城市地鐵隧道管棚支護(hù)施工要點(diǎn)探討

周堯

深圳市市政工程質(zhì)量安全監(jiān)督總站 廣東 深圳 518000

1 地鐵隧道管棚支護(hù)施工技術(shù)要點(diǎn)

1.1 護(hù)拱施工

為有效確保管棚施工的精度，確保鉆進(jìn)時(shí)保持一定的角度與方向鉆進(jìn)。須在鉆進(jìn)作業(yè)前，按要求在作業(yè)平臺(tái)澆筑管棚導(dǎo)向護(hù)拱，護(hù)拱內(nèi)安設(shè)導(dǎo)向管，導(dǎo)向管按要求與護(hù)拱內(nèi)鋼筋骨架進(jìn)行焊接固定。而為確保導(dǎo)向管的焊接精度，須在焊接前細(xì)致測(cè)量每根導(dǎo)向管的位置坐標(biāo)，護(hù)拱內(nèi)鋼筋骨架采取三排鋼拱架進(jìn)行連接，以有效保證其穩(wěn)定性，防止因鋼筋骨架失穩(wěn)而導(dǎo)致管棚下垂侵入隧道限界。

1.2 管棚加工

在進(jìn)行管棚的設(shè)計(jì)時(shí)，要在斷面的拱門部位120°范圍內(nèi)進(jìn)行注漿工作，并采用動(dòng)態(tài)管理理念，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)即時(shí)鉆孔探測(cè)工作對(duì)注漿區(qū)域進(jìn)行調(diào)整。其中，單號(hào)管可以選用無縫鋼管，需要在管口位置預(yù)留有2m左右作為止?jié){段，另沿環(huán)形方向安排四排注漿孔洞，縱向孔洞按梅花形布置；雙號(hào)孔采用熱軋無縫鋼管。管架采用6m、3m、6m三種規(guī)格，通過套管直接予以連接，在一端的連接處通過銅管插入鋼管交接處進(jìn)行固定，并采用電焊焊接牢固[1]。若出現(xiàn)不同規(guī)格管架，可以采用變徑器進(jìn)行連接，將管架接頭和合金鉆頭之間進(jìn)行安裝連接。

1.3 鉆孔施工

（1）鉆機(jī)定位。在進(jìn)行管棚支護(hù)施工時(shí)，根據(jù)前期設(shè)計(jì)的相關(guān)參數(shù)和設(shè)計(jì)方案，結(jié)合跟管鉆進(jìn)的施工方法，并依照由高孔位向低孔位的順序?qū)嵤┿@進(jìn)。鉆孔時(shí)，結(jié)合地鐵隧道施工實(shí)際選用型號(hào)規(guī)格相匹配的電動(dòng)鉆機(jī)，開鉆時(shí)須嚴(yán)格控制上挑角度為3°～5°。

（2）鉆進(jìn)成孔。①整個(gè)鉆孔過程中，須確保鉆孔平臺(tái)底座穩(wěn)固，控制好鉆機(jī)與掌子面間的距離應(yīng)＜2m，并按照先單號(hào)孔后雙號(hào)孔的順序進(jìn)行鉆進(jìn)。②鉆孔時(shí)須保持勻速鉆進(jìn)，及時(shí)進(jìn)行鉆孔檢測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)鉆至夾砂土層或者硬石位置時(shí)，必須要嚴(yán)格控制鉆進(jìn)速度，避免鉆偏或出現(xiàn)夾鉆破壞鉆頭而影響后續(xù)施工。③開孔鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)保持低速低壓，當(dāng)成孔深度達(dá)到1m時(shí)方可提升壓力至1.0Mpa左右，若正常鉆進(jìn)過程中發(fā)現(xiàn)軟質(zhì)圍巖或穩(wěn)定性不高的流塑狀黏土，則須及時(shí)降低壓力選擇低壓鉆進(jìn)。

1.4 管棚施工

（1）管棚頂進(jìn)。待鉆孔完成后及時(shí)進(jìn)行管棚的安設(shè)，以免出現(xiàn)坍孔；管棚安設(shè)時(shí)通過鉆機(jī)推進(jìn)器將鋼管棚架頂進(jìn)，鋼管節(jié)段之間通過絲扣進(jìn)行連接，頂進(jìn)時(shí)選擇6m、3m長(zhǎng)度的管節(jié)交替使用；完成管棚的頂進(jìn)后及時(shí)將管棚架與孔壁間的空隙填實(shí)，鋼管外露端焊接法蘭盤與止?jié){閥，并對(duì)焊接強(qiáng)度及填充密實(shí)度進(jìn)行檢查。

（2）漿液配制。注漿漿液主要采用水灰比為1∶1的水泥-水玻璃混合液，質(zhì)量比應(yīng)在1∶0.32～0.36之間為宜，其中，水玻璃濃度與模數(shù)應(yīng)進(jìn)行精準(zhǔn)控制，濃度為35，模數(shù)為2.4，注漿時(shí)的壓力控制在0.5～2.0MPa之間，同時(shí)，要注意對(duì)注漿過程予以嚴(yán)密觀測(cè)，并控制初始?jí)毫?.5～1.0Mpa，終止壓力為2.0Mpa[2]。

