隧道管棚鋼架施工方案一、工程概況1.1項目背景本隧道工程為分離式雙向四車道設計，左線全長1280m，右線全長1320m，進口段穿越Ⅴ級圍巖地層，主要由中風化砂巖夾泥巖組成，巖體破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育。地下水以基巖裂隙水為主，涌水量約50m3/h，存在淺埋、偏壓及斷層破碎帶等不良地質條件。為確保隧道開挖安全，設計采用管棚支護作為超前支護措施，管棚施工段地下管線密集，包括雨水管、給水管、電力管、熱力管及國防光纜等，施工前需采用地質雷達精確定位并設置警示標識。1.2設計參數參數類別具體指標管棚類型Φ108mm熱軋無縫鋼管，壁厚6mm，絲扣連接（絲扣長度15cm）布設范圍隧道開挖輪廓線外30cm，拱部140°范圍，環(huán)向夾角3°長度與搭接進口段30m/環(huán)，共布設2環(huán)，縱向搭接長度3m間距環(huán)向間距40cm，同一截面接頭數量≤50%，相鄰接頭錯開距離≥1m導向管Φ133mm×8mm無縫鋼管，長度2m，外插角1°~3°注漿材料水泥-水玻璃雙液漿（水灰比1:1，水玻璃摻量8%），初壓0.4~1.0MPa，終壓2.0MPa1.3地質條件施工區(qū)域表層為雜填土層（平均厚度1.66m），下部依次為粉砂層（2.53m）、粉土層（1.9m）、粉質粘土層（2.8m）及粉土層（3.28m），其中粉砂層夾粉土薄層，飽和狀態(tài)下易發(fā)生管涌。圍巖級別為Ⅴ級，存在強風化夾層及富水地層，地下水位較高，可能出現涌水導致孔壁坍塌風險。二、施工準備2.1技術準備圖紙會審：組織技術人員核查管棚布設參數、導向墻設計及注漿工藝要求，形成會審記錄并進行設計交底。方案編制：編制專項施工方案并通過專家論證，明確管棚定位精度（徑向偏差≤20cm）、鉆孔角度控制（外插角偏差≤5‰）及注漿壓力參數。測量放樣：采用全站儀建立獨立控制網，每50m設置導線控制點，精確測設隧道中線、高程及管棚軸線，設置控制樁并做好保護。2.2現場準備場地平整：對洞口仰坡按1:1.5坡率刷坡，清除浮土及危石，設置截水溝和排水溝，防止雨水沖刷。導向墻施工：基坑開挖：機械配合人工開挖2m×1.5m×0.8m（長×寬×深）基坑，基底承載力不低于200kPa。鋼筋綁扎：綁扎Φ20mm主筋（間距20cm）及Φ8mm箍筋（間距15cm），安裝Φ133mm導向管，確保軸線與管棚設計軸線一致，誤差≤1°。模板安裝：采用1.5cm厚竹膠板，外側用鋼管腳手架加固，接縫處粘貼海綿條防漏漿?；炷翝仓簼仓﨏25混凝土，插入式振搗器振搗密實，頂面設排水孔，養(yǎng)護期不少于7天。工作室搭設：開挖長5m、寬4m、高3.5m的管棚工作室，采用C25噴射混凝土（厚度10cm）+Φ22錨桿（長度2.5m，間距1.0m×1.0m）+鋼筋網（Φ8@200×200）進行支護。2.3設備及材料準備主要設備：XY-2PC型地質鉆機2臺（配套Φ108mm鉆頭、鉆桿及泥漿泵）、ZJB-3型注漿泵2臺、攪拌桶2個（容積1m3）、空壓機（20m3/min）、電焊機、切割機、全站儀、水準儀。材料要求：管棚鋼管需進行力學性能試驗，注漿材料需進行配合比設計，水泥選用P.O42.5級普通硅酸鹽水泥，水玻璃模數2.4~3.0，濃度35~40Be'。三、施工工藝3.1管棚施工流程測量放樣→導向墻施工→鉆機就位→鉆孔→清孔驗孔→管棚安裝→注漿→質量檢查3.2鉆孔施工鉆機定位：采用井型腳手架搭設作業(yè)平臺，鉆機固定于基臺木上，通過經緯儀、掛線及鉆桿導向調整角度，確保鉆桿軸線與導向管軸線吻合，外插角控制在1°~3°。鉆進工藝：開孔時鉆速≤20r/min，鉆深20cm后轉入正常鉆速（50~80r/min），每節(jié)鉆桿剩余20~30cm時停止鉆進，人工卡緊鉆桿后低速反轉卸桿。鉆進過程中使用扶直器防止鉆桿顫動，每5m用測斜儀測定孔位，保證最大偏移量≤鋼管長度的1%（≤30cm）。