摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)各大城市的地鐵建設(shè)工程也多了起來(lái)，為了提高工程施工質(zhì)量，在地鐵的建設(shè)中施工中多采用大棚管施工技術(shù)，大棚管施工技術(shù)經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明是成熟的技術(shù)，地鐵工程施工中采用這種技術(shù)可以提高工程質(zhì)量，保證工程在投入使用后不會(huì)產(chǎn)生質(zhì)量方面的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：地鐵；暗挖法；管棚；施工控制

1 地鐵暗挖法大管棚施工工藝流程

1.1 大管棚施工工藝

在大管棚施工過(guò)程中，在施工前首先要做好三通一平工作，然后人員以及設(shè)備按照順序依次進(jìn)場(chǎng)，首先完成測(cè)量放線工作，在測(cè)量工作中要求工作耐心準(zhǔn)確，然后鋪設(shè)“H”鋼軌道在鋪設(shè)時(shí)嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)的鋪設(shè)要求，使軌道能夠在施工中正常使用。然后進(jìn)行相關(guān)設(shè)備的組裝調(diào)試工作，對(duì)孔口管進(jìn)行準(zhǔn)確埋設(shè)，調(diào)試施工設(shè)備鉆機(jī)的方位與傾角使鉆機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)，把調(diào)整好的施工設(shè)備鉆具組裝進(jìn)已經(jīng)打好的孔內(nèi)，然后一邊使用沖洗液循環(huán)一邊進(jìn)行使用鉆機(jī)進(jìn)行導(dǎo)向鉆進(jìn)，接下來(lái)要對(duì)線路進(jìn)行補(bǔ)接也就是進(jìn)行接口補(bǔ)焊，接線工作，也就是所說(shuō)的進(jìn)行回次加尺，使用相應(yīng)的工具對(duì)孔口的斜度進(jìn)行測(cè)量，在獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，使用鉆機(jī)設(shè)備進(jìn)行導(dǎo)向鉆進(jìn)，使鉆進(jìn)深度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，停止鉆進(jìn)回取探頭盒，清理鉆孔，完成最后一道工序向管內(nèi)以及環(huán)狀間隙灌注調(diào)配好水泥漿，注漿完成后，把設(shè)備移至下一孔位。

1.2 大管棚的相關(guān)參數(shù)

建造大管棚需要的鋼材規(guī)格比較高，在建造中主要使用φ108熱軋無(wú)縫鋼管，而且在同一斷面內(nèi)鋼管的接頭數(shù)量不能超過(guò)總鋼管數(shù)的百分之五十，使用的鋼管壁厚必須達(dá)到五毫米，而且要使用以外徑95毫米的內(nèi)套管進(jìn)行連接，使用的鋼管壁要切割注漿孔，呈梅花形排列，尾端50厘米范圍內(nèi)部要切割出大小適度的孔洞作為止?jié){段。

2 注漿灌注的技術(shù)要求

大管棚施工時(shí)一定要跳孔施工，然后終孔跟蹤注漿，注漿也不是隨便灌注就合格，注漿時(shí)必須保證管內(nèi)的環(huán)狀間隙注滿(mǎn)不能有空隙，這樣才會(huì)保證施工的質(zhì)量，要跳打三至五個(gè)孔后再回去補(bǔ)打。如果不跳打，要再打下一個(gè)孔。要注意如果打設(shè)時(shí)遇到的地層軟硬不均，鋼管鉆進(jìn)時(shí)就很容易偏斜，從而使施工質(zhì)量受到影響，要做出高質(zhì)量的工程管棚打設(shè)時(shí)一定要按照施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)進(jìn)行操作。這樣才會(huì)建造出高質(zhì)量的工程，工程投入使用后的使用壽命也會(huì)相應(yīng)延長(zhǎng)。大管棚注漿要采用水泥漿，在和水泥漿時(shí)要注意水與灰的比例為一比一，注漿的多少要根據(jù)鋼管內(nèi)與鋼管外的環(huán)狀間隙進(jìn)行計(jì)算，在實(shí)際施工時(shí)還要根據(jù)其他情況確定注漿量，如還要看地層滲漏的情況確定鋼管的注漿量。注漿不能一次完成，第一次注漿時(shí)要求管內(nèi)注漿由管外排出泥漿才算合格，然后停十五至三十分鐘再進(jìn)行二次補(bǔ)漿，經(jīng)過(guò)兩次注漿之后才能確保管內(nèi)外填充質(zhì)量，達(dá)到施工設(shè)計(jì)的要求。另外注漿注漿時(shí)要控制好注漿壓力、注漿量等環(huán)節(jié)，使每一環(huán)節(jié)都做到精益求精，保質(zhì)保量的完成施工任務(wù)。

