趙　培

(貴州路橋集團(tuán)有限公司)

?

超前支護(hù)技術(shù)在隧道施工中的運(yùn)用研究

趙培

(貴州路橋集團(tuán)有限公司)

摘要：主要以務(wù)川隧道施工實(shí)例，闡述了隧道超前支護(hù)施工技術(shù)在隧道施工中的運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：隧道；超前；支護(hù)；管棚；小導(dǎo)管；鉆孔

1工程概況

務(wù)川隧道隧址位于務(wù)川縣城城郊，隧道位于務(wù)川進(jìn)城連接線上，隧道進(jìn)口接務(wù)川連接線，系單洞中隧道，起訖樁號(hào)為JK0+940～JK1+935，長(zhǎng)度995m。設(shè)計(jì)速度40km/h，設(shè)計(jì)荷載為公路-I級(jí)，建筑限界凈高5.0m。

2務(wù)川隧道超前支護(hù)技術(shù)

2.1　超前管棚施工方法

(1)鉆機(jī)工作平臺(tái)開挖

首先需要以鉆機(jī)自身高度為依據(jù)對(duì)臺(tái)階的開挖高度進(jìn)行確定，從原地面從上到下按照臺(tái)階法進(jìn)行開挖，仰坡面需豎直開挖，以便管棚導(dǎo)向墻施作。當(dāng)挖至臺(tái)階底部時(shí)，形成管棚鉆機(jī)施作平臺(tái)?？紤]鉆機(jī)平臺(tái)高度不能滿足導(dǎo)向墻施作高度，需將開挖平臺(tái)兩側(cè)以外的位置進(jìn)行加深。開挖方法主要采用機(jī)械開挖，人工用風(fēng)鎬配合，挖機(jī)、裝載機(jī)裝渣、汽車運(yùn)輸出渣。

(2)安裝鉆機(jī)

在進(jìn)行鉆進(jìn)平臺(tái)的搭設(shè)中，盡可能保證一次搭好。鉆孔應(yīng)該按照從高孔位到低孔位的順序進(jìn)行，可以對(duì)鉆機(jī)與搭設(shè)平臺(tái)的時(shí)間進(jìn)行縮短，這樣保證方便進(jìn)行鉆機(jī)定位。要保證鉆孔平臺(tái)的穩(wěn)定性，并且保證鉆機(jī)安裝的牢固性，以防在鉆孔的過(guò)程中出現(xiàn)不均勻的下沉以及位移現(xiàn)象，從而對(duì)鉆孔的質(zhì)量產(chǎn)生影響。鉆機(jī)距離掌子面的距離必須控制在2m以內(nèi)，并且鉆孔的方向應(yīng)該保證平行于線路中線，因而必須對(duì)鉆機(jī)的位置進(jìn)行精準(zhǔn)的核定。架定鉆機(jī)時(shí)，可用手羅盤，徑偉儀，掛線相結(jié)合的方法，確保鉆機(jī)桿軸線與管棚設(shè)計(jì)軸線相吻合。鉆機(jī)定位時(shí)，鉆桿軸線與管棚軸線要保持一定數(shù)值的仰角。

(3)鉆孔

本工程鉆孔主要采用管棚鉆機(jī)進(jìn)行，鉆機(jī)平臺(tái)的告訴需要以鉆機(jī)的可調(diào)控范圍以及鉆孔的順序?yàn)橐罁?jù)進(jìn)行確定，因?yàn)殂@孔的順序是按照高孔位向低孔位進(jìn)行，平臺(tái)位置相應(yīng)自上而下進(jìn)行逐步降低，以滿足鉆孔需要。鉆機(jī)就位時(shí)用全站儀、掛線、鉆桿導(dǎo)向相結(jié)合的方法，反復(fù)調(diào)整，確保鉆機(jī)鉆桿軸線和導(dǎo)向軸線相吻合。鉆孔時(shí)經(jīng)常測(cè)量孔的斜度，發(fā)現(xiàn)誤差超限應(yīng)及時(shí)糾正，至終孔仍然超限者應(yīng)封孔，原位重鉆。孔鉆完之后應(yīng)進(jìn)行清孔。

(4)安裝管棚鋼管

在進(jìn)行管棚鋼管下料之前需要按照設(shè)計(jì)每一個(gè)鋼管進(jìn)行配管和編號(hào)，這樣可以對(duì)同一斷面上管接頭不超過(guò)1/2進(jìn)行保證，相鄰兩個(gè)鋼管接頭前后必要要最少錯(cuò)開1m。鋼管接頭采用絲扣連接。鋼管周身鉆出漿孔。為便于入孔，首節(jié)鋼管管頭焊成圓錐形。大管棚鋼管分節(jié)安裝采用孔口管引導(dǎo)和反壓頂管工藝，相鄰孔間管節(jié)奇偶錯(cuò)開，前期靠人工送管，當(dāng)阻力增大，人力無(wú)法送進(jìn)時(shí)，采用機(jī)械反壓頂進(jìn)，頂進(jìn)中始終保證反壓合力方向與孔軸線一致。地質(zhì)條件較差時(shí)，安裝鋼管要及時(shí)，以保證完全成孔后能將鋼管順利送到孔底。

