摘要：六田隧道進(jìn)口覆蓋層較薄，地質(zhì)條件較差，采用常規(guī)方法施工易發(fā)生塌方。為保證隧道開(kāi)挖的順利進(jìn)行，對(duì)隧道進(jìn)口段采用管棚預(yù)支護(hù)，減少了超挖量、提高了洞身整體性，提前控制了圍巖的穩(wěn)定性，降低了開(kāi)挖掘進(jìn)塌方風(fēng)險(xiǎn)。該技術(shù)有效提升了隧道洞挖安全性，可為隧道施工提供參考。

關(guān)鍵詞：淺埋隧道; 管棚施工; 六田隧道

中圖法分類號(hào)：U455 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2022.S1.010

文章編號(hào)：1006 - 0081（2022）S1 - 0032 - 03

1 工程概況

六田隧道進(jìn)口段覆蓋層主要分布厚6.5～8.3 m的全風(fēng)化花崗巖，土層結(jié)構(gòu)差，為Ⅴ類圍巖。該段覆蓋層較薄、地質(zhì)條件較差，主要采用管棚+預(yù)注漿超前支護(hù)，徑向錨桿穩(wěn)固圍巖、小導(dǎo)管鎖腳、鋼拱架+鋼筋網(wǎng)片和噴混凝土初期支護(hù)等措施，按照“管超前、嚴(yán)注漿、短開(kāi)挖、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測(cè)、速反饋、控沉陷”的原則進(jìn)行三臺(tái)階法施工。

2 施工地質(zhì)情況

隧道進(jìn)口洞身巖體為早白堊紀(jì)燕山期中、粗-中粒斑狀黑云母花崗巖。隧道區(qū)內(nèi)地下水主要為第四系覆蓋層中的孔隙水、基巖裂隙水兩類?？紫端x存于場(chǎng)地內(nèi)的第四系土層孔隙中，殘坡積土層厚度不大，富水性差、水量貧乏，補(bǔ)給來(lái)源主要為大氣降雨，由高往低向基巖裂隙密集發(fā)育帶及自然地形較低的沖溝排泄?；鶐r裂隙水賦存于下伏基巖裂隙中，補(bǔ)給來(lái)源主要為大氣降水和孔隙水[1]。

3 管棚施工工藝

管棚采用空氣潛孔錘鉆孔、頂進(jìn)法入管的施工方法，洞口上半斷面開(kāi)挖完成后及時(shí)施作導(dǎo)向墻，在導(dǎo)向孔口埋設(shè)套管;確保管棚鉆孔精度，避免管棚侵入隧道開(kāi)挖線內(nèi)、遠(yuǎn)離開(kāi)挖線或者相鄰管交于一處，使管棚管距、傾角及鋼管施工誤差達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

管棚施工一般工序?yàn)椋汗芘锾坠昂蛯?dǎo)向孔口管施工→鉆孔→掃孔→下管→在鋼管內(nèi)安放鋼筋籠→注漿。

3.1 管棚套拱和導(dǎo)向孔口管施工

管棚施工前，首先進(jìn)行管棚套拱和導(dǎo)向孔口管施工。根據(jù)地質(zhì)情況，采用的管棚長(zhǎng)24 m，套拱長(zhǎng)2.0 m，套拱內(nèi)埋設(shè)四榀I18型鋼拱架，間距0.6 m。導(dǎo)向孔口管采用Φ127 mm無(wú)縫鋼管，每根長(zhǎng)2.0 m，外傾角為1°（誤差在±0.5°以內(nèi)）?？卓诠艿耐鈨A角度與管棚的外傾角度一致。鋼拱架和導(dǎo)向孔口管外部澆注C25混凝土。管棚立面布置如圖1所示。

施工時(shí)，首先按照設(shè)計(jì)邊仰坡的坡比自上而下采用挖掘機(jī)分層開(kāi)挖，按照“少刷坡、少擾動(dòng)、強(qiáng)支護(hù)”的原則一次開(kāi)挖到位，在明暗交界里程外預(yù)留3～5 m核心土做施工平臺(tái)。其次加工支撐護(hù)拱混凝土的拱架和模板。套拱在明洞外輪廓線以外，緊貼掌子面施做;套拱內(nèi)埋設(shè)四榀I18號(hào)工字鋼制作而成的鋼拱架作為橫架，與管棚孔口管焊成整體，支撐穩(wěn)固后，內(nèi)外模采用木模安裝，管棚棚套必須與圍巖面緊密結(jié)合在一起，以免注漿時(shí)跑漿。最后進(jìn)行套拱混凝土的施工，待套拱混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的85%后，開(kāi)始管棚的施工。

大管棚套拱的導(dǎo)向孔口管間距須與大管棚中Φ108 mm的間距保持一致，且管棚棚套中Φ127 mm孔口管的外插角度須與大管棚的外插角度一致。管棚棚套的長(zhǎng)度為2.0 m。

3.2 鉆 孔

采用空氣潛孔錘，并可用PG115型管棚鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔。鉆孔前，先噴一層素混凝土封閉掌子面，防止管棚漿液漏漿和掌子面坍塌。鉆孔由中間向兩邊依次進(jìn)行，鉆孔外傾角1°（誤差在±0.5°以內(nèi)），鉆機(jī)立軸方向必須準(zhǔn)確控制，以防止管棚侵入隧道開(kāi)挖線內(nèi)、遠(yuǎn)離開(kāi)挖線或者相鄰管交于一處;鉆進(jìn)中應(yīng)經(jīng)常采用測(cè)斜儀量測(cè)鋼管鉆進(jìn)的偏斜度，如發(fā)現(xiàn)偏斜度超過(guò)設(shè)計(jì)要求應(yīng)及時(shí)糾正。鉆孔中遇到砂層易塌孔時(shí)，用泥漿或水泥漿護(hù)壁;如果成孔困難，應(yīng)進(jìn)行根管鉆進(jìn)。為防止塌孔，鉆孔后應(yīng)立即頂進(jìn)鋼管。鉆孔速度應(yīng)保持勻速，當(dāng)遇到夾砂層或者泥層時(shí)，應(yīng)控制鉆孔速度，防止夾鉆。

