余健雄

摘 要：長管棚是隧道進(jìn)洞前開挖施工中圍巖支護(hù)的第一道安全屏障，必須加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)管理、保證施工質(zhì)量?；诖耍恼玛U述了長管棚施工技術(shù)要點(diǎn)及質(zhì)量保證措施，最終達(dá)到隧道施工質(zhì)量及安全。

關(guān)鍵詞：長管棚設(shè)計(jì) 鉆機(jī)安裝 導(dǎo)向管安裝

廣佛肇總承包項(xiàng)目D段某隧道洞口長管棚設(shè)計(jì)為35孔長30m，其是進(jìn)洞施工前的超前支護(hù)措施，目的是對(duì)洞口段一定范圍土體進(jìn)行壓漿加固，保證邊仰坡的穩(wěn)定和洞口20m段暗洞洞身開挖的安全。長管棚的施工質(zhì)量關(guān)系到洞口段的洞身開挖的安全。

1.長管棚設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目隧道進(jìn)出口明暗交界處設(shè)計(jì)超前大管棚。設(shè)計(jì)參數(shù)：

（1）管規(guī)格：熱軋無縫鋼花管外徑108mm，壁厚6mm；導(dǎo)管上鉆注漿孔，孔徑為10mm，縱向間距15cm，呈梅花形布置，尾部留不小于250cm 的不鉆孔的止?jié){段。（2）管距：環(huán)向間距40cm。（3）傾角：外插角1～3°。（4）注漿材料：水泥（添加5%水玻璃）漿液。（5）設(shè)置范圍：拱部120°。（6）長度：長30m。（7）孔口導(dǎo)管規(guī)格：熱軋無縫鋼管外徑133mm，壁厚4mm。

2.管棚施工工藝

2.1主要材料和設(shè)備

長管棚施工的主要材料：φ108*6mm鋼花管、水泥漿液（摻入水玻璃）等。

主要機(jī)械設(shè)備：挖掘機(jī)、鏟車、潛孔鉆機(jī)、冷彎機(jī)、鋼筋切斷機(jī)、電焊機(jī)、注漿設(shè)備、空壓機(jī)、鋼管支架等。

2.2鋼花管加工

鋼管采用3～6m一節(jié)，鋼管上鉆注漿孔，孔徑為10，縱向間距15cm，呈梅花形布置，尾部留10cm的不鉆孔的止?jié){段。

2.3搭鉆孔平臺(tái)安裝鉆機(jī)

（1）鉆機(jī)撐于穩(wěn)固的地基上，防止在施鉆時(shí)鉆機(jī)產(chǎn)生不均勻下沉、擺動(dòng)、位移而影響鉆孔質(zhì)量。（2）開鉆前首先從左向右對(duì)35個(gè)孔口進(jìn)行編號(hào)，并用紅油漆寫在導(dǎo)向墻上。（3）鉆機(jī)要求與已設(shè)定好的孔口管方向平行。用掛線、鉆桿導(dǎo)向相結(jié)合的方法對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行定位，反復(fù)調(diào)整，確保鉆機(jī)鉆桿軸線與孔口管軸線相吻合。

2.4鉆孔

（1）鉆頭直徑采用Φ120mm硬質(zhì)合金鉆頭。

（2）鉆孔前，在套拱端頭用噴漆將導(dǎo)向管編號(hào)，依次為1#、2#、3#……33#、34#、35#。鉆孔時(shí)先鉆奇數(shù)孔，從兩側(cè)拱腳向拱頂?shù)捻樞蜚@，即按照1#、3#、5#、7#、……17#；35#、33#、31#……23#、21#、19#孔順序鉆孔。鉆孔過程中對(duì)孔徑和孔的偏斜度進(jìn)行檢查，每鉆進(jìn)5m，檢查一次。若發(fā)現(xiàn)鉆孔偏離設(shè)計(jì)方向，及時(shí)修正鉆桿的方向。鉆孔總原則是“從拱腳向拱頂，邊鉆邊檢查，有偏離及時(shí)修正；鉆完一條，驗(yàn)收一條，安裝一條。”

所有奇數(shù)孔鉆完，108mm鋼管安裝完成后，再開鉆偶數(shù)孔。鉆孔工藝控制措施同奇數(shù)孔一致。等所有孔鉆完，108mm鋼管安裝完成后開始?jí)簼{。

