棚尾部均焊有止浆板，止浆板采用 2cm 厚钢板制作，中间钻有 20 带螺纹的眼，以备注浆时用。7、孔口密封处理注浆前在每根管棚钢管尾部焊接密封钢板，钢板上焊设有套注浆管的椎头小钢管，并焊设好排气管。8、注浆注浆采用
11、两台 ZBY-70/100 液压注浆机分段由最低孔位向最高孔位进行，注浆压力由小到大缓慢升高。初压 0.5MPa1.0MPa，终压2MPa，持压 15min 后停止注浆。注浆量一般为钻孔圆柱体的 1.5 倍，若注浆量超限，仍未达到压力要求，调整浆液浓度继续注浆，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被浆液充填，方可终止注浆。为了减少因浆液长时间离析扩散造成大面积湿陷不良后果，通过添加速凝剂使浆液凝胶时间控制在 30 分钟之内，最长不大于 1 小时。注浆参数如下：水泥浆水灰比：1：1四、注浆程序当管棚安装完毕后，用小木楔在钢管与围岩壁楔紧，再用防水胶泥（锚固剂）将空隙封闭住。注浆
12、采用后退式注浆。注浆时先注无水孔，后注有水孔。在无水地段可从拱脚起顺序注浆。注浆速度根据注浆孔出水量大小而定，一般从快到慢。注浆结束时将闸阀关闭，卸下进浆管，进入下一循环。注浆注意事项：（1）时刻注意观察注浆管周围防水胶泥变化情况，防止浆液压力增加时将其冲裂。（2）注浆前备足管接器。（3）管接器必须待浆液凝固后才能卸下，清洗后循环使用。（4）注浆结束后，清除部分管内浆液，再向管内充填灌注水泥砂浆，增强管棚的刚度和强度。五、技术质量要求1、确保渗浆孔的直径和数量，以保证渗浆效果；2、钻孔要求精度高，终孔位置准，各开孔的孔眼与终孔的孔眼均落在同一周界面上，避免较大的偏差与变形。3、管棚仰角按设计要求为 3；4、确保钻孔的同轴度，以避免管棚送入时受卡；5、钢管连接处不能在同一截面上，以免产生受力薄弱面。6、确保两节钢管之间的丝扣连接；7、钢管孔位允许偏差 50mm,钻孔深度允许偏差 50mm;8、钢管施工轴线偏差不大于 1%；9、管棚钢管长度允许偏差不小于设计长度.
