2.7.2管棚施工
2.7.2.1工艺概述
在隧道开挖前，沿开挖轮廓线外，在一定范围内，按一定外插角插入直径为70～mm的钢管，并压注水泥浆或水泥砂浆，然后将钢管尾部与钢架焊接为一体形成的拱部预支护结构。
管棚超前支护适用于洞口浅埋段、软弱破碎地层、断层破碎带、破碎富水地层等。
洞口施工时直接施作套拱及导向管，搭设作业平台施工；洞内需要扩大标准断面形成管棚室。
2.7.2.2作业内容
1.架设拱架；
2.安装导向管；
3.浇筑导向墙混凝土；
4.钻孔、清孔、验孔；
5.大管棚的安装；
6.注浆。
2.7.2.3质量标准及验收方法
1.管棚所用钢管进场应按批抽取试件做力学性能（屈服强度、抗拉强度和伸长率）和工艺性能（冷弯）试验，其质量应符合国家有关规定及设计要求。检验批数量：以同批号、同炉罐号、同规格、同交货状态的钢管，每60t为一批，不足60t按一批计。施工单位每批抽检一次；监理单位按施工单位抽检次数的10%进行见证检验，但至少一次。
2.管棚所用钢管的品种和规格应符合设计要求。
3.管棚搭接长度应符合设计要求。
4.注浆浆液的配合比应符合设计要求。
5.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。
6.管棚钻孔的允许偏差表见表2.7.2-1
2.7.2.4工艺流程图
管棚引孔顶入法施工工艺流程图见图2.7.2-1
管棚跟管钻进工艺流程图见图2.7.2-2
2.7.2.5工序步骤及质量控制说明
一、施工准备
1.熟悉施工图纸，做好技术交底及培训。
2.施工人员及机械准备，做好现场劳动力的组织，准备好各种设备，并保证施工机械的完好率，使其满足施工要求。
3.施工用材料准备
水泥：选用普通硅酸水泥或硅酸盐水泥，水泥强度等级不低于42.5Mpa。
细骨料：采用坚硬耐久的中砂和粗砂，细度模数宜大于2.5。
粗骨料：选用级配合理、粒径良好、质地均匀坚固、线状系数小的洁净碎石，也可以用碎卵
石，不宜采用砂岩碎石。
钢架：选用钢材的规格、型号、材质满足设计要求和国家有关现有技术标准的规定。钢架不
得在受力较大的拱顶及受力较大的部位分节。
钢管：用热轧无缝钢管，壁厚不小于6mm。
二、施作导向墙
导向墙施工：按设计要求间距架立导向墙钢架，用钢筋将钢架纵向焊接成一个整体。在钢架
拱部外缘安装导向钢管，导向管安装前测量定位，与管棚设计方向一致，然后浇注60～cm
厚的C20砼包裹钢支撑和导向管。导向墙完成后,喷射C20砼封闭周围仰坡面，作为注浆时的止
浆墙。用红油漆在导向墙面上标注每个孔的编号。
三、搭设钻孔平台架、安装钻机
1.搭设钻机平台，确保平台支撑于稳固的地基上，防止钻机在施钻时产生摆动、位移影响钻
孔质量和人身安全。
2.钻机要与已设定好的孔口管方向平行，用仪器、挂线、钻杆导向相结合的方法，反复调整，
精确核定钻机位置。
四、钻孔、清孔、验孔
1.钻孔
(1)钻孔前，按测量定好钻孔的范围、平面位置，并对每个孔进行编号。
(2)钻孔由高孔位向低孔位进行。开钻时应低速低压。
(3)钻进时遇到坍孔、卡钻时，钻孔时要慎重，每钻进1米要退钻，若卡钻太频繁，要注浆后再钻，保证钻孔成孔质量较好，确保下管顺利。
(4)钻进中经常采用量测钢管钻机的偏斜度，发现偏斜超过设计要求，及时纠正，至终孔仍超限者补注浆后再原位重钻。
(5)在施钻过程中及时记录和绘制孔位布置图。
(6)用地质岩芯钻杆配合钻头进行反复扫孔、清除浮渣；
(7)钻机用电符合要求，钻机作业时注意人身安全、防碰、防止机械伤害。
2.清孔
(1)用地质岩芯钻杆配合钻头进行反复扫孔、清除浮渣，确保孔径、孔深符合要求，防止堵孔。
(2)采用高压风从孔底向孔口清理钻渣。
3.验孔
(1)管棚不得侵入隧道开挖线内，相邻的钻孔不得相撞和立交。
(2)检查钻孔的间距、直径、深度等，允许偏差：方向角误差为1°，孔口距±50mm，孔深±50mm。
并用经纬仪、测斜仪等检测孔深、倾角、外插角，用钢圈尺检查孔口距。
五、安装管棚钢管
