超前管棚支护作业指导书

1 总则

1.1 编制目的

为规范隧道超前管棚支护施工作业，统一原材料检验、套拱施工、导向管埋设、钻孔、钢管加工与顶进、管棚接口处理、孔口止浆、压力注浆、质量检查全过程作业标准。解决导向管角度偏移、钻孔偏斜超标、钢管对接焊缝质量缺陷、孔口跑浆漏浆、注浆不饱满等质量安全通病，实现隧道洞口或者浅埋破碎地段拱部围岩超前预加固，抑制围岩变形坍塌，保障隧道进洞及洞身开挖安全，特编制本原创作业指导书。

1.2 适用范围

本指导书适用于公路新建、改扩建工程隧道洞口及洞身浅埋、断层破碎带地段超前管棚支护施工，包含套拱施工、导向管预埋、钻孔、钢管加工、钢管顶进、孔口止浆封堵、压力注浆等全部工序。超前管棚施工完成，注浆浆液达到设计强度后方可开展开挖作业。洞口浅埋偏压地段应做好地表截排水，必要配套地表预加固措施。大面积正式施工前应开展试验段，确定钻孔参数、外插角控制标准、注浆压力、浆液配比等工艺参数，指导后续正式施工。

1.3 施工原则

坚持先排水，后套拱；导向定位精准；严控钻孔偏斜；钢管对接牢靠；孔口止浆严密；压力注浆充填密实；注浆达标再开挖的施工原则。

1.3.1施工前优先完善洞顶地表截排水系统，减少地表水下渗。

1.3.2套拱基底必须坚实稳固，导向管埋设定位牢靠，浇筑过程防止角度移位。

1.3.3钻机平台稳固，钻进过程严格控制钻孔偏斜，保证管棚设计外插角。

1.3.4钢管分段加工，对接焊缝质量达标，相邻钢管接头错开布置。

1.3.5孔口做好止浆封堵，杜绝注浆阶段跑浆漏浆。

1.3.6严格控制注浆压力与注浆量，保证钢管内部以及周边围岩裂隙充填密实。

1.3.7注浆浆液达到规定强度，方可开展隧道开挖作业。

施工严禁红线：

①严禁套拱基底坐落在虚土扰动土之上，基底未验收直接浇筑套拱混凝土。

②严禁导向管焊接固定不牢，浇筑套拱时发生角度偏移。

③严禁钻机平台不稳固，钻孔偏斜严重超出允许范围。

④严禁钢管对接焊缝存在夹渣气孔错口，接头不错开布置。

⑤严禁孔口止浆封堵失效，注浆大量跑浆，注浆量不足。

⑥严禁注浆浆液未达到强度就开展开挖作业。

2 工程概况及主要施工参数

2.1 工程概况

隧道洞口或者浅埋破碎围岩段施作超前管棚支护。首先施工套拱结构，在套拱内按设计角度预埋导向管；钻机依托导向管进行钻孔；分段加工管棚钢管，钢花管开设注浆孔，实管用于管节接长；分段将钢管顶入钻孔内部；处理钢管对接接头，孔口位置对钢管与导向管之间环形间隙进行止浆封堵；采用压力注浆将浆液压入钢管及周边围岩裂隙，固结拱部松散岩体；形成拱部连续棚护加固体系，浆液强度达标后进行隧道开挖，降低坍塌冒顶风险。

2.2 主要施工控制参数

2.2.1套拱：套拱基底承载力满足设计；钢筋规格、混凝土强度达标；导向管管径、壁厚、布设间距、外插角符合图纸。

2.2.2导向管：导向管与套拱钢筋骨架焊接牢固，管口做好临时封堵，浇筑期间不得移位转动。

2.2.3钻孔：钻机平台稳固，钻孔孔径大于钢管外径，控制钻孔偏斜率。

2.2.4管棚钢管：钢管管径、壁厚满足设计；钢花管注浆孔孔径、间距符合要求；前端加工锥头；相邻钢管接头错开。

2.2.5钢管对接：对接焊缝饱满，同轴度控制满足工艺要求。

2.2.6孔口止浆：钢管外壁和导向管环形间隙封堵密实。

2.2.7注浆：注浆浆液配比符合试验成果；控制注浆压力，执行压力注浆量双控结束标准。

2.2.8时序要求：注浆完成浆液达到强度后方可开挖。

3 施工准备

3.1 技术准备

熟悉施工图纸，明确套拱尺寸、导向管布设参数、管棚钢管规格、外插角、钻孔深度、接头错开距离、注浆配比、注浆压力等要求。编制超前管棚专项作业方案，完成注浆浆液配合比试验。开展试验段施工，确定钻孔工艺、外插角控制、注浆压力、止浆工艺，形成试验段总结，作为正式施工依据。开展测量放样，放出套拱中线、轮廓、每根导向管点位；钻进过程复核钻孔角度。对套拱、钻孔、钢管加工、注浆班组开展技术、安全交底，明确工序顺序、质量标准、安全红线，交底记录签字归档。

