管棚超前支護技術在公路隧道施工中的應用

郭永南

摘 要：本文就南埔隧道地質情況入手，從管棚的工作原理、技術參數方面，重點對管棚施工工藝進行了論述，分析探討了長管棚施工及相關技術要求，并對其施工注意事項進行了簡要闡明，以供參考。

關鍵詞：隧道；超前大管棚；施工工藝；注意事項

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.16.101

1 工程概述

南埔隧道位于新橋鎮東坑尾東南側的丘陵坡地，隧道區屬構造-剝蝕丘陵地貌，為單洞隧道，隧道起迄樁號K2+845～K3+150，長305m。沿線地形呈波狀起伏，山脊（頂）渾圓，進口位于南埔坑村東南面坡地溝谷，地表植被較發育，隧道場址區未見大型滑坡、崩塌及泥石流、采空區及地下洞穴等不良地質現象。

為保證隧道進洞順利，對隧道進出口端洞口實行40m超前長管棚支護，以提高圍巖整體性，增加圍巖穩定性。

2 管棚工作原理

2.1 技術要求

本隧道進出口明暗洞交界處設計超前大管棚。進口端K2+850～

K2+890，長度為40m，出口端K3+105～K3+145，長度為40m。

2.2 超前長管棚

設置于隧道洞口段，管棚入土深度是結合地形、地質情況及施工工藝確定，通過注漿提高圍巖自身承載能力，提高巖體對結構的彈性抗力，改善結構受力條件。管棚采用Φ108×6mm熱軋無縫鋼管， 環向間距40cm，接頭采用長15cm的絲扣直接對口連接，為增強鋼管的剛度，注漿完成后管內應以M30水泥砂漿填充。

3 管棚施工工藝

3.1 超前大管棚注漿施工準備

（1）掌子面處理。對掌子面采用10cm厚C20網噴混凝土進行封閉。

（2）超前大管棚加工。鋼管在工地加工，材料為熱軋無縫鋼管，外徑108mm，壁厚8mm，節長4～6m，兩段間采用絲扣或者對焊連接，前端加工成尖錐形，管身鉆注漿孔，孔徑φ12mm，后端3m 為預留止漿段，不設注漿孔，注漿孔間距10cm，梅花型布置。

3.2 鉆孔施工

（1）測量布設。鉆孔時嚴格按已施作孔口套管的間距、角度進行施工，按設計要求，孔口位置允許偏差±5cm，孔底位置應小于30cm。超前大管棚設計進口（屯溪端）76個，出口（景德鎮端）73個注漿孔。

（2）搭設鉆機平臺、鉆機就位。以洞口預留核心土作為鉆機平臺，局部用15cm×15cm×400cm的方木輔助搭建，由下向上，由兩邊至中間，根據孔位依次搭好孔位布好之后，將鉆機、空壓機、注漿機、拌漿設備、備料車順次擺放在工作位置，并檢查設備運轉情況，保證設備運行良好，設備就位后，接通各種供電供風管路。

3.3 搭設鉆機平臺、鉆機就位

（1）以洞口預留核心土作為鉆機平臺，局部用15cm×15cm×400cm

的方木輔助搭建，由下向上，由兩邊至中間，根據孔位依次搭好。

（2）鉆孔。鉆機準確定位后，將φ125沖擊鉆頭安裝在鉆機前段，啟動鉆機開鉆。開孔時本著“輕壓、慢鉆”原則，以防止孔位及鉆進角度偏差。

鉆進1m后再加壓加速，待孔深達到30m/40m時，退出鉆具，安裝管棚導管，導管由φ108mm鋼管制成，長度30m/40m，管身注漿孔梅花型布置，孔間水平間距10cm，前端成尖錐狀。用鉆機將導管強力推入孔內并用編織袋堵塞，以防止注漿前雜物掉入孔內。

（3）清孔。用地質巖芯鉆桿配合鉆頭進行反復掃孔，清除浮渣，確保孔徑、孔深符合要求，防止堵孔。用高壓風從孔底向孔口清理鉆渣。用經緯儀、測斜儀等檢測孔深、傾角、外插角。清后對鉆孔進行驗收，鉆孔質量滿足設計要求的可進行管棚頂入，不合格的必須重新補孔和清孔。

3.4 頂入管棚，安裝止漿塞

（1）為了便于接長管棚鋼管，應在套管外搭設施工臺架。

（2）管棚采用無縫鋼管，第一節鋼管應做成尖錐狀，起導向和減小摩擦阻力的作用。

3.5 注漿

（1）為防止漏漿，在注漿前用噴射砼封閉工作面。

（2）連接加壓泵和注漿管路并調試，進行壓水試驗確定加壓泵和管路正常，以確保注漿時壓力達到設計要求。

（3）首先根據壓水試驗情況及圍巖的裂隙發育估算單孔注漿數量，然后開始用兩臺ZYB70/80D注漿泵聯合注漿，注漿時，先用水灰比0.70的漿液試注，當注漿正常后采用1：1水灰比漿液注漿，注漿時要隨時觀察泵壓及注漿數量，分析注漿是否正常，如單孔注漿量過大，仍達不到終壓的要求，可暫停該孔注漿，過4～6h用鉆機清孔后再繼續注漿，注漿要作好充分準備，要緊張有序，忙而不亂。要嚴防堵管，影響注漿質量。

（4）注漿結束標準。

單孔結束標準：

①注漿壓力逐步升高至設計終壓，并繼續注漿10min以上；

②注漿結束時的進漿量小于5L/min。

（5）效果檢查與補孔注漿。

①效果檢查。開挖前可根據預設檢查孔的涌水情況，判定注漿效果，注漿效果好的地段，檢查孔涌水量很小，經開挖后可觀察到裂隙及空隙充填效果，幾乎所用裂隙都充填有漿，開挖后掌子面比較干燥。

②補孔注漿。開挖后仍有滲水現象，堵水效果達不到要求時，采用局部徑向注漿處理，使其達到堵水設計標準。

4 結束語

本文根據現場施工，對隧道超前管棚施工有了新的認識。我相信，通過道路建設者的不斷探索，隧道超前管棚施工中的問題定會得到更好的解決。

參考文獻：

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[2]張長亮，石平，金美海.公路隧道大管棚超前支護技術與工程實踐.[J].交通標準化，2007（08）：164-168.endprint