超前長管棚施工一、一般規(guī)定及要求在松散破碎的軟弱圍巖、淺埋地段或隧道圍巖變形大時可采用管棚超前支護。1、管棚應采用熱軋無縫鋼管制作，必要時鋼管內(nèi)安裝鋼筋籠。2、 鋼管直徑應符合設計要求，一般為直徑70?180mm,工程中多采用（p108mmX6mm厚熱扎無縫鋼管。管棚長度根據(jù)地層情況選用，一般為10?40m。3、 管棚外插角一般為0°?3°（不包括路線縱坡）。4、 管棚的終端位置應達到防護對象的長度加上因開挖而造成的開挖工作面松弛范圍的長度?？v向兩組管棚的搭接長度應符合設計要求并應大于3m。二、 工藝原理超前長管棚是為了保證隧道開挖的安全，利用隧道管棚機在隧道拱頂前沿輪廓線外區(qū)域鉆設水平孔，打設超前支護鋼管，并進行注漿固結圍巖，使隧道拱頂預先形成一“傘狀”棚架保護環(huán)。主要作用是提高管周圍巖體的抗剪強度，達到加固圍巖并擴散圍巖壓力的作用；大管棚結構的抗彎、抗剪功能可有效承載局部松馳的地層荷重，適時提供隧道開挖后而支護尚未施作或發(fā)揮作用前所需的支撐力，使隧道開挖面得以安全穩(wěn)定并同之后的初期支護和結構形成空間支撐系統(tǒng)。三、 作用鋼管起到普通錨桿的功用，加強整體性，使圍巖形成較強的圍巖殼。鋼管內(nèi)部形成的鋼管砼及鋼管自身，起到棚支撐的作用，鋼管具有“梁”的功能在滿足最小搭接長度的要求下，能夠承擔一定的荷載。通過鋼管預注漿，漿體通過管壁鉆孔在鋼管周圍形成“放射狀”擴散，使圍巖固結形成整體，可減少隧道開挖引起的地表沉降。通過鉆機成孔，能夠起到超前預報的功用，從而判斷未開挖段圍巖的地質(zhì)情況有效的對未施工段的破碎、軟弱及含水圍巖采取預防措施，防止較大超挖及塌方。四、 施工工藝當鉆進地層易于成孔時，一般采用先鉆孔、后插管（引孔頂入法）的方法。即鉆孔完成經(jīng)檢查合格后，將管棚連續(xù)接長，由鉆機旋轉頂進將其裝入孔內(nèi)。當?shù)刭|(zhì)狀況復雜，遇有砂卵石、巖堆、漂石或破碎帶不易成孔時，可采用跟管鉆進工藝，即將套管及鉆桿同時鉆入，成孔后取出內(nèi)鉆桿，頂進棚管，拔出外套管。管棚跟管鉆進工藝流程管棚引孔頂入法工藝流程。初配漿液試驗注漿安裝、調(diào)試注漿管路注漿作業(yè)壓水試驗漿液制備確定漿液配合比注漿效果分析調(diào)整注漿參數(shù)不符合不符合符合設計要求管尾與鋼架焊接（一）準備工作1、測量定位：根據(jù)設計的大管棚和導向墻位置，分別用全站儀和精密水準儀進行管棚位置和導向墻位置的放樣，特別要控制大管棚位置與隧道開挖線之間的距離，以免出現(xiàn)大管棚位置侵入隧道初期支護或襯砌混凝土的現(xiàn)象。2、開挖工作室：為設立管棚推進基地和鉆孔施工空間，在地下工程洞內(nèi)施作大管棚的開端應開挖工作室。工作室的開挖尺寸應根據(jù)鉆機和鋼管推進機的規(guī)格確定，一般應超出隧道外輪廓線0.5?1.0m，并設鋼支架。3、導向管定位：導向管定位前施作導向墻，一般情況為便于施鉆和提高鉆孔精度，常在明挖和暗挖交界處（或隧道坍塌位置）施作混凝土導向墻。（1） 導向墻在隧道外廓線以外施作，內(nèi)埋設3?4榀工字型鋼支撐，鋼支撐與管棚孔口管焊成整體?？卓谔坠苎毓叭Νh(huán)向布設，孔徑比管棚鋼管大20?30mm。（2） 孔口套管間距、位置及方向

應準確。用經(jīng)緯儀以“坐標法”在工

字鋼鋼架上定出其平面位置；用“水準尺配合坡度板”設定導向管的傾角；用“前后差距法”設定導向管的外插角。導向管施工時注意將導向管向前方打入土體10~20cm,并將尾端進行預先封堵。防止砼流入管內(nèi)，并將導向管牢固焊接在工字鋼上，防止?jié)仓炷習r產(chǎn)生位移。（3）套拱施工：套拱模板可采用木板、鋼模、竹膠板等。模板安裝前，確保鋼架、導向管復核無誤。外模板固定采用外背鋼筋，鋼筋與工字鋼連接焊牢，堵頭板與工字鋼固定牢固并環(huán)向成線。砼澆筑采用泵送或普通砼，兩側對稱澆筑。4、鉆機配置：管棚鉆機的選擇要求：1） 應具備可鉆深孔的大扭矩，又要有能破碎地層中堅硬孤石的高沖擊力2） 能準確定位、可多方位鉆孔、深孔鉆進精確度高。3） 輕便、移動靈活方便。二）鉆孔1、鉆機就位

