探析大管棚施工技术在隧道工程施工中的应用

探析大管棚施工技术在隧道工程施工中的应用耿大帅中铁建大桥工程局集团第一工程有限公司摘要：在深奥法隧道施工屮，大管棚施工技术较为常见，不仅施工便捷，且相对于其他施工方法安全系数较高。对此，本文首先对大管棚施工技术进行了介绍，然后结合工程实例，对大管棚施工技术在隧道工程施工中的具体应用方法进行详细探究，可供参考。关键词：深奥法隧道施工;大管棚;超前支护;作者简介：耿大帅（1984-），男，辽宁大连人，工程师，本科，从事桥隧施工管理工作。收稿日期：2017-9-16Received：2017-9-161引言在隧道工程施工中，管棚是由打孔钢管以及套拱（或钢拱架）所组成，在实际施工过程中，首先确定隧道开挖轮廓线，立设钢拱架，安装管棚导向管，而后进行套拱混凝土浇筑施工。套拱混凝土达到设计强度后由导向管向开挖面打入钢管，而后进行注浆从而形成隧道开挖掌子面围岩预支护，长管棚的施作可有效避免围岩结构发生变形，防止塌方事故的发生。现如今，大管棚施工技术在隧道工程洞口进洞以及洞身不良地质施工中应用广泛，因此，对该项技术及其应用方式进行详细探究至关重要。2大管棚施工技术概述在进行隧道工程大管棚施工过程中，具体的施工步骤如下所示:放样布孔一立设拱架一安装导向管一施工套拱一调试钻孔机具一确定钻孔导向一钻孔施工一孔 斜的准确测量〜进一步进行钻进的导向〜到达终孔〜钢花管安装〜注浆施工。需注意的是，在进行隧道工程大管棚施工过程中，钻孔的定位导向十分关键，不能上扬过大，更不能下倾侵入隧道开挖轮廓线以内。管棚上扬过大则不能很好地起到预支护作用，极冇可能造成隧道超挖，增加了隧道施工成本，加大隧道施工难度;管棚下倾侵入隧道开挖轮廓线会造成隧道断面净空不足，无法立设拱架进行初期支护施工。大管棚另外一项施工要点是注浆施工，管棚注浆（水泥浆）施工后，钢管周围的地层裂缝会被灌满浆液，使破碎岩体连接成整体，从而提高岩体的稳定性，降低了开挖施工中的塌方风险。在富水地质施工中，可在注浆浆液加入一定比例的水玻璃，起到浆液快速凝固并阻断流水的作用。人管棚的施工能有效提升围岩的稳定性，还能起到良好的隔水效果。大管棚施工完成后，钢管会形成坚硬的钢管混凝土，不但能承受上部的荷载，还能使围岩变形情况得到有效控制，从而避免围岩变形较严重的问题出现UL3工程概况某隧道工程处于天水市北道区元龙镇，该隧道工程进口位置位于秦岭沟，其出门位置在太碌沟，隧道工程所处区域的高程在1003~1750m之间，地形起伏较大,山势陡峭，河流曲折。根据现场勘杳发现，该隧道工程最大埋深在656.8m左右。在本次施工过程中，隧道施工里程为DK717+910〜DK726+147.9，施工全长8238.13m。该隧道工程施工区域进1_1端1928.596m位于R-10000m的曲线上，其他施工地段位于直线上。隧道工程进、出口位置地质条件均较差，综合考虑施工现场环境、施工条件等因素，在该隧道进、出口进洞施工前施工做超前大管棚。4大管棚施工工艺4.1测量放线在进行隧道工程人管棚施工前，进行现场勘査，根据设计图纸放出洞口开挖轮廓线，进而确定套拱位置以及标高，依据套拱位置确定出管棚导向管的位置，导向管位置安装的准确能有效保证管棚施工精度。4.2套拱施工套拱是固定或支撑管棚端部的拱形结构，在进行隧道管棚施工过程中，套拱施工的施工质量会直接影响管棚的施工质量。在进行套拱钢拱架安装施工过程中，必须保证其安装的精确度，钢拱架拱脚必须落到实处并与地面连接紧密，拱架之间需采用连接钢筋，连接钢筋与拱架的焊接要牢固，这样才能保证混凝土浇筑施工过程中不会发生移动。