（3）鉆機(jī)開鉆時(shí)，應(yīng)低速低壓，待成孔10m后可根據(jù)地質(zhì)情況逐漸調(diào)整鉆速及風(fēng)壓。若鉆進(jìn)過程阻力較大，可退回1m左右，多次反復(fù)，阻力減小后繼續(xù)鉆進(jìn)。

（4）鉆進(jìn)過程中經(jīng)常測(cè)定鉆機(jī)位置，并根據(jù)鉆機(jī)鉆進(jìn)的狀態(tài)判斷成孔質(zhì)量，及時(shí)處理鉆進(jìn)過程中出現(xiàn)的事故。

（5）巖質(zhì)較好的可以一次成孔。如果鉆進(jìn)時(shí)產(chǎn)生坍孔，則先向孔內(nèi)壓水泥漿，將該孔注滿水泥漿，利用水泥漿將周圍土體固結(jié)，再鉆進(jìn)。

2.5清孔驗(yàn)孔

（1）用地質(zhì)巖芯鉆桿配合鉆頭進(jìn)行反復(fù)掃孔，清除浮渣，確保孔徑、孔深符合要求，防止堵孔。（2）用高壓風(fēng)從孔底向孔口清理鉆渣。（3）用全站儀、測(cè)斜儀等檢測(cè)孔深、傾角、外插角。

2.6安裝鋼花管

棚管安裝工序：棚管配管、編號(hào)→管節(jié)加工→鋼筋籠加工→棚管逐步節(jié)頂入→鋼筋籠頂入→安裝止?jié){板

（1）為使同一橫斷面內(nèi)的接頭數(shù)不大于50%，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長鋼管。（2）鋼管在專用的管床上加工好絲扣，絲扣長20cm；導(dǎo)管四周鉆設(shè)孔徑10mm注漿孔，尾部2.5m不鉆孔；孔間距縱向15～20cm，呈梅花型布置；管頭焊成圓錐形，便于入孔。（3）鋼筋籠由四根Φ16主筋和固定環(huán)組成，固定環(huán)采用Φ10鋼筋，將其與主筋焊接，按0.2m間距設(shè)置。（4）棚管頂進(jìn)采用挖掘機(jī)在人工配合下按配管方案逐節(jié)頂入，棚管頂入完成后人工頂入鋼筋籠。

2.7注漿

正式壓漿之前先進(jìn)行鉆孔、壓漿、頂管試驗(yàn)，試驗(yàn)孔長度為5m。

（1）安裝好棚管后使用錨固劑將孔口管及棚管間縫隙封閉住，噴混凝土封閉工作面，達(dá)到強(qiáng)度后方可對(duì)孔內(nèi)注漿，注漿前備足止?jié){閥。（2）注漿材料采用水泥漿液，水泥和砂1：1（添加5%水玻璃濃度為35波美度）。（3）采用注漿機(jī)將水泥漿液注入管棚鋼管內(nèi)，初壓0.5～1.0MPa，終壓2MPa，持壓15min后停止注漿，擰緊止?jié){閥。（4）止?jié){閥待漿液凝固后卸下，清洗后循環(huán)使用。（5）注漿時(shí)先灌注“單”號(hào)孔，再灌注“雙”號(hào)孔。（6）注漿結(jié)束后及時(shí)清除管內(nèi)漿液，并用M30水泥砂漿緊密充填，增強(qiáng)管棚的剛度和強(qiáng)度。

3.管棚施工中遇特殊情況及處理措施

（1）塌孔。在塌孔處反復(fù)用空壓機(jī)清孔+鉆進(jìn)，直至將塌孔處土方清理干凈，再繼續(xù)鉆孔。若清理干凈再遇到塌孔，則進(jìn)行壓水泥漿，將孔壁周圍土體加固后，再進(jìn)行鉆孔。（2）斷管。根據(jù)斷管位置、斷管接頭處的特征判斷斷管發(fā)生的情況確定，一般都是采取在“斷管旁邊”重新鉆孔，安裝鋼管、壓漿進(jìn)行等效補(bǔ)強(qiáng)。（3）卡鉆。 鉆進(jìn)過程中出現(xiàn)卡鉆前，操作手隨時(shí)可以根據(jù)鉆桿扭矩、壓力變化提前斷定是否會(huì)出卡鉆的情況，如出現(xiàn)卡鉆，可以調(diào)整并增大鉆機(jī)壓力、扭矩，利用鉆機(jī)的壓力、扭矩先退出鉆桿，再進(jìn)行下一次鉆進(jìn)，直到達(dá)到設(shè)計(jì)鉆孔深度。（4）壓漿串孔。若在壓漿過程中發(fā)生水泥漿用量持續(xù)增加，壓力無法穩(wěn)壓，則將相鄰孔封閉，繼續(xù)注漿，直至注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)要求；endprint