3.3 掃 孔

掃孔時(shí)用巖芯管注入高壓空氣吹洗，以清除孔內(nèi)巖碴并使孔道順通，為下管提供良好條件。掃孔由內(nèi)向外進(jìn)行，伸入長(zhǎng)度以靠近空口末端為宜。如遇入管困難，應(yīng)連續(xù)多次循環(huán)送入巖芯管，直到孔內(nèi)清掃干凈。

3.4 下 管

管棚使用Φ108 mm×6 mm鋼管，管壁采用梅花型打孔，打孔直徑約為15 mm，孔間距約為25 cm;導(dǎo)管尾部留約2.5 m不打孔段，為止?jié){段，與套管有效結(jié)合。根據(jù)JTG F80/1-2017《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》，為使鋼管接頭錯(cuò)開(kāi)，對(duì)每個(gè)孔管棚鋼管按順序進(jìn)行編號(hào)，且同一斷面內(nèi)接頭數(shù)不大于50%、相鄰鋼管的接頭至少錯(cuò)開(kāi)3 m;管棚孔位序號(hào)為奇數(shù)的第一節(jié)管采用6 m長(zhǎng)鋼管，孔位序號(hào)為偶數(shù)的第一節(jié)管采用3 m長(zhǎng)鋼管，之后每節(jié)均采用6 m長(zhǎng)鋼管，以有效錯(cuò)開(kāi)連接接頭。下管時(shí)，若孔壁不易坍塌，則采用擊打法將管棚鋼管推送至設(shè)計(jì)位置;若孔壁容易坍塌，則采用導(dǎo)管緊跟鉆頭同時(shí)送進(jìn)的方法。鋼管入孔后，及時(shí)將鋼管與鉆孔壁間縫隙填塞密實(shí)：先用麻布條封堵管棚鉆孔空隙，后用環(huán)形楔環(huán)頂緊，最后用電焊將楔形環(huán)焊接在管棚上;在鋼管外露端焊上法蘭盤、止?jié){閥，并垂直向上接入Φ25 mm、長(zhǎng)2 m的無(wú)縫鋼管，用做注漿排氣。如鋼管無(wú)法頂進(jìn)，應(yīng)停止作業(yè)，分析原因，根據(jù)需要重新掃孔后推送鋼管，直至到達(dá)設(shè)計(jì)位置。根據(jù)鉆進(jìn)速度、灰塵顏色、鉆機(jī)壓力等情況可判斷出管棚地段的地質(zhì)情況，為下一道工序如開(kāi)挖方式、進(jìn)度安排及資源配置等提供可靠數(shù)據(jù)。

3.5 鋼筋籠安放

根據(jù)地質(zhì)情況，如果覆蓋層含有大孤石、無(wú)法移動(dòng)的重型物體，為增加鋼管的承載力，可在管棚鋼管中插入鋼筋籠作為骨架以增加穩(wěn)定性和安全性。鋼筋籠可采用Φ42 mm鋼管周圍焊接4根Φ20 mm的鋼筋組成。鋼筋籠在鋼筋加工場(chǎng)制作完成后，放入已安置好的管棚鋼管內(nèi)。如果圍巖條件較好，可不放置鋼筋籠。

3.6 注 漿

施工前做壓漿試驗(yàn)以確定合格的注漿參數(shù)并作為施工根據(jù)。該工程管棚長(zhǎng)24 m，為使管內(nèi)漿液飽滿密實(shí)，采用從孔口一次注入的方式注漿。要求漿液配料準(zhǔn)確、誤差不大于規(guī)定值，并且無(wú)任何雜物被帶入漿液內(nèi);進(jìn)入注漿機(jī)的漿液必須經(jīng)過(guò)篩網(wǎng)過(guò)濾，以防止不合格料注入管內(nèi)。排氣孔有漿液流出時(shí)，可進(jìn)行終壓注漿，直至達(dá)到設(shè)計(jì)注漿壓力或設(shè)計(jì)注漿量，然后終止并關(guān)閉閥門。

4 結(jié) 語(yǔ)

在軟弱圍巖及松散地層中，特別是隧道進(jìn)出口段，管棚+預(yù)注漿超前支護(hù)不但提高了洞身整體穩(wěn)定性、一定程度上保證了進(jìn)洞安全，而且提高了工作效率，節(jié)約了工程投資。該研究對(duì)淺埋隧道進(jìn)出口管棚施工技術(shù)做了簡(jiǎn)要分析，可為隧道施工提供一定參考。建議在今后的施工過(guò)程中，不斷探索更為安全可靠的施工工藝和開(kāi)挖支護(hù)方式、不斷提高隧道淺埋段施工水平。

參考文獻(xiàn)：

[1] 中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)廣西電力設(shè)計(jì)研究院有限公司.南寧抽水蓄能電站對(duì)外交通銜接道路工程Ⅱ標(biāo)段（K3+800～K6+100）一階段施工圖設(shè)計(jì)[R].南寧：中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)廣西電力設(shè)計(jì)研究院有限公司，2020.

（編輯：高小雲(yún)）