管棚管施工工艺及质量控制要点

管棚管施工核心是 “导向、稳进成孔、均匀注浆、严控质量”，终形成 “钢管 + 注浆固结体” 的刚性棚架支护体系。以下是详细施工工艺及关键质量控制要点：

一、管棚管施工工艺（流程 + 关键操作）

1. 施工准备阶段

• 地质复核：通过地质雷达、钻孔取芯等确认围岩级别、含水性、破碎程度，优化管棚参数（管径、长度、外插角）。

• 场地平整：清理作业面，搭建钻机平台（承载力≥200kPa），避免施工中沉降变形。

• 材料验收：钢管（Q235/Q355 无缝钢管）需核对材质证明书，外观无裂纹、锈蚀；注浆材料（水泥、水玻璃等）抽检强度、凝结时间。

2. 导向墙施工（控制方向的 “基准墙”）

• 施工流程：立模→绑扎钢筋→安装导向管→浇筑混凝土（C20~C25）→养护（强度达 75% 以上方可钻进）。

• 关键操作：导向管（管径比管棚大 1~2 级）按设计外插角（0.5°~3°）安装，用全站仪定位，固定牢固；导向管轴线偏差≤±0.5°，端面与隧道轴线垂直。

3. 钻孔与顶管施工（核心工序）

• 钻机就位：调整钻机高度、角度，使钻杆与导向管轴线重合，固定钻机防止位移。

• 钻进作业：

• 优先采用 “跟管钻进”（软弱破碎、富水地层），避免塌孔；硬岩地层可直接回转钻进。

• 钻孔偏斜率控制：长管棚（＞10m）≤0.5%，短管棚≤1%（50m 孔深偏差≤25cm）。

• 实时纠偏：每钻进 3~5m 用测斜仪检测孔斜，偏差超限时调整钻杆角度。

• 钢管顶进：

• 单节钢管长 3~6m，采用丝扣连接（丝扣长度≥10cm）或焊接，接头扭矩≥300N・m；相邻管节接头错开≥1m，避免应力集中。

• 顶进速度匀速（5~10cm/min），避免冲击式顶进导致钢管变形；顶进深度误差≤±50mm。

4. 注浆施工（形成固结体的关键）

• 注浆前准备：检查钢管注浆孔（φ8~12mm，梅花形布置，尾部 1.5~2m 止浆段）是否畅通，安装止浆阀。

• 注浆参数确定：

• 浆液类型：一般地层用 P.O42.5 水泥浆（水灰比 0.8:1~1:1）；富水砂层用水泥 - 水玻璃双液浆（体积比 1:1，凝结时间 30s~10min）。

• 注浆压力：初压 0.5~1.0MPa，终压 1.5~2.0MPa，持压 15~20min 稳定后终止。

• 注浆量：按 “扩散半径（0.8~1.2m）× 孔隙率” 计算，实际注浆量不低于设计值的 80%。

• 注浆方式：采用 “隔孔跳注”（先注奇数孔，再注偶数孔），避免串浆；注浆顺序从孔口向孔底分段注浆（每段 2~3m），确保浆液填充均匀。

5. 质量检测与收尾

• 注浆效果检测：采用钻孔取芯（结石率≥85%）、声波测试（波速较原围岩提升≥20%）或压水试验（渗透系数≤10⁻⁶cm/s）。

• 管棚整理：切除外露钢管（露出导向墙≤10cm），封堵孔口，避免浆液流失。

二、质量控制要点（分阶段管控）

1. 材料质量控制

• 钢管：外径偏差 ±1%，壁厚偏差 ±10%；每批抽检力学性能（屈服强度≥235MPa，伸长率≥20%），不合格严禁使用。

• 注浆材料：水泥每 200t 抽检 1 次强度，水玻璃浓度（35~45°Bé）、模数（2.4~3.0）需达标；浆液搅拌均匀，搅拌时间≥2min，严禁有结块。

2. 施工过程质量控制

3. 验收质量控制

• 主控项目：钢管规格、安装精度、注浆压力及注浆量需  符合设计；管棚承载力通过抗拔试验验证（荷载≥设计值 1.5 倍，变形稳定）。

• 一般项目：钢管外观无明显变形，注浆孔无堵塞；导向墙混凝土表面无裂缝，强度达设计值 。

4. 常见质量问题及处理

• 塌孔：立即停钻，注入双液浆加固地层，待凝结后采用跟管钻进重新成孔。

• 注浆压力突降：检查管路是否漏浆或地层有溶洞，补漏后采用间歇注浆（注 30min 停 10min）。

• 钢管变形：更换变形钢管，调整顶进速度，避免硬顶硬推。