1.管节制作：钢管节长3～6m两种，在管节两端车内、外丝，采用丝扣连接，丝扣长15cm，丝纹深不小于2mm。管壁四周钻10～16mm注浆孔（孔口2.5m内不钻孔），孔间距15～20cm，梅花型布置。管头焊成圆锥形，便于入孔。
2.顶进：钻孔合格后及时安装钢管，下管前要先对每个钻孔的钢管进行配管和编号。下管时按照编号分段施工。前期靠人工送管，后期借助钻机顶进，直至孔底，达到设计长度。钻机顶进时注意人身安全、防碰、防止机械伤害。地质条件较差时，下管要及时、快速；或采用套管下管。
3.连接：钢管节与节之间采用丝扣连接。相邻钢管的接头前后错开，同一横断面内的接头数不大于50%，相邻钢管接头至少错开1m。为使钢管接头错开，编号为奇数的第一节管采用3m钢管，编号为偶数的第一节管采用6m钢管，以后每节均采用6m长钢管。焊接时，电焊机线路做到“一机一闸、一箱一保护”。
4.搭接：纵向两组管棚搭接长度不得小于设计要求。
5.孔口封堵：钢管内插入注浆管和排气管，排气管要深入孔底。对预留的管口进行保护后，对孔口空隙进行封堵和施作掌子面喷射砼止浆墙。钢管与导向管间隙用速凝水泥或其它材料堵塞严密，以防浆液冒出。堵塞时设置进浆孔和排气孔。
六、注浆
1.施工准备：施工人员要戴手套、穿水鞋等，做好人身防护。注浆前要先冲洗管棚内的沉积物，由下至上顺序进行。
2.浆液拌制：配制浆液时，操作工人戴胶手套、护目镜、穿长筒胶鞋。浆液搅拌均匀，不得有结块、沉淀。浆液在现场随拌随用，要有良好的流动性、可注性。化学浆液要注意防腐、防毒。
3.管棚注浆：注浆采用隔孔灌注。初压为0.5～1.0Mpa，终压2Mpa，施工中持压15min后停止注浆。注浆浆液应充满钢管及其周围的空隙，注浆量满足设计要求。注浆按操作规程作业，防止爆管对人身造成伤害。注浆顺序按照由低到高、由下往上，交错进行。注浆压力应符合设计要求，若注浆量超限，还没达到压力要求，应该调整浆液浓度继续注浆，持压15min后可停止注浆。注浆时，注浆孔管不得对准人体，防止高压浆液对施工人员的伤害。
4.注浆记录：注浆施工中认真填写注浆记录，报技术人员随时分析和改进作业。
5.异常情况处理：在注浆时，当发现支护变形或损坏时，立即停止注浆，采取措施。串浆时要及时堵塞串浆孔。注浆泵压力突然升高时，可能发生堵管，立即停机检查，并及时清洗注浆管路。
七、其它工艺要求
1.管棚超前支护一般应满足下列要求：
(1)棚管应采用热轧无缝钢管制作，必要时钢管内安装钢筋笼；
(2)钢管直径一般为φ70～mm，钢管中心间距宜为管径的2～3倍；
(3)棚管长度应根据地层情况选用，一般为10～40m；
(4)棚管方向与线路平行，仰角一般为1～3°（不包括路线纵坡）；
(5)棚管的终端位置应达到防护对象的长度加上因开挖而造成的开挖工作面松弛范围的长度。纵向两组管棚的搭接长度应符合设计要求并应大于3m；
2.管棚钻机应具备大扭矩可钻深孔，又要有高冲击力能破碎地层中坚硬的孤石；钻机应能准确定位、可多方位钻孔、深孔钻进精确度高；钻机轻便、移动灵活方便。
3.当钻进地层易于成孔时，一般采用先钻孔、后插管（引孔顶入法）的方法
4.跟当地质状况复杂，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，将套管及钻杆同时钻入，成孔后取出内钻杆，顶进棚管，拔出外套管。
八、施工工艺要点
1、小直径管棚通常用钻机成孔，大直径管棚可用夯管或顶管方式布设。
2、管棚环向间距30～50cm，超浅埋地带也可采用密排方式，一般沿隧道周边布设，外倾角
l～5°，管棚开孔径向误差不应大于5cm。
3、控制钻机立轴方向，钻进中经常采用测斜仪量测钢管钻进的偏斜度，发现偏斜超过设计要求，及时纠正。
4、管棚采用热轧无缝钢管，壁厚不小于6mm，节长3～6m。接头宜采用丝扣连接，丝扣长15cm，隧道纵向同一截面内接头数不大于50％，相邻钢管的接头至少应错开l米。
5、开孔管棚压注单液水泥浆，无孔管棚压注水泥砂浆，注浆初压应控制在0.5～1.0MPa以内，终压应控制在2.0MPa以内。
6、洞内施作大管棚时除采用特殊工艺外一般设置扩大洞室。
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