超長管棚一次性跟管鉆進導(dǎo)向技術(shù)

1、    超長管棚一次性跟管鉆進導(dǎo)向技術(shù)    趙子龍【摘要】本文介紹了淺埋暗挖隧道穿越城市道路超長管棚一次性跟管鉆進施工工工藝和控制管棚鉆進方向的成功控制經(jīng)驗，僅供同行參考。【關(guān)鍵詞】淺埋暗挖；跟管鉆進管棚1.前言淺埋暗挖隧道是上部覆蓋層不足洞跨2倍的隧道，此類隧道開挖會引起周圍地表圍巖的較大沉降與變形，這種現(xiàn)象如果沒有得到有效的控制，將不可避免的誘發(fā)各種災(zāi)害，甚至造成一定的經(jīng)濟損失和人員傷亡，因此在隧道穿越城市道路時對沉降提出了更嚴(yán)格的要求。隧道開挖必須嚴(yán)格遵循“管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤量測、速反饋”的原則進行，超前管棚支護作為淺埋暗

2、挖隧道洞口開挖以及穿越城市道路、房屋等施工中不可或缺的工序，是保證隧道施工安全生產(chǎn)的基本組成。2.工程概況莞惠城際鐵路gzh-6標(biāo)暗挖區(qū)間隧道，其起點里程dk33+022.303，終點里程dk33+835.447，隧道穿越新城路與迎賓路交叉口、工業(yè)東路與迎賓路交叉口，拱頂埋深為810m，道路周圍地下管線密集，種類繁多，兩條道路處于多管轄區(qū)域交界處，車流量較大。隧道左線gdzk33+036gdzk33+166、右線gdk33+035gdk33+166段洞身位于新城路與迎賓路交叉口下方，巖層為粉質(zhì)粘土及全風(fēng)化混合片麻巖地層，拱頂埋深約11m，在隧道穿越新城路路與迎賓路交叉口時拱部120°

3、范圍內(nèi)設(shè)置超前長管棚支護。為方便管棚施工，隧道左線gdzk33+029gdzk33+036、右線gdk33+029gdk33+36段拱部150°范圍內(nèi)將開挖斷面半徑增擴1.12m作為管棚施工工作室，施工臨時仰拱作為管棚鉆機安放平臺。每條隧道共計29根管棚，分2次施工，每次施工67.5m，施工完畢一段開始開挖初支，下段工序重復(fù)上一段工序施工，管棚搭接不小于3m。3.管棚施工前期準(zhǔn)備3.1管棚工作室施工管棚工作室沿線路方向長7m，拱頂位置挑高約1 .12m，管棚施工完畢后安裝內(nèi)層環(huán)向鋼架，噴射混凝土至設(shè)計斷面。施工時管棚工作室分為1m過渡段和6米擴挖段，過渡段分2榀鋼架過渡。管棚工作室開

4、挖每循環(huán)進尺0.5m，開挖后對巖面初噴4cm厚c25混凝土，及時安裝鋼架，鋼架間距0.5m，連接板密貼，螺栓固定牢固，鋼架底部墊方木，并施作長3.0m鎖腳錨桿，采用l型鋼筋將鎖腳錨桿與鋼架焊接牢固，鋼架間縱向連接筋間距1.0m，內(nèi)外雙側(cè)布置，拱部施工超前小導(dǎo)管，超前小導(dǎo)管長度3.0m，環(huán)向間距0.33m，小導(dǎo)管注漿采用1：1水泥漿液，注漿壓力0.10.3mpa，邊墻設(shè)置長3.5m，螺紋22砂漿錨桿，錨桿環(huán)向間距0.8m，縱向1.0m。噴射混凝土厚度不小于設(shè)計30cm。4.超前大管棚施工技術(shù)4.1管棚施工測量放線測量人員準(zhǔn)確放樣，標(biāo)出隧道中心線及拱頂高程，并在斷面上測設(shè)出管棚孔口的位置，對孔口進

5、行編號，并做好標(biāo)記。4.2.2導(dǎo)向墻施工1）長管棚導(dǎo)向墻厚1.12m，延米長度為1.0m，采用c20鋼筋混凝土。導(dǎo)向墻在明洞外輪廓線以外緊貼掌子面施做。支撐穩(wěn)固后，內(nèi)外模采用2cm木模安裝。導(dǎo)向墻內(nèi)埋設(shè)i20a型工字鋼支撐，縱向間距50cm/榀，工字鋼與管棚孔口管用16鋼筋焊接成整體，保證孔口管的位置和角度準(zhǔn)確，然后進行導(dǎo)向墻砼的施工，待套拱砼強度達到85%時開始長管棚的施工。2）管棚的導(dǎo)向管選用127×5mm鋼管，其平面位置、傾角、外插角的安裝準(zhǔn)確度直接影響管棚的質(zhì)量。用全站儀以坐標(biāo)法在工字鋼架上定位出其平面位置，布設(shè)范圍為襯砌拱部120°范圍內(nèi)，環(huán)向間距33cm；用水準(zhǔn)

