1、关于隧道洞口管棚施工方案的实施在隧道施工中洞口的边、仰坡处理采用注浆锚 杆对岩层进行加固，通过注浆，提高边、仰坡岩体的 内摩擦系数；采用锚网喷来进行边仰坡加固，可防止 地表水、雨水渗入边仰坡，增加围岩的不稳定因素， 引起坍塌，影响洞内施工。本文通过陕西省小康高速 公路大棕坡隧道工程实例，介绍隧道洞口长管棚超前 支护的施工技术及施工时的注意事项。1大棕坡隧道工程简介大棕坡隧道单洞长3180米，隧道地理位置处于南 秦岭印支褶皱带留坝一一白河褶皱束东段，属秦岭南 侧中低山地和沟谷地貌，地形起伏大，山势陡峻，沟 谷斜坡基岩裸露，沟底基岩埋深较浅。隧道所穿越的 山体岩层结构复杂，褶皱断层交错分布无规律性
2、，地 下水丰富，隧道围岩变化频繁。2.长管棚施工施工要点2.1排水和边仰坡施工洞口仰坡稳定地层，择增设环形截水沟一道，拦 截地表水；建立枝状排水系统，使地表水尽快顺畅地 排出洞口不稳定范围，以防积水下渗。在隧道施工中洞口的边、仰坡处理采用注浆锚杆 对岩层进行加固，通过注浆，提高边、仰坡岩体的内 摩擦系数；采用锚网喷来进行边仰坡加固，可防止地 表水、雨水渗入边仰坡，增加围岩的不稳定因素，引 起坍塌，影响洞内施工。具体做法是：刷坡一一初 喷 打注浆锚杆 挂网 复喷。2.2施作护拱作为大管棚导向墙根据隧道洞口的地址情况，为了保证隧道进洞的 安全和洞口浅埋段的施工安全，洞口前端采用2m长 护拱作为大管
3、棚导向墙和d）89X8mm的钢管作为超 前支护。洞口段开挖及防护：地表注浆同时进行洞口段开 挖及防护，为便于钻机钻孔、注浆作业，在作护拱前， 土石开挖应分台阶进行，上台阶高度在起拱线附近作 为管棚施作平台，平台高度（指钻孔轴心至钻机底座 距离）、长度根据钻孔设备和管棚钢管最长节长度确定, 在施作护拱范围内，挖机挖至一定标高后由人工修整 为设计要求形状作为护拱底模。护拱在明洞的外轮廓线以外，紧贴洞口仰坡面， 在边仰坡开挖并防护后即可进行护拱的施工。护拱由 间距为1 m的120a工字钢拱架及50cm厚的C25模注確组成，护拱在洞口衬砌外轮廓线以外施作；d）89X 8mm钢管单根长20m,节长分别为
4、6m,按梅花形设 置10mm注浆孔，孔间距150mm,入岩端加工成锥 形，尾部350mm范围内不钻孔作为止浆段，钢管间 的环向间距为40cm,外插角1 -3 , 一个护拱计33 根。护拱内设三幅用20号工字钢制作的钢拱架为横 向支撑。首先，通过放样确定平面位置和高程后即可 安装工字钢，整个拱架分为3片，按60度角布置，安 装时尽量使工字钢贴近岩面，对每棍拱架的安装应先 用钢管、圆木等临时固定左右2片，然后安装中间的 第三片，通过螺栓螺母将3片工字钢连为一整体，待 三棉拱架都安装好后，调整拱架拱顶平面位置，即用 巾25纵向连接钢筋将拱架联为一体，管棚的导向管固 定在钢拱架上并焊接成整体的构件。孔
5、口管作为管棚的导向管,它安设的平面位置、倾角、外插角的准确度直接影响管棚的质量。用经纬 仪以坐标法在工字钢架上定出其平面位置；用水准尺 配合坡度板设定孔口管的倾角：用前后差距法设定孔 口管的外插角，外插角一般取1 -3 （仰角），这是 因为角度过小，将可能导致管棚远端下垂至隧道开挖 轮廓内影响后期施工；角度过大，管棚离开挖轮廓距 离过大，管棚下方的三角土体坍塌给洞身开挖支护带 来很大困难。2.3长管棚施工及其注意事项钻孔在钻孔过程中还需注意：1）钻孔前先检查钻机机械状况是否正常；钻孔时根据情况确定是 否加泥浆或水泥浆钻进，当钻至砂层易塌孔时，应加 泥浆护壁方可继续钻进；如不能成扎时，可将钻头直
6、 接焊接在钢管前端钻进；2）为避免钻杆太长，钻头因 自重下垂或遇到孤石钻进方向不易控制等现象，开钻 上挑角度（外插角）控制在1至3。之间，具体应并 随时量测角度和钻进方向，有效防止插入的钢管发生 弯曲，在施作过程中加以修正；3）钻孔速度应保持匀 速,特别是钻头遇到夹泥夹沙层时，应控制钻进速度， 避免发生夹钻现象；4）钻孔平面误差小于5cm,钻孔 角度误差小于1 ,并要求中心连线圆顺。扫孔和安设管棚扫孔：用直径为108mm 岩芯管进行扫孔，目的是清除孔内的岩磴和顺通孔道。 芯管长度不少于2.5m为宜，长度稍长史好。如遇下管 困难，则需连续扫孔几次，同时借助高压空气吹扫， 直到将孔内清扫干净。测孔
