杜 姜

(四川路航建設工程有限責任公司， 四川 成都 610000)

0 引言

超前管棚支護技術是指在隧道的施工過程中，在隧道的拱頂前段沿著隧道周圍的輪廓水平打孔，隨即對里面進行注漿固結，給整個隧道的拱頂形成一個環(huán)形的保護裝置，來為整個隧道的施工做出輔助工作，幫助工程順利完成。

1 超前管棚支護技術的主要特點

超前管棚支護技術特點具體主要包括以下方面：第一，通過本項技術，可以對施工的隧道形成一個弧形的殼狀保護層，類似梁拱效應的應用原理，為整個拱頂形成一個受力支撐點；第二，在注漿過程中，通過將漿液注入隧道周圍的巖壁中，可以讓漿液的膠結與巖壁增加粘合力，提升軟弱圍巖的受力結構；第三，對于當前一些采用新奧法施工的隧道工程來說，此項技術的應用可以有效的減小施工過程中爆破帶來的沖擊作用，使碰撞的氣體有效的被周圍的密集空隙吸收，有效的環(huán)節(jié)爆破時對周圍巖壁的沖擊力；第四，由于隧道工程實施過程中，隧道受力強度過大，如果受力系統(tǒng)不科學，極容易發(fā)生塌方的現(xiàn)象，而此項技術可以有效的減小一旦出現(xiàn)塌方而造成的損失。

2 超前管棚支護技術的優(yōu)勢

通過上文我們已經(jīng)大體知道了超前管棚支護技術的原理，通過該項技術為施工隧道拱頂形成的保護環(huán)可以大幅的增強施工器械各部分的使用效果。鋼管可以在一定程度上發(fā)揮錨桿在支撐拱頂中的作用，可以和周圍巖壁形成一個整體性極為嚴密的圍巖殼，并且通過注漿在周圍空隙注射的具有膠結作用的液體，可以有效的提升隧道的抗剪強度。具體的技術優(yōu)勢主要包括以下幾點：

（1）超前管棚支護技術可以在隧道頂部形成一個圍繞拱頂整體的殼狀保護層，形成一個具有梁拱效應的受力環(huán)，能夠有效的加固周圍巖層，強化巖層與拱頂?shù)馁N合度，有效的降低施工過程中如果出現(xiàn)垮塌事件而造成的損失。

（2）通過向周圍巖隙中注漿，可以讓具有較強膠結作用的液體在風干之后與周圍巖石貼合一起，加固整個隧道工程的安全系數(shù)，其他部分器械施工工作提供一個更加穩(wěn)定、受力程度更強的施工環(huán)境。

（3）超前管棚支護技術是我國目前隧道施工中開始大規(guī)模應用的一項施工輔助技術，具有極強的地形環(huán)境適應能力和容錯性，并且在實施過程中難度較低，有效的降低了施工中為了避免塌方而投入的成本，減小了施工的造價，較少成本。

3 超前管棚支護技術的應用準備工作

3.1 施工準備相關工作

此項技術的施工準備主要包括兩個方面，一個是事前的現(xiàn)場布置，一個是實施時的組織準備工作。

（1）現(xiàn)場布置工作?，F(xiàn)場布置工作既包括事前施工需要準備的器械設備，還包括施工現(xiàn)場需要布置的施工環(huán)境。其中對管棚支護區(qū)域和施工區(qū)域進行合理劃分就十分重要，對隧道進出洞口、仰坡的開挖深度和防護工程的具體評估也是需要重點研究的。需要對實施地的地形情況有較深的了解，如該地的地質(zhì)情況、土質(zhì)偏壓情況、地面的平整情況等。并且需要對按照施工計劃所選取的施工材料進行質(zhì)量抽樣檢驗，確保所有原材料符合國家法律法規(guī)所規(guī)定的相關隧道施工的系數(shù)要求。

（2）施工組織工作

（3）此項工作具體是指應事先按照該隧道施工項目的施工圖紙和一系列的勘察資料，對照施工所在地區(qū)的地形結構特點，對工程方交付的平面控制三角網(wǎng)基點樁、高程控制的水準基樁和隧道軸線樁進行精度和準度的測量校對，完成施工洞口及隧道出入口引導工作，對相應負責的技術人員做事先的技術交底，針對預案施工規(guī)模和施工時間合理組織安排施工人員和檢察人員，尤其是負責技術指導的部門，應盡量選取對此項技術和此類相關工程或地形結構有充分了解的施工技術隊，確保施工人員的經(jīng)驗豐富，可以有效解決實施時的突發(fā)問題。

3.2 導向墻的施工工作

在具體的隧道施工過程中，包括著許多部分構成，其中非常重要的一個就是導向墻。導向墻是隧道施工時的導向及固定設備，在施工前應該由專門的技術負責人員測量該工程導向墻的放置位置，在施工過程中，還要由專門的人員對導向墻做拱腳的外填和砌片筑漿等工作，有效提升導向墻的受力承受能力和堅實性，確保導向墻的一般地基承載力達到國家規(guī)定的要求標準，即不能低于0.3MPa。在保證地基承載能力和基寬等標準合格之后，還應嚴格按照合約文件的技術標準設計施工的軸線方向和鋼設拱架，然后對施工區(qū)域架設底部模板，并沿著鋼設拱架周圍的區(qū)域打孔，具體寬度應與套管的直徑相對照，通常都比套管的直徑寬約3cm左右。對所打深孔的位置、間距及方位進行定位之后，還應按照技術要求從導向墻的地基開始對稱澆筑混凝土，完成拱頂?shù)暮蠑n。

