摘要：介紹福建省首例采用40m長大管棚超前支護(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車道高速公路隧道，隧道左線長1365m，右線長為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40m長大管棚對洞口段進(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)外廓線間距為40cm；

　　（4）傾角：仰角1°（不包括路線縱坡）；

　�。�5）鋼管施工誤差：徑向不大于20cm；

　�。�6）管棚長度為40m，熱軋無縫鋼管φ108mm，壁厚6mm，節(jié)長3m、6m；

　　（7）孔口管為天縫鋼管φ127mm，壁厚6mm，節(jié)長2m.

　　2.3機(jī)具選擇

　　管棚施工主要工序有開挖支護(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。

　　2.4.1明洞邊坡仰坡開挖支護(hù)

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

　�。�2）邊坡防護(hù)應(yīng)與明洞開挖同步進(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）對邊坡滲水要及時(shí)排、引到坡面外，加強(qiáng)對坡面的防護(hù)。

　　2.4.2施作套拱

　�。�1）混凝土套拱作為長管棚的導(dǎo)向墻，套拱在明洞外廓線以外施作，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)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�？卓诠軕�(yīng)牢固焊接在工字鋼上，防止?jié)仓�混凝土�(xí)r產(chǎn)生位移。

　　2.4.3搭鉆孔平臺(tái)安裝鉆機(jī)

　�。�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稱進(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、鉆桿導(dǎo)向相結(jié)合的方法，反復(fù)調(diào)整，確保鉆機(jī)鉆桿軸線也孔口管軸線相吻合。

　　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(bǔ)注漿后再鉆進(jìn)。

　�。�3）鉆機(jī)開鉆時(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)過程中經(jīng)常用測斜儀測定其位置，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)過程中出現(xiàn)的事故。

　�。�5）鉆進(jìn)過程中確保動(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。作為開挖洞身的地質(zhì)預(yù)探預(yù)報(bào)，作為指導(dǎo)洞身開挖的依據(jù)。

　　2.4.5清孔驗(yàn)孔

　　（1）用地質(zhì)巖芯鉆桿配合鉆頭（φ115mm）進(jìn)行來回掃孔，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(yīng)在專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(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（φ115mm），然后可用10t以上卷揚(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）接長鋼管應(yīng)滿足受力要求，相鄰鋼管的接頭應(yīng)前后錯(cuò)開。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1m.

　　2.4.7注漿

　　（1）安裝好有孔鋼花管后即對孔內(nèi)注漿，注漿后再施工無孔鋼管，無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(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0.5mpa～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(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)，確保鉆孔周圍巖體與鋼管周圍孔隙均為漿液充填，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。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1人、班長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(yīng)視鉆孔深度及鉆桿強(qiáng)度而定，一般控制在1°～1.5°，鉆機(jī)最大下沉量及左右偏移量為鋼管長度的1%左右，并控制在20cm～30cm.

　　（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)。

　　5、管棚費(fèi)用評價(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

　　6.1對于隧道洞口的軟弱破碎圍巖地段、淺埋地段采用長大管棚施工工藝，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)資料可指導(dǎo)洞身開挖提供依據(jù)。

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

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