超前大管棚施工技术

一、 工程概况

函谷关隧道位于河南省灵宝市函谷关镇境内，为郑西客运专线关键控制性工程。函谷关隧道按客运专线双线隧道设计，洞内采用旭普林双块式无碴轨道结构。隧道进口里程为DK270+429，出口里程为DK278+280，全长7851米，全隧设专用洞室兼电缆余长腔31个。进口采用环框式洞门，出口采用1：1.25椭圆台面帽檐斜切式洞门。洞口段位于湿陷性黄土层，进口采用φ300树根桩加固地基。出口采用φ500水泥土挤密桩加固地基。明暗交界处设46根30米长Φ10管棚超前预支护。 二、 工程地质及自然地貌

函谷关隧道位于黄土台塬与黄河二级堆积阶地，高程370 m～590m，相对高差近220m。隧道地形起伏较大，自然横坡10～35°。横向冲沟发育，植被较差，地表多被垦为旱地或果园。

地表水为隧道北部的黄河及隧道进出口端的弘浓涧河、沙河，据取河水化验，水质属HCO3-－Ca2+· Mg2+、CO3-· SO42-－Ca2+·Mg2+型水，对砼无侵蚀性。

本段线路位于第四系全新统塌滑堆积层（Q4del），上更新统（Q3eol+al）风积与冲积层的黄土、砂层，中更新统（Q2）黄土、砂层、砾石层中。

测区内堆积层较厚，未见构造形迹。

本区为黄土地区，普遍黄土厚度大，广泛存在黄土地区普遍分布

的冲沟、陡坎、崩塌、陷穴、人为坑洞等。场地属中等～严重湿陷性场地，自重湿陷深度20～30m。本区各种典型的黄土病害均比较发育，同时存在松软土等特殊岩土，工程地质条件差。

特殊岩土主要为黄土、松软土、人工弃土。 三、 管棚施工参数 管棚布置图如下：

1、 管棚长度30m。

2、 导管 热扎无缝钢管，外径108mm，壁厚6mm，长度30m，

每节３～６ｍ,节与节之采用套管丝扣联结。 3、 导管环向间距40cm。 4、 导管与水平角外插角1°。

5、 注浆材料 水泥砂浆。 6、 导管布浆孔见下图。

四、 施工工序

1、 按照设计图纸开挖边仰坡，进行边仰坡临时支护。 2、 管棚钻机及一些施工材料进场。 3、 搭设管棚操作平台。 4、 安装导向管定位钢架。

5、 安装、焊接管棚导向管，导向管采用直径为133的薄壁钢管，

长度1.2m。导向管与定位钢架焊接牢固，保证导向管位置角度在导向墙浇筑过程中固定。

6、 安装导向墙模板，准备浇筑混凝土导向墙。 7、 浇筑混凝土导向墙，或采用喷射砼。

8、 管棚钻机就位，技术人员测量孔位，调节钻机位置，钻孔。 9、 清孔

10、 顶管并安装孔内钢筋笼。钢筋笼场外加工，φ108钢管安好后，

把钢筋笼运至现场，分节安装，节间焊接。 11、 进行管棚注浆。注浆口设阀门防止倒浆。 具体见管棚施工工艺框图

五、 施工注意事项

1、本区段地质为湿陷性黄土，钻进时随时注意地表水和施工用水，清孔采用高压风吹孔。

2、钻机平台尽量一次搭好，做到平台搭设稳固，钻机安装牢固。 钻孔直径应比管棚设计直径大20～30mm，保证插管顺利。钻孔完成后需清孔。

3、钻机开前先检查导向孔是否在正确的位置上，孔位中心允许误差±5cm。

4、钻机定位严格按轴线进行，钻机机座固定牢固防止倾覆及左右摆动。钻机开孔时，要低速低压，待成孔1m后可升至设计压力， 5、在钻孔过程中每换2根钻杆或进尺5m检查孔方位倾角，如果发现偏定立即调整钻杆方位、倾角、钻机钻速、推力，确保孔位正确。

6、更换钻头、钻杆时应保证对接可靠，以防提钻时掉钻。 7、如果在钻进过程中出现卡钻，掉钻时，停止钻进，并按正常情况进入下一工序，并作记录，在开挖过程再处理。

8、成孔后，把事先加工好的钢管，以内外丝扣连接，逐根顶入孔内。 要求管间丝扣连接牢固。相邻两根管丝扣位置错开至少1.0m。 9、 根据管棚节段长度采用人工插入或钻机顶进，顶进至设计位置后

