淺析某隧道施工大管棚施工技術(shù)

李偉

（中鐵四局集團第一工程有限公司，合肥 230000）

淺析某隧道施工大管棚施工技術(shù)

李偉

（中鐵四局集團第一工程有限公司，合肥 230000）

在隧道工程施工建設(shè)過程中，當(dāng)遇到地質(zhì)環(huán)境比較差的施工地段時，為了保證隧道安全施工，需要采用大管棚施工技術(shù)進行支護?；诖耍撐囊詫嶋H工程為例，對隧道施工中大管棚施工技術(shù)進行了探討。

隧道施工；大管棚；導(dǎo)向墻

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.05.033

1　工程概況

某隧道工程DK123+712～DK123+813下穿段非風(fēng)化嚴(yán)重的泥巖夾砂巖，地下水有一定的腐蝕性，節(jié)理發(fā)育，覆蓋層薄、圍巖差，車輛通行密度大。需要使用工字鋼架進行全環(huán)支護，并使用大管棚在拱部進行超前支護，保證隧道施工安全開展。

2　工程前的水文地況

1)結(jié)構(gòu)底板的埋置較穩(wěn)定：結(jié)構(gòu)底板主要埋在黏土層，極少部分穿越了粉土層。

2)頂板距離底板2m以上，中間局部有飽和粉土，對施工影響較大。

3)結(jié)構(gòu)頂板主要埋置于結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定的粉質(zhì)黏土層。

4)邊墻位于穩(wěn)定性較好的粉土層和黏土層，但由于地下水的原因，施工時有可能出現(xiàn)坍塌、流沙等現(xiàn)象。因第3層地下水的水頭要比頂板高出1～3m，且受到第2層水和側(cè)向徑流的補給，所以，復(fù)雜的水文變化有可能增加施工難度。

3　采用大管棚施工

3.1開挖的方法

開挖洞身的施工方案：首先使用正臺階法進行開挖，且要求上下臺階間距為2.5m，在自制的3層簡易開鑿平臺上使用氣腿式風(fēng)鉆鉆眼，另外，還要用挖掘機、側(cè)翻裝載機裝渣。使用微震光面爆破技術(shù)進行爆破，每次進展距離為0.8m。在施工時要準(zhǔn)確掌握周邊眼的準(zhǔn)確方向，減少欠挖、超挖的現(xiàn)象。用微差爆破時，要調(diào)大雷管的微差時間，可以有效保證施工人員的安全。此外，為了降低震動效應(yīng)，保證圍巖較差地段和公路隧道的穩(wěn)定，雷管的藥量不能太大。

支護的方案：一般的支護措施有掛鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土、系統(tǒng)錨桿等。加強支護時用I16工字鋼架和35m/根的75mm大管棚，縱向間距按33m/環(huán)，搭接的長度為2m，環(huán)距0.4m，每環(huán)30根。另外，還需要保證鎖腳錨桿的數(shù)量和長度滿足施工要求，鋼架和圍巖之間用混凝土墊塊塞緊[1]。在對洞身進行襯砌時，仰拱跟隨下導(dǎo)坑開挖面而施工，施工距離小于20m，鋼筋砼襯砌工序跟隨仰拱施工。

3.2大管棚施工

3.2.1擴挖洞室及測孔定位

大管棚的施工流程如圖1所示。將洞身拱部的開挖擴大50cm，且擴挖長度為4m，用鉆機鉆眼定位。而定位前要用16.665cm(5寸)臺放大50cm畫出符合設(shè)計要求的孔為輪廊。為了保證鉆孔面的穩(wěn)固性，施工前先要噴一次素混凝土用來防水。如果開始面位于軟弱帶可適當(dāng)調(diào)節(jié)空位，但要保證在10cm以內(nèi)。

圖1　大管棚施工流程

3.2.2對導(dǎo)向墻進行澆筑

圖2　大管棚構(gòu)造圖

3.2.3實施鉆孔

開鉆前，先將鉆機移動到鉆孔部位，然后調(diào)整鉆機的高度，讓鉆機干進入導(dǎo)管中，從而讓鉆桿、鉆機轉(zhuǎn)軸、導(dǎo)向管處在一條直線上，同時用儀器測量這條線的實際角度。當(dāng)鉆孔的角度和方向達到了設(shè)計要求時即可開鉆（儀器的測量追隨鉆孔的全過程），起步開鉆時用低檔，初次鉆到一定的位置后，即可退出鉆桿、加接鉆桿、繼續(xù)鉆進。盡量讓鉆機位置保持穩(wěn)定，以此減少鉆桿角度的變化。為了保證鉆孔的方向，每鉆入5m就要用儀器復(fù)核鉆孔的角度變化。如果發(fā)現(xiàn)鉆孔偏斜過大時，可用特殊的鉆頭實施修正處理[2]。例如：偏斜方位向下時，一般采用水泥砂漿填充斜孔并使之凝固，之后再從偏移開始位置重新鉆；若偏向了上面，則可換上特制的合金鉆頭二次鉆入。開始下管前，先要對每個鉆孔的鋼管按照設(shè)計方案進行編號和配管，同時為了達到同一斷面的接頭數(shù)低于50%的設(shè)計要求，應(yīng)該每隔一個安設(shè)2.5m長的鋼管做短管?？紤]到地質(zhì)條件差的因素，要在鉆孔穩(wěn)定時快速、及時地將鋼管送達孔底。前期送管子時，可以采用人力送管的方法，但隨著阻力的加大必須借助鉆機的力量來將管子頂?shù)街付ㄎ恢?。接下來就是注漿，每完成一根大管棚就用芯管進行后退式灌注1根。為了使管棚填充密實，注漿需要分兩次完成，第二次注入水泥砂漿時要等到第一次注沖的水泥砂漿收縮之后進行。在實際的施工中要注意以下幾點：

