超前大管棚在引流洞施工中的應(yīng)用

周會(huì)佳

摘 要：文章介紹了百色隆林新州河布東河段超前大管棚在引流洞施工中的應(yīng)用。主要從超前大管棚的作用和原理，以及大管棚超前注漿支護(hù)的施工工藝，為類似工程施工提供有用的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：隧道；超前支護(hù)；注漿；施工；效果評(píng)價(jià)

1 工程概況

百色隆林新州河布東河段引流洞位于百色市隆林各族自治縣省道S322里程6km處。全長(zhǎng)694.7m。隧洞位于南華準(zhǔn)地臺(tái)右江再生盆地的西北部，桂西坳陷之西林——百色斷裂褶皺帶西端。為華力西——印支旋回大型沉積坳陷區(qū)，三迭系發(fā)育，分布很廣。屬隆林東西向構(gòu)造帶，由走向大致東西的背斜、向斜斷裂構(gòu)造組成。

隧洞進(jìn)出口段。洞頂主要是弱風(fēng)化基巖，有少量強(qiáng)風(fēng)化基巖。薄～中層狀粉砂質(zhì)泥巖為主夾砂巖，夾有少量薄層狀泥灰?guī)r。強(qiáng)風(fēng)化基巖破碎，碎裂狀結(jié)構(gòu)；弱風(fēng)化基巖較破碎，為鑲嵌碎裂狀結(jié)構(gòu)。判斷圍巖分類為Ⅳ類。隧洞高約9米，洞高較大，因此隧洞自穩(wěn)能力較小，圍巖穩(wěn)定性差，可能有較大的塌方，開挖時(shí)必須挖進(jìn)一小段就及時(shí)支護(hù)。

2 大管棚施工方案

根據(jù)工程地質(zhì)狀況，為了防止雨季雨水匯集對(duì)隧道口的沖刷，根據(jù)施工圖紙、設(shè)計(jì)規(guī)范和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，再結(jié)合其他隧道施工經(jīng)驗(yàn)，由業(yè)主、專家、總監(jiān)、駐地組成的專家團(tuán)認(rèn)為合理的施工方法是工程出口進(jìn)洞方案擬采用在拱頂設(shè)長(zhǎng)管棚進(jìn)行超前注漿支護(hù)，且工程采用從引水隧洞出口單口開挖進(jìn)洞的施工方案。引水隧洞為進(jìn)口為直線型，出口為半徑200米的圓弧形。引水隧洞縱坡-1.87%，進(jìn)口高程446.00m，出口高程433.00m。引水隧洞為城門洞型，凈寬8.0m，直墻凈高5m，拱部為半圓形，半徑R=4m，襯砌厚度80cm。這樣，可以有效的保證洞口邊、仰坡安全，確保隧道順利進(jìn)洞。管棚材料采用φ108×8mm熱軋無(wú)縫鋼管，管長(zhǎng)35m。沿開挖輪廓線外環(huán)向間距30cm，從中間外兩側(cè)向上傾2°，向左外傾2°，向右外傾3°。

3 大管棚超前注漿支護(hù)的作用和原理

大管棚超前注漿支護(hù)，主要就是在圍巖強(qiáng)度比較低或圍巖較為破碎的地層中，進(jìn)行大跨度洞室開挖采取的超前安全支護(hù)方式。它主要的工作原理是等到挖開洞室拱頂輪廓線以后一定的角度范圍內(nèi)，環(huán)向按一定的間距置入大直徑鋼管，并在鋼管內(nèi)進(jìn)行有壓注漿，待鋼管內(nèi)的漿液變?yōu)樗嘟Y(jié)石后，即可進(jìn)行洞室開挖。注漿管棚通過(guò)注漿填充圍巖裂隙，提高圍巖的強(qiáng)度和剛度，從而提高圍巖的整體承載能力。

4 大管棚施工工藝

4.1 大管棚施工流程

測(cè)量放線、布孔-導(dǎo)向墻制作-鉆孔（檢查孔、掃孔）-安裝注漿管（制作灌漿管）-注漿-進(jìn)入隧洞開挖工序

4.2 測(cè)量放線、布孔

在施工前要進(jìn)行復(fù)核線路中線、水平，根據(jù)線中中心線控制樁及高程控制點(diǎn)在仰坡面標(biāo)識(shí)出隧道中心線及外拱頂標(biāo)高，并根據(jù)暗洞開挖輪廓線在仰坡做為導(dǎo)向寺立模的依據(jù)，根據(jù)導(dǎo)向墻的里程控制好導(dǎo)向墻內(nèi)外模的高度，并預(yù)留相應(yīng)的沉降量，也可以使用先進(jìn)的激光經(jīng)緯儀對(duì)位置的進(jìn)行確定，然后在用紅油漆在工作面上畫出孔的位置。

4.3 導(dǎo)向墻制作

大管棚施工前應(yīng)做好導(dǎo)向墻。導(dǎo)向墻采用C25砼，長(zhǎng)2m，厚度80cm，拱腳采用與墻同寬，厚度不小于50cmde M7.5漿砌片石做基礎(chǔ)。為保證管棚施工精度，在導(dǎo)向墻內(nèi)預(yù)埋4榀間距60cm的Ⅰ20a鋼架，鋼加落底需置于穩(wěn)固的基巖上，安裝工字鋼時(shí)，應(yīng)保證工字鋼底部至內(nèi)模頂面的距離達(dá)到25cm（即工字鋼底部混凝土保護(hù)層厚度），鋼架外緣需按照管棚的位置測(cè)量安裝φ133mm厚8mm的導(dǎo)向管。

