關于自進式管棚施工技術在軟弱圍巖隧道中的應用

王國民

山西路橋建設集團有限公司公路工程總承包分公司 山西太原 030006

結合軟弱圍巖隧道施工特點可以得知，通過運用自進式管棚施工技術，不僅可以提高圍巖的安全性，而且能夠提升注漿質量，同時，管棚支護可以起到一定的支護作用，可以避免軟弱圍巖出現大面積的沉陷與坍塌，因此，本文重點探討軟弱圍巖隧道施工中自進式管棚施工技術的具體運用。

1 合理運用自進式管棚施工技術的現實意義

因為軟弱圍巖強度較低，在該地質條件下進行隧道施工，特別容易出現坍塌現象，所以在軟弱圍巖隧道施工之前，施工單位需要進行超前支護，如果采取傳統的超前支護技術，會影響軟弱圍巖隧道施工進度，故施工單位需要合理采用自進式管棚施工技術，合理控制隧道的開挖循環進尺，提升軟弱圍巖的安全性。

此外，科學運用自進式管棚施工技術，可以顯著提升軟弱圍巖隧道超前支護效果，防止隧道出現失穩現象。在一些施工規模比較大的隧道施工項目中，施工單位要根據該地區的地質條件，以及圍巖的穩定性能，合理選擇自進式管棚施工技術，在提升軟弱圍巖隧道施工質量的同時，進一步提高整體施工效率。

2 具體運用

2.1 案例概況

本文主要以某軟弱圍巖隧道工程為例，該工程經過穿山隧道長度為1500m，在隧道施工區域內，地址條件比較復雜，同時，外部的施工作業環境也比較復雜，增加了隧道的開挖施工難度。結合該隧道內部施工條件得知，因為長時間的風化作用，除隧道洞口5m之外，剩余部分全部屬于斷層破裂帶，結構的完整性比較差，存在較多粘土。因為該隧道圍巖結構受力條件復雜，自穩性較差，在隧道施工之前，施工單位需要對圍巖采取加固處理方式，防止隧道施工過程中出現坍塌事故。

2.2 試驗段施工

在此隧道工程施工中，施工單位選擇DK448+091-DK459+117作為試驗段，在暗挖施工過程當中，洞身部分采取長度為20m的熱軋無縫鋼管進行有效的超前支護，在鋼花管棚的管壁上，每隔一定距離進行鉆孔，鉆孔的孔距保持在0．5m左右，鉆孔直徑在6mm到8mm之間，表現為梅花型，在管棚的尾部，需要留置不少于0．3m止漿段[1]。

在圍巖隧道施工區段，施工單位利用三臂鑿巖臺車進行施工，并合理控制鉆孔方向，在注漿施工期間，嚴格控制漿液的水灰比，水灰比不宜小于0．45，不宜超過0．50，同時，注漿施工要遵守自下而上、先稀后稠施工原則，每孔注漿施工壓力逐漸增大，注漿壓力控制在0．8MPa到1．0MPa之間。結合該軟弱圍巖隧道施工特點可以得知，因為圍巖區域的地質條件比較差，如果采取傳統的管棚施工技術，會增加施工難度，影響最終的隧道支護效果，故施工單位需要采取專業的施工方法。

2.3 支護施工

在超前支護施工過程當中，為了確保管棚施工困難得到有效解決，施工單位需要對既有的鋼花管管棚鉆孔方式進行優化，若已經確定好管棚施工長度，則管棚穿過掌子面之后，需要進行有效固定，避免出現坍塌失穩現象，確保土壓力能夠快速傳遞到已經封閉的支護結構當中。同時，施工人員還要嚴格控制鉆機的運行參數，為了有效提升隧道的安全性，管棚長度不宜過大，要求施工人員結合工程的具體情況，嚴格按照試驗段所確定的施工參數進行施工。

在此隧道工程施工期間，結合自進式管棚支護特點能夠得知，管棚不但要滿足基礎的抗拉力要求，而且要具備良好的抗剪強度與抗彎強度。因為該隧道工程施工長度比較大，故施工人員要嚴格控制管棚施工長度，以及管棚的搭接長度[2]。

2.4 注意事項

第一，施工人員結合以往的超前支護施工經驗，并以此為主要基礎，根據該隧道工程所在區域的地質條件，合理選擇循環支護方式。在隧道洞口位置，需要開挖一定施工空間，確保鉆進設備能夠順利進入到施工場地，每隔一定距離設置鋼管，然后進行有效的掘進施工。

第二，鉆孔施工完畢后，施工人員需要有序壓入鋼花管，并遵守交替施工原則，合理控制鋼花管之間的距離，其環向距離不宜超過35cm，表現為半圓形結構，并做好后續的注漿工作，同時，在孔口的上側位置，需要留出一定量的排氣孔，保證鋼花管內部的空氣能夠快速排放到外部，排氣結束后，方可進行后續的壓漿施工。

2.5 施工效果分析

在軟弱圍巖隧道施工項目當中，因為需要采用三臂鑿巖臺車進行施工，可以有效減少施工作業量，同時，自鉆式鉆桿能夠快速鉆進，實現有效支護，鋼花管管棚鉆孔、清孔和支護工序有效結合，能夠減少人工送管難題的出現，減少施工作業人員數量。因為鋼花管管棚支護施工難度較大，故施工人員要結合鉆桿直徑，合理調整施工順序，在縮短軟弱圍巖隧道超前支護施工工期的同時，有效降低工程的施工成本。

為了確保軟弱圍巖隧道施工的安全性，有關單位還要加強監控量測，并認真分析各類監控數據，通過采取加權平均算法，該隧道工程自進式管棚施工效率平均是1．43m/min，相比于鋼花管管棚，自進式管棚施工流程更加簡便，效率也更高[3]。

此外，因為自進式管棚施工工藝需要使用多種材料，費用比較高，故在具體施工環節，施工單位要對施工人員進行良好的技能培訓。針對直徑比較小的鋼管，可以替換為自鉆式錨桿，和傳統的錨桿相比較來講，自鉆式錨桿的抗拉例與屈服強度更高，重量更強，能夠顯著提升施工強度。同時，在爆破施工過程當中，施工人員要合理控制注漿速度，在提升軟弱圍巖隧道超前支護施工強度的同時，提高整體施工效率。

3 結語

綜上所述，通過對自進式管棚施工技術在軟弱圍巖隧道中的具體運用，例如明確試驗段施工要點、支護施工要點、注意事項等等，可以顯著提升該軟弱圍巖隧道施工質量，防止隧道出現失穩現象，故能夠為類似工程項目提供一定的借鑒與參考。