1）由于地質(zhì)條件復(fù)雜化，假如遇到鉆孔不宜成型時，宜注漿成孔一步鉆孔法。

2）鉆孔要求按由高孔位向底孔位原則進行，而且規(guī)定成孔達到一半時就要進行孔方向檢查和校正。由于拱腰處的孔就不好控制。對此，項目采用經(jīng)緯儀斜側(cè)法進行鉆孔測斜，詳細(xì)如下：抽出鉆桿、鉆頭，接著把特制的光源放入管內(nèi)的測定位置[3]。為了測出偏差量，就需在距離洞口一定位置，沿管棚設(shè)計軸安裝枧板兩個，因為設(shè)有十字絲，在觀測時，如果光源和兩個十字絲處在一條直線上，說明鉆孔沒有偏差。終孔后，用2.5m左右的芯管掃孔、清孔。

3）絲扣是連接鋼管的對接部件，其長8～10cm，頂進鋼管就采用絲扣連接。清孔后鋼管應(yīng)利用鉆機的鉆桿頂住特制的管箍，逐漸頂入，直到指定位置，為了錯開接頭，應(yīng)加工些3～4m的短鋼管，而標(biāo)準(zhǔn)的鋼管是6～7m。有時會遇到鋼管頂?shù)街虚g時頂不進去，這就要先旋轉(zhuǎn)頂進，若還是無法頂進，可以抽出管子，重新清空、繼續(xù)頂入。

3.2.4安設(shè)管棚

在鉆好孔后為了防止坍孔應(yīng)及時安設(shè)管棚鋼管。送至施工現(xiàn)場的鋼管需在場外按焊縫的要求搭配到位，且把滲漿孔鉆好。檢查好絲扣的質(zhì)量，從而保證鋼管在逐節(jié)頂入時的連接強度。鋼管頂推到位后及時用水泥砂漿填塞鋼管和孔壁之間的縫隙，并對鋼管外露端焊接法蘭盤，檢查其焊接強度。

3.2.5給管棚注漿

1）檢查管路和機械狀況是注漿前必須進行的工作。

2）做壓漿試驗是為了取得合理的設(shè)計參數(shù)，從而提供施工依據(jù)。

3）用純水泥漿注入，壓力要求1.5MPa，時間為10min。

4）對導(dǎo)向管和鋼管間的縫隙進行密封，孔口要設(shè)氣孔，這些也是注漿前的準(zhǔn)備工作。注漿按打一孔注一孔的方法進行。鑒別注漿成功的標(biāo)準(zhǔn)：單孔注漿量是否達到設(shè)計注漿量，以此作為注漿結(jié)束的標(biāo)準(zhǔn)，在注漿壓力達到設(shè)計終壓時，進漿量還不能達到設(shè)計漿量，則可停止注漿。還應(yīng)注意：若注漿壓力達到終壓的80%時，突然出現(xiàn)較大的跑漿，對此可采用間歇注漿完成，但單孔漿量按設(shè)計漿量進行。

3.2.6檢查注漿效果

1）當(dāng)注孔壓力達到1.0MPa，且穩(wěn)定持續(xù)5min以上時，證明該注漿孔注漿成功。

2）若注漿完成，可用鐵錘敲擊鋼管，如響聲低沉則說明漿已注滿，如響聲清脆則說明漿未充滿，需要補注。

3）查找開挖后的巖壁面和鋼管周圍20cm的縫隙并填塞，還要作好記錄。

4　結(jié)論

本隧道工程項目通過使用管棚支護，有效控制了地表下沉的情況，施工過程中圍巖沒有出現(xiàn)坍塌的情況，對隧道進行大管棚支護保證了隧道施工安全。

【1】徐強.長大管棚在諸暨一號隧道中的應(yīng)用[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計,2006 (8):65-67.

【2】鄧礦輝.大管棚預(yù)注漿超前支護在大跨隧道施工中的應(yīng)用[J].西部探礦工程,2004(5):124-125，128.

【3】曾潤忠.淺埋雙層大管棚施工引起地表沉降分析[J].華東交通大學(xué)學(xué)報,2011(1):38-41.

Analysis of Tunnel Construction Large Pipe Shed Construction Technology

LI Wei
(The First Engineering Co.Ltd.，of Ctce Group,Hefei 230000,China)

In the process of tunnel construction,when the relatively poor geological environment encountered in the construction site,in order to ensure the safety of the tunnel construction and need to the construction technique of big pipe shed support.Based on this,this article take the actual project as an example to discuss the construction technology of large pipe shed for the tunnel construction.

tunnel construction;pipe roof;guide wall

U445.49

B

1007-9467（2016）05-0119-03

李偉（1980～），男，安徽靈璧人，工程師，從事鐵路、高速公路施工研究，（電子信箱）543800337@qq.com。

2015-12-28