3 地鐵暗挖法大管棚施工方案選定

鉆機(jī)設(shè)備在施工時(shí)常常會(huì)遇到一些比較特殊的巖層，如鉆進(jìn)中遇到堅(jiān)硬的巖石，在這種情況下如果采用潛孔錘鉆進(jìn)法，就會(huì)解決遇到的難題，這種方法對(duì)在施工地層中遇到的粗砂、礫石以及花崗巖破碎帶也有比較好的效果。

在施工時(shí)，遇到的土層如果粘土層或者是含卵石的粘土層，常用的方法也不能適應(yīng)這種土層，可以采用水切割鉆進(jìn)法，解決這一難題，在鉆進(jìn)的同時(shí)還可以跟管，是兩項(xiàng)任務(wù)一次完成，上一工序完成后向管內(nèi)灌注水泥漿直至向管外反漿才算完成。否則影響施工質(zhì)量，這樣才會(huì)使管棚強(qiáng)度與土體連接緊密，施工中水泥漿的合理配方是：水與灰比為一比一，這種比例才符合施工的最佳要求，注漿壓力要達(dá)到0.5-1.0mpa。注漿才會(huì)飽滿(mǎn)。

為了確保管棚施工的質(zhì)量，可以采用有線異向儀對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，安裝時(shí)要用楔掌斜板鉆頭，然后把探棒安裝在鉆頭后面二百毫米的部位，在操作臺(tái)的顯示屏上接上有線，調(diào)試成功后就可以利用有線異向儀隨時(shí)監(jiān)控孔內(nèi)鋼管的仰俯角與方位角。

非開(kāi)挖管線施工中有一種方法那就是水平定向鉆進(jìn)方法，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是鉆進(jìn)過(guò)程中能準(zhǔn)確測(cè)定鉆頭在地下的位置與方向，從而達(dá)到工程施工的要求，這種方法的工作特點(diǎn)是首先要確定鉆頭在工作中的位置，然后看現(xiàn)在的位置與設(shè)計(jì)要求到達(dá)的位置之間的差異，確定了相對(duì)位置后改變鉆頭的鉆進(jìn)方向，使其鉆進(jìn)方向與設(shè)計(jì)圖紙吻合，按施工設(shè)計(jì)要求完成管線的鋪設(shè)。在地面上可以確定鉆頭的方向與位置是因?yàn)殂@頭內(nèi)安裝了特制的傳感器，傳感器把鉆頭的傾角也就是水平角度以及面向角傳送到地面。由地面人員對(duì)鉆頭位置進(jìn)行調(diào)整，如果鉆頭的打設(shè)角度偏下，由地面人員操作把鉆頭調(diào)到12點(diǎn)方向，鉆頭就會(huì)直接頂進(jìn)，此時(shí)由于一個(gè)向上的力作用在導(dǎo)向板底板的斜面上，鉆頭就會(huì)改變行進(jìn)方向向上運(yùn)行。要想讓鉆頭向下運(yùn)行，就要在六點(diǎn)鐘方向糾正就可以了，鉆頭就可以準(zhǔn)確的向下運(yùn)行，糾正左、右偏方向分別在九點(diǎn)、三點(diǎn)鐘方向進(jìn)行糾正就可以了，如果需要鉆頭平直前進(jìn)只要鉆機(jī)采用合適的角度，并且勻速旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)就可以。從以上我們可以看出對(duì)糾編起關(guān)鍵作用的是鉆頭。