套拱内部导向管的平面位置以及外插角精度会对管棚钻孔施工精度以及管棚支护施工效果产牛.较大影响，因此，在套拱拱架安装完毕后需对导向管进行测量放样，导向管安装过程中，其固定钢筋要与套拱钢拱架焊接牢固，以防止套拱混凝土浇筑施工屮发生位移。4.3设钻机平台、安设钻机 在该隧道工程洞口位罝，采用预留核心土开挖施工技术。在预留核心土上搭设钻机平台，使其支垫稳定并且牢固可靠，避免钻机在钻孔时产生不均匀沉降和移动，影响钻孔质量。在钻机安装施工过程中，首先确定其安装位置，然后对钻机安装高度进行调节，并将钻杆置于套拱导向管屮，最后对钻机位置进行调节，确保其符合施工要求£21。4.4钻孔在钻机准备就位过程中，需对钻机所处位置进行调节，对此，可采用全站仪、钻杆导向相结合的方式，对钻机所处位置进行调节，将钻杆轴线与导向管轴线保持在同一直线上。在管棚钻孔钻进施工过程屮，首先利用管棚钻机液压旋转推进钻孔至管棚的设计深度，每钻入一节钻杆续接下一节。钻机开孔幵钻时要低速运转，待成孔1.0m以上，可提高至正常压力，如果遇到软弱围岩或流塑软粘土，则可改用低压钻进。在进行钻进施工过程中，需对钻孔的斜度进行多次反复测量，及时发现钻进误差，并采取有效措施进行纠正，当钻机钻至终孔位置时，如果依然不符合各项指标参数，则应对孔道进行注浆封闭，并从原位重新进行钻机施工。此外还需注意，在进行钻孔施工过程中，如果出现卡钻或者塌孔的问题，则需对钻孔进行注浆处理，然后再进行钻孔施工。在钻进施工过程中，需对钻孔施工实际情况进行详细记录，具体的内容伍括钻进深度、外插角等，同时还应仔细观察钻进施工时所排出的岩屑情况，从而对隧道围岩级别进行预判。为了避免在钢花管安装或管棚在进行注浆施工过程屮发生塌孔或串孔，在进行管棚钻孔施工过程中，需采用隔孔钻孔施工方式，待注浆施工完毕后进行相邻孔钻进施工。4.5顶进施工在钢花管顶进过程中，随时观测导向光源，发现偏转及时釆取纠偏措施，每根钢花管完成顶进后，使用全站仪和导向测量装置相互验证检测施工角度。在相邻钢花管施工过程屮，需要对钢花管连接处进行准确定位，以保证钢花管连接处不在同一截而。如果发现在顶推钢花管施工中顶力过大，可在钢管壁涂石蜡等材料减小摩擦力。另外，在顶进施工过程中，如果遇到较大障碍物，如卵石等，则可对螺旋钻杆进行调节，使钻头超前成孔，从而使障碍物随螺旋杆旋出［3］。4.6管棚注浆（1）在进行管棚注浆施工前，首先需在管棚钢管的端部安装止浆阀，同时还需焊接排气管。（2）为了有效保证管棚的施工质量，注浆采用隔孔注浆施工方式,当注浆施工完成后，即可进行邻近孔施工。（3）在进行注浆施工过程中，采用分段注浆施工方式，首先从两侧位置进行注浆，然后再向拱顶位置进行注浆，在注浆过程中，先采用低压注浆方式，然后逐渐提升注浆压力，当注浆压力上升至屮压时，即可停止注浆施工。注浆量一般控制在钻孔阅柱体的1.5倍左右，如果注浆量超过施工限制较大，且没有达到压力要求，则需对浆液进行调节，然后再进行注浆施工，这样才能保证注浆施工质量。 5结束语综上所述，在隧道工程施工中，大管棚施工技术较为常见，在管棚施工前，首先需对施工现场实际情况进行现场勘查，制定完善的施工方案，在管棚施工过程屮，还需对施工工序进行调节和控制，这样才能有效地保证大管棚施工顺利，同时提升施工质量。参考文献［1］赵佳云.高速铁路隧道下穿京藏高速公路施工技术研究［JL施工技术，2017(01):99〜101.［2］吕和蔼.长大铁路隧道施工难点及技术措施研宂［J］.隧道建设，2012(S1):55〜58.［3］罗一农.可靠性研宄与铁路路基工程结构［J］.铁道工程学报，2012，29(08):24〜27+59.