【內(nèi)容提要】本文根據(jù)某隧道進(jìn)口段長(zhǎng)管棚支護(hù)的施工實(shí)踐，介紹了如何有效控制地表下沉防止出現(xiàn)大面積塌方和快速安全進(jìn)洞的長(zhǎng)管棚支護(hù)施工技術(shù)和控制長(zhǎng)管棚方向的施工措施。

【關(guān)鍵詞】長(zhǎng)管棚；支護(hù)；方向控制

1 概述

某隧道進(jìn)口段全長(zhǎng)3752m。隧道左線洞口位于平曲線上，曲線半徑為R=2500m，右線洞口也位于平曲線上，曲線半徑為R=2700；隧道左、右線洞身段線形均為直線接R=6000的平曲線再接直線。隧道左線縱坡-1.871%的單向坡，右線縱坡為-1.864%的單向坡。洞口淺埋段最薄覆蓋層分別為2.418m、2.564m。地質(zhì)構(gòu)造相當(dāng)復(fù)雜，洞口上方多為土體，極易造成塌方和沉陷。為保證安全順利進(jìn)洞，在洞口進(jìn)口段采用長(zhǎng)管棚超前支護(hù)。對(duì)長(zhǎng)管棚進(jìn)行超前預(yù)注漿，加固地層，在隧道開(kāi)挖面形成一薄殼，整體受力，發(fā)揮拱環(huán)效應(yīng)，防止坍方、地表下沉，從而保證隧道安全順利快速進(jìn)洞。

2 長(zhǎng)管棚的設(shè)計(jì)

管棚布設(shè)在拱部160о范圍，環(huán)向間距為45cm；拱部環(huán)向?qū)ΨQ共布置41根鋼管。管心與襯砌設(shè)計(jì)外輪廓線的間距大于30cm，平行路面中線布置；傾角為仰角1о度（不包括路線縱坡）；鋼管施工誤差：徑向不大于20cm；鋼管長(zhǎng)度為40m，熱軋無(wú)縫鋼管Ф108mm，壁厚6mm，節(jié)長(zhǎng)分為3m和6m。孔口管為無(wú)縫鋼管，直徑Ф127mm，壁厚為4mm，節(jié)長(zhǎng)2m?？v向兩組管棚的搭接長(zhǎng)度不小于2.0m。通過(guò)長(zhǎng)管棚支護(hù)的超前預(yù)注漿，增大圍巖強(qiáng)度，形成拱形薄殼，再用雙側(cè)壁環(huán)向切槽導(dǎo)坑法開(kāi)挖，架立鋼支撐、鋼筋網(wǎng)、徑向中空錨桿，然后噴射砼做為初期支護(hù)，以達(dá)到安全進(jìn)洞、防止坍塌、控制地表沉降的目的。

3 長(zhǎng)管棚的施工工藝及作業(yè)程序

3.1 鉆孔

管棚應(yīng)按設(shè)計(jì)位置施工，應(yīng)先打有孔鋼花管，注漿后再打無(wú)孔鋼管，無(wú)孔鋼管可以作為檢查管，檢查注漿質(zhì)量。鉆機(jī)立軸方向必須準(zhǔn)確控制，以保證孔口的孔向正確。每鉆完一孔便頂進(jìn)一根鋼管。為了便于安裝管棚，鉆頭直徑選用Ф115mm；鉆機(jī)開(kāi)鉆時(shí)，可低壓低速，待成孔10m后可根據(jù)地質(zhì)情況逐漸調(diào)整鉆速和風(fēng)壓；鉆進(jìn)過(guò)程中經(jīng)常用測(cè)斜儀測(cè)定其位置，并根據(jù)鉆機(jī)鉆進(jìn)情況及時(shí)的判斷成孔質(zhì)量，并及時(shí)的處理鉆進(jìn)過(guò)程中出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題；鉆進(jìn)過(guò)程中要確保動(dòng)力器、扶正器、合金鉆頭按照同心圓鉆進(jìn)。認(rèn)真的做好鉆進(jìn)的原始記錄，及時(shí)根據(jù)孔口出露的巖屑做出地質(zhì)判斷和描述；以此作為洞身開(kāi)挖的地質(zhì)預(yù)報(bào)和指導(dǎo)洞身開(kāi)挖的依據(jù)。

如遇軟質(zhì)圍巖或流塑狀粘土，改用低壓鉆進(jìn)。巖質(zhì)較好可一次成孔。若在鉆進(jìn)時(shí)產(chǎn)生坍孔、卡鉆時(shí)，須對(duì)孔內(nèi)注漿固結(jié)后再鉆進(jìn)。鉆進(jìn)中遇未注漿的巖流泥或地質(zhì)復(fù)雜帶而不能鉆進(jìn)成孔時(shí)，須先進(jìn)行注漿固結(jié)，待圍巖固結(jié)后再進(jìn)行鉆進(jìn)。

