摘要：介紹福建省首例采用40m長(cháng)大管棚超前支護的施工技術(shù)，并在參數確定、機具選擇、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(cháng)大管棚；施工技術(shù)；參數確定；機具選擇；質(zhì)量控制；成本分析

　　1、工程概況

　　楊梅嶺隧道設計為上下行分離式4車(chē)道高速公路隧道，隧道左線(xiàn)長(cháng)1365m，右線(xiàn)長(cháng)為1340m.全隧道按新奧法設計和施工，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范圍內為強風(fēng)化、弱風(fēng)化花崗巖，頂板為殘坡積層，風(fēng)化裂隙，發(fā)育具塊狀鑲嵌結構，局部散體結構，圍巖不穩定，易塌。福建省首次采用40m長(cháng)大管棚對洞口段進(jìn)行超前支護。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，再往管內注漿以固結軟弱圍巖、充填鋼管與孔壁之間的空隙，使管棚與圍巖固結緊密，以提高鋼管的強度。開(kāi)挖后架設拱形鋼架支撐，形成牢固的棚狀支護結構。

　　2、施工工藝

　　2.1施工工藝流程

　　2.2管棚參數

　�。�1）鋼管布設在圓心角為150°的隧道拱部；

　�。�2）鋼管環(huán)向間距為50cm；

　�。�3）管心與襯砌設計外廓線(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(cháng)度為40m，熱軋無(wú)縫鋼管φ108mm，壁厚6mm，節長(cháng)3m、6m；

　�。�7）孔口管為天縫鋼管φ127mm，壁厚6mm，節長(cháng)2m.

　　2.3機具選擇

　　管棚施工主要工序有開(kāi)挖支護明洞邊坡、仰坡；施作套拱；搭鉆孔平臺、安裝鉆機；鉆孔；清孔、驗孔；安裝管棚鋼管；注漿。工序技術(shù)要求高，工藝復雜，現分別敘述如下。

　　2.4.1明洞邊坡仰坡開(kāi)挖支護

　�。�1）明洞段開(kāi)挖應在洞頂截水溝施工完成后進(jìn)行，應盡量避開(kāi)雨季施工。

　�。�2）邊坡防護應與明洞開(kāi)挖同步進(jìn)行：及時(shí)施工明洞邊坡的錨桿、掛設鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土及時(shí)封閉坡面。

　�。�3）對邊坡滲水要及時(shí)排、引到坡面外，加強對坡面的防護。

　　2.4.2施作套拱

　�。�1）混凝土套拱作為長(cháng)管棚的導向墻，套拱在明洞外廓線(xiàn)以外施作，套拱內埋設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向管，它安設的平面位置、傾角、外插角的準確度直接影響管棚的質(zhì)量。用經(jīng)緯儀以坐標法在工字鋼架上定出其平面位置；用水準尺配合坡度板設定孔口管的傾角；用前后差距法設定孔口管的外插角�？卓诠軕�牢固焊接在工字鋼上，防止澆筑混凝土時(shí)產(chǎn)生位移。

　　2.4.3搭鉆孔平臺安裝鉆機

　�。�1）鉆機平臺可用枕木或鋼管腳手架搭設，搭設平臺應一次性搭好，鉆孔由兩臺鉆機由高孔位向低孔位對稱(chēng)進(jìn)行，可縮短移動(dòng)鉆機與搭設平臺時(shí)間，便于鉆機定位。

　�。�2）平臺支撐要著(zhù)實(shí)地，連接要牢固、穩定。防止在施鉆時(shí)鉆機產(chǎn)生不均勻下沉、擺動(dòng)、位移等影響鉆孔質(zhì)量。

　�。�3）鉆機定位：鉆機要求與已設定好的孔口管方向平行，必須精確核定鉆機位置。用經(jīng)緯儀、掛線(xiàn)、鉆桿導向相結合的方法，反復調整，確保鉆機鉆桿軸線(xiàn)也孔口管軸線(xiàn)相吻合。

　　2.4.4鉆孔

　�。�1）為了便于安裝鋼管，鉆頭直徑采用φ115mm.