3.3 大管棚的鉆孔施工工作

大管棚的鉆孔施工工作也是隧道施工過程中超前管棚支護技術應用到的重要方面，同樣包括以下幾個方面：

（1）鉆機設備的配置及就位。對于大管棚的支護施工工作來說，鉆機的重要性不言而喻，鉆機的碎石能力及扭矩、沖擊力等都決定了該項工作能否高質(zhì)量的順利完成，為此，務必確保鉆頭設置位置的科學性，鉆頭的連接處對穩(wěn)定性的要求較高，應力求穩(wěn)定牢固的設計鉆頭安置位置，對其配置應滿足相應技術要求，避免因鉆頭位置不合理或者配置過低等原因而造成的地面沉降、打孔擺動或出現(xiàn)位移偏差的情況，保證打孔工作順利完成。

（2）鉆孔的施工環(huán)節(jié)。在進行大管棚的鉆孔施工時，大管棚應該依據(jù)嚴格的技術要求位置進行操作施工，鉆孔的先后順序應該按照先高后低的原則進行，先對有孔鋼管進行技術性鉆孔施工，再對無孔鋼管進行壓孔施工，并且在鉆孔環(huán)節(jié)完成之后還要進行相關的注漿工作。并且一定要注意的一點是，在鉆孔過程中一定要保持較低的按壓速度，因為鉆孔之初極易發(fā)生力道過猛而出現(xiàn)的地質(zhì)崩壞等情況，應先以較小力度按壓，形成明顯深孔，待鉆頭已經(jīng)進入一米深度之后再適當?shù)奶岣邏毫Γ凑浙@一節(jié)、續(xù)一節(jié)的節(jié)奏進行。

（3）鉆孔工作的質(zhì)量把控手段。在進行鉆孔施工前，應該對所要進行施工的區(qū)域涂抹15厘米的混凝土止?jié){墻，避免后期壓力過大，對注漿工作控制不到位所造成的坍塌和漏漿現(xiàn)象。并且在施工過程中，應時刻由專門技術負責人員對鉆機的工作情況進行實施檢查，查看是否正常，機孔位置是否合理，是否應該按此深孔加深壓力繼續(xù)鉆進，還是停止而調(diào)整位置。當深孔出現(xiàn)漏沙現(xiàn)象時，應該及時清理，避免泥沙混入對鉆機造成的結構性傷害。

（4）驗孔和清孔工作。在施工過程中，極易出現(xiàn)混入泥沙的情況，此時應該及時停止工作，拿出鉆機進行清理，避免鉆機堵塞對工程造成的影響。相關技術標準規(guī)定為：管棚鉆孔的偏差范圍應控制在方向角十度以下，孔口距上下浮動不超過5毫米、孔深不超過50毫米。

4 注漿施工工作

超前管棚支護技術對于隧道施工工程的影響還包括對于注漿施工，其中主要有：

4.1 巖面的處理工作

在進行注漿施工之前，巖面的處理是十分重要的，首先應該對所開鑿工作區(qū)域的拱頂和鉆孔周圍進行清理，噴射強度在C25以上的混凝土漿液，避免鉆孔和施工過程中出現(xiàn)縫隙漿漏的現(xiàn)象。

4.2 注漿原料的選擇

注漿原料對于注漿工作能否順利、高質(zhì)量的完成也具有十分重要的意義，好的注漿原料不僅使用面積廣，可選擇區(qū)域大，強度也較高，效果完成情況較為理想。因此，在施工過程中大多選擇流動性較高、巖凝結力較強，并且耐久性強的材料，對抗?jié)B透效果也有一定要求。目前通常選用水泥和水玻璃的雙漿混合液作為注漿原料。

4.3 注漿完成情況的檢查

注漿工作完成之后，應采用相應技術手段對完成情況進行預先的檢查，通常主要采用敲擊周圍鋼管的方式，來判斷漿液的深孔填充是否飽滿。若出現(xiàn)較悶的低沉聲音，則說明填充效果較好，如果出現(xiàn)較為清脆、音調(diào)較高的聲音，則說明中間含有空隙，可能是滲入空氣所致。在實際的施工過程中，最基本的施工標準要求在所打深孔的20厘米范圍內(nèi)應做到充填密實，沒有空隙。

5 結語

超前管棚支護技術適用范圍較廣，在地質(zhì)條件偏差、塌方體、地形斷裂破碎帶及淺埋偏壓的眾多區(qū)域都有所應用，因其較強的適用性，已被眾多隧道項目工程企業(yè)重視，成為當前隧道施工中應用極為廣泛的一項技術。同時，此項技術也在不斷完善提高，其自身對大型機器設備的要求較低，在強化施工效果、保障隧道拱頂受力弧度等方面逐漸發(fā)揮著不可替代的作用。

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