鉆機平臺借用預留的臺階進行底面平整，也可肜用鋼管腳手架搭設。平臺搭設長度為鉆機長度(單根管棚長度)加50cm。搭設平臺應一次性搭好，可同時采用多臺鉆機進行鉆孔；鉆孔時應避免鉆機互相影響，便于鉆機定位。平臺支撐連接要牢固、穩(wěn)定。防止在施鉆時鉆機產(chǎn)生不均勻下沉、擺動、位移等影響鉆孔質(zhì)量的現(xiàn)象發(fā)生。平臺上可準備短方木若干，以備調(diào)準鉆機高度時使用。鉆機要求與已設定好的孔口管方向平行，必須精確核定鉆機位置。用經(jīng)緯儀、掛線、激光導向儀導向相結合的方法，反復調(diào)整，確保鉆機鉆進時的傾角、仰角。鉆孔用鉆機由高孔位向低孔位對稱進行，可縮短移動鉆機與搭設平臺時間，便于鉆機定位。2、鉆孔管棚應按設計位置施工，應先打有孔鋼花管，注漿后再打無孔鋼管，無孔鋼管可以作為檢查管，檢查注漿質(zhì)量。鉆機立軸方向必須準確控制，以保證孔口的孔向正確，每鉆完一孔便頂進一根鋼管，鉆進中應經(jīng)常采用測斜儀量測鋼管鉆進的偏斜度，發(fā)現(xiàn)偏斜超過設計要求，及時糾正。鉆機開鉆開始時低壓低速，待成孔1米以上可升高到正常壓力，每鉆一節(jié)續(xù)接一節(jié)，直至設計深度。鉆孔時，推力要嚴格控制，不能過大，否則容易出現(xiàn)掉鉆頭、卡鉆等現(xiàn)象。施鉆時，防止鉆機過大顫動，提高施鉆精度。換鉆桿時，要注意檢查鉆桿是否彎曲，有無損傷，中心水孔是否暢通等，不符合要求的更換，以確保正常作業(yè)。第一節(jié)鉆桿鉆入巖層尾部剩余20-30cm時鉆進停止，用兩把管鉗人工卡緊鉆桿(注意不得卡絲扣)，鉆機低速反轉，脫開鉆桿，鉆機沿導軌退回原位，人工裝入第二根鉆桿。鉆孔達到要求深度后，按同樣方法拆卸鉆桿，鉆機退回。(6)在軟質(zhì)泥巖中，潛孔鉆受介質(zhì)影響鉆進非常困難，必須保障中心孔的通風，用螺旋鉆頭或梅花鉆頭為宜。（7）成孔后宜及時安裝管棚，防止長時間暴露或鉆機振動造成局部塌孔。（8）認真作好鉆進過程的原始記錄，及時對孔口巖屑進行地質(zhì)判斷、描述。作為開挖洞身的地質(zhì)預探預報，為指導洞身開挖提供依據(jù)。3、鉆進技巧⑴為了便于安裝鋼管，鉆頭直徑采用比大管棚鋼管直徑大5?10mm的鉆頭。鉆孔前先檢查鉆機機械狀況是否正常。⑵根據(jù)預埋的鋼套管作為導向管進行鉆孔。掌子面必須按要求先噴一層素混凝土作為止?jié){墻，以確保掌子面在進行壓力注漿時不出現(xiàn)漏漿、坍塌。⑶鉆機開鉆時，可低速低壓，待成孔達到一定深度后，可根據(jù)地質(zhì)情況逐漸調(diào)整鉆速及風壓。鉆孔時根據(jù)情況確定是否加泥漿或水泥漿鉆進。巖質(zhì)較好可以一次成孔。⑷鉆進過程中確保動力器，扶正器、合金鉆頭按同心圓鉆進。⑸鉆孔速度應保持勻速，特別是鉆頭遇到夾泥夾沙層時，應控制鉆進速度，避免發(fā)生夾鉆現(xiàn)象。當鉆至砂層易塌孔時，應加泥漿護壁方可繼續(xù)鉆進；如不能成孔時，可加套筒或將鉆頭直接焊接在鋼管前端鉆進。⑹為避免鉆桿太長，鉆頭因自重下垂或遇到孤石鉆進方向不易控制等現(xiàn)象，開鉆上挑角度控制在1°?3°之間，并隨時用測斜儀量測角度和鉆進方向。⑺在遇到松散的堆積層和破碎地質(zhì)時，在鉆進中可以考慮增加套管護壁，確保鉆機順利鉆進和鋼管順利頂進。在塌方體鉆進時由于有大量鋼格柵、錨桿、注漿小導管，一般鉆頭遇到這種情況無法繼續(xù)鉆進，所以在鉆孔初期用專門設計的合金鉆頭進行切割。