管棚超前支護(hù)技術(shù)在公路隧道施工中的應(yīng)用

郭永南

摘 要：本文就南埔隧道地質(zhì)情況入手，從管棚的工作原理、技術(shù)參數(shù)方面，重點(diǎn)對(duì)管棚施工工藝進(jìn)行了論述，分析探討了長(zhǎng)管棚施工及相關(guān)技術(shù)要求，并對(duì)其施工注意事項(xiàng)進(jìn)行了簡(jiǎn)要闡明，以供參考。

關(guān)鍵詞：隧道；超前大管棚；施工工藝；注意事項(xiàng)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.16.101

1 工程概述

南埔隧道位于新橋鎮(zhèn)東坑尾東南側(cè)的丘陵坡地，隧道區(qū)屬構(gòu)造-剝蝕丘陵地貌，為單洞隧道，隧道起迄樁號(hào)K2+845～K3+150，長(zhǎng)305m。沿線地形呈波狀起伏，山脊（頂）渾圓，進(jìn)口位于南埔坑村東南面坡地溝谷，地表植被較發(fā)育，隧道場(chǎng)址區(qū)未見(jiàn)大型滑坡、崩塌及泥石流、采空區(qū)及地下洞穴等不良地質(zhì)現(xiàn)象。

為保證隧道進(jìn)洞順利，對(duì)隧道進(jìn)出口端洞口實(shí)行40m超前長(zhǎng)管棚支護(hù)，以提高圍巖整體性，增加圍巖穩(wěn)定性。

2 管棚工作原理

2.1 技術(shù)要求

本隧道進(jìn)出口明暗洞交界處設(shè)計(jì)超前大管棚。進(jìn)口端K2+850～

K2+890，長(zhǎng)度為40m，出口端K3+105～K3+145，長(zhǎng)度為40m。

2.2 超前長(zhǎng)管棚

設(shè)置于隧道洞口段，管棚入土深度是結(jié)合地形、地質(zhì)情況及施工工藝確定，通過(guò)注漿提高圍巖自身承載能力，提高巖體對(duì)結(jié)構(gòu)的彈性抗力，改善結(jié)構(gòu)受力條件。管棚采用Φ108×6mm熱軋無(wú)縫鋼管， 環(huán)向間距40cm，接頭采用長(zhǎng)15cm的絲扣直接對(duì)口連接，為增強(qiáng)鋼管的剛度，注漿完成后管內(nèi)應(yīng)以M30水泥砂漿填充。

3 管棚施工工藝

3.1 超前大管棚注漿施工準(zhǔn)備

（1）掌子面處理。對(duì)掌子面采用10cm厚C20網(wǎng)噴混凝土進(jìn)行封閉。

（2）超前大管棚加工。鋼管在工地加工，材料為熱軋無(wú)縫鋼管，外徑108mm，壁厚8mm，節(jié)長(zhǎng)4～6m，兩段間采用絲扣或者對(duì)焊連接，前端加工成尖錐形，管身鉆注漿孔，孔徑φ12mm，后端3m 為預(yù)留止?jié){段，不設(shè)注漿孔，注漿孔間距10cm，梅花型布置。

3.2 鉆孔施工

（1）測(cè)量布設(shè)。鉆孔時(shí)嚴(yán)格按已施作孔口套管的間距、角度進(jìn)行施工，按設(shè)計(jì)要求，孔口位置允許偏差±5cm，孔底位置應(yīng)小于30cm。超前大管棚設(shè)計(jì)進(jìn)口（屯溪端）76個(gè)，出口（景德鎮(zhèn)端）73個(gè)注漿孔。

（2）搭設(shè)鉆機(jī)平臺(tái)、鉆機(jī)就位。以洞口預(yù)留核心土作為鉆機(jī)平臺(tái)，局部用15cm×15cm×400cm的方木輔助搭建，由下向上，由兩邊至中間，根據(jù)孔位依次搭好孔位布好之后，將鉆機(jī)、空壓機(jī)、注漿機(jī)、拌漿設(shè)備、備料車順次擺放在工作位置，并檢查設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況，保證設(shè)備運(yùn)行良好，設(shè)備就位后，接通各種供電供風(fēng)管路。

