SIDI AICH隧道管棚施工技術(shù)

王 飛 飛

(中鐵十二局集團(tuán)國際工程有限公司，北京 100176)

SIDI AICH隧道管棚施工技術(shù)

王 飛 飛

(中鐵十二局集團(tuán)國際工程有限公司，北京 100176)

介紹了SIDI AICH隧道洞口及洞身長管棚施工方法，總結(jié)了該工法的優(yōu)劣，并對其具體工藝流程及各施工環(huán)節(jié)應(yīng)注意的操作要點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)分析，同時針對管棚施工中存在的問題提出了相應(yīng)的解決策略，以期為同類工程提供參考借鑒。

泥灰?guī)r，鋸齒，管棚，注漿

0 引言

管棚因其具有控制圍巖變形、擴(kuò)散圍巖壓力、減少開挖釋放應(yīng)力的作用，且有一次施工長度長，施工效率高，承載能力強(qiáng)，相對于冷凍、管幕等工法造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是穿越涌水、涌砂、松散、軟弱、砂礫地層或軟巖、巖堆、破碎帶等不良地質(zhì)最有效、最合理的施工方法。文章主要介紹SIDI AICH隧道洞身(鋸齒型管棚工作室)管棚施工技術(shù)，以期為類似工程提供借鑒。

1 工程介紹

1.1 工程背景

SIDI AICH隧道為阿爾及利亞貝賈亞港口—東西高速公路哈尼夫互通連接線的重難點(diǎn)工程，是全線的控制性工程。東西高速是阿國有史以來最大的基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目，是該國的“總統(tǒng)工程”、民生工程、世紀(jì)工程。東西高速東連突尼斯，西接摩洛哥，全長1 216 km，是阿拉伯馬格里布五國約7 000 km沿海高速的中心環(huán)節(jié)，具有戰(zhàn)略性意義。貝賈亞港口作為阿國三大油港之一，連接線項(xiàng)目的建設(shè)，對更好地發(fā)揮該港口作用、開發(fā)地方資源、促進(jìn)沿線經(jīng)濟(jì)發(fā)展、減少交通事故、吸引外來投資、擴(kuò)大就業(yè)等具有重要意義。

1.2 隧道介紹

SIDI AICH 隧道主長3.319 km，左右洞呈分離式布置，巖性主要為被國外專家稱為“工程師災(zāi)難”的第三系中新統(tǒng)泥灰?guī)r，埋深約為2 m～129.45 m，線間距約為44.5 m～60 m，設(shè)計(jì)為2%的單面下坡，隧道進(jìn)口接橋梁，出口接路基。進(jìn)口LK40+130～LK40+250.6段處于全風(fēng)化泥灰?guī)r中，巖體極破碎，褐黃色，風(fēng)化呈土夾碎石狀，遇水易軟化，自穩(wěn)性差，RMR=9，地下水豐富，該段采用CRD法施工，設(shè)計(jì)為鋸齒形模型，即每7.45 m為一循環(huán)，施工一組超前管棚，拱架間距0.62 m，相鄰兩榀半徑增加5 cm。掌子面采用玻璃纖維錨桿加固。

2 管棚方案比選

隧道管棚施工方案比選見表1。

根據(jù)泥灰?guī)r隧道施工特點(diǎn)，C6鉆機(jī)的工作性能和參數(shù)以及現(xiàn)場實(shí)際情況(噴錨填補(bǔ)鋸齒段，襯砌鋼筋設(shè)計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)模型)進(jìn)行綜合經(jīng)濟(jì)效益比較，鋸齒形管棚工作室方案為最優(yōu)方案。

3 施工工藝及流程

1)洞口管棚施工工序：邊仰坡防護(hù)、洞口開挖、微樁加固底腳、護(hù)拱拱架安裝、導(dǎo)向管定位安裝、護(hù)拱混凝土澆筑、C6就位、鉆孔、安裝管棚鋼管、孔口密封處理、管內(nèi)注漿。

2)洞身管棚工藝流程見圖1。

表1 SIDI AICH隧道管棚施工方案對比

4 施工控制要點(diǎn)

4.1 施工準(zhǔn)備

1)施工下循環(huán)第1榀拱架。嚴(yán)格控制挖超欠挖，開挖后及時噴射混凝土封閉巖面，安裝鋼筋網(wǎng)片及拱架，噴射混凝土封閉拱架，第1榀拱架施工完成后其作用相當(dāng)于止?jié){墻，也可為管棚放樣、鉆桿定位提供參考。2)測量放樣。由于管棚與初支面平行，以第8榀和第12榀拱架為參考，計(jì)算出每根管棚相對應(yīng)的點(diǎn)位，用油漆標(biāo)記在初支斷面上，并將兩點(diǎn)相連。3)人工鑿出孔位。測量放樣完成后，人工用風(fēng)鎬鑿一大小和管棚直徑相一致深3 cm的小凹孔，使鉆頭接觸圍巖時無較大幅度的振動，確保孔位的準(zhǔn)確性。

4.2 C6就位、鉆桿定位

C6就位后，根據(jù)測量放樣點(diǎn)位，同時考慮。

由于鉆進(jìn)過程中鉆桿自重作用而產(chǎn)生的撓度，線路坡度、線路平曲線而產(chǎn)生的偏角，反復(fù)調(diào)整鉆桿方向和高度，使鉆桿與直線平行，鉆桿與巖面距離達(dá)到設(shè)計(jì)值。

4.3 鉆孔

開鉆時選用低擋、低速、低壓，成孔1 m后，可根據(jù)地質(zhì)情況逐漸調(diào)整鉆速及風(fēng)壓。鉆進(jìn)過程中要始終注意鉆桿角度的變化，每鉆進(jìn)5 m要復(fù)核鉆桿的角度是否正確。