這種合金鉆可切割螺紋鋼、小導管、鋼板等。一般當鉆孔深度達到2m后，受傾角控制，鋼格柵、錨桿、注漿小導管已基本不再出現(xiàn)，此時改用潛孔錘鉆進，壓縮空氣清孔，潛孔錘后連接4m長扶正器，以便保證鉆孔方向與孔的軸線吻合。4、 清孔驗孔⑴通常用地質(zhì)巖芯鉆桿配合鉆頭進行來回掃孔，清除浮渣至孔底，確?？讖?、孔深符合要求、防止堵孔。⑵用高壓風從孔底向孔口清理鉆渣。⑶用經(jīng)緯儀、測斜儀等檢測孔深，傾角，外插角。（三）安裝管棚鋼管1、管棚根據(jù)設計加工，一般分有孔鋼管和無孔鋼管，有孔鋼管在壁上加工注漿花孔，孔徑一般為屮6?屮8mm，間距10?15cm,—周4排左右，呈梅花形排列，尾端100cm范圍內(nèi)不鉆孔作為止?jié){段。管棚前端做成錐狀，以方便頂入。2、 管棚鋼管單節(jié)長度通常為3?6m，接頭采用15?20cm長絲扣連接（套管采用內(nèi)絲扣，鋼管端采用外絲扣），以保證連接強度和順直；鋼管接頭位置應錯開，避免設置在同一橫斷面上。3、 管棚頂管前，要用高壓風將已鉆好的孔吹干凈。4、 棚管頂進采用大孔引導和棚管機鉆進相結合的工藝，即先鉆大于棚管直徑的引導孔，然后利用鉆機沖擊和推力（頂進棚管時鉆機不使用回轉壓力，不產(chǎn)生扭矩）沿引導孔頂進。5、 管棚接長時先將第一根錐尖鋼管頂入鉆好的孔內(nèi)，再逐根連接。直到孔底。6、 管棚安裝后，管口用麻絲和錨固劑封堵鋼管與孔壁間空隙，連接壓漿管及三通接頭。7、 當設計有無孔鋼花管和有孔鋼花管時，應先打有孔鋼花管注漿后再打無孔鋼花管。無孔鋼管可以作為檢查管，檢查注漿質(zhì)量。每鉆完一孔便頂進一根鋼管。五、注漿管棚注漿前，應向開挖工作面、拱圈及孔口管周圍巖面噴射厚10cm厚的C25混凝土，以防鋼管注漿時巖面縫隙跑漿。（一）注漿材料及漿液配比要求1、注漿材料及漿液配比應根據(jù)工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件、注漿目的、注漿工藝、設備和成本等因素選擇和調(diào)整。在無水的條件下采用水泥砂漿單液注漿，在泥質(zhì)、粉質(zhì)粘性土有水的條件下宜采用普通水泥-水玻璃雙液漿。2、 注漿材料應來源廣、價格適宜。注漿材料形成的漿液具有良好流動性、可灌性。3、 注漿材料凝膠時間可根據(jù)需要調(diào)節(jié)、固化時收縮小，漿液與圍巖、混凝土、砂土等粘結力強，固結體具有高強度和良好的抗?jié)B性、穩(wěn)定性、耐久性。4、 注漿材料和固結體無毒、無污染、對人體無害。5、 注漿前檢查注漿材料數(shù)量能否滿足連續(xù)注漿要求，如不能保證連續(xù)注漿要求，則要等補足數(shù)量或有運輸保障供應的情況下才能注漿。（二）注漿施工要求1、注漿施工前，進行試泵與注水試驗，安裝注漿管路和止?jié){塞。應對不同水灰比、摻加不同摻和料和不同外加劑的漿液進行試驗，選擇適合的漿液和配比，按照配比準確計量，嚴格按順序加料，拌合后的漿液必須經(jīng)篩網(wǎng)過濾后方可進入注漿機。2、分段注漿時，應設置止?jié){塞，止?jié){塞可采用氣囊、水囊或橡膠止?jié){塞，并能承受注漿終壓的要求，亦可采用孔口止?jié){方式。3、注漿過程中應根據(jù)漿液擴散情況、注漿量、注漿壓力等參數(shù)調(diào)整注漿材料和配比。4、注漿過程中應做好施工記錄，包括孔位、孔徑、孔深、漿液配比、注漿壓力、注漿量、跑漿、串漿等。（三）當注漿施工中出現(xiàn)異常情況時，應采取下列方法進行處理：1、鉆孔過程中遇見突泥、突水情況，立即停鉆，進行注漿處理。2、在開挖工作面有小裂隙漏漿，先用水泥浸泡過的麻絲填塞裂隙，并調(diào)整漿液配比，縮短凝膠時間，若仍跑漿，在漏漿處用風鉆鉆淺孔注漿固結。3、當注漿壓力突然升高，則只注純水泥漿或清水，待泵壓恢復