7、验孔：清除浮渣至孔底，用经纬仪、测斜仪 等检测孔深、倾角、外插角等，确保孔径、孔深符合 要求、防止堵孔。钻孔测斜用经纬仪测斜法，成孔一 半时测斜，测定方法是先抽出钻杆钻头，然后把专门 制作的光源插入孔道，送到测定位置，用经纬仪从孔 口直接看光源，根据光源在孔内位置及孔径大小大致 判定偏斜情况。安设管棚：为使钢管接头错开，加工钢管时将钢 管进行钢节编号，把加工了的钢管节搭配好并做好记 录。钢管安装是在清好孔后开始，棚管顶进采用大孔 引导和机械人工辅助相结合的工艺，即先钻大干棚管 直径的引导孔，利用挖机的推力和技术工人的指导低 速顶进钢管，每根钢管分三节逐节装入，管节与管节 之间用60cm长的套管
8、内套后焊接。接长钢管应满足 受力要求，相邻钢管的接头应前后错开。同一横断面内的接头数不大于50%,相邻钢管接头至少错开1 m o 钻孔完成后及时安设管棚钢管，避免岀现塌孔,如果顶进时遇到故障，先要查清原因，必要时重新扫 孔后再将钢管顶进。钢管逐节顶入，及时将钢管与钻 孔壁间缝隙填塞密实，在钢管外露端焊上法兰盘、止 浆阀，并检查焊接强度和密实度，封好钢管与岩面接 触的周围，使注浆时浆液不外漏。3.长管棚注浆 3.1注浆工艺试验影响管棚加固效果的主要因素是注浆压力、注浆 量、管距等，因此，在施工前必须进行工艺试验并对 上述各项参数做好核定。工艺试验时，试桩钢管数不 宜少于2根，并应达到下列要求：1
9、）掌握满足设计管 棚的各种技术参数；2）掌握注浆的均匀程度以及掌握 钻孔及地质记录，确定合理的技术处理措施。3.2堵孔堵孔质量的好坏，直接关系到注浆效果。堵孔包 括钢管自身的封堵和钢管与孔壁之间空隙的封堵。钢 管自身封堵：一般在钢管最外端1.52.0m范围内不设 置注浆孔，孔口用厚度为35mm钢板凿孔焊接与注 浆管等直径小导管来封堵。钢管与孔壁之间空隙的封 堵：利用自制工具将旱强水泥砂浆塞入孔口封堵，封 堵材料装入孔内不小于长度，确保封堵质量。3.3注浆 1）注浆前先检查管路和机械状况，确认正常后做压浆试验，确定合理的注浆参数，据以施工；2）注浆 过程中随时检查孔口、邻孔、覆盖层较薄部位有无串
10、 浆现象，如发生串浆，应立即停止注浆或采用间歇式 注浆封堵串浆口，也可采用麻纱、木楔或锚固剂封堵, 直至不再串浆时再继续注浆：注浆过程中压力如突然 升高，可能发生堵管，应停机检查；3）注浆采用从孔 口一次性注入，为使管内浆液饱满密实，注浆时等排 气孔有浆液流出时，再进行终压注浆，当注浆压力达 到2.5Mpa,并持续注浆5rnin以上，可停止注浆，并 及时封堵注浆口 ,若进浆量很大，压力长时间不升高， 应重新调整浆液浓度及配合比，缩短胶凝时间；4）注 浆过程中应派专人负责，填写注浆记录表，记录注 浆时间、浆液消耗量及注浆压力等数据，观察压力表 值,监控连通装置，避免因压力猛增而发生异常情况； 5
11、）注浆结束后及时清除注浆管内浆液，并用M30水 泥砂浆充填进管棚，以增强其刚度和强度。待围岩及管棚内浆体硬化固结后（根据压浆材料 试验确定），可先行开挖上断面，开挖按照短进尺、多 循环、及时支护的原则施工，力求最大限度地限制土 体松驰变形。参考文献1 中国岩土力学与工程学会.锚固与注浆手册 M.北京:中国电力出版社，1999.2 吕成康.隧道工程试验检测技术M.北京： 人民交通岀版社，1996.3 关宝树.隧道工程施工要点集M.北京：人 民交通岀版社，2002.4 黄成光.公路隧道施工M.北京：人民交通 岀版社，2001.5 于书翰，杜漠远.隧道施工M.北京：人民 交通出版社，1996.（作者单位：西安市地下铁道有限责任公司，陕 西西安710018）
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