管棚在隧道洞口段施工中的合理應(yīng)用

1、管棚在隧道進(jìn)口淺埋段施工中的應(yīng)用摘要：介紹隧道管棚超前支護(hù)的施工技術(shù)，包括技術(shù)參數(shù)設(shè)定、施工工藝、質(zhì)量控制等。實(shí)踐證明，管棚超前支護(hù)技術(shù)在淺埋、軟巖、偏壓等不良地質(zhì)隧道施工中具有非常重要的意義。關(guān)鍵詞：鐵路隧道；管棚；質(zhì)量控制1、工程概況（1） 該隧道工程位于內(nèi)蒙白音高勒縣境內(nèi)，其中進(jìn)口段135米淺埋段。為內(nèi)蒙一單線隧道，最大埋深280m，隧道全長4800m。（2） 該隧道（DK323+846DK327+830）段落經(jīng)過的基巖地層為志留系中上統(tǒng)風(fēng)化炭質(zhì)千枚巖、弱風(fēng)化炭質(zhì)千枚巖，巖質(zhì)極軟，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎，施工過程中有出現(xiàn)突水、涌水的可能，隧道容易坍塌、掉塊，變形嚴(yán)重，工程地質(zhì)條件差。需采

2、用相應(yīng)的強(qiáng)支護(hù)措施。隧道開挖斷面較大，級(jí)圍巖為139.09m2。洞內(nèi)拱部輪廓設(shè)計(jì)為半圓形，初期支護(hù)采用間距60cm的20b工字鋼拱架閉合支撐，錨-網(wǎng)-噴27cm混凝土。為保證隧道的施工安全，采用大管棚作為進(jìn)洞的輔助施工措施，采用中管棚作為進(jìn)洞后的安全保障措施。大管棚洞口立面布置見圖1所示。（3）同其它輔助施工措施（如超前小導(dǎo)管、超前錨桿）相比，大管棚支護(hù)具有明顯的優(yōu)勢：安全系數(shù)高，大管棚注漿后，固結(jié)圍巖，在隧道開挖輪廓線以外形成一圈封閉高強(qiáng)度剛體，有效減少圍巖以及地表沉降，防止隧道塌方。施工進(jìn)度能夠得到保證，大管棚施工在隧道開挖前施工，系統(tǒng)性強(qiáng)，避免隧道中的交叉、平行施工的干擾，使隧道開挖、支

3、護(hù)施工更加有序，無形中加快了施工進(jìn)度。有止水作用，大管棚注雙液漿能夠阻止周邊圍巖裂隙水滲入隧道開挖輪廓線以內(nèi)，隧道開挖支護(hù)施工安全、質(zhì)量均得到有利保證。有效控制成本，在軟巖、破碎帶隧道開挖施工中管棚技術(shù)能夠有效控制超欠挖，節(jié)約了因超欠挖造成的損失。（4）大管棚主要工藝是：沿隧道襯砌外緣一定距離打入一排縱向鋼花管，并且在插入鋼管后，再往鋼管內(nèi)注漿以固結(jié)軟弱圍巖、充填鋼管與孔壁之間的空隙，使管棚與圍巖固結(jié)緊密，以提高鋼管的強(qiáng)度。開挖后架設(shè)拱形鋼架支撐，形成牢固的棚狀支護(hù)結(jié)構(gòu)。2、主要施工工藝2.1管棚參數(shù)鋼管布設(shè)在圓心角為120。的隧道拱部，管心間距40cm，仰角1。3。（不包括線路縱坡）。熱軋無

4、縫鋼管直徑108mm，壁厚6mm，節(jié)長9m和4m；孔口套管為無縫鋼管直徑為140mm，壁厚6mm，節(jié)長1m。2.2工藝說明管棚施工主要工序有開挖支護(hù)明洞邊坡、仰坡；施作套拱；搭鉆孔平臺(tái)、安裝鉆機(jī)；鉆孔；清孔、驗(yàn)孔；安裝管棚鋼管；注漿。工序技術(shù)要求高，工藝復(fù)雜。（1）明洞邊坡、仰坡開挖支護(hù)：明洞段開挖因在洞頂截水溝施工完成后進(jìn)行，應(yīng)盡量避開雨季施工。邊仰坡防護(hù)應(yīng)與明洞開挖同步進(jìn)行，及時(shí)施工明洞邊坡的錨桿、掛設(shè)鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土，及時(shí)封閉坡面。對邊仰坡地表深水要及時(shí)引到坡面外，加強(qiáng)對坡面的防護(hù)。（2）施作套拱： 混凝土套拱作為長管棚的導(dǎo)向墻，套拱在明洞外輪廓線以內(nèi)施作，套拱內(nèi)埋設(shè)2榀工字鋼支撐與管