4.4 安裝管棚鋼管

鉆孔完成后，借助機(jī)械及時安裝管棚鋼管。

4.5 焊接止?jié){板、安裝PEHD(排氣)管

管棚鋼管安裝完成后，焊接止?jié){板，焊接必須牢固，PEHD管插入鋼管內(nèi)距管底1 m。

4.6 孔口密封處理

先用水泥砂漿加適量速凝劑人工進(jìn)行封孔，為確保孔口密封，保證注漿質(zhì)量，根據(jù)實(shí)際情況，可噴射RN30混凝土進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。

4.7 注漿

待孔口密封處理完成后，開始注漿。其目的是填充管棚，增加管棚的剛度。同時通過管壁的溢漿孔使?jié){液滲入、擴(kuò)散到管棚周圍地層中，膠結(jié)、固結(jié)圍巖，改善圍巖力學(xué)性質(zhì)，提高圍巖承載能力。注漿分兩步完成，當(dāng)?shù)谝淮巫{的漿液充分收縮后，進(jìn)行第二次注漿，以使管棚填充密實(shí)。 注漿控制要點(diǎn)如下：

1)準(zhǔn)備工作。注漿之前，先調(diào)試注漿泵，做注水試驗(yàn)。漿液必須經(jīng)過篩網(wǎng)過濾，方可進(jìn)入注漿機(jī)。

2)注漿順序。先注無水孔，后注有水孔，無水地段從低處開始注漿，結(jié)束時將閘閥關(guān)閉，卸下進(jìn)漿管，進(jìn)行下根管棚注漿。

3)漿配合比:水泥∶水=2∶1(質(zhì)量比)。

4)注漿壓力。每個孔注漿結(jié)束與否，不是以時間來判斷，而是以注漿壓力和注漿量來控制，當(dāng)注漿壓力持續(xù)升高或達(dá)到注漿壓力設(shè)計(jì)值時，該管注漿才可結(jié)束。注漿初壓0.5 MPa～1.0 MPa，終壓0.8 MPa～1.5 MPa。

5 管棚施工主要問題及應(yīng)對策略

管棚施工主要問題及應(yīng)對策略見表2。

表2 管棚施工主要問題及應(yīng)對策略

6 資源配置

人員配置見表3，機(jī)械設(shè)備見表4。

表3 人員配置

表4 機(jī)械設(shè)備

7 施工經(jīng)驗(yàn)及建議

1)管棚的定位是否準(zhǔn)確是長管棚能否成功的關(guān)鍵，每根管棚放樣都要保證準(zhǔn)確。

2)管棚鉆機(jī)的選擇是管棚施工速度和質(zhì)量的決定性因素。應(yīng)選擇節(jié)能環(huán)保、自動化程度高，鉆孔深度大、精度高，穩(wěn)定性強(qiáng)，環(huán)境適應(yīng)力強(qiáng)和適用范圍廣的鉆機(jī)。

3)必要的技術(shù)改進(jìn)和革新可起到事半功倍的效果。盡管C6鉆機(jī)有諸多優(yōu)勢，然而在前期仍存在鉆進(jìn)慢等缺點(diǎn)，經(jīng)過現(xiàn)場細(xì)致的調(diào)查分析，通過制作導(dǎo)向架、加大鉆頭、減小鉆桿直徑、增加單節(jié)長度、加固鉆桿提高抗扭能力、黃油密封鉆桿連接處、反復(fù)調(diào)整風(fēng)壓、根據(jù)不同地質(zhì)選用不同鉆頭、清理虛渣、支座固定等措施，整體提高了C6鉆機(jī)的鉆進(jìn)速度。

4)合理進(jìn)行施工組織設(shè)計(jì)，強(qiáng)化關(guān)鍵工序質(zhì)量控制，是管棚快速施工的基礎(chǔ)。

5)本隧道地質(zhì)復(fù)雜，施工難度大，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求高(歐標(biāo))，制約因素繁雜，工期短，風(fēng)險(xiǎn)大，備受各界關(guān)注，稍有不慎將會給公司帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失和國際影響，通過采用管棚+玻璃纖維錨桿+CRD法施工，成功穿過進(jìn)口全風(fēng)化泥灰?guī)r帶，實(shí)踐證明鋸齒形管棚工作室方案，滿足快速施工技術(shù)要求和設(shè)計(jì)理念，施工靈活方便，保證安全，提高工效，減少工序，作用效果顯著，可為同類工程施工提供經(jīng)驗(yàn)參考。

[1] 王夢恕.中國隧道及地下工程修建技術(shù)[M].北京：中國人民交通出版社，2010.

[2] 傅鶴林.隧道安全施工技術(shù)手冊[M].北京：中國人民交通出版社，2010.

[3] 孫國慶.超前大管棚施工工藝及參數(shù)優(yōu)化研究[J].隧道建設(shè)，2010(5)：45-46.

[4] 趙福成.無工作室管棚施工技術(shù)在某淺埋隧洞的應(yīng)用[J].水利建設(shè)與管理，2014(11)：7-9.

SIDI AICH tunnel pipe roof construction technology

Wang Feifei

(InternationalEngineeringCo.,Ltd.ofCRCC12，Beijing100176,China)

The paper briefly introduces the long pipe roof construction method of SIDI AICH tunnel portal and trunk， and summarizes the advantages and disadvantages of this method analyzes its craft procedure and some operation points in each construction step, and points out according strategies in the construction of pipe roof, to provide references for the peers and similar projects.

marlite, sawtooth, pipe roof, grouting

1009-6825(2015)30-0171-02

2015-08-11

王飛飛(1987- )，男，助理工程師

U455

A