龍 偉

(貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司)

0 引言

當(dāng)前在我國(guó)公路工程項(xiàng)目建設(shè)上，對(duì)于耕地以及環(huán)境保護(hù)更加重視，因此公路工程建設(shè)項(xiàng)目中的隧道工程施工項(xiàng)目不斷增多。部分公路工程隧道施工項(xiàng)目所處區(qū)域的地質(zhì)條件較差，而且隧道的埋深較淺，存在著偏壓大以及開(kāi)挖施工斷面較大等一系列的問(wèn)題，給工程施工帶來(lái)了較大的難度。對(duì)于巖體破碎、裂隙發(fā)育、塌方體、斷裂破碎帶、砂土質(zhì)地層以及淺埋偏壓圍巖等地質(zhì)情況，為了確保隧道開(kāi)挖施工作業(yè)的順利進(jìn)行，必須采取一定的超前支護(hù)措施以保障施工作業(yè)的順利進(jìn)行。長(zhǎng)管棚支護(hù)作為隧道支護(hù)的重要形式，由于直徑大，超前量大，可以減少鋼管安裝次數(shù)以及能夠避免開(kāi)挖與支護(hù)施工作業(yè)之間的干擾，因此在隧道工程施工中得到了廣泛的應(yīng)用，對(duì)于避免坍方以及地面下沉，確保隧道施工作業(yè)的安全順利推進(jìn)發(fā)揮了重要的作用。

1 長(zhǎng)管棚施工工藝原理以及作用分析

長(zhǎng)管棚支護(hù)施工的主要目的是為了確保隧道施工開(kāi)挖的安全順利進(jìn)行，在隧道洞口的隧道拱頂前沿沿著隧道輪廓線(xiàn)外鉆設(shè)水平孔，然后進(jìn)行注漿對(duì)圍巖進(jìn)行固結(jié)，對(duì)隧道拱頂形成棚架保護(hù)環(huán)。長(zhǎng)管棚支護(hù)施工的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)在于能夠提高圍巖的抗剪強(qiáng)度，而且可以有效的承載局部松馳的地層荷載，并與后期的初期支護(hù)和空間結(jié)構(gòu)形成良好的支撐。

安裝鋼管可以起到錨桿的作用，以便于強(qiáng)化整體性形成較強(qiáng)的圍巖殼。通過(guò)鋼管的預(yù)注漿，漿體在管壁鉆孔在鋼管周?chē)鷶U(kuò)散，將圍巖利用漿體形成整體骨架，以控制隧道開(kāi)挖施工造成的地表沉降問(wèn)題。此外，在長(zhǎng)管棚支護(hù)施工過(guò)程中，通過(guò)鉆機(jī)成孔，還可以充分的發(fā)揮超前預(yù)報(bào)的功能，進(jìn)而準(zhǔn)確的掌握圍巖地段的地質(zhì)情況，便于對(duì)超前斷的破碎巖體或者是軟弱圍巖進(jìn)行控制，以免后期出現(xiàn)塌方問(wèn)題。

2 超前長(zhǎng)管棚支護(hù)施工作業(yè)準(zhǔn)備工作

(1)施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備工作。施工現(xiàn)場(chǎng)的準(zhǔn)備工作主要是對(duì)管棚支護(hù)施工區(qū)域的場(chǎng)地進(jìn)行合理的布置，同時(shí)完成地面的平整以及夯實(shí)施工，然后完成臨時(shí)便道、配電房、攪拌站、空壓機(jī)房等臨建設(shè)施的施工。進(jìn)而按照施工組織計(jì)劃將施工材料運(yùn)抵施工現(xiàn)場(chǎng)，并對(duì)原材料質(zhì)量進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，確保材料各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)滿(mǎn)足要求。

(2)施工技術(shù)準(zhǔn)備工作。對(duì)于測(cè)量施工作業(yè)，首先應(yīng)該完成導(dǎo)線(xiàn)控制點(diǎn)以及水平基點(diǎn)的布設(shè)，以確保軸線(xiàn)放樣以及標(biāo)高測(cè)量滿(mǎn)足施工要求，同時(shí)完成洞口水準(zhǔn)點(diǎn)的引設(shè)。其次，應(yīng)該完成隧道進(jìn)洞口邊、仰坡的開(kāi)挖以及防護(hù)工程的施工，對(duì)隧道施工洞口的地質(zhì)情況以及偏壓情況進(jìn)行初步掌握。此外，還應(yīng)該完成隧洞洞頂截水溝的開(kāi)挖以及隧道洞口兩側(cè)的臨時(shí)排水設(shè)施的開(kāi)挖，并嚴(yán)格按照施工圖紙對(duì)施工隊(duì)伍進(jìn)行細(xì)致的技術(shù)交底。