3.2 现场准备

洞顶地表截排水系统施工完成；套拱基坑开挖到位，软弱地基提前换填处理；基坑做好临时排水，防止基底积水浸泡。钻机作业平台平整夯实，满足钻机稳固就位条件；作业台车搭设牢靠；洞内或者洞口通风照明满足作业条件。

3.3 设备材料准备

施工机械设备：套拱模板振捣设备、管棚钻机、切割焊接机具、注浆泵。测量检测仪器：全站仪、水准仪，仪器校验合格；注浆泵压力表校验合格。进场原材料：钢筋、混凝土原材料、导向管、管棚钢管、注浆水泥、止浆材料进场验收，不合格材料禁止投入使用。

3.4 人员准备

配置现场施工员、质检员、安全员、测量员、试验员；钢筋模板工、钻机操作工、焊接作业人员、注浆作业人员；特种作业人员持证上岗，全部进场人员完成安全教育培训。

4 施工工艺流程

洞顶截排水系统完成→套拱基坑开挖→基底清理换填处理→基底隐蔽验收→测量放样套拱轮廓及导向管点位→套拱钢筋绑扎→导向管定位焊接固定，管口临时封堵→模板安装加固→套拱混凝土浇筑养护，达到强度→钻机就位调试，复核导向管角度→管棚钢管下料加工，锥头及注浆孔制作→钻孔作业→分段顶进钢管→钢管对接焊接，错开接头位置→逐孔完成钢管顶进→钢管与导向管环形间隙孔口止浆封堵→注浆管路连接→压力注浆，稳压结束注浆→管路清洗→注浆浆液养护增长强度→检查注浆质量→浆液达到强度后开展开挖作业→分项验收

核心管控要点：套拱基底验收合格；导向管角度牢固可靠；控制钻孔偏斜；钢管对接焊缝合格，接头错开；孔口止浆严密；注浆双控达标；浆液强度达标再开挖。

5 主要工序作业要点

5.1 套拱基坑及基底处理

套拱基坑开挖完成，清除基底虚土、淤泥；软弱地段换填夯实；基坑设置临时排水，防止基底积水浸泡；基底完成隐蔽验收合格，方可进行钢筋施工。

5.2 套拱钢筋及导向管埋设

钢筋按图纸绑扎成型；导向管按照放样点位布设，严格控制外插角；导向管与钢筋骨架多点位焊接固定；管口采用封堵材料临时封闭，防止浇筑混凝土时浆液灌入管内；浇筑混凝土过程安排专人看护导向管，防止移位转动。

5.3 套拱模板与混凝土浇筑

模板刚度足够，拼缝密封，支撑体系牢固；混凝土分层振捣密实，重点振捣导向管周边位置；混凝土按周期养护，达到设计强度后方可进行钻孔作业。

5.4 钻机就位及钻孔

钻机作业平台必须平整夯实，钻机固定牢靠；钻孔前再次复核导向管角度；钻进过程控制钻进速度，实时监测钻孔偏斜；遇到塌孔卡钻，立即停止钻进，采取处置措施，禁止强行钻进。

5.5 钢管加工与顶进

钢管按设计分段下料；钢花管前端加工锥头，管身钻设注浆孔，尾部保留止浆段不钻孔；每节钢管顶入到位；相邻钢管接头严格按照要求错开布置。

5.6 钢管对接焊接

钢管对接前对齐保证同轴度；焊缝焊接饱满，消除夹渣气孔缺陷；焊缝完成进行外观检查，不合格焊缝进行补焊处理。

5.7 孔口止浆封堵

全部钢管顶进完成后，对钢管外壁与导向管之间环形间隙采用止浆材料分层封堵密实，防止注浆阶段跑浆漏浆，保障注浆压力可以建立。

5.8 压力注浆作业

注浆浆液严格按照配合比搅拌均匀；注浆管路连接牢靠；分级升压，执行压力注浆量双控标准；达到终压后按要求稳压结束注浆；出现跑浆可以采取间歇注浆、待凝复注；如实记录每孔注浆压力、注浆量；注浆完成及时清洗注浆管路。

