目录 (1)
5.1设计概况 (2)
5.2施工工艺流程 (3)
5.3施工机具及原理 (3)
5.4施工方法及精度控制调整方法 (4)
5.5施工方法 (5)
大管棚施工前需对地下连续墙破除，破除前应对地下连墙凿除采用专用钻孔取芯设备，在侧墙混凝土结构达到设计要求强度时，用直径145mm取芯机沿导向管方向进行取芯。

5.1设计概况
新建暗涵下穿，现状下埋有多条地下管线，为控制道路沉降；在拱顶150度范围内设置ф108钢管棚，注浆浆液采用TGRM快硬注浆水泥，注浆压力
0.3~0.5Mpa。

管棚规格：外径108mm，壁厚6.0mm，单洞布置29根。

采用常规的“送管”工艺，钻进过程中很容易出现卡钻、塌孔现象，成孔率很低，无法保证道路沉降。

而采用“跟管”工艺，导管与钻机钻头同时钻进，可以避免塌孔卡钻、钻不到设计深度的问题，大管棚施作采用“跟管”钻工艺。

5.2施工工艺流程
5.3施工机具及原理 经过对多种可以进行管棚施工设备的综合能力的分析，由于导向跟管钻进能根据需要调节钢管的打设方向，可控制钢管按设计要求埋设。

一般情况根据管棚钻机类型、钢管类型及地层情况确定初始外扩角及钢管打设过程中钻头角度的变化。

本工程超前管棚采用志高90潜孔钻机，利用动力钻头实现内钻杆、大管棚同时跟进，冲击利用高压气动潜孔锤配偏心/对心扩孔钻头，利用高压气流将杂物吹出孔外。

潜孔钻跟管作业工作原理如下图：
大管棚跟管施工工艺流程图 钻机就位 测量布孔 钻机大臂矫正 钻机固定 钻孔及接长钻杆 钻孔接长准备 管棚跟进 撤管棚机
注浆材料准备 注浆机准备 清 孔 注 浆 钻杆分节退下 钢管准备 退 机 检 查
图9-13 大管棚钻头示意图
5.4施工方法及精度控制调整方法
采用跟管钻进法，钢管安装和钻机进尺是同一过程。

钻头采用与钻管等径的楔型钻头，楔板回转半径略大于钻管半径，钻头前端有Φ10－15mm的孔，当钻头正常回转钻进时钻管沿直线前进。

当钻头由于某种原因偏离预定轨迹偏向某一方向时，就需要纠偏了。

方法是把钻头楔面调至已经偏斜的方向，钻机停止回转加力顶进，钻头由于斜面的作用就会向相反的方向偏斜，以此调整钻进的方向。

面向角的朝向和钻头的偏斜方位都是由装在钻头后部的导向探头监测的，通过穿过钻管的导线连接到位于钻机操作台的显示屏，机手可以方便的调整钻进方向。

这样终孔偏差可以控制在5‰以内。

如图所示：钻头内装有特制的传感器，传感器直接由15V直流供电。

显示屏显示钻头的倾角(水平角度)、面向角(导向板的方向：导向板朝上即为12点，如同钟面)。

打设角度如果偏下，可以把钻头调到12点，即导向板朝上，直接顶进，此时由于导向板底板斜面面积大。

受到一个向上的力，钻头轨迹就会朝上运动。

同理在6点纠偏可以使钻头轨迹朝下，9点、3点分别是为左、右纠偏方向。

如果角度合适，钻机会匀速旋转钻进，此时钻杆轨迹一般是平直的。

所以导向钻头是上下纠偏的关键。

至于左右偏差根据传感器尾端的发光装置来定，通过仪器测量参数来纠偏。

钢管采用丝扣连接，扣长60mm，为了避免钢管同步搭接，大管棚前端第一根可以采用两种规格，单号第一根打设3m钢管，双号第一根打设4m钢管，其它钢管应该一个规格。

为了保证质量，打设时采用跳打的施工顺序。

终孔注浆，根
据地质情况，本工程属于老黄土地层，终孔后需要跟踪注浆，钢管内注入，从钻头端由管外环状间隙到孔口反出水泥浆，关闭排浆阀，压力0.8-1.2 MPa，注浆结束。