5、棚孔口管焊接成整體。 孔口管作為管棚的導(dǎo)向管，它安設(shè)的平面位置、傾角、外插角的準(zhǔn)確度直接影響管棚的質(zhì)量。用測量儀器準(zhǔn)確放樣出其位置，孔口管應(yīng)牢固焊接在工字鋼上，防止?jié)不炷習(xí)r產(chǎn)生位移。（3）搭鉆孔平臺(tái)安裝鉆機(jī)： 鉆機(jī)平臺(tái)可用枕木或鋼管腳手架搭設(shè)，平臺(tái)應(yīng)一次性搭好，鉆孔由高孔位向低孔位進(jìn)行，可縮短移動(dòng)鉆機(jī)與搭設(shè)平臺(tái)時(shí)間，便于鉆機(jī)定位。 平臺(tái)支撐要著實(shí)地，連接要牢固、穩(wěn)定。防止在施鉆時(shí)鉆機(jī)產(chǎn)生不均勻下沉、擺動(dòng)、位移等影響鉆孔質(zhì)量。 鉆機(jī)定位：鉆機(jī)要求與已設(shè)定好的孔口管方向平行，必須精確核定鉆機(jī)位置。用經(jīng)緯儀掛線、鉆桿導(dǎo)向相結(jié)合的方法，反復(fù)調(diào)整，確保鉆機(jī)鉆桿軸線與孔口管軸線相吻合。（4）鉆孔： 為了

6、便于安裝鋼管，鉆頭直徑采用130 mm。 巖質(zhì)較好的可以一次成孔，鉆進(jìn)時(shí)產(chǎn)生塌孔、卡鉆，需補(bǔ)注漿后再鉆進(jìn)。 鉆機(jī)開鉆時(shí)，可低速低壓，待成孔1.0m后可根據(jù)地質(zhì)情況可逐漸調(diào)整鉆速及風(fēng)壓。 鉆進(jìn)過程中經(jīng)常用測斜儀測定其位置，并根據(jù)鉆機(jī)鉆進(jìn)的現(xiàn)象及時(shí)判斷成孔質(zhì)量，及時(shí)處理鉆進(jìn)過程中出現(xiàn)的事故。認(rèn)真做好鉆進(jìn)過程的原始記錄，及時(shí)對孔口巖屑進(jìn)行地質(zhì)判斷、描述，作為開挖洞身的地質(zhì)預(yù)探預(yù)報(bào)及知道洞身開挖的依據(jù)。（5）清孔驗(yàn)孔： 用地質(zhì)巖芯鉆桿配合鉆頭進(jìn)行來回掃孔，清除浮渣至孔底，確?？讖健⒖咨矸弦?，防止堵孔。 用高壓氣從孔底向孔口清理鉆渣。 用經(jīng)緯儀、測斜儀等檢測孔深，傾角，外插角。（6）安裝管棚鋼管：

7、鋼管應(yīng)在專用的管床上加工好絲扣；管頭焊成圓錐形，便于入孔。 管棚頂進(jìn)采用人工和機(jī)械相結(jié)合的工藝。 接長鋼管應(yīng)滿足受力要求，相鄰鋼管的接頭應(yīng)前后錯(cuò)開。同橫斷面內(nèi)的接頭數(shù)不大于5O ，相鄰鋼管接頭至少錯(cuò)開lm，縱向兩組管棚搭接接頭不小于3 m。（7）注漿： 采用隔孔注漿，安裝好鋼花管后即對孔內(nèi)注漿，漿液擴(kuò)散半徑不小于0.5 m。 注漿參數(shù)：水泥漿水灰比1:1 采用雙液液壓注漿機(jī)將漿液注入管棚鋼管內(nèi)，初壓0.51.0 MPa，終壓2MPa，持壓15min后停止注漿。注漿量一般按漿液擴(kuò)散半徑及漿液填充率計(jì)算；若注漿量超限，未達(dá)到壓力要求，應(yīng)調(diào)整漿液濃度繼續(xù)注漿，直至符合注漿質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，確保鉆孔周圍巖體與

8、鋼管周圍孔隙均為漿液充填，方可終止注漿。3 、質(zhì)量控制（1）鉆孔前，精確測定孔的平面位置、傾角、外插角，并對每個(gè)孔進(jìn)行編號(hào)。（2）鉆孔仰角的確定應(yīng)視鉆孔深度及鉆桿強(qiáng)度而定，一般控制在1。2。，鉆機(jī)最大下沉量及左右偏移量為鋼管長度的1左右，并控制在2030 cm。（3）嚴(yán)格控制鉆孔平面位置，管棚不得侵入隧道開挖線內(nèi)，相鄰鋼管不得相撞和立交。（4）經(jīng)常測量孔的斜度，發(fā)現(xiàn)誤差超限及時(shí)糾正，至終孔仍超限者應(yīng)封孔、注漿，原位重鉆。（5）掌握好開鉆與正常鉆進(jìn)的壓力和速度，防止斷桿、卡鉆。（6）遇到松散的堆積層和破碎地質(zhì)時(shí)，在鉆進(jìn)中可以考慮增加套管護(hù)壁，確保鉆機(jī)順利鉆進(jìn)和鋼管順利頂進(jìn)。4 、結(jié)束語（1）對于隧道洞口的軟弱破碎圍巖地段、淺埋地段、黃土等不良地質(zhì)采用長大管棚施工工藝，提前發(fā)揮超前支護(hù)作用，增加施工安全度，提高隧道的長期穩(wěn)定性，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。（2）在