管棚施工作业指导书1目的明确隧道管棚施工作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，规范隧道管棚施工作业。2编制依据⑴《客运专线铁路隧道工程施工指南》⑵《客运专线铁路隧道工程施工质量验收标准》⑶《高速铁路设计规范(试行)》3适用范围适用于XX客专XX段站前工程XX标隧道φ89、φ108等规格大管棚施工作业。4工艺流程及技术要求大管棚设计本线在隧道进出口明暗交界处设计超前大管棚。设计参数：①导管规格：外径89mm、108mm等，壁厚满足设计要求；②管距：环向间距40cm；③倾角：外插角1°～3°为宜，可根据实际情况作调整；④注浆材料：M20水泥浆或水泥砂浆；⑤设置范围：拱部140°范围；⑥长度：40m。大管棚施工施工工艺流程见图4-1-1。图4-1-1超前大管棚施工工艺流程图施作护拱1．混凝土护拱作为长管棚的导向墙，在开挖廓线以外拱部140°范围内施作，断面尺寸为×，导向墙内设2榀I18轻型工字钢，钢架外缘设Φ140壁厚5mm导向钢管，钢管与钢架焊接。钢架各单元由连接板焊接成型，单元间由螺栓连接。导向墙环向长度可根据具体工点实际情况确定，要保证其基础稳定性。2．孔口管作为管棚的导向管，它安设的平面位置、倾角、外插角的准确度直接影响管棚的质量。注浆浆液经管壁孔压入围岩裂隙中，使松散岩体胶结、固结。西宁隧道管棚
2K313035管棚施工技术管棚超前支护是浅埋暗挖施工隧道超前加固的辅助施工方法(简称管棚法)。本条简要介绍管棚法的施工技术。▼大管棚支护▼大管棚支护▼大管钻入一、结构组成与适用条件(一)结构组成(1)管棚法为防止隧道开挖引起的地表下沉和围岩松动,开挖掘进前沿开挖工作面上半断面周边按设计打入厚壁钢管，在地层中构筑的临时承载棚防护下，为安全幵挖预先提供增强地层承载力的临时支护方法，与小导管注浆法相对应，通常又称为大管棚超前支护法。▼大管棚支护▼管棚支护▼厚壁钢管(2)管棚一般是沿地下工程断面周边的一部分或全部,以一定的间距环向布设,形成钢管棚护,沿周边布设的长度及形状主要取决于地形、地层、地中或地面及周围建筑物的状况,有帽形、方形、一字形及拱形等。口诀：一拱方帽▼管棚布置形式▼拱形管棚支护(3)管棚是由钢管和钢格栅拱架组成。钢管入土端制作成尖靴状或模形，沿着开挖轮廓线，以较小的外插角，向掌子面前方敷设钢管或钢插板，末端支架在钢拱架上，形成对开挖面前方围岩的预支护。▼钢格栅拱架(4)管棚中的钢管应按照设计要求进行加工和开孔，管内应灌注水泥浆或水泥砂浆，以便提高钢管自身刚度和强度。▼钢管开孔2.适用条件。德宏隧道管棚管钢管也可称为钢花管，灌浆小管，以及先进的支撑管。
由于钻头不变径跟管钻具的钻进是同口径进入，尤其是遇到漂石时，钻进将非常困难，即使钻孔成功，由于钻孔缩径，起拔套管也非常麻烦，甚至经常造成套管断裂等孔内事故。1、连接偏心钻头和钻头体的横销只起到悬挂钻头的作，不承担扭矩，避免了销子的变形、折断所造成孔内事故；2、目前国内采用的偏心跟管钻头需要转动175°左右才能实现钻头的张敛，而这种类型钻头的钻头体正转一个很小角度（8°左右）即可使钻头直径增大到设定的扩孔直径，钻头收回时，反转一个很小角度即可使钻头直径缩小到设定的直径，减少了钻头收回时被卡住的概率；3、单偏心跟管钻头—Ⅱ型的扭矩是通过在钻头体上设有一肾形的长圆孔和在偏心钻头上设有一肾形的长圆轴的配合来传递的；4、易于实现较大的变径要求。长螺旋跟管钻进管棚钻孔轨迹控制方法管棚钢管钻孔一旦出现孔斜或超出设计允许偏差，会妨碍邻近钢管的钻设，造成洞体形状参差不齐，支护效果不好等结果；若钢管下沉到一定程度，开挖时还需要切除，造成间隔增大，易坍塌。为此，钻进时可采取中压给进、中等转速、中等循环液量钻进；钻孔平面误差径向应控制在20cm内，角度误差小于1°以免因孔径过大而造成管棚钢管偏斜和向下弯曲。
