管棚施工工艺工法

管棚施工工艺工法工艺工法概况目前，管棚在隧道工程中较常采用，尤其是洞口位置处，围岩多风化破碎，岩质较差，为保证其进洞安全，常采用管棚作为超前支护。对于一些松散破碎的软弱围岩，采取常规的管棚施工工艺，成孔困难，套管推进不到位，管棚施工质量无法保证，可采取跟管钻机对于软弱围岩管棚施工。管棚的成孔方式主要有两种：一是管棚引孔顶入法，当钻进地层易成孔时，一般采用先钻孔、后插管得方法，即钻孔完成经查合格后，将管棚连续接长，由钻机旋转顶进将其装入孔内；二是管棚跟管钻进法，当地质状况复杂，遇有砂卵石、岩堆、漂石或破碎带不易成孔时，可采用跟管钻进工艺，即将套管及钻杆同时钻入，成孔后取出钻杆，顶入管棚，拔出外套管。工艺原理管棚支护结构，一般按松弛荷载理论进行设计。根据围岩地质条件和施工条件进行力学计算。钢管直径多选用80～180mm，钢管中心距离一般为30～50cm。钢管长度视软弱破碎围岩的厚度而定，一般为10～45m。钢管以较小的仰角沿岩面打入，形成了一个梁结构来承担围岩的压力。钢管采用内注水泥浆、化学浆液或细石混凝土、劲性骨架来增加钢管刚度。工艺工法特点（1）在管棚超前预支护的作用下开挖，可以防止地表下沉和围岩坍塌，以保证施工过程中的安全。（2）管棚一次超前量较大，支护过程中搭接较少，节省材料。亦可减少安装钢管次数，并减少与开挖作业之间的干扰。（3）施工速度快，支护效果好2管棚施工序操作要点开挖管棚工作室（1）工作室确定工作室应选择设置在围岩稳定地段，尽量接近加固地段，以缩短管棚长度；在软弱围岩中开挖工作室，要加强支护，必要时进行混凝士衬砌。（2）工作室尺寸为便于架设钻机，安设钢管，工作室断面应挖至隧道开挖线以外1～1.5m，最低钻孔以下1m。工作室长度应满足设备施工需要。钻孔施工工艺（1）准备工作首先，在开挖轮廓线以外施作混凝土套拱作为长管棚导向墙。浇注前，应在套拱内按设计仰角安设孔口管起导向、固定作用。孔口管的直径应大于长管棚直径。导向管由定位筋焊接固定在钢拱架上。（2）钻机就位钻机就位处的土层应进行夯实，确保在钻进过程中，钻机不发生倾斜或滑动。钻机的底坐应用水平尺或水准仪将其调平。钻臂的仰角与设计仰角相同。（3）钻进①施钻时，钻机大臂必须顶紧在掌子面上，以防止过大颤动，提高施钻精度。②钻机开孔时钻速宜低，钻深20cm后转入正常钻速。③换钻杆时，要注意检查钻杆是否弯曲，有无损伤，中心水孔是否畅通等，不符合要求的应更换以确保正常作业。④由于软弱围岩的厚度，无法准确的判定，有时达到了设计深度，可岩质仍然比较差。因此，在钻进过程中应注意对石粉的收集分析，根据钻进深度对石粉取样，作好记录。顶管施工工艺（1）准备工作顶管前，应根据管棚长度，对钢管进行下料，保证钢管接入后接头不在同一断面上。为接管施工方便，应搭设施工台架。（2）顶入施工钢管顶入时，一般采用人工，也可借助于挖掘机、手动液压千斤顶、凿岩机、液压钻的冲击力等机具辅助进行顶入施工。采用机具顶入时，应缓慢，稳妥，并随时掌握好方向，防止硬顶，将管顶弯，至使施工中断。（3）连接采用焊接连管时，应将第二根管固定在施工台架上，并保证两根管中心在同一直线上，接口处应严密，并检查钢管仰角与设计是否相同。注浆施工工艺（1）注浆顺序管棚注浆顺序遵循“先两侧后中间、由稀到浓”的原则。注浆施工由两端开始施工，向隧道拱顶方向推进，开始时注浆的浆液浓度要低一些，逐渐加浓至设计浓度。（2）浆液拌制浆液的拌制要均匀，具有良好的流动性和粘稠度。如要求掺入水玻璃时，应先浆水泥浆拌制好，按配比称量出水玻璃的质量，徐徐加入，并随加入随搅拌，搅拌工作不能停止，一直至注浆完毕为止。（3）注浆压力与注浆量控制有设计要求时应按设计压力施工，无说明时应根据现场试验来确定。实际注浆量应大于理论计算的注浆量。为防止注浆时跑浆，在掌子面应喷射20cm厚混凝土，孔口管与钢管端部应用较粘的素水泥浆封堵严密，待其凝结硬化后方可开始注浆。注浆时应徐徐加压，达到压力后，表示已注满，注满后，浆液有时会从封口处均匀溢出，有时也会从周围的岩隙裂缝处溢出。注浆完毕后，应把注浆量与理论数值相比较，当注浆量小于理论数值时，说明管内未注满，此时应停止注浆查明原因后再进行压注。问题及解决措施（1）排碴困难由于岩层比较松散潮湿，所钻钻孔排出的岩碴多为泥团,当钻孔较深时,泥团容易堵塞管孔,排碴十分困难,当钻进至设计孔深,开始退出钻头时,发现管内岩碴严重卡钻。因此在钻进过程中,须严格控制进尺,勤吹孔,必要时从钻杆内向钻杆与套管的环状间隙内送水洗孔,然后退钻。（2）钻头脱落在钻进过程中经常发生偏心钻头脱落事故,经分析主要原因是偏心钻头横销材质较差,易断。当事故发生后,先拔出套管,然后用筒状岩芯管取芯钻进取出钻头。重新钻进时