楊利偉 管棚在隧道洞口段的施工技術(shù).doc

管棚在隧道洞口段的施工技術(shù)中鐵十二局貴廣鐵路第六項(xiàng)目部 技術(shù)員 楊利偉摘要：田壩嶺隧道設(shè)計(jì)為雙線高速鐵路隧道，采用35m長大管棚對(duì)其洞口段進(jìn)行超前支護(hù)。管棚與鋼架組合成預(yù)支支護(hù)系統(tǒng),以支撐和加固自穩(wěn)能力極低的圍巖,減少后續(xù)開挖對(duì)巖體的擾動(dòng)、軟弱圍巖的下沉、松弛、坍塌.大管棚適用條件:自穩(wěn)能力差,巖體結(jié)構(gòu)松動(dòng)或受地下水影響較大的v級(jí)圍巖。關(guān)鍵詞：管棚 施工技術(shù) 機(jī)具選擇 正文：1.工程概況 由中鐵十二局承建的貴廣鐵路田壩嶺隧道為雙線鐵路隧道，位于廣西省桂林市靈川縣靈川鎮(zhèn)王家村。起訖里程DK426+085DK432+555，全長為6470m，最大埋深約290m。其地形地貌為：中低山地貌。絕對(duì)高程186476 m，相對(duì)高差最大290 m，自然坡度535，地形起伏較大，沖溝發(fā)育，坡陡溝深，洞身所穿的山體植被不甚發(fā)育，坡面一般覆土較厚。設(shè)計(jì)圍巖等級(jí)v級(jí)，隧道上覆第四系全新統(tǒng)坡殘積層粉質(zhì)粘土，下伏基巖為泥盆系上統(tǒng)留江組、五指山組并層頁巖、硅質(zhì)巖、灰?guī)r；泥盆系中統(tǒng)信都組砂巖、泥質(zhì)砂巖夾頁巖。發(fā)育有一王家斷層，斷層破碎帶寬60m，影響帶寬100200m。發(fā)育五菱將背斜，軸部巖心較破碎。地表水以溝水、溪水為主，降雨量豐富，溝中常年有水流，有大氣降水補(bǔ)給，對(duì)混凝土無侵蝕性。地下水以孔隙水、基巖裂隙水、巖溶水為主，在節(jié)理裂隙帶或斷層破碎帶附近地下水量較大?？赡軙?huì)遇到股狀涌水。巖溶水主要分布于隧道進(jìn)口段DK426+085DK426+370段，較豐富但不均一，對(duì)混凝土無侵蝕性。按照設(shè)計(jì)采用35m長大管棚對(duì)其洞口段進(jìn)行超前支護(hù)。2.資源配置2.1.勞動(dòng)力組織管棚施工的質(zhì)量很大程度上取決于鉆孔和注漿的質(zhì)量。二臺(tái)鉆機(jī)三班作業(yè)勞力組織為：技術(shù)人員4人、機(jī)長3人、班長3人、修理工2人、電工1人、電焊工2人、鉆工25人、合計(jì)40人。2.2.機(jī)具選擇管棚機(jī):采用XY-ZPC管棚鉆機(jī)2臺(tái)；注漿泵：KY50/70型注漿機(jī)1臺(tái)；電焊機(jī)2臺(tái)；20m3/min電動(dòng)空壓機(jī)2臺(tái)。3.施工工藝3.1洞口邊仰坡開挖及支護(hù)田壩嶺隧道進(jìn)口洞口里程為DK426+085,洞門設(shè)計(jì)長15米，洞門延伸段長5米，明暗分界里程為DK426+105。洞門邊仰坡開挖前先施作截水天溝。先人工在開挖邊緣線510m處開挖并施作洞頂截水天溝，待進(jìn)洞后及時(shí)施作洞門和兩側(cè)排水溝，與洞頂截水溝相連形成完整排水系統(tǒng)。洞門邊仰坡開挖按設(shè)計(jì)要求從上至下1：1開挖邊仰坡，并及時(shí)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行邊仰坡的防護(hù)加固。需要注意的是洞門開挖時(shí)在內(nèi)軌頂面上5.73米高平面要預(yù)留至少5米長臺(tái)階以供暗洞洞口管棚作業(yè)面。3.2超前大管棚施工3.2.1超前大管棚設(shè)計(jì)說明田壩嶺隧道進(jìn)口設(shè)計(jì)采用20米長108洞口大管棚超前支護(hù)進(jìn)洞。大管棚導(dǎo)管設(shè)計(jì)為熱軋無縫鋼花管，外徑108mm，壁厚6mm，導(dǎo)管上鉆注漿孔，孔徑1016mm，孔縱向間距1520cm,呈梅花形布置，尾部留不小于1m的不鉆孔的止?jié){段。導(dǎo)管外插角130，環(huán)向間距0.4m，設(shè)置范圍為拱部120O，每環(huán)共設(shè)置38根。管節(jié)分段安裝，同一斷面接頭數(shù)量不大于管棚總數(shù)量的50%，接頭采用絲扣連接或V型連接并焊牢固。大管棚壓注水泥漿，終壓力不小于2MPa。大管棚導(dǎo)向墻采用C20混凝土，導(dǎo)向墻內(nèi)預(yù)埋108孔口管作為大管棚導(dǎo)向管。