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管棚超前支護(hù)是為了在特殊環(huán)境下安全施工，事先給予提高地層承載力的臨時(shí)支護(hù)方式。隧道超前管棚是為了確保工程開挖工作面平穩(wěn)所采取的超前于掌子面開挖輔助對(duì)策的一種，主要用于柔弱、砂礫地層和軟巖、巖堆、破碎帶地區(qū)，可有效抑制軟巖松脫、坍塌和加固管棚附近軟巖的效果。因?yàn)楣芘镏ёo(hù)剛度較大，施工時(shí)若有坍塌，管棚具有調(diào)節(jié)作用，確保施工安全。文中依據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，粗淺討論超前管棚施工技術(shù)。
對(duì)隧道而言，洞邊開挖經(jīng)常碰到破碎帶地區(qū)或軟弱圍巖。因?yàn)檐泿r穩(wěn)定能力差，加上施工對(duì)軟巖的損害振蕩，極易造成塌方事故，加強(qiáng)了施工難度。因而能否保證安全、靠譜、成功、及時(shí)的出入洞施工,是隧道施工的關(guān)鍵所在。為確保隧道開挖工作面平穩(wěn)，一般采用的開挖協(xié)助支護(hù)對(duì)策是管棚超前支護(hù)。管棚超前支護(hù)能有效地加固軟巖,起到良好的支護(hù)效果。管棚施工時(shí)一次性由洞外施工即通過軟弱圍巖做到平穩(wěn)巖層,提升了隧道施工安全度；管棚外插角不大，可以有效的控制開挖超欠挖，從而減少工程成本。
1工程簡述
路經(jīng)所在地關(guān)鍵穿越山麓，地面大部分為第四系崩、坡積料石土、碎石土，基巖關(guān)鍵出露于路經(jīng)兩邊山坡及峰頂，分布地層大多為志留系、泥盆系、石炭系、二迭系、三迭系、侏羅系、第三系和第四系。路經(jīng)所經(jīng)地區(qū)工程地質(zhì)條件較弱，不良地質(zhì)發(fā)育，末見獨(dú)特性巖土，關(guān)鍵不良地質(zhì)狀況有巖溶、危巖。
本合同段內(nèi)所經(jīng)地區(qū)工程地質(zhì)條件較弱，不良地質(zhì)發(fā)育，其中上高橋隧道穿越道路。為確保隧道入洞成功，經(jīng)勘察，對(duì)隧道進(jìn)口端洞邊推行34m超前大管棚支護(hù)，以提升軟巖全面性，提升軟巖可靠性。
2技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
本線在隧道明暗交匯處設(shè)計(jì)超前大管棚。
2.1設(shè)計(jì)參數(shù)
(1)管棚管規(guī)格：選用Φ108×6mm的熱扎無縫管棚管以絲扣連接成的，同一斷面內(nèi)接頭總數(shù)不能超過總管棚管接頭數(shù)量50%；
(2)管距：腋角間隔中至中1000px；
(3)傾角：外插角1～3°；
(4)注漿材料：水泥漿漿體水灰比1:1（重量比）；
(5)鋼花管上鉆注漿孔，直徑15mm，孔間距375px×375px，呈梅花型布局，尾端留不打孔的止?jié){段21250px；
(6)管棚管施工偏差：軸向不大于500px，鄰近管棚管中間腋角不大于125px。
3施工技術(shù)：
3.1施工順序
管棚加工→套拱施工→鉆機(jī)到位→打孔→清孔驗(yàn)孔→下管→灌漿→封孔
3.2管棚加工
管棚選用Φ108mm×6mm的熱扎無縫管棚管，···隧道進(jìn)口端Ф108超前大管棚長短34m（含搭接長度及套拱長短各2m，有效長度30m)。用各節(jié)長4m～6m的Φ108mm×6mm熱扎無縫管棚管以絲扣連接成的。管棚管接頭分開，保證同一橫剖面的接頭數(shù)不超過50%，相鄰管棚管的接頭分開不低于1m的需求。
鋼花管上鉆有12mm的注漿孔，孔間距為375px，按梅花形布置，尾端留出6250px卻不打孔止?jié){段。
3.3套拱施工
套拱在明洞襯砌外中心線之外，緊靠掌子面施做。套拱選用C20砼，其截面厚1500px、縱長5000px，含有4榀I18工型鋼，鋼架邊緣設(shè)Φ140×8mm導(dǎo)向管棚管，管棚管與鋼架焊接，鋼架每個(gè)單元有聯(lián)接鋼板焊接堅(jiān)固。