3.3 搭設(shè)鉆機(jī)平臺(tái)、鉆機(jī)就位

（1）以洞口預(yù)留核心土作為鉆機(jī)平臺(tái)，局部用15cm×15cm×400cm

的方木輔助搭建，由下向上，由兩邊至中間，根據(jù)孔位依次搭好。

（2）鉆孔。鉆機(jī)準(zhǔn)確定位后，將φ125沖擊鉆頭安裝在鉆機(jī)前段，啟動(dòng)鉆機(jī)開(kāi)鉆。開(kāi)孔時(shí)本著“輕壓、慢鉆”原則，以防止孔位及鉆進(jìn)角度偏差。

鉆進(jìn)1m后再加壓加速，待孔深達(dá)到30m/40m時(shí)，退出鉆具，安裝管棚導(dǎo)管，導(dǎo)管由φ108mm鋼管制成，長(zhǎng)度30m/40m，管身注漿孔梅花型布置，孔間水平間距10cm，前端成尖錐狀。用鉆機(jī)將導(dǎo)管強(qiáng)力推入孔內(nèi)并用編織袋堵塞，以防止注漿前雜物掉入孔內(nèi)。

（3）清孔。用地質(zhì)巖芯鉆桿配合鉆頭進(jìn)行反復(fù)掃孔，清除浮渣，確保孔徑、孔深符合要求，防止堵孔。用高壓風(fēng)從孔底向孔口清理鉆渣。用經(jīng)緯儀、測(cè)斜儀等檢測(cè)孔深、傾角、外插角。清后對(duì)鉆孔進(jìn)行驗(yàn)收，鉆孔質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求的可進(jìn)行管棚頂入，不合格的必須重新補(bǔ)孔和清孔。

3.4 頂入管棚，安裝止?jié){塞

（1）為了便于接長(zhǎng)管棚鋼管，應(yīng)在套管外搭設(shè)施工臺(tái)架。

（2）管棚采用無(wú)縫鋼管，第一節(jié)鋼管應(yīng)做成尖錐狀，起導(dǎo)向和減小摩擦阻力的作用。

3.5 注漿

（1）為防止漏漿，在注漿前用噴射砼封閉工作面。

（2）連接加壓泵和注漿管路并調(diào)試，進(jìn)行壓水試驗(yàn)確定加壓泵和管路正常，以確保注漿時(shí)壓力達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

（3）首先根據(jù)壓水試驗(yàn)情況及圍巖的裂隙發(fā)育估算單孔注漿數(shù)量，然后開(kāi)始用兩臺(tái)ZYB70/80D注漿泵聯(lián)合注漿，注漿時(shí)，先用水灰比0.70的漿液試注，當(dāng)注漿正常后采用1：1水灰比漿液注漿，注漿時(shí)要隨時(shí)觀察泵壓及注漿數(shù)量，分析注漿是否正常，如單孔注漿量過(guò)大，仍達(dá)不到終壓的要求，可暫停該孔注漿，過(guò)4～6h用鉆機(jī)清孔后再繼續(xù)注漿，注漿要作好充分準(zhǔn)備，要緊張有序，忙而不亂。要嚴(yán)防堵管，影響注漿質(zhì)量。

（4）注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。

單孔結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：

①注漿壓力逐步升高至設(shè)計(jì)終壓，并繼續(xù)注漿10min以上；

②注漿結(jié)束時(shí)的進(jìn)漿量小于5L/min。

（5）效果檢查與補(bǔ)孔注漿。

①效果檢查。開(kāi)挖前可根據(jù)預(yù)設(shè)檢查孔的涌水情況，判定注漿效果，注漿效果好的地段，檢查孔涌水量很小，經(jīng)開(kāi)挖后可觀察到裂隙及空隙充填效果，幾乎所用裂隙都充填有漿，開(kāi)挖后掌子面比較干燥。

②補(bǔ)孔注漿。開(kāi)挖后仍有滲水現(xiàn)象，堵水效果達(dá)不到要求時(shí)，采用局部徑向注漿處理，使其達(dá)到堵水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工，對(duì)隧道超前管棚施工有了新的認(rèn)識(shí)。我相信，通過(guò)道路建設(shè)者的不斷探索，隧道超前管棚施工中的問(wèn)題定會(huì)得到更好的解決。

參考文獻(xiàn)：

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