（3）管棚注漿。①在進(jìn)行管棚注漿作業(yè)前，應(yīng)首先對(duì)注漿管路與注漿設(shè)備進(jìn)行檢查，確認(rèn)無誤后按要求進(jìn)行壓漿試驗(yàn)，明確注漿的各項(xiàng)參數(shù)，并以此為依據(jù)進(jìn)行注漿作業(yè)；②按照間隔的形式進(jìn)行注漿，邊注漿邊觀察孔口、鄰近孔及斜面層的較薄位置處是否存在串漿現(xiàn)象，一旦檢查發(fā)現(xiàn)存在串聯(lián)現(xiàn)象，應(yīng)立即停止注漿工作，并采用凝固錨劑、水泥砂漿等材料對(duì)串漿部位進(jìn)行封堵，直至無串漿時(shí)方可繼續(xù)進(jìn)行注漿作業(yè)。③注漿量應(yīng)根據(jù)鉆孔大小，通常為鉆孔圓柱體積的1.5～2倍。若注漿量已經(jīng)滿足漿液的注入要求，但管內(nèi)壓力仍然達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)壓力值時(shí)，則應(yīng)調(diào)整漿液濃度、提升注漿壓力繼續(xù)進(jìn)行注漿，確保鉆孔與鋼管四周的空隙填充密實(shí)。在注漿壓力達(dá)到2.5MPa，持壓5min后停止注漿，并封堵注漿口。

2 地鐵隧道管棚支護(hù)施工質(zhì)量控制

為確保地鐵隧道管棚支護(hù)的作業(yè)成效，務(wù)須嚴(yán)抓緊控，抓好細(xì)節(jié)，對(duì)管棚支護(hù)作業(yè)全程給予著重管控。

（1）若在管棚施工中遇到松散軟弱地層，應(yīng)將鋼管布置的間距減小，可將鋼管間距控制在0.1～0.2m之間，或按照鋼管直徑的2～2.5倍尺寸來進(jìn)行估算。

（2）在進(jìn)行作業(yè)面的掘進(jìn)時(shí)須保持合理的掘進(jìn)步距，避免因步距過小、工序轉(zhuǎn)換復(fù)雜而降低掘進(jìn)施工的作業(yè)效率，同時(shí)，還要避免因掘進(jìn)步距過大而造成的安全事故。通常，掘進(jìn)步距須控制在1～2m之間，并根據(jù)地質(zhì)勘察結(jié)果及相應(yīng)計(jì)算予以合理調(diào)整。

（3）確定好適宜的隧道管棚支護(hù)長(zhǎng)度。根據(jù)以往隧道管棚支護(hù)施工經(jīng)驗(yàn)與規(guī)律，管棚支護(hù)長(zhǎng)度越長(zhǎng)，所需的輔助時(shí)間越少，則施工效率越高。但是需要注意的是，在施工現(xiàn)場(chǎng)往往會(huì)受到鉆孔機(jī)具、鉆孔作業(yè)方案、鋼管材質(zhì)等多方面因素的制約，如若管棚支護(hù)長(zhǎng)度過長(zhǎng)還會(huì)影響現(xiàn)場(chǎng)管棚布置的角度與排列，因此，通常需要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件及現(xiàn)場(chǎng)施工機(jī)具將管棚支護(hù)長(zhǎng)度控制在10～20米之間為宜。

（4）確定好適宜的鋼拱架間距。若隧道洞口段的地質(zhì)條件為淺埋段，則在洞口段采用工字鋼架更為適宜；如若隧道洞口段地質(zhì)情況為碎裂帶或軟弱地質(zhì)情況時(shí)，則宜采用格柵鋼架或工字鋼架與格柵鋼架聯(lián)合間隔使用。注意做好間距控制，一般I類圍巖地段鋼架間距在0.6～0.75米之間為宜，遇到特殊情況或地質(zhì)條件較差時(shí)須采取相應(yīng)的加密處理措施。

（5）確保搭接長(zhǎng)度符合相應(yīng)要求。管棚之間的搭接長(zhǎng)度通常需要根據(jù)隧道開挖高度以及開挖地段的圍巖情況予以綜合確定，對(duì)于縱向方向的管棚搭接，長(zhǎng)度必須大于1.5米，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)可確定在2～4米之間[3]。

3 結(jié)束語(yǔ)

作為時(shí)下地鐵隧道或公路、鐵路隧道開挖施工中極為常見的支護(hù)結(jié)構(gòu)，管棚支護(hù)的施作成效事關(guān)后續(xù)工序的安全順利進(jìn)行，因此，相應(yīng)施工、監(jiān)管人員務(wù)須對(duì)管棚支護(hù)的施作全程給予著重關(guān)注，多措共舉，齊抓共管，竭力促使其施作質(zhì)量?jī)?yōu)質(zhì)達(dá)標(biāo)。