5.5施工方法
超前管棚支护的目的在于保证隧道前期软弱土层开挖的安全，利用管棚钻进机在暗涵拱部150°范围内钻设水平孔，埋设超前管棚钢管，并及时进行注浆固结土层，使隧道拱部形成一道“伞状保护环”。

超前管棚支护结构的抗弯、抗剪能力可有效地承载局部松驰的地层荷重。

在隧道开挖尚未支护时，超前管棚在这一空档期可发挥临时支撑的作用，使得隧道前期开挖安全得以保证，同时可减少隧道开挖引起的地面沉降。

1)在地下连续墙上按照设计高程及孔距参数钻Φ150孔，孔口的钻设必须准确测量放样定位，使孔口轴线与管棚设计轴线吻合，以确保大管棚的施作符合设计要求。

(2)钻机作业平台搭设：在所开挖的工作面上，用型钢或方木搭设钻机作业平台。

作业平台的高度需根据大管棚在隧道拱顶及拱脚部位处的设计尺寸和钻机作业高度要求搭设。

作业平台须牢固稳定，以防止钻孔时钻机摆动、倾斜等而影响钻孔质量。

(3)钻机就位：钻机安置的位置距工作面的距离以不小于2m为宜。

钻机安置后，根据钻孔要求进行严格定位定向，钻杆穿过孔口钢管，把钻杆的平行线延伸固定下来，以达到钻机钻进的导向作用。

(4)钻孔：由于塌方体中隐埋有大量钢格栅、锚杆、注浆小导管以及树木等杂物，一般钻头遇到这种情况无法继续钻进，采用YXZ-70全液压工程跟管钻机进行作业，钻头为φ146mm合金偏心钻头。

从最低处孔位开始，由两侧往中间方向进行施工，最后施工拱顶部的钻孔。

开钻时，速度不宜过快，先低速低压均力推进。

然后再加速加压至正常钻进，当钻孔碰到前方坍塌体内的钢筋或拱架时无法钻进，以钻进长度为准进行跟管、成孔，并做好记录，在隧道开挖过程中进行补强。

(5)跟管：在钻进过程中跟管随钻头进行跟进，跟管直径为φ146 mm，长度为1.5m分段式无缝钢管，跟管连接采用螺旋套丝连接。

在钻进过程中禁止钻杆回
转，防止钻头、钻杆脱节，造成掉钻现象。

(6)扫孔：在钻进过程中采用高压风进行扫孔，以清除孔内碎碴和顺孔，以便钢管顶入。

(7)顶管作业：钢管安装，前期靠人工送管，当阻力增大，人力无法送进时，采用钻机顶进，顶进困难时，用锤击钢管或用卡钳扭转钢管，以取得较好的顶进效果。

在下管前，将要顶进的钢管节搭配到设计长度并试拼接，并做好记录，以保证节头在同一断面上错开。

然后根据钢管节逐一顶进。

由于地质条件较差，因此下管要及时、快速，以保证在钻孔稳定时将管子送到孔底。

(8)拔出跟管：当大管棚顶入到位之后，将跟管拔出，拔管时采用两个200吨液压千斤顶进行拔管，在拔管中注意大管棚的固定，防止管棚随着跟管一起拔出。

(9)注浆：注浆采用BW-250/150单液注浆泵进行注浆，注浆从低向高进行施工，注浆采用TGRM快硬注浆水泥，通过设计、监理及理论计算等现场确定最终的的合适的注浆压力和注浆量，注浆压力一般为0.3~0.5Mpa，因为坍塌体存在空洞，压力达不到时通过注浆量进行控制。

注浆可以单管也可以多管并联注浆。