ф108鋼管的連接采用絲扣進(jìn)行連接，連接的每個(gè)管頭要預(yù)留出60毫米的扣長(zhǎng)，保證連接時(shí)不會(huì)脫扣，為了使連接緊密，避免發(fā)生同步搭接，大管棚前端的連接鋼管要采用不同的規(guī)格，這樣會(huì)加強(qiáng)連接的緊密度，前端的單號(hào)第一根打設(shè)3M鋼管，在進(jìn)行下步施工時(shí)，雙號(hào)第一根打設(shè)1.5M鋼管，在打設(shè)其它鋼管時(shí)就不采用這種方法，使用同一規(guī)格的鋼管就可以。打設(shè)鋼管時(shí)不應(yīng)按打設(shè)順序進(jìn)行施工，這樣進(jìn)行施工工程的質(zhì)量得不到保證，打設(shè)鋼管時(shí)要采用跳打的順序進(jìn)行施工。以上工序完成后要進(jìn)行終孔注漿施工，施工工人按照施工要求配好注漿用的水泥漿，從ф108鋼管內(nèi)注入，水泥漿注入的過(guò)程中為了保證質(zhì)量，注漿時(shí)要從鉆頭端注入直至由管外環(huán)狀間隙到孔口反出水泥漿，才會(huì)達(dá)到施工質(zhì)量要求，關(guān)閉排漿閥，把壓力加到0.5-1.0mpa，注漿結(jié)束。

4 施工方法及注意事項(xiàng)

4.1 施工方法

4.1.1 測(cè)量定位

根據(jù)設(shè)計(jì)的大管棚位置，分別用全站儀和精密水準(zhǔn)儀進(jìn)行管棚位置的放樣，特別要控制大管棚位置與橫通道頂拱開(kāi)挖線之間的距離，以免出現(xiàn)大管棚位置浸入橫通道初期支護(hù)或襯砌混凝土的現(xiàn)象。定好位置后，開(kāi)始安裝導(dǎo)向管，安裝要嚴(yán)格按照相關(guān)操作程序執(zhí)行，一定保證導(dǎo)向管的角度水平以及軸線位置符合設(shè)計(jì)安裝要求，從而為建設(shè)高質(zhì)量的地鐵工程倒下良好基礎(chǔ)。

4.1.2 大管棚施工中的鉆孔

大管棚施工前應(yīng)嚴(yán)格檢驗(yàn)已經(jīng)由導(dǎo)向管控制好的孔位、水平角度以及立軸方向。經(jīng)檢這些工作都符合施工要求然后才能開(kāi)鉆，施鉆過(guò)程中記錄好每一段的圍巖情況，鉆孔的大管棚孔徑為108毫米，完成這項(xiàng)工作后要把鉆出的孔位用高壓風(fēng)清理干凈，以便進(jìn)行下一步工作。畫(huà)出相關(guān)的草圖，并且對(duì)孔位編號(hào)、逐孔、逐根檢查并認(rèn)真填寫(xiě)施工記錄。做好相關(guān)資料的整理收集以便發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。

4.1.3 大管棚施工中的送管

在鉆孔工作完成用高壓風(fēng)清理過(guò)孔洞之后，下一步工作就是要頂進(jìn)按設(shè)計(jì)要求加工而成的鋼管。在安裝過(guò)程中要注意把同一截面接頭錯(cuò)開(kāi)，而且接長(zhǎng)時(shí)采用95mm內(nèi)套管進(jìn)行連接滿(mǎn)足工程質(zhì)量的要求。

4.1.4 工程施工中對(duì)管口注漿孔的要求

管棚堵頭鋼板與注漿口之間是管口注漿孔，它采用材料是30cm長(zhǎng)φ20鍍鋅鋼管，注漿孔的一頭與一個(gè)有開(kāi)口的管棚堵頭鋼板焊接，鋼板上的開(kāi)口的大小與鍍鋅管內(nèi)徑相同，以方便注漿，鍍鋅鋼管的另一頭接注漿管。鍍鋅管上還設(shè)置有排氣孔。

4.1.5 調(diào)試注漿設(shè)備的壓水試驗(yàn)

想要使注漿工作順利進(jìn)行，必須先對(duì)注漿設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，可以通過(guò)做壓水試驗(yàn)的方法檢查注漿設(shè)備的管路是否暢通，也可以用這種方法疏通堵塞的管道，在實(shí)驗(yàn)中記錄好用水量、流量、壓力等參數(shù)，以便為設(shè)備調(diào)試做參考依據(jù)。使設(shè)備在施工中順利運(yùn)行。

4.1.6 注漿施工的操作要點(diǎn)