(1)套拱混凝土施工選用I18工型鋼做為混凝土澆制后的支撐，共加工4榀拱架，拱架加工之后先通過試拼，結(jié)構(gòu)尺寸達(dá)到靜空規(guī)定方可應(yīng)用。
(2)套拱立模：由測量人員對(duì)拱架的平面位置和標(biāo)高開展精準(zhǔn)放樣，鋼架豎向間隔1250px。定位之后進(jìn)行相應(yīng)的加固解決。內(nèi)模選用木模，模板厚度125px。模版嵌堵密切，保證不跑漿。
(3)導(dǎo)向管棚管加設(shè)：拱架立好后對(duì)導(dǎo)向管開展測量定位。導(dǎo)向管棚管選用Φ140×8mm的管棚管，導(dǎo)向管棚管做為管棚施工定位管，并對(duì)目標(biāo)和坡度必須進(jìn)行嚴(yán)格把控。導(dǎo)向管棚管定位好之后把它焊接在拱架上，以保證導(dǎo)向管棚管在澆制混凝土?xí)r不產(chǎn)生挪動(dòng)。
(4)套拱模版加設(shè)：外模、端模均采用木模，模板厚度為125px，外模的加固選用Φ22的螺紋鋼開展側(cè)板焊接加固，保證端模的組裝在同一條線方位。且聯(lián)接堅(jiān)固，嚴(yán)防行走，模版接頭要工整平穩(wěn)，并嵌堵密切，不跑漿。
(5)砼澆筑：砼機(jī)械拌和，嚴(yán)格按實(shí)驗(yàn)室提供的配合比拌和砼。澆制時(shí)左右對(duì)稱分層開展，避免偏壓使拱架造成偏位。砼在振搗時(shí)要求振搗棒豎直插進(jìn)，而且插進(jìn)前一層混凝土內(nèi)5～250px，保證雙層砼的緊密聯(lián)系。搗固棒距模版間距不低于250px，避免與鋼筋、埋件等觸碰。振搗時(shí)砼終止沉落，不冒氣泡、泛漿且表層平整時(shí)終止搗固。
(6)砼強(qiáng)度做到設(shè)計(jì)強(qiáng)度75%后進(jìn)行拆板、保養(yǎng)。
3.4鉆機(jī)到位
鉆機(jī)平臺(tái)選用Φ42管棚管運(yùn)用預(yù)埋關(guān)鍵土從下向上，由兩側(cè)至中間依孔距構(gòu)建，管棚管中間選用扣件聯(lián)接，下鋪不低于125px厚木板，鉆機(jī)平臺(tái)務(wù)必構(gòu)建堅(jiān)固，以利于組裝、固定鉆機(jī)，避免施鉆時(shí)易鉆機(jī)卻不勻稱下移、晃動(dòng)、偏移、歪斜而影響打孔品質(zhì)。
鉆機(jī)要求和已設(shè)定好的孔口管方向平行，務(wù)必精準(zhǔn)核準(zhǔn)鉆機(jī)部位。用掛線、水平儀不斷調(diào)節(jié)，保證鉆機(jī)鉆具軸線與孔口管軸線相符合。
3.5打孔
(1)打孔由高孔距向低孔位開展，為了能順利組裝管棚管棚管，應(yīng)選用孔徑超過管棚管棚管直徑20～30mm左右鉆頭。
(2)在鉆機(jī)開鉆時(shí)，低速低壓，待成樁10m后能依據(jù)地質(zhì)狀況慢慢調(diào)節(jié)鉆速及氣壓。
(3)打孔過程始終留意鉆具視角轉(zhuǎn)變，確保鉆機(jī)不挪動(dòng)，每鉆入5m用儀器核查打孔視角，以保證打孔方位，并依據(jù)鉆機(jī)鉆入狀態(tài)分辨成樁品質(zhì)，妥善處理鉆入過程中出現(xiàn)的事故。
(4)巖質(zhì)較好的能夠一次成樁。鉆入后產(chǎn)生坍孔、卡鉆時(shí)，需補(bǔ)灌漿后再鉆入。
(5)用心做好鉆入流程的原始記錄，并對(duì)孔口巖屑開展地質(zhì)分辨、敘述，做為洞身開挖后的地質(zhì)預(yù)測預(yù)報(bào)參考文獻(xiàn)，進(jìn)而指導(dǎo)洞身開挖施工。
3.6清孔驗(yàn)孔
打孔完成后先用鉆具配合鉆頭開展往返掃孔，消除孔內(nèi)泥渣直到孔底，保證直徑、孔深合乎設(shè)計(jì)要點(diǎn)，避免堵孔、管棚管組裝不到位等狀況；再換髙壓風(fēng)從孔底向孔口清除鉆渣；最終選用儀器檢測驗(yàn)收孔深、孔傾角、外插角。