工字鋼架架設(shè)完成后，進(jìn)行導(dǎo)向管的埋設(shè)時(shí)，導(dǎo)向管采用直徑為150mm的無(wú)縫鋼管，其壁厚為5mm，導(dǎo)向管的長(zhǎng)度為2mm，環(huán)向間距根據(jù)管棚間距而定安裝導(dǎo)向管時(shí)，為避免混凝土澆注時(shí)漿進(jìn)入并堵塞導(dǎo)向管，安裝導(dǎo)向管時(shí)需與端模抵緊并采取措施使其牢固定在墻模上。

4.4 鉆孔

對(duì)于管棚的鉆孔是十分重要的，一般管棚鉆孔的間距都在40cm，而且還應(yīng)該大于設(shè)計(jì)開挖輪廓線80cm，這主要是為了方便后道工序中鋼支撐安裝和初期混凝土的支護(hù)等工作，但是在竟然斷層施工以前，要把挖開的斷面大于設(shè)計(jì)輪廓1m左右，這主要是為了方便臺(tái)車施工。在進(jìn)行鉆進(jìn)工作時(shí)臺(tái)車的大臂要緊挨著工作面，主要是為了防止出現(xiàn)顫動(dòng)，影響到鉆孔的位置精度，當(dāng)鉆機(jī)開始工作的時(shí)候要使用低鉆速進(jìn)行工作，當(dāng)鉆進(jìn)20cm以后，孔的位置正確的前提下，再使用正常鉆速工作，在此要介紹一下所使用的鉆孔設(shè)備，此設(shè)備使用的是瑞典353E三臂液壓臺(tái)車，鉆頭的直徑為102mm，鉆桿長(zhǎng)度為5.5m，鉆孔的深度為4.8m，這種設(shè)備可以一次性成孔，不需要再進(jìn)行接桿。

4.5 灌漿材料

在灌漿時(shí)灌漿的材料十分的重要，所以應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格地選擇，以滿足灌漿的質(zhì)量要求，一般都使用P.O42.5級(jí)硅酸鹽水泥，在施工的時(shí)候，如果水泥有受潮或者是出廠期超過(guò)規(guī)定要求就不可以使用，以防止對(duì)工程質(zhì)量產(chǎn)生影響。

4.6 管棚注漿程序

在進(jìn)行管棚灌漿的時(shí)候，要掌握好灌漿的時(shí)間，應(yīng)在孔鉆好以后立即進(jìn)行安裝鋼管，防止出現(xiàn)孔坍塌的情況，對(duì)于管的選擇也有明確的要求，鋼管要保證其質(zhì)量和良好的連接強(qiáng)度，將鋼管插入孔后要將孔與管之間的縫隙塞上，然后再鋼管外露端焊上法蘭盤，最后進(jìn)行灌漿施工工作。在灌漿時(shí)要嚴(yán)格遵守水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范等相關(guān)規(guī)定要求，禁止有不規(guī)范的行為出現(xiàn)，其施工流程主要是灌漿以前應(yīng)檢查相應(yīng)機(jī)械設(shè)備的情況，并前期進(jìn)行灌漿實(shí)驗(yàn)，確定灌漿的參數(shù)，以保證灌漿可以正常的進(jìn)行，灌漿前還用保證水泥漿比例配置合理、攪拌均勻，在灌漿的過(guò)程中應(yīng)保證其灌注速度，并時(shí)刻檢查是否有串漿的情況方式，如果有這種情況應(yīng)進(jìn)行間歇式灌注，在灌注時(shí)如果水泥漿的壓力突然增大，可能是灌注管堵塞，這就需要立刻檢查，防止機(jī)械設(shè)備的損壞，正常以后再進(jìn)行灌漿，當(dāng)灌注的壓力到達(dá)一定值以后，并持續(xù)保持就說(shuō)明灌漿已經(jīng)符合要求，應(yīng)立即堵上灌孔。

5 效果評(píng)價(jià)

為了保證施工安全以及檢查大管棚的實(shí)施效果，本工程實(shí)施監(jiān)控量測(cè)。對(duì)該段做了凈空收斂量測(cè)、錨桿受力監(jiān)測(cè)、地表位移量測(cè)共3個(gè)項(xiàng)目。從量測(cè)情況來(lái)看收斂增長(zhǎng)較緩，均滿足設(shè)計(jì)要求。充分說(shuō)明了大管棚預(yù)注漿超前支護(hù)對(duì)防止圍巖惡化，控制引流洞變形作用是顯著的。

6 結(jié)束語(yǔ)

利用大管棚作為本河段引流洞施工的超前支護(hù)，其成功之處在于：通過(guò)注漿將松散的土體固結(jié)起來(lái)，利用大管棚支護(hù)圍巖，注漿體與管棚連成一個(gè)整體受力，在引流洞開挖輪廓線外形成一個(gè)環(huán)向的支撐體，有效地阻止了松散體出現(xiàn)坍塌。超前預(yù)支護(hù)技術(shù)在本工程的成功應(yīng)用，是新奧法與其他輔助施工方法的完美結(jié)合，特別是監(jiān)控量測(cè)工作的開展，通過(guò)對(duì)隧道結(jié)構(gòu)定性定量的分析，起到預(yù)測(cè)和反饋的作用，為施工提供了重要的安全信息。

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