3.2 安裝管棚鋼花管

鋼管須在專用的管床上加工好絲扣，絲扣長(zhǎng)15cm。鋼管四周鉆Ф8mm的出漿孔，（靠掌子面4.5m的管棚不鉆孔）；并將鋼管頭部焊接成圓錐形，便于入孔；鋼管頂進(jìn)采用大孔引導(dǎo)和頂進(jìn)相結(jié)合的工藝，即先鉆大于鋼管直徑的引導(dǎo)孔（Ф115mm），然后可用10t以上的卷?yè)P(yáng)機(jī)配合滑輪組反壓頂進(jìn)；也可用鉆機(jī)的沖擊力和推力低速頂進(jìn)鋼管；接長(zhǎng)鋼管應(yīng)滿足受力要求，相鄰鋼管的接頭應(yīng)前后錯(cuò)開(kāi)。同一斷面內(nèi)的接頭數(shù)不大于50％，相鄰鋼管接頭至少錯(cuò)開(kāi)1m；為使鋼管接頭錯(cuò)開(kāi)，編號(hào)為奇數(shù)的第一節(jié)管采用3m鋼管，編號(hào)為偶數(shù)的第一節(jié)鋼管采用6m鋼管，以后每節(jié)均采用6m長(zhǎng)鋼管。

3.3 管棚內(nèi)注漿

長(zhǎng)管棚注漿按固結(jié)管棚周?chē)邢薹秶鷥?nèi)土體設(shè)計(jì)，漿液擴(kuò)散半徑不小于0.5m。注漿采用分段注漿。安裝好鋼管后進(jìn)行管內(nèi)注漿。在鋼管的孔口處安設(shè)止?jié){膠塞后，即可進(jìn)行孔內(nèi)注漿，注漿參數(shù)：灌注漿液：純水泥（添加水泥重量5%的水玻璃）；水泥漿水灰比1：1；水玻璃濃度35波美度；水玻璃模數(shù)2.4；注漿壓力：初壓0.5～1.0MPa，終壓2.0MPa，持壓15min后停止注漿。注漿量一般為鉆孔圓柱體的1.5倍；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，直到符合注漿質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，確保鉆孔周?chē)鷰r體與鋼管周?chē)紫毒鶠闈{液充填，方可終止注漿；注漿結(jié)束后及時(shí)的清除管內(nèi)漿液，并用30號(hào)水泥砂漿緊密充填，增強(qiáng)管棚的剛度和強(qiáng)度。

4 影響管棚方向的因素

開(kāi)口時(shí)方向沒(méi)控制好。在管棚施工中為了使管栩前端不致侵限，往往在打管時(shí)要設(shè)外插角，這樣便有外插角計(jì)算準(zhǔn)確度及施打時(shí)外插角如何準(zhǔn)確掌握的問(wèn)題，各種不利因素要考慮齊全，還有待于進(jìn)一步研究。開(kāi)口掌握不好，以后就很難控制。巖層不均質(zhì)。在鉆孔打管過(guò)程中，由于圍巖軟硬不勻，特別是粘土及夾卵石，使鉆頭偏向軟的一側(cè).而此偏斜方向很難估計(jì)。鉆頭自重產(chǎn)生的下?lián)?。不能精確計(jì)算不撓度。操作手施鉆技術(shù)素質(zhì)，熟練程度及鉆機(jī)型號(hào)也是影響管棚方向的因素。

5 控制鋼管方向的主要措施

準(zhǔn)確計(jì)算鋼管的外插角，根據(jù)摩天嶺隧道的縱坡和圍巖的軟硬程度，外插角為1.050-1.10，導(dǎo)向墻位置及標(biāo)高要嚴(yán)格控制測(cè)量，鉆孔前要精確的測(cè)定孔的平面位置、傾角、外插角，并對(duì)每個(gè)孔進(jìn)行編號(hào)。

控制鉆頭的下?lián)?，?duì)于鉆頭鉆進(jìn)中因其自重產(chǎn)生的撓度的控制，采取如下措施:

適當(dāng)加大拱頂部分管棚的外插角，加大值根據(jù)圍巖情況和注人的漿液強(qiáng)度確定。鉆桿加扶正器。采取先鉆設(shè)有孔鋼花管，注漿后再鉆設(shè)無(wú)孔鋼管，盡力使圍巖的承托力加大，以減少鉆頭的下?lián)?。調(diào)整鉆孔順序，嚴(yán)格按從兩側(cè)拱腳開(kāi)始對(duì)稱依次向拱頂鉆孔頂管，使下部注漿有力地支托其上部的鉆進(jìn)和頂管。巖層不均質(zhì)時(shí):采取控制鉆速，調(diào)整沖孔水量，用扶正器調(diào)整偏斜。加強(qiáng)對(duì)操作人員的培訓(xùn)，保證熟練操作。加強(qiáng)鉆機(jī)的檢查、維修，保證鉆機(jī)質(zhì)量，使鉆機(jī)不發(fā)生故障。根據(jù)各孔的實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整漿液的配合比。為保證鉆孔方向準(zhǔn)確，運(yùn)用測(cè)斜儀量測(cè)鋼管鉆進(jìn)的偏斜度，并及時(shí)糾正。

參考文獻(xiàn)

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[2]《長(zhǎng)大管棚在隧道淺埋段的施工技術(shù)》陳榮典，林愛(ài)芬華東公路2002年第4期

[3]《巖溶隧道管棚支護(hù)工法》人民交通出版社，1993