3 隧道洞口導(dǎo)向墻的施工

進(jìn)行導(dǎo)向墻施工的主要目的是作為管棚支護(hù)施工的導(dǎo)向以及固定設(shè)施，導(dǎo)向墻形式一般為鋼筋混凝土導(dǎo)向墻。其具體施工流程如下所示。

首先，應(yīng)該通過(guò)測(cè)量放樣明確導(dǎo)向墻的具體位置，在確?；A(chǔ)的標(biāo)高以及基寬合格后，按照設(shè)計(jì)要求的軸線(xiàn)方向以及施工技術(shù)規(guī)范要求架設(shè)鋼拱架，之后架設(shè)底模板，然后沿著鋼拱架的拱圈環(huán)向布設(shè)安裝孔口套管，孔口套管的直徑應(yīng)該比管棚鋼管要打2～3 cm左右。

在完成孔口套管安裝施工之后，應(yīng)該對(duì)孔口套管的間距、位置以及方向進(jìn)行定位，在確保無(wú)誤之后安裝套拱模板。然后按照從導(dǎo)向墻基礎(chǔ)開(kāi)始，對(duì)稱(chēng)澆筑的作業(yè)方式進(jìn)行混凝土的澆筑，并在套拱的拱頂完成合攏。

4 長(zhǎng)管棚鉆孔施工

(1)鉆機(jī)的配置及就位。對(duì)于長(zhǎng)管棚鉆機(jī)的選擇，應(yīng)該選擇扭矩大、鉆孔能力以及沖擊能力強(qiáng)的鉆機(jī)，同時(shí)也應(yīng)該確保鉆機(jī)能夠多方位鉆孔，并能夠控制深孔鉆進(jìn)的精度。對(duì)于鉆機(jī)平臺(tái)可以采用鋼管腳手架進(jìn)行搭設(shè)，平臺(tái)的長(zhǎng)度應(yīng)該比鉆機(jī)長(zhǎng)度稍長(zhǎng)0.5 m左右，要盡可能一次性搭設(shè)完成平臺(tái)。必須確保平臺(tái)支撐連接的穩(wěn)定，以免鉆機(jī)鉆孔過(guò)程中出現(xiàn)不均勻下沉或者是擺動(dòng)等問(wèn)題。鉆機(jī)就位之后應(yīng)該使用精密測(cè)量設(shè)備對(duì)鉆機(jī)位置進(jìn)行核定，以確保鉆機(jī)鉆進(jìn)使得傾角與仰角滿(mǎn)足施工技術(shù)要求。

(2)長(zhǎng)管棚鉆孔施工。長(zhǎng)管棚應(yīng)該嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)位置進(jìn)行施工作業(yè)，先施工有孔鋼管之后施工無(wú)孔鋼管，將無(wú)孔鋼管作為檢查管以檢查注漿質(zhì)量。在鉆孔施工過(guò)程中開(kāi)始應(yīng)該保持低壓低速，待鉆進(jìn)1 m之后可以適當(dāng)提高鉆進(jìn)壓力，按照鉆進(jìn)一節(jié)續(xù)一節(jié)的原則進(jìn)行施工。在鉆孔鉆進(jìn)過(guò)程中，應(yīng)該及時(shí)的使用測(cè)斜儀對(duì)鉆孔位置進(jìn)行測(cè)定，并按照鉆機(jī)的鉆進(jìn)情況判斷成孔質(zhì)量，確保鉆進(jìn)過(guò)程中鉆機(jī)的動(dòng)力器，扶正器、合金鉆頭按同心圓持續(xù)鉆進(jìn)。如果在鉆進(jìn)過(guò)程中出現(xiàn)夾泥夾沙層，應(yīng)該適當(dāng)控制鉆進(jìn)速度以免出現(xiàn)夾鉆現(xiàn)象，如果地質(zhì)條件為易塌孔的地質(zhì)條件，應(yīng)該加泥漿護(hù)壁之后繼續(xù)鉆進(jìn)。對(duì)于松散的堆積層或者是破碎地質(zhì)，可以通過(guò)增加套管護(hù)壁的方式，確保鉆機(jī)順利鉆進(jìn)。