(5)管內(nèi)注漿

本工程管棚注漿采用的是M20水泥凈漿，其水灰比為1∶1。鋼管鉆孔作為注漿孔，鉆孔梅花形布置，間排距15cm，鉆孔直徑10mm。注漿前應(yīng)先進(jìn)行注漿現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，注漿參數(shù)應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)按實(shí)際情況確定，以利施工。注漿采用用兩臺(tái)液壓注漿機(jī)分段由最低孔位向最高孔位進(jìn)行，注漿壓力由小到大緩慢升高。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，仍未達(dá)到壓力要求，調(diào)整漿液繼續(xù)注漿，直至符合注漿質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，確保鉆孔周圍巖體與鋼管周圍孔隙均被漿液充填，方可終止注漿。注漿結(jié)束后及時(shí)清除管內(nèi)漿液并用水泥砂漿緊密充填，增強(qiáng)管棚的剛度和強(qiáng)度。

2.2　超前小導(dǎo)管施工

(1)導(dǎo)管的制作和安設(shè)

超前支護(hù)的小導(dǎo)管的桿體使用的是Φ50mm熱軋無(wú)縫鋼管制作，小導(dǎo)管的壁厚為4mm，管壁周圍每隔15cm交錯(cuò)鉆φ6mm的注漿孔，為防止漏漿，管口段1.0m鋼管不開孔。管前端用Φ34mm熱軋無(wú)縫鋼管做10cm鍛成錐頭，并與Φ50mm鋼管進(jìn)行焊接。

(2)鉆孔

在鉆孔之前，需要嚴(yán)格開挖的輪廓線環(huán)向每間隔40cm標(biāo)出鉆孔位置，本工程采用風(fēng)鉆進(jìn)行鉆孔，風(fēng)鉆鉆頭采用60mm的合金鉆頭，在設(shè)計(jì)的位置上鉆孔(外插角100～140)，然后用高壓風(fēng)吹凈孔內(nèi)巖屑?？孜徽`差不得大于5cm，角度誤差不得大于2°。

(3)安裝導(dǎo)管

使用具有沖擊性能的風(fēng)鉆將小導(dǎo)管頂入到孔中，或者是直接使用錘擊將小導(dǎo)管插入鋼管中。導(dǎo)管打入后管內(nèi)需用高壓風(fēng)或掏勺清理干凈,導(dǎo)管周圍用塑膠封堵或噴5～8cm混凝土防止漏漿。施工時(shí)鋼管與鋼架支撐配合使用時(shí)，應(yīng)從鋼架腹部穿過(guò)，尾端與鋼架焊接,前后兩循環(huán)導(dǎo)管的重疊長(zhǎng)度不得小于1.0m，鋼管插入孔內(nèi)的長(zhǎng)度不得短于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度的95%。

(4)注漿

本工程注漿主要采用的水泥漿液，水泥漿液配合比需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)取得，漿液可采用水灰比為1∶1(重量比)，注漿壓力應(yīng)為0.5～1.0MPa，在孔口處設(shè)置止?jié){塞。注漿前應(yīng)進(jìn)行壓水實(shí)驗(yàn)，檢查機(jī)械設(shè)備是否正常，管路連接是否正確，為加快注漿進(jìn)度和發(fā)揮設(shè)備效率，可采用群管注漿(每次3~5根)。單孔注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)要求值，持續(xù)注漿10min且進(jìn)漿速度為開始進(jìn)漿速度的1/4或進(jìn)漿量達(dá)到設(shè)計(jì)進(jìn)漿量的80%及以上時(shí)注漿方可結(jié)束。注漿施工中認(rèn)真填寫注漿記錄，隨時(shí)分析和改進(jìn)作業(yè)，并注意觀焊接察注漿壓力及注漿泵排漿量的變化，分析注漿情況，防止堵漿、跑漿、漏漿。注漿參數(shù)應(yīng)根據(jù)注漿試驗(yàn)結(jié)果及現(xiàn)場(chǎng)情況調(diào)整。

3結(jié)語(yǔ)

超前支護(hù)技術(shù)對(duì)于作為一種隧道施工技術(shù)，對(duì)于保證隧道施工安全和提高進(jìn)度具有非常重大的意義。在務(wù)川隧道施工中，采用的主要超前支護(hù)技術(shù)是超前管棚支護(hù)技術(shù)和超前小導(dǎo)管支護(hù)技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]姜同虎，霍三勝，葉飛，等.淺埋軟弱破碎圍巖隧道進(jìn)洞施工技術(shù)研究[J].現(xiàn)代隧道技術(shù)，2011，(3)：45-46.

[2]譚軍民.淺談隧道超前支護(hù)施工技術(shù)——非開挖技術(shù)在隧道施工中的應(yīng)用[A].第六屆海峽兩岸隧道與地下工程學(xué)術(shù)及技術(shù)研討會(huì)論文集[C].2007，(8):34-35.

[3]何琴，王方，謝文利.超前支護(hù)在處理父子關(guān)隧道塌方中的應(yīng)用[J].巖土工程界，2007，(4)：67-68.

作者簡(jiǎn)介：趙培(1985-)，男，河北保定人，助理工程師。

收稿日期：2014-08-27

中圖分類號(hào)：U442

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C

文章編號(hào)：1008-3383(2015)08-0147-01