安装钢筋笼，安装完成后清孔。

10、管棚注浆前，孔口采用水泥砂浆配合麻丝进行堵塞，孔口处预

留泄气孔。

11、钻进时对各孔进行逐一编号，采用钻孔测斜采用特制精密水平

陀螺仪检测偏斜，采取随测随调整。（各孔隧道横向和高程偏差见附表）

12、孔口位置在开挖轮廓外边缘，外插角1°，钻孔最大下沉量控制

在20～30cm以内。

13、管棚钢管不侵入隧道开挖线内，相邻的钢管不相撞，也不相交。 14、钻孔过程中在开孔后2m处，孔深1/2处，终孔处三次进行斜

度量测。如误差超限及时改进钻孔工艺进行纠偏，至终孔仍超限时，则封孔重钻。

15、钢管与管箍丝扣拧紧上满，使各管节连成一体，受力后保证不

脱开。

16、管棚钢管安装后进行注浆，注浆压力为1.0～2.0MPa，并稳定

15min，若注浆量超限，未达规定压力，仍继续注浆，并调整浆液，直至符合注浆质量标准，终止注浆，确保管棚与围岩固结紧密，增强其整体性。 八、管棚材料及钻进注浆规范要求

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。质量必须满足国家有关规定及设计要求。

2、 管棚所用钢管的品种和规格必须满足设计要求。 3、 注浆浆液的配合比应符合有关规定及设计要求。

4、 注浆时，应预留排气孔，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隙。

5、管棚的孔位偏差应符合下表规定：

管棚钻孔允许偏差

序号 1 2 3

九、质量保证措施

1、 本项目的管理人员，均由取得相应的专业技术职称或受过专业技

术培训，并具有一定的施工及管理经验的技术人员组成。 2、 建立健全岗位责任制，每项工作都由专人负责。

3、 机械管理部门定期维修、保养现场的施工机电设备，保证其满足

施工需要。

4、 所有进场设备在施工期内保持良好状态。

5、 施工技术交底，以书面交底为主，包括结构图、表和文字说明。

技术交底经第二人复核确认无误后，交付使用，交底数据妥善保存备查。

6、 做好市场调查,从中选择几个生产管理好、质量可靠稳定的厂家，

作为待定的供销商，建立质量档案。从待选定的供销商产品中按规定取样，送业主认可的质监站进行试验。试验结果得出后，进行质量比较，从中选择最优厂家，作为合格供货商，建立供货关系。

7、 建立供销商档案，随时对材料进行抽样，保证供销商所提供的产

项目 方向角 孔口距 孔深 允许偏差 1° +50mm +50mm 品均为合格，否则应重新认定合格的供销商。

8、原材料进场必须“三证”齐全，包括产品合格证、抽样化验合格

证和供货商资格合格证。

9、原材料进场后按指定地点整齐码放，并挂标牌标识，标明型号、

进场日期、检验日期、经手人等，实现原材料质量的有效追溯。 十、安全保证措施

1、 坚决贯彻“安全第一,预防为主”的方针,并制订切实可靠的规则、

办法,严格予以执行。同时遵守国家、部、广州市颁发的有关安全生产的规定。

2、 建立、健全安全管理制度,经理部选配懂业务、事业心强的同志

担任安全监督员,工班设安全员,责任到人,挂牌作业,及时发现工地不安全隐患,制止不符合安全操作规范的各种操作。

3、 按照安全技术交底的规定进行作业，由项目经理部质安员监督检

查。

4、 对特种作业人员进行专业培训，考核复验按《特种作业人员安全

技术考核管理规则》（GB5306-85）执行，持证上岗。 5、 工地所有设备,必须定期保养,使其保持良好的工作状态及具有完

备的安全装置,所有机具设备的操作人员经过严格训练,持证上岗,并遵守操作规程。

6、 施工现场临时用电按《施工现场临时用电安全技术规范》

（JBJ46-88）执行，防止误触带电体、漏电，实行安全电压。设专人管理生产及生活区的供电线路,随时检查、维修电力设施。

7、 施工现场设置安全宣传标语牌，危险地点按《安全色》

（GB223-82）和《安全标志》（GB24-82）要求悬挂标牌，有人经过的坑洞夜间设红灯示警。 十一、 环境保护及文明施工保证措施

1、 学习贯彻地方环保法规及有关规定，明确本标段的环保要求，增加投入，制定相应措施，处理好施工与环保的关系。 2、选用低噪音设备，采取消音措施降低施工过程中的施工噪音。 3、施工中产生的废泥浆，应先沉淀过滤，废泥浆和淤泥使用专门的车辆运输，防止遗洒。

4、开工前完成工地排水和废水处理设施的施工，做到现场无积水，排水不外溢，不堵塞，水质达标；

中铁三局桥隧公司六队

2008年9月9日