特殊處理：遇涌水地層時采用套管跟進法施工，鉆渣及時清運，孔口巖屑進行地質描述并保留渣樣，作為開挖預報依據。3.3管棚安裝鋼管加工：管棚按3m、6m分段加工，管身鉆設Φ10~16mm注漿孔（梅花型布置，間距15cm），孔口1.1m范圍內不鉆孔，管頭焊成10cm長圓錐形導向頭。安裝工藝：采用人工配合鉆機頂進，第一節(jié)鋼管前端安裝聯(lián)結套，插入鉆孔后用絲扣連接后續(xù)鋼管，同一截面接頭數量≤50%，相鄰接頭錯開距離≥1m。安裝完成后檢查鋼管外露長度，確保滿足搭接要求。3.4注漿施工漿液制備：水泥漿與水玻璃漿分別攪拌，水泥漿水灰比1:1，水玻璃濃度35Be'，使用時按1:1體積比混合。注漿工藝：采用分段注漿，由孔口向孔底逐段推進，注漿初壓0.4~1.0MPa，終壓2.0MPa，持壓時間≥15分鐘。當注漿量達到設計值的80%或壓力超過終壓時停止注漿，注漿過程中監(jiān)測圍巖變形，發(fā)現異常立即停注。封孔處理：注漿完成后用M30水泥砂漿封孔，防止?jié){液流失。四、質量控制4.1關鍵控制點導向管安裝：徑向偏差≤20cm，方向角誤差≤1°，采用全站儀復測驗收。鉆孔精度：孔深誤差≤±5cm，孔徑比管棚大20~30mm，孔斜率≤0.5%。注漿質量：注漿壓力、流量及持壓時間滿足設計要求，漿液擴散半徑≥0.5m，巖體加固后單軸抗壓強度≥1.5MPa。4.2檢測方法管棚安裝：采用測斜儀檢查孔位偏差，鋼尺測量搭接長度，扭矩扳手檢查絲扣連接緊密性。注漿效果：通過鉆孔取芯、聲波測試及壓水試驗綜合評價，取芯率≥80%，聲波波速≥2500m/s，滲透系數≤1×10??cm/s。4.3常見問題處理問題類型原因分析處理措施鉆孔偏斜鉆機固定不穩(wěn)、鉆桿彎曲重新固定鉆機，更換彎曲鉆桿，采用扶直器導向孔壁坍塌松散地層、涌水較大采用套管跟進或泥漿護壁，縮短單次鉆進長度注漿壓力異常漿液配比不當、管路堵塞調整漿液配比，清洗管路，必要時采用間歇注漿法鋼管接頭滲漏絲扣連接不緊密重新擰緊接頭，纏繞生料帶密封，嚴重時更換接頭五、安全及環(huán)境保護措施5.1安全防護洞口防護：設置高度1.2m的防護欄桿，掛安全網，洞口上方搭設防護棚，防止落石傷人。用電安全：施工用電采用“三級配電、兩級保護”，設備接地電阻≤4Ω，電纜架空敷設高度≥2.5m。鉆機操作：操作人員佩戴安全帽、防塵口罩，鉆機作業(yè)時設專人指揮，鉆桿下方嚴禁站人，定期檢查鉆桿連接套壁厚（≥10mm）。應急預案：配備應急水泵、注漿設備及醫(yī)療救護用品，針對涌水、坍塌等險情制定專項預案，每月組織演練。5.2環(huán)境保護噪聲控制：鉆機、注漿泵等設備設置隔音罩，夜間施工噪聲≤55dB，避免擾民。廢水處理：施工廢水經三級沉淀池處理后回用，泥漿水采用壓濾機脫水，干渣運至指定棄渣場。揚塵治理：場地硬化（C20混凝土，厚度15cm），出入口設置洗車平臺，材料堆放覆蓋防塵布，鉆孔作業(yè)采用濕法降塵。六、勞動力組織及進度計劃6.1勞動力配置工種人數職責技術負責人1施工技術指導、質量控制測量工2測量放樣、孔位復測鉆機工4鉆孔操作、鉆具維護注漿工3漿液制備、注漿作業(yè)鋼筋工3導向墻鋼筋綁扎、鋼管連接混凝土工3導向墻混凝土澆筑、養(yǎng)護安全員1現場安全巡查、隱患排查普工5材料搬運、場地清理6.2進度計劃施工周期：單環(huán)管棚施工30天（導向墻施工7天，鉆孔15天，安裝及注漿8天），兩環(huán)管棚總工期65天（含搭接段施工）。關鍵線路：導向墻施工→鉆孔→管棚安裝→注漿，采用平行作業(yè)法縮短工期，配置2臺鉆機同時施工。七、驗收標準7.1主控項目管棚鋼管材質、規(guī)格及連接方式符合設計要求，抽檢數量10%，合格率100%。注漿壓力、注漿量滿足設計要求，每環(huán)管棚留置3組漿液試塊，抗壓強度≥20MPa。管棚搭接長度≥3m，徑向偏差≤20cm，孔深誤差≤±5cm。7.2一般項