(3)清孔以及驗(yàn)孔。在鉆孔過(guò)程中應(yīng)該采用巖芯鉆桿配合鉆頭來(lái)回進(jìn)行掃孔，進(jìn)而清除浮渣至孔底，然后采取高壓風(fēng)的方式從孔底位置向孔口清理鉆渣，以免堵孔。在完成清孔作業(yè)之后，應(yīng)該使用測(cè)量?jī)x對(duì)鉆孔深度以及傾角進(jìn)行檢查，具體控制指標(biāo)如表1所示。

表1 管棚鉆孔的允許偏差

5 棚管安裝與注漿施工

(1)長(zhǎng)管棚的鋼管安裝。長(zhǎng)管棚棚管的頂進(jìn)可以采取大孔引導(dǎo)以及棚管機(jī)鉆進(jìn)結(jié)合施工的工藝方式，首先將錐尖鋼管頂入鉆孔之內(nèi)，然后采用絲扣連接的方式逐根進(jìn)行連接直到孔底。待管棚安裝施工結(jié)束之后，應(yīng)該及時(shí)的封堵鋼管與孔壁之間的空隙，并連接好壓漿管。

(2)注漿。在長(zhǎng)管棚注漿施工作業(yè)之前，首先向工作面、拱圈以及孔口管周?chē)膸r面噴射混凝土，以免造成巖面縫隙出現(xiàn)跑漿問(wèn)題。注漿材料的漿液配比應(yīng)該根據(jù)隧道工程施工區(qū)域的地質(zhì)條件、注漿工藝以及設(shè)備成本確定，對(duì)于含水量較高的區(qū)域可以采用普通水泥-水玻璃雙液漿。在注漿工程施工過(guò)程中，應(yīng)該實(shí)時(shí)的觀察漿液的擴(kuò)散情況、注漿量以及注漿壓力等參數(shù)指標(biāo)，，通過(guò)嚴(yán)格的控制孔位注漿順序、注漿壓力、持續(xù)時(shí)間、注漿量等參數(shù)，充分發(fā)揮對(duì)于長(zhǎng)管棚的超前預(yù)報(bào)支護(hù)能力。

(3)注漿效果檢查。在完成注漿之后，可以通過(guò)敲擊鋼管的方式判斷漿液是否填充滿(mǎn)鋼管，如果響聲清脆表明未充分填充，可以采取補(bǔ)充砂漿填充處理，同時(shí)在隧道開(kāi)挖施工過(guò)程中，應(yīng)該及時(shí)的觀察巖壁面，要確保鋼管周?chē)?0 cm范圍巖隙基本充填密實(shí)。

6 結(jié)語(yǔ)

長(zhǎng)管棚支護(hù)作為隧道工程施工中應(yīng)用較多的一種支護(hù)形式，對(duì)于地質(zhì)條件較差的淺埋暗挖隧道的適用性非常強(qiáng)，不僅可以有效的控制隧道施工區(qū)域的地表沉降變形，對(duì)于確保施工作業(yè)的安全也具有較好的效果。在長(zhǎng)管棚支護(hù)施工作業(yè)過(guò)程中，施工部門(mén)應(yīng)該結(jié)合隧道施工區(qū)域的地質(zhì)條件，合理的制定長(zhǎng)管棚隧道施工方案，同時(shí)嚴(yán)格按照管棚設(shè)計(jì)參數(shù)做好管棚的安裝以及注漿施工，以提高長(zhǎng)管棚支護(hù)施工作業(yè)質(zhì)量，確保隧道開(kāi)挖施工的安全順利。

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［1］高懷鵬，毛海東.長(zhǎng)管棚預(yù)注漿超前支護(hù)技術(shù)在淺埋偏壓大跨隧道洞口施工中的應(yīng)用［J］.公路，2005.

［2］饒為國(guó).管棚-大斷面箱涵暗頂技術(shù)在下穿公路工程中的應(yīng)用及分析［J］.土木工程學(xué)報(bào)，2008，(4).

［3］李建軍，蔣樹(shù)屏，吳明生.坨家山隧道大塌方的管棚施工技術(shù)［J］.公路交通技術(shù)，2005，(4).