長(zhǎng)大管棚在隧道淺埋段的施工技術(shù)

1、長(zhǎng)大管棚在隧道淺埋段的施工技術(shù)2008-12-17【大 中 小】【打印】摘要：介紹福建省首例采用40m長(zhǎng)大管棚超前支護(hù)的施工技術(shù)，并在參數(shù)確定、機(jī)具選擇、進(jìn)度情況、質(zhì)量控制與成本分析5個(gè)方面作了具體介紹。關(guān)鍵詞：長(zhǎng)大管棚；施工技術(shù)；參數(shù)確定；機(jī)具選擇；質(zhì)量控制；成本分析1、工程概況楊梅嶺隧道設(shè)計(jì)為上下行分離式4車(chē)道高速公路隧道，隧道左線(xiàn)長(zhǎng)1365m，右線(xiàn)長(zhǎng)為1340m.全隧道按新奧法設(shè)計(jì)和施工，進(jìn)口左洞和出口右洞洞口淺埋段最薄覆蓋層分別為3.67m、4.05m，在洞口35m范圍內(nèi)為強(qiáng)風(fēng)化、弱風(fēng)化花崗巖，頂板為殘坡積層，風(fēng)化裂隙，發(fā)育具塊狀鑲嵌結(jié)構(gòu)，局部散體結(jié)構(gòu)，圍巖不穩(wěn)定，易塌。福建省首次采用

2、40m長(zhǎng)大管棚對(duì)洞口段進(jìn)行超前支護(hù)。沿隧道襯砌外緣一定距離打入一排縱向鋼管，并且在插入鋼管后，再往管內(nèi)注漿以固結(jié)軟弱圍巖、充填鋼管與孔壁之間的空隙，使管棚與圍巖固結(jié)緊密，以提高鋼管的強(qiáng)度。開(kāi)挖后架設(shè)拱形鋼架支撐，形成牢固的棚狀支護(hù)結(jié)構(gòu)。2、施工工藝2.1施工工藝流程2.2管棚參數(shù)（1）鋼管布設(shè)在圓心角為150的隧道拱部；（2）鋼管環(huán)向間距為50cm；（3）管心與襯砌設(shè)計(jì)外廓線(xiàn)間距為40cm；（4）傾角：仰角1（不包括路線(xiàn)縱坡）；（5）鋼管施工誤差：徑向不大于20cm；（6）管棚長(zhǎng)度為40m，熱軋無(wú)縫鋼管108mm，壁厚6mm，節(jié)長(zhǎng)3m、6m；（7）孔口管為天縫鋼管127mm，壁厚6mm，節(jié)長(zhǎng)2

3、m.2.3機(jī)具選擇管棚施工主要工序有開(kāi)挖支護(hù)明洞邊坡、仰坡；施作套拱；搭鉆孔平臺(tái)、安裝鉆機(jī)；鉆孔；清孔、驗(yàn)孔；安裝管棚鋼管；注漿。工序技術(shù)要求高，工藝復(fù)雜，現(xiàn)分別敘述如下。（1）明洞段開(kāi)挖應(yīng)在洞頂截水溝施工完成后進(jìn)行，應(yīng)盡量避開(kāi)雨季施工。（2）邊坡防護(hù)應(yīng)與明洞開(kāi)挖同步進(jìn)行：及時(shí)施工明洞邊坡的錨桿、掛設(shè)鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土及時(shí)封閉坡面。（3）對(duì)邊坡滲水要及時(shí)排、引到坡面外，加強(qiáng)對(duì)坡面的防護(hù)。（1）混凝土套拱作為長(zhǎng)管棚的導(dǎo)向墻，套拱在明洞外廓線(xiàn)以外施作，套拱內(nèi)埋設(shè)4榀工字型鋼支撐，鋼支撐與管棚孔口管焊成整體。（2）孔口管作為管棚的導(dǎo)向管，它安設(shè)的平面位置、傾角、外插角的準(zhǔn)確度直接影響管棚的質(zhì)量。用經(jīng)

4、緯儀以坐標(biāo)法在工字鋼架上定出其平面位置；用水準(zhǔn)尺配合坡度板設(shè)定孔口管的傾角；用前后差距法設(shè)定孔口管的外插角。孔口管應(yīng)牢固焊接在工字鋼上，防止?jié)仓炷習(xí)r產(chǎn)生位移。（1）鉆機(jī)平臺(tái)可用枕木或鋼管腳手架搭設(shè)，搭設(shè)平臺(tái)應(yīng)一次性搭好，鉆孔由兩臺(tái)鉆機(jī)由高孔位向低孔位對(duì)稱(chēng)進(jìn)行，可縮短移動(dòng)鉆機(jī)與搭設(shè)平臺(tái)時(shí)間，便于鉆機(jī)定位。（2）平臺(tái)支撐要著實(shí)地，連接要牢固、穩(wěn)定。防止在施鉆時(shí)鉆機(jī)產(chǎn)生不均勻下沉、擺動(dòng)、位移等影響鉆孔質(zhì)量。（3）鉆機(jī)定位：鉆機(jī)要求與已設(shè)定好的孔口管方向平行，必須精確核定鉆機(jī)位置。用經(jīng)緯儀、掛線(xiàn)、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(xiàn)也孔口管軸線(xiàn)相吻合。（1）為了便于安裝鋼管，鉆頭直徑采