　�。�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，需補注漿后再鉆進(jìn)。

　�。�3）鉆機開(kāi)鉆時(shí)，可低速低壓，待成孔1.0m后可根據地質(zhì)情況逐漸調整鉆速及風(fēng)壓。

　�。�4）鉆進(jìn)過(guò)程中經(jīng)常用測斜儀測定其位置，并根據鉆機鉆進(jìn)的現象及時(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）認真作好鉆進(jìn)過(guò)程的原始記錄，及時(shí)對孔口巖屑進(jìn)行地質(zhì)判斷、描述。作為開(kāi)挖洞身的地質(zhì)預探預報，作為指導洞身開(kāi)挖的依據。

　　2.4.5清孔驗孔

　�。�1）用地質(zhì)巖芯鉆桿配合鉆頭（φ115mm）進(jìn)行來(lái)回掃孔，清除浮渣至孔底，確�？讖�、孔深符合要求、防止堵孔。

　�。�2）用高壓氣從孔底向孔口清理鉆渣。

　�。�3）用經(jīng)緯儀、測斜儀等檢測孔深，傾角，外插角。

　　2.4.6安裝管棚鋼管

　�。�1）鋼管應在專(zhuān)用的管床上加工好絲扣，棚管四周鉆φ8出漿孔（靠掌子面4��5m的棚管不鉆孔）；管頭焊成圓錐形，便于入孔。

　�。�2）棚管頂進(jìn)采用大孔引導和棚管機鉆進(jìn)相結合的工藝，即先鉆大于棚管直徑的引導孔（φ115mm），然后可用10t以上卷?yè)P機配合滑輪組反壓頂進(jìn)；也可利用鉆機的沖擊力和推力低速頂進(jìn)鋼管。

　�。�3）接長(cháng)鋼管應滿(mǎn)足受力要求，相鄰鋼管的接頭應前后錯開(kāi)。同一橫斷面內的接頭數不大于50%，相鄰鋼管接頭至少錯開(kāi)1m.

　　2.4.7注漿

　�。�1）安裝好有孔鋼花管后即對孔內注漿，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：水泥漿與水玻璃體積的比例為1∶0.5；水泥漿水灰比1∶1；水玻璃濃度35波美度；水玻璃模數2.4.

　�。�3）采用kby50/70液壓注漿機將雙液漿注入管棚鋼管內，初壓0.5mpa～1.0mpa，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，未達到壓力要求，應調整漿液濃度繼續注漿，直至符合注漿質(zhì)量標準，確保鉆孔周?chē)鷰r體與鋼管周?chē)�孔隙均為漿液充填，方可終止注漿。

　�。�4）注漿結束后及時(shí)清除管內漿液，并用30號水泥砂漿充填，增強管棚的剛度和強度。

　　2.5勞動(dòng)力組織

　　管棚施工工序多，工種雜、技術(shù)性強、要求技術(shù)工人具有各方面獨立操作能力，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。一臺鉆機三班作業(yè)勞力組織為：技術(shù)人員1人、機長(cháng)1人、班長(cháng)3人、修理工1人、電工1人、電焊工1人、鉆工15人、合計23人。

　　3、進(jìn)度情況

　　4、質(zhì)量控制

　�。�1）鉆孔前，精確測定孔的平面位置、傾角、外插角。并對每個(gè)孔進(jìn)行編號。

　�。�2）鉆孔仰角的確定應視鉆孔深度及鉆桿強度而定，一般控制在1°～1.5°，鉆機最大下沉量及左右偏移量為鋼管長(cháng)度的1%左右，并控制在20cm～30cm.

　�。�3）嚴格控制鉆孔平面位置，管棚不得侵入隧道開(kāi)挖線(xiàn)內，相鄰的鋼管不得相撞和立交。

　�。�4）經(jīng)常量測孔的斜度，發(fā)現誤差超限及時(shí)糾正，至終孔仍超限者應封孔，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)，在鉆進(jìn)中可以考慮增加套管護壁，確保鉆機順利鉆進(jìn)和鋼管順利頂進(jìn)。

　　5、管棚費用評價(jià)

　　管棚費用主要包括管棚的套拱費用、管棚施工的人工費、管棚施工的機械臺班費、管棚施工的材料費4大部分�，F以福寧高速公路楊梅嶺隧道進(jìn)口左洞40m管棚（沿拱頂150°范圍內布設33根長(cháng)度各為40m注漿鋼管，管棚的鋼管總重量為21t）為例，分析管棚在現場(chǎng)施工中的實(shí)際費用。

　　5.1套拱費用

　　5.2人工費

　　5.3機械臺班費

　　5.4材料費

　　6、結語(yǔ)

　　6.1對于隧道洞口的軟弱破碎圍巖地段、淺埋地段采用長(cháng)大管棚施工工藝，提前發(fā)揮超前支護作用，增加了施工安全度，提高隧道的長(cháng)期穩定性，具有顯著(zhù)的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。

　　6.2在管棚支護下開(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)預探預報，地質(zhì)資料可指導洞身開(kāi)挖提供依據。

　　6.4管棚施工工藝的引用，對福建省隧道施工技術(shù)的探索邁開(kāi)新的步伐。

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