3.2.2.大管棚施工工序開挖平整場(chǎng)地至上臺(tái)階拱架拱腳高度，中部預(yù)留核心土。在上臺(tái)階掌子面安裝三榀20b型鋼鋼架緊貼仰坡放置，間距0.5m，縱向用22mm鋼筋連接，連接筋間距120cm，定位后與仰坡錨桿焊接固定。 在拱架上安裝導(dǎo)向管，其環(huán)向間距及傾角按設(shè)計(jì)的管棚環(huán)向間距及外插角布設(shè)，導(dǎo)向管采用1.0米長的108普通鋼管，壁厚5mm，孔口位置見附圖.導(dǎo)向管和拱架間用短鋼筋焊接固定，大管棚導(dǎo)向管傾角按設(shè)計(jì)的管棚外插角設(shè)置。 在拱架下及兩側(cè)立組合鋼模板或木模板，底部模板采用工字鋼拱架掛板并用方木支撐，側(cè)面模板采用鋼管或方木支撐，導(dǎo)向管內(nèi)預(yù)埋砂袋，人工澆筑C20砼套拱，套拱長1.0米，厚1.0米。搭設(shè)腳手架（腳手架高度根據(jù)鉆孔高度調(diào)整），腳手架上滿鋪5cm厚木板。在腳手架上安裝XY-ZPC管棚鉆機(jī)，從下至上左右對(duì)稱鉆孔、并安設(shè)108鋼管。地質(zhì)鉆機(jī)水平移動(dòng)采用滑道電動(dòng)自行，上下移動(dòng)采用5t倒鏈或挖掘機(jī)提升。 對(duì)地層注漿: 鉆孔完結(jié)后，先把套管內(nèi)孔通風(fēng)清洗干凈后，才把鉆桿取出，套管仍留在孔內(nèi)供護(hù)孔用。把周邊有孔眼的鋼管插入套管內(nèi)，鋼管節(jié)與節(jié)用絲扣聯(lián)接，鋼管終端要密封。安裝注漿管，聯(lián)上注漿接頭，按設(shè)計(jì)要求壓注水泥砂漿漿。注漿采用先灌注“單”號(hào)孔，待固結(jié)后，再灌注“雙”號(hào)孔的方法。3.2.3. 大管棚工藝詳述（1）鉆孔時(shí)用頂驅(qū)液動(dòng)錘把套管與鉆桿同時(shí)回轉(zhuǎn)沖擊鉆入隧道頂板前端設(shè)計(jì)深度。（2）鉆孔完成后，先把套管內(nèi)孔注水清洗潔凈后，才把鉆桿取出，套管仍留在孔內(nèi)供護(hù)孔用。（3）把周邊有孔眼的鋼管插入套管內(nèi)，孔眼間距縱向cm，梅花型布置，鋼管節(jié)與節(jié)用絲扣連接。鋼管接頭應(yīng)錯(cuò)開，同一斷面接頭數(shù)不超過管棚總數(shù)的50%。搭設(shè)工作平臺(tái)安裝固定20b工字鋼拱架測(cè)量定位、安裝導(dǎo)向管安裝套拱模板注水泥砂漿漿液加工20b工字鋼拱架澆筑套拱砼安裝鉆機(jī)加工管棚管節(jié)鉆孔、清孔安裝管棚清孔、沖洗 圖 1大管棚施工工藝框圖 （4）鋼管插進(jìn)后，才取出套管鉆進(jìn)其它孔眼，鋼管口端與孔口周壁用早強(qiáng)錨固劑密封。（5）注漿管用高壓把水泥砂漿漿液壓入鋼管內(nèi)，漿液通過鋼管孔眼壓注入孔壁的縫隙內(nèi)，固結(jié)附近巖土層，注漿采用先灌注“單”號(hào)孔，待固結(jié)后，再灌注“雙”號(hào)孔的方法。3.2.4. 大管棚施工注意事項(xiàng)(1)鉆孔前，精確測(cè)定孔的平面位置、傾角、外插角。并對(duì)每個(gè)孔進(jìn)行編號(hào)。(2)鉆孔仰角的確定應(yīng)視鉆孔深度及鉆桿強(qiáng)度而定，一般控制在13,鉆機(jī)最大下沉量及左右偏移量為鋼管長度的1%左右。(3)嚴(yán)格控制鉆孔平面位置，管棚不得侵入隧道開挖線內(nèi)，相鄰的鋼管不得相撞和立交。(4)經(jīng)常量測(cè)孔的斜度，發(fā)現(xiàn)誤差超限及時(shí)糾正，至終孔仍超限者應(yīng)封孔，原位重鉆。(5)掌握好開鉆與正常鉆進(jìn)的壓力和速度，防止斷桿。(6)在遇到松散的堆積層和破碎地質(zhì)時(shí)，在鉆進(jìn)中可以考慮增加套管護(hù)壁，確保鉆機(jī)順利鉆進(jìn)和鋼管順利頂進(jìn)。4結(jié)論對(duì)田壩嶺隧道洞口的軟弱破碎圍巖地段、淺埋地段采用長大管棚超前支護(hù)，提前發(fā)揮支護(hù)作用，增加了開挖施工安全度，提高了田壩嶺隧道在其出口段洞身圍巖的穩(wěn)定性，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益;在管棚支護(hù)下開挖，可減少地表下沉和防止圍巖坍塌的情況;管棚鉆孔亦可作為地質(zhì)超前預(yù)報(bào)，其地質(zhì)資料可為洞身開挖提供重要