5、用115mm.（2）巖質(zhì)較好的可以一次成孔；鉆進(jìn)時(shí)產(chǎn)生坍孔、卡鉆，需補(bǔ)注漿后再鉆進(jìn)。（3）鉆機(jī)開(kāi)鉆時(shí)，可低速低壓，待成孔1.0m后可根據(jù)地質(zhì)情況逐漸調(diào)整鉆速及風(fēng)壓。（4）鉆進(jìn)過(guò)程中經(jīng)常用測(cè)斜儀測(cè)定其位置，并根據(jù)鉆機(jī)鉆進(jìn)的現(xiàn)象及時(shí)判斷成孔質(zhì)量，并及時(shí)處理鉆進(jìn)過(guò)程中出現(xiàn)的事故。（5）鉆進(jìn)過(guò)程中確保動(dòng)力器，扶正器、合金鉆頭按同心圓鉆進(jìn)。（6）認(rèn)真作好鉆進(jìn)過(guò)程的原始記錄，及時(shí)對(duì)孔口巖屑進(jìn)行地質(zhì)判斷、描述。作為開(kāi)挖洞身的地質(zhì)預(yù)探預(yù)報(bào)，作為指導(dǎo)洞身開(kāi)挖的依據(jù)。（1）用地質(zhì)巖芯鉆桿配合鉆頭（115mm）進(jìn)行來(lái)回掃孔，清除浮渣至孔底，確?？讖健⒖咨罘弦?、防止堵孔。（2）用高壓氣從孔底向孔口清理鉆渣。（3）

6、用經(jīng)緯儀、測(cè)斜儀等檢測(cè)孔深，傾角，外插角。（1）鋼管應(yīng)在專(zhuān)用的管床上加工好絲扣，棚管四周鉆8出漿孔（靠掌子面45m的棚管不鉆孔）；管頭焊成圓錐形，便于入孔。（2）棚管頂進(jìn)采用大孔引導(dǎo)和棚管機(jī)鉆進(jìn)相結(jié)合的工藝，即先鉆大于棚管直徑的引導(dǎo)孔（115mm），然后可用10t以上卷?yè)P(yáng)機(jī)配合滑輪組反壓頂進(jìn)；也可利用鉆機(jī)的沖擊力和推力低速頂進(jìn)鋼管。（3）接長(zhǎng)鋼管應(yīng)滿(mǎn)足受力要求，相鄰鋼管的接頭應(yīng)前后錯(cuò)開(kāi)。同一橫斷面內(nèi)的接頭數(shù)不大于50%，相鄰鋼管接頭至少錯(cuò)開(kāi)1m.（1）安裝好有孔鋼花管后即對(duì)孔內(nèi)注漿，注漿后再施工無(wú)孔鋼管，無(wú)孔鋼管可以作為檢查管，檢查注漿質(zhì)量。（2）注漿參數(shù)：水泥漿與水玻璃體積的比例為10.5；

7、水泥漿水灰比11；水玻璃濃度35波美度；水玻璃模數(shù)2.4.（3）采用kby50/70液壓注漿機(jī)將雙液漿注入管棚鋼管內(nèi)，初壓0.5mpa1.0mpa，終壓2mpa，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，未達(dá)到壓力要求，應(yīng)調(diào)整漿液濃度繼續(xù)注漿，直至符合注漿質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，確保鉆孔周?chē)鷰r體與鋼管周?chē)紫毒鶠闈{液充填，方可終止注漿。（4）注漿結(jié)束后及時(shí)清除管內(nèi)漿液，并用30號(hào)水泥砂漿充填，增強(qiáng)管棚的剛度和強(qiáng)度。2.5勞動(dòng)力組織管棚施工工序多，工種雜、技術(shù)性強(qiáng)、要求技術(shù)工人具有各方面獨(dú)立操作能力，又能處理管棚施工中一般的故障，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。

8、一臺(tái)鉆機(jī)三班作業(yè)勞力組織為：技術(shù)人員1人、機(jī)長(zhǎng)1人、班長(zhǎng)3人、修理工1人、電工1人、電焊工1人、鉆工15人、合計(jì)23人。3、進(jìn)度情況4、質(zhì)量控制（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11.5，鉆機(jī)最大下沉量及左右偏移量為鋼管長(zhǎng)度的1%左右，并控制在20cm30cm.（3）嚴(yán)格控制鉆孔平面位置，管棚不得侵入隧道開(kāi)挖線(xiàn)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(kāi)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)

9、，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)。5、管棚費(fèi)用評(píng)價(jià)管棚費(fèi)用主要包括管棚的套拱費(fèi)用、管棚施工的人工費(fèi)、管棚施工的機(jī)械臺(tái)班費(fèi)、管棚施工的材料費(fèi)4大部分?，F(xiàn)以福寧高速公路楊梅嶺隧道進(jìn)口左洞40m管棚（沿拱頂150范圍內(nèi)布設(shè)33根長(zhǎng)度各為40m注漿鋼管，管棚的鋼管總重量為21t）為例，分析管棚在現(xiàn)場(chǎng)施工中的實(shí)際費(fèi)用。5.1套拱費(fèi)用5.2人工費(fèi)5.3機(jī)械臺(tái)班費(fèi)5.4材料費(fèi)6、結(jié)語(yǔ)6.1對(duì)于隧道洞口的軟弱破碎圍巖地段、淺埋地段采用長(zhǎng)大管棚施工工藝，提前發(fā)揮超前支護(hù)作用，增加了施工安全度，提高隧道的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。6.2在管棚支護(hù)下開(kāi)挖，可減少地表下沉和防止圍巖坍塌。6.3管棚鉆孔可作為地質(zhì)預(yù)探預(yù)報(bào)，地質(zhì)