5.9 开挖控制

注浆完成后做好养护，浆液达到设计强度，经技术人员确认，方可开展隧道开挖作业。

6 质量控制要点

6.1 套拱基坑基底处理到位，基底隐蔽验收合格，严禁基底虚土积水。

6.2 导向管焊接固定牢靠，浇筑套拱过程角度不发生偏移，管口封堵到位。

6.3 钻机平台稳固，钻进过程严格控制钻孔偏斜，塌孔卡钻及时处置，禁止强行钻进。

6.4 钢管加工规格符合设计，对接焊缝质量合格，相邻钢管接头错开布置。

6.5 孔口环形间隙止浆封堵密实，减少跑浆漏浆。

6.6 注浆浆液配比正确，分级升压，压力注浆量双控，注浆记录完整。

6.7 注浆浆液达到强度，方可开展隧道开挖。

6.8 落实自检、互检、交接检三检制度；基底验收、导向管复核、钻进记录、注浆记录完整可追溯。

主要质量安全通病及防治

通病现象	产生原因	防治措施
导向管角度偏移，管棚外插角不达标	导向管焊接不牢固，浇筑混凝土扰动移位	导向管与钢筋骨架多点焊接，浇筑全过程专人看护复核角度
钻孔偏斜超标，钢管无法顺利顶进	钻机平台不稳固，钻进速度过快	钻机平台夯实加固，控制钻进速度，过程监测钻孔姿态
钢管对接焊缝质量差，存在错口夹渣气孔	钢管对接未对齐，焊接管控不到位	对接时校正同轴度，加强焊缝外观检查，不合格焊缝补焊处理
孔口大量跑浆，注浆量不足，加固效果差	环形间隙止浆封堵不到位	孔口间隙分层封堵密实，跑浆采用间歇注浆，做好注浆台账记录
塌孔卡钻强行钻进，造成钻孔报废	遇到破碎带不调整钻进参数	出现塌孔卡钻立即停钻，采取固孔处置后再继续施工
注浆未达到强度就开挖	追求施工进度，不等待浆液固结	严格按照浆液强度要求，确认达标后再进行开挖作业

7 安全施工管控

7.1 洞口高边坡作业排查坡顶危石，高处作业使用稳固作业平台，作业人员佩戴安全带。

7.2 钻机作业回转半径范围内严禁站人；焊接作业落实防火防护。

7.3 注浆作业前全面检查注浆管路，防止管路爆裂伤人。

7.4 高压注浆阶段人员避开孔口正前方；出现涌水塌孔预兆立即停机，人员撤离危险区域。

7.5 设备用电接地保护完好；常态化开展洞口及洞内安全隐患排查。

8 文明施工及环保水保

8.1 钢管、钢筋、水泥等材料分类整齐堆放，做好防雨遮盖。

8.2 钻渣废渣集中收集转运，不得随意堆放在洞口边坡坡顶坡脚。

8.3 注浆废水、施工废水经过集水坑沉淀处理后再排放，不得冲刷边坡。

8.4 钻孔作业采取降尘措施，降低作业区域粉尘浓度。

9 成品保护

9.1 套拱混凝土养护期内，禁止撞击扰动导向管管口。

9.2 注浆浆液未固结前，不得敲击撬动已经顶入的管棚钢管。

9.3 钢管管口做好防护，防止渣土杂物堵塞管内通道。

9.4 后续隧道开挖爆破控制装药量，减少爆破振动对管棚体系扰动。

10 质量验收标准

10.1 主控项目

10.1.1钢筋、混凝土、钢管、注浆材料原材料质量合格。

10.1.2套拱基底处理合格，基底隐蔽验收通过。

10.1.3导向管位置、外插角符合设计，浇筑完成无移位。

10.1.4钻孔深度、钻孔偏斜控制在允许范围；钢管加工对接质量合格，接头错开布置。

10.1.5孔口止浆封堵到位，注浆压力注浆量满足双控结束标准。

10.1.6注浆浆液达到设计强度，方可开展开挖。

10.2 一般项目

10.2.1套拱混凝土外观完好，无大面积蜂窝麻面。

10.2.2管棚钢管排布整体顺适，管口规整。

10.2.3注浆完成无持续性跑浆漏浆现象。

10.3 资料要求

原材料合格证、检测资料、浆液配合比、试验段总结、测量放样记录、基底隐蔽验收记录、导向管复核记录、钻进记录、注浆记录齐全完整，具备可追溯性。

11 附则

本作业指导书编制，施工过程未尽内容，按照现行国家、行业相关标准以及项目专项施工方案执行；本指导书解释及修订权限归项目技术部。