4.施工過程中的質(zhì)量控制

4.1導(dǎo)向管安裝質(zhì)量控制

（1）按照設(shè)計(jì)要求，導(dǎo)向管根據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)“1～3°外插角進(jìn)行安裝，即導(dǎo)向管標(biāo)高應(yīng)高出始端標(biāo)高10cm（考慮縱坡影響）。（2）制作定位卡板，設(shè)計(jì)導(dǎo)向管直徑133mm，相鄰兩根導(dǎo)向管之間凈距267mm，制作寬度為267mm的定位卡板，通過定位卡板來控制導(dǎo)向管凈距40cm。再通過水準(zhǔn)儀測(cè)量導(dǎo)向管標(biāo)高。（3）導(dǎo)向管的定位非常重要，定位過程需仔細(xì)檢查、固定，防止出現(xiàn)偏位過大造成開挖過程中出現(xiàn)管棚侵限問題，影響施工安全。

4.2鉆孔質(zhì)量控制

在鉆孔過程中，利用水平尺貼近鉆桿，若水平尺（平水管）氣泡向前端傾斜，說明鉆孔保持一定仰角。若平水管氣泡向下傾斜或水平，說明鉆孔向下傾斜或水平，則應(yīng)調(diào)整鉆桿方向。

每進(jìn)尺3m，用測(cè)斜儀或全站儀測(cè)一次孔的偏斜度，若發(fā)現(xiàn)鉆孔有偏斜，及時(shí)糾正鉆桿角度。

4.3φ108mm鋼花管安裝質(zhì)量控制措施

（1）原設(shè)計(jì)圖紙108mm鋼管連接為絲扣連接，后經(jīng)過設(shè)計(jì)變更轉(zhuǎn)變?yōu)椴捎弥睆?9mm，壁厚6mm的無縫鋼管內(nèi)插并焊接連接。內(nèi)插管長度設(shè)計(jì)為100cm，每一斷插入長度為50cm。在50cm范圍內(nèi)，每間隔15cm鉆孔，孔徑為10mm，梅花形布置。內(nèi)插管與直徑108mm鋼管保持7mm接縫。在108mm鋼管鉆孔處和接縫處焊接，焊縫連續(xù)飽滿，焊腳高度高出接縫或鉆孔1～2mm。（2）在安裝108mm鋼管過程中，若發(fā)現(xiàn)鉆孔有一定偏斜，則繼續(xù)鉆孔，清孔，循環(huán)往復(fù)，直至108mm鋼管能夠安裝到設(shè)計(jì)長度。（3）內(nèi)插管與直徑108mm鋼管之間焊縫連續(xù)飽滿、無夾渣，且焊縫高度不小于8mm。焊工需持證上崗。

4.4壓漿質(zhì)量控制措施

（1）注漿機(jī)必須出具合格證書，壓力表必須經(jīng)具有檢測(cè)資質(zhì)的單位檢測(cè)合格，出具檢測(cè)報(bào)告后才能在施工現(xiàn)場(chǎng)使用。每臺(tái)注漿機(jī)配備2只以上壓力表，以備壓力表損壞，備用。（2）水泥漿若長時(shí)間不用，達(dá)到初凝，必須做報(bào)廢處理。注漿過程必須連續(xù)，中斷時(shí)間不得超過1h。（3）保持單根108mm管注漿量不小于設(shè)計(jì)要求或設(shè)計(jì)要求1.5倍；保持達(dá)到注漿終壓后，持壓15min。（4）采用注漿壓力與注漿量雙控。（5）按設(shè)計(jì)圖紙要求，管棚壓漿采用水泥漿液（添加水泥漿液體積5%的水玻璃，通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定合適的注漿參數(shù)，初擬注漿參數(shù)如下：水泥漿水灰比1：1；水玻璃濃度：35波美度；注漿初壓1.0MP，終壓2.0～2.5MP。

5.結(jié)束語

綜上所述，長管棚作為隧道進(jìn)洞施工的重要安全保障，該隧道通過完善的施工技術(shù)措施、質(zhì)量保證措施，圓滿完成長管棚的施工，很好的保證了進(jìn)洞開挖過程中的施工安全。endprint