第一，大棚管施工中使用的注漿材料最合適，施工效果做好的配方為：水灰比例為一比一的水泥砂漿，這種砂漿在灌注成型后強(qiáng)度適中，灌注時(shí)要注意最大壓力不超過(guò)2Mpa。第二，注漿時(shí)注漿量的計(jì)算，灌注單根鋼花管的注漿量的計(jì)算公式：Q=πR2kLη式，其中取R2k=0.6Lo；R為漿液擴(kuò)散半徑；Lo為注漿鋼花管中至中的距離；L為鋼花管長(zhǎng)；η為圍巖空隙率，下面是在各種地層條件下的圍巖空隙率的參考值：砂土為百分之四十，斷層破碎帶為百分之五，粘土為百分之二十。第三，注漿時(shí)不能使壓力馬上就使用最高壓力，而是使壓力應(yīng)逐漸升高，在壓力達(dá)到設(shè)計(jì)最終壓后還要繼續(xù)注漿10min以上，使注漿達(dá)到施工要求，注漿過(guò)程中記錄好注漿持續(xù)時(shí)間、每孔進(jìn)漿量等數(shù)據(jù)。第四，完成注漿的鋼管在注漿完成后為了防止?jié){液外流，使前期工作不至于因?yàn)檫@一環(huán)節(jié)的失誤而白做，要立即堵塞孔口。

4.2 注意事項(xiàng)

4.2.1 施工工程中使用的管棚鋼管每個(gè)的規(guī)格都不太相同，應(yīng)按照設(shè)計(jì)圖紙的要求分節(jié)加工，否則組裝就會(huì)發(fā)生問(wèn)題，施工時(shí)要要認(rèn)真做好每一環(huán)節(jié)，安裝管棚鋼管是一定要在開(kāi)挖輪廓線上按照施工圖設(shè)計(jì)位置，按照需要的角度打入。如果由于實(shí)際情況復(fù)雜做不到準(zhǔn)確施工，則打入孔位誤差不得超過(guò)5厘米；管棚鋼管打入角度誤差最大不得超過(guò)2度。

4.2.2 在使用鉆機(jī)鉆孔時(shí)，一開(kāi)始鉆機(jī)要可低速低壓，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間鉆孔到達(dá)一定深度后，可以在地質(zhì)條件允許的情況下逐漸調(diào)整風(fēng)壓以及鉆速。在鉆孔過(guò)程中應(yīng)使鉆機(jī)保持勻速運(yùn)行，使鉆機(jī)工作順暢，當(dāng)遇到特殊地層，特別是鉆頭運(yùn)行在夾泥夾砂層時(shí)，為使鉆進(jìn)工作順利鉆孔速度不宜過(guò)快否則就會(huì)發(fā)生夾鉆現(xiàn)象影響鉆進(jìn)速度。

4.2.3 注漿時(shí)應(yīng)由小到大逐漸增壓，可以先用用小壓力進(jìn)行注漿，待水泥砂漿注滿(mǎn)孔洞后，封閉排氣孔繼續(xù)加壓直至設(shè)計(jì)終壓持續(xù)10min以上。持續(xù)加壓可以使注漿中的空隙被填滿(mǎn)，使注入孔眼的水泥漿液飽滿(mǎn)密實(shí)，漿液擴(kuò)到灌注孔隙的整個(gè)空間散范圍達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

4.2.4 使用鉆機(jī)設(shè)備進(jìn)行打孔施工還要注意鉆桿不能太長(zhǎng)、如多鉆桿過(guò)長(zhǎng)在鉆進(jìn)的過(guò)程中鉆頭會(huì)因自重太大產(chǎn)生下垂致使鉆孔位置偏斜，或者在鉆進(jìn)過(guò)程中遇到獨(dú)石鉆進(jìn)方向產(chǎn)生偏斜，改變這種現(xiàn)象可以在開(kāi)鉆時(shí)上挑角度控制1°～3°之間，并且在鉆進(jìn)施工中用測(cè)斜儀并隨時(shí)監(jiān)測(cè)鉆頭鉆進(jìn)的角度與鉆進(jìn)方向，保證鉆孔符合施工要求。

4.2.5 在進(jìn)行大管棚的施工過(guò)程中，為了保質(zhì)保量的完成工程施工，還要基坑收斂、周邊建筑沉降以及路面等進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)獲得相關(guān)的變化數(shù)據(jù)，根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)反饋信息及時(shí)采取相應(yīng)措施保證施工安全和質(zhì)量。

5 結(jié)束語(yǔ)

大管棚施工技術(shù)的應(yīng)用解決了以往在施工過(guò)程中難以解決的技術(shù)難題，是我國(guó)地鐵施工技術(shù)的一大進(jìn)步，可以在今后的地鐵施工中廣泛使用，使得我國(guó)地鐵建造水平與技術(shù)不斷提高，建造出高質(zhì)量的惠民工程。