3.7下管
鋼花管選用機(jī)械配合人力送管(打進(jìn)第一節(jié)露出750px，用絲扣連接后繼續(xù)頂進(jìn)，依次類推直至安裝在設(shè)計(jì)長短)。頂進(jìn)中始終確保方向與孔軸線一致。為確保灌漿品質(zhì)，在鋼花管安裝后，支管用麻絲和錨固劑堵漏管棚管與孔邊間間隙，管棚管本身運(yùn)用孔口安裝的封頭將密封環(huán)卡緊，壓漿支管上安裝三通接頭。
3.8灌漿
(1)管棚按設(shè)計(jì)部位施工，先用有孔管棚管，灌漿后再打沒孔管棚管，用沒孔管棚管查驗(yàn)灌漿品質(zhì)。
(2)灌漿前將13mm塑料管沿管棚管內(nèi)腔穿至孔底，外緣與堵漿塞排氣孔相接，做為排氣通道。袖閥管與堵漿塞入漿孔相接，待排汽管有漿體外溢關(guān)掉其閘閥，做到灌漿條件后終止灌漿。
(3)灌漿前先對(duì)聯(lián)接好管路的注漿機(jī)開展試運(yùn)轉(zhuǎn)，以確保機(jī)械正常用。漿體嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要點(diǎn)的配合比配置。
(4)灌漿參數(shù)：
①泥漿體水灰比1：1（重量比）。
②注漿壓力：初壓0.5～1.0Mpa，終壓2.0MPa。
(5)灌漿前要進(jìn)行現(xiàn)場灌漿實(shí)驗(yàn)，結(jié)合實(shí)際情況調(diào)節(jié)灌漿參數(shù)，獲得管棚注漿施工方案。灌漿完成后立即掃排管中膠凝漿體，用M20混合砂漿添充管棚管，以加強(qiáng)管棚強(qiáng)度。
4常見問題：
4.1管棚為超前預(yù)支護(hù)，需在分體式隧道暗洞開挖以前進(jìn)行。
4.2管棚管棚按設(shè)計(jì)部位施工，嚴(yán)格把控管棚打設(shè)方位，并做好每個(gè)打孔地質(zhì)紀(jì)錄。
4.3管棚施工時(shí)，解決管棚管關(guān)鍵材料開展質(zhì)檢。
4.4管棚組裝時(shí)一定要注意鄰近管棚管的接頭不能在同一斷面上。
4.5要確保鉆機(jī)平臺(tái)支撐要確實(shí)地，聯(lián)接要堅(jiān)固、平穩(wěn)。
4.6必須做到導(dǎo)向套拱完工后，即可逐漸管棚施工。
4.7管棚施工地區(qū)，要加強(qiáng)對(duì)洞邊邊坡的檢測，以確保施工安全。
4.8施工中，灌漿量達(dá)到設(shè)計(jì)灌漿量或注漿壓力做到設(shè)計(jì)終壓時(shí)，可完畢灌漿。施工中應(yīng)做好每根管棚的灌漿紀(jì)錄，為灌漿參數(shù)調(diào)節(jié)給予科學(xué)論證。
5結(jié)語
超前管棚施工，針對(duì)隧道入洞軟巖全面性加固，起到重要作用。可是施工過程中，對(duì)打孔的精準(zhǔn)定位、打孔角度操縱、鉆機(jī)下移量及上下偏移、打孔深層等操縱通常不夠，導(dǎo)致隧道入洞時(shí)發(fā)現(xiàn)管棚進(jìn)入開挖中心線內(nèi)，鄰近管棚管相碰及交叉、管棚灌漿不圓潤經(jīng)常發(fā)生。文中依據(jù)現(xiàn)場作業(yè)，對(duì)隧道超前管棚施工有了新的認(rèn)識(shí)。我堅(jiān)信，根據(jù)路面建筑者的勇于探索，隧道超前管棚施工中的難題定會(huì)獲得更好的處理。
5結(jié)語
超前管棚施工，針對(duì)隧道入洞軟巖全面性加固，起到重要作用。可是施工過程中，對(duì)打孔的精準(zhǔn)定位、打孔角度操縱、鉆機(jī)下移量及上下偏移、打孔深層等操縱通常不夠，導(dǎo)致隧道入洞時(shí)發(fā)現(xiàn)管棚進(jìn)入開挖中心線內(nèi)，鄰近管棚管相碰及交叉、管棚灌漿不圓潤經(jīng)常發(fā)生。文中依據(jù)現(xiàn)場作業(yè)，對(duì)隧道超前管棚施工有了新的認(rèn)識(shí)。我堅(jiān)信，根據(jù)路面建筑者的勇于探索，隧道超前管棚施工中的難題定會(huì)獲得更好的處理。