管棚法施工或称伞拱法，是地下结构工程浅埋暗挖时的超前支护结构。其实质是在拟开挖的地下隧道或结构工程的衬砌拱圈隐埋弧线上，预先钻孔并安设惯性力矩较大的厚壁钢管，起临时超前支护作用，防止土层坍塌和地表下沉，以保证掘进与后续支护工艺安全运作。一、应用管棚超前支护法是近年发展起来的一种在软弱围岩中进行隧道掘进的新技术。管棚法早是作为隧道施工的一种辅助方法，在软岩隧道施工中穿越破碎带、松散带、软弱地层，涌水、涌砂层发挥了重要作用。由于预埋超前管棚做顶板及侧壁支撑．为后续的隧道开挖奠定了坚实的基础，且施工快、安全性高、工期短．被认为是隧道施工中解决冒顶的有效合理的施工方法。随后管棚法被用于城市地下铁道的暗挖施工，在建筑物密集、交通繁忙的城市中心地区．采用明挖法施工地下工程必须拆迁大量的地层管网和地面建筑物，随着人们对环境保护的呼声越来越高及对环保的日益重视，承包商们不得不放弃既影响交通又不利于环境保护的明挖法而改用暗挖施工法，管棚法作为一种重要的暗挖施工法在日本、美国及欧洲各国被采用。管棚钻机是管棚法施工技术中关键的设备，它的作用是沿着隧道断面外轮廓超前钻进并安设管棚。管棚施工在实际工程中起简支梁作用，而两端的支撑梁便是简支梁的弹性支撑。
管棚钻杆施工完成一定数量后，将加工好的钢筋笼依次安放入管棚管内。图15钢筋笼安装图注浆注浆采用充填注浆。管棚注浆原则上遵循着“先两侧后中间”、“跳孔注浆”、“由稀到浓”的原则。水泥浆水灰比1:1—1:（重量比），注浆压力:—，稳压，高不超过2Mpa。根据现场试验，终注浆水灰比为1:，注浆压力，如图16、17所示。图16注浆原理示意图图17注浆实物图经过管棚平台式和第二平台的施工，超前管棚支护完成效果，如图18所示。图18管棚施工效果图四、一次性导向管棚施工技术特点暗挖段超前管棚支护采用一次性导向施工技术，避免了洞内狭小空间施工，缩短了施工工期，施工效果良好，为以后相似工况暗挖施工积累了宝贵经验。（1）高压冲洗液挖导向跟管钻进技术适用于各种粘土、粉质粘土、全风化岩层以及回填土层中。由于采用高压冲洗液切割软化岩层，若在沙层中施工必须加强泥浆配比，防止泥沙随管口涌出。（2）传统的管棚施工方法存在一次性支护长度短，管棚方向难以控制，在穿越连续建筑物或主干道时，需不断扩挖管棚工作室，增加了安全隐患。使用非开挖导向技术施做管棚，较好的解决了这些不足之处，既能施做长、大管棚，又能很好的控制管棚施做精度。。线内布置:在铁路、公路正下方或某些构筑物下方施工时使用。西宁隧道管棚
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管棚施工在实际工程中起简支梁作用，而两端的支撑梁便是简支梁的弹性支撑，上覆地层的变形主要包括两部分：(1)管棚的挠曲变形量；(2)端头支撑梁的变形。所以其变形控制主要通过提高管棚和端头支撑梁的刚度来实现。在日本和韩国该方法应用于隧道穿越既有铁路线或公路线，这样可以控制隧道开挖对既有线路产生的不良影响。管棚施工技术措施：（1）管棚钢管加工成每节长3.5m。（2）接头处的丝扣用管螺纹车床精细加工，以保证连接长度及其牢固性。（3）准确测定孔位，并对管棚机用测量仪器定位。管棚钻机定位后，须支撑稳固，避免偏移和倾斜。（4）合理选择钻机及钻头、钻杆，保证钻孔孔径和成孔质量。（5）钻孔顺序由高孔位向低孔位进行。（6）管棚在顶进过程中，用测斜仪严格控制上仰角度。（7）在钻进时，若出现卡钻、坍孔时，应注浆后再钻，也可直接将管棚钢管钻入，开孔时低速低压，待成孔后加压到1.0～1.5MPa。（8）管棚压浆用牛角泵灌注，封堵塞设进料孔和出气孔。西宁隧道管棚