6、尺配合坡度板設(shè)定孔口管的傾角1°；用前后差距法設(shè)定孔口管的外插角。4.2.3 鉆機安裝就位安裝鉆機前首先安裝鉆機底座，底座需四角找平，鉆機平臺穩(wěn)立在水平底座上，通過鉆機平臺上下調(diào)節(jié)來控制鉆機上揚角度，通過對底座上四個支腿的左右移動來調(diào)節(jié)鉆機的外擺角度?？孜粚?zhǔn)完畢后將鉆機調(diào)節(jié)螺母全部固定牢固，防止鉆進過程中鉆機移動。4.2.4 管棚管節(jié)加工制作及連接鋼管在專用的管床上加工好絲扣，導(dǎo)管四周鉆設(shè)孔徑10mm注漿孔，孔間距15cm，呈梅花型布置，尾部留不鉆孔的止?jié){段2.0m，鉆頭楔掌板旋轉(zhuǎn)直徑115mm，楔型面與鉆具（鉆桿）交角20°。4.2.5導(dǎo)向裝置安裝導(dǎo)向探頭為長度約50c

7、m，直徑約3cm圓柱體，安裝于最前端管節(jié)內(nèi)部，固定于鋼管中心，探棒軸線與鋼管同軸線，外接導(dǎo)線與8mm鋼絲繩自鋼管末端伸出，以方便測量與取出，在鉆進過程中隨時與有線導(dǎo)向儀顯示設(shè)備連接以確定鉆進方向，并做出相應(yīng)調(diào)整。4.2.6鉆機鉆進及方向調(diào)整鉆機開鉆時，保持低速低壓，掌握好開鉆與正常鉆進的壓力和速度，防止斷桿。鉆機開孔時鉆速不易過高，鉆進過程中輸送高壓水至鉆頭部位以便將鉆渣帶出，防止卡鉆，第一節(jié)鉆桿鉆入巖層尾部剩余2030cm時鉆進停止，用兩把管鉗人工卡緊鉆桿，鉆機低速反轉(zhuǎn)，移出鉆桿，鉆機沿導(dǎo)軌退回原位，人工再裝入第二根鉆桿，并在鉆桿前端安裝好連接套，方向?qū)?zhǔn)后連接成一體。裝管完畢后將鋼絲繩穿過

8、新加管節(jié)并留出測量接頭。鋼管接頭布置：接長鋼管應(yīng)滿足受力要求，相鄰鋼管的接頭應(yīng)前后錯開。同一橫斷面內(nèi)的接頭數(shù)不大于50%，管棚單雙序孔的連接絲扣宜錯開至少1m。每鉆進5m需使用測斜儀測定其位置，并根據(jù)鉆機鉆進的狀態(tài)判斷成孔質(zhì)量，及時處理鉆進過中出現(xiàn)的偏差問題。方向糾正：鉆機頂進鋼管5m后暫停鉆進，使用導(dǎo)向顯示設(shè)備連接鋼管預(yù)留導(dǎo)線接頭，測量探測棒上下左右偏移數(shù)據(jù)，如果探測點位于地表投影線的右側(cè)，則通知司鉆略調(diào)整鉆機朝9點方向進行頂進；如果探測點位于地表投影線的左側(cè)，則通知司鉆略調(diào)整方位角向3點鐘方向進行頂進。每次頂進長度為0.5m，直到測量點方向符合設(shè)計值再進行正常鉆進。4.2.7 壓水試驗并注

9、漿（1）注漿材料：采用0.8：11：1水泥砂漿，水泥采用p·o42.5r普通硅酸鹽水泥。（2）注漿前將自制的注漿套管與管棚用套絲連接，注漿套管設(shè)置有出氣管與進漿管，由閥門來控制開關(guān)。然后安裝20mm塑料管作為排氣管，用錨固劑封閉掌子面與管棚間的孔隙，連接注漿所需各種管路，防止漏漿。（3）關(guān)閉孔口閥門，開啟注漿泵進行注漿壓水試驗，試驗壓力等于注漿終壓。（4）注漿時，采取低壓力、中流量注入，注漿過程中壓力逐步上升，流量逐漸減少，當(dāng)壓力升至注漿終壓時，繼續(xù)壓注10min，結(jié)束注漿。（5）注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)及效果檢查：1）單孔注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：每段注漿都正常進行，注漿終壓達到設(shè)計終壓，注漿量達到設(shè)計注漿量的80%；或雖未達到設(shè)計終壓，但注漿量已達到設(shè)計注漿量，即可結(jié)束本孔注漿。2）全段結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：設(shè)計的所有注漿孔均達到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)，無漏注現(xiàn)象。3）達不到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)補充或重新注漿直到滿足要求為止。5.結(jié)束語管棚施工多用于隧道洞口的超前支護，但城市地鐵多為淺埋暗挖隧道，隧道在穿越地表建筑物、池塘、公路時，因無法保證降水，而存在地下水位高、巖層差等不利于隧道開挖的因素影響，還需要嚴(yán)格控制上方的地表沉降，因此超前大管棚支護不可避免要在隧道內(nèi)施工。采用一次性導(dǎo)向跟管鉆進法在隧道