隧道工程管棚支護施工要點探討

翟江龍

摘 要 管棚支護作為時下于軟弱圍巖隧道掘進施工中最為常用的支護結構之一，其施作成效關系著后續(xù)工藝的施工安全。本文結合筆者相應管棚支護施工實踐經驗，就隧道工程管棚支護施工要點展開簡要探討，以供借鑒參考。

關鍵詞 隧道工程;管棚支護;施工要點

1管棚支護施工準備

①首先要確保孔口定位的準確，從而保障管棚的施工質量。鉆孔前可選擇兩個以上孔位預先進行試鉆，獲得相關參數(shù)并了解彎曲規(guī)律后，總結經驗方可正式鉆孔。尤其是對于地質條件較為復雜的情況下，做好鉆孔前的試鉆工作尤為重要。②在注漿工作開展之前，要對所有孔口進行封堵，并對其密封性進行檢查，避免在注漿中產生泄漏、串漿等不良現(xiàn)象，一旦漏漿、串漿將會對注漿的質量以及管棚施工造成十分不利的影響。③管棚之間的鋼管連接要確保緊密及可靠，避免出現(xiàn)鋼管脫節(jié)，尤其在開挖狀態(tài)下產生脫節(jié)極易引發(fā)塌方事故，出現(xiàn)安全生產事故而造成損失;④為確保作業(yè)安全與管棚支護施工質量，在開展相應的開挖工作之前，務須要做好全斷面的錨噴支護，以發(fā)揮其支撐管棚與固定鋼管的作用。⑤對于地表水要及時疏排，選取鉆孔洞口仰坡部位挖設一道環(huán)形的截水溝，起到攔截地表水的作用。通過建立與截水溝相連的支狀排水系統(tǒng)，可以盡快疏排地表水，避免由于積水下滲而引起的洞口不穩(wěn)定。另外，地下水同樣也會對洞口穩(wěn)定性造成影響，因此對于地下水的處理，可以通過設置降水井來降低洞口的地下水位，起到疏排洞口附近地下水的作用[1]。

2管棚支護施工要點

（1）護拱施工。為確保管棚安裝時定位精準，應在洞口管棚施工之前先施作護拱作為管棚導向墻，護拱多采用C25砼，具體應根據(jù)管棚情況合理設置長與高。在護拱結構內鋪設4榀鋼拱架，并設置6根φ14cm的鋼管作為導向管，導向管與鋼拱架應連接緊密、焊接牢固，在護拱砼完成澆筑后方可開展管棚施工。在洞內管棚施工時，為確保有滿足要求的作業(yè)空間，應將隧道拱部進行擴挖，并依托鋼拱架作為導向墻開展管棚作業(yè)。

護拱施工時通過預留核心土作為施工平臺，即根據(jù)施工方案采用挖掘機按照設計輪廓線將表層覆蓋剝離后，當形成弧形斷面后在核心土位置鋪土工布、立模進行護拱砼的施工。在施工中應確保護拱基礎的穩(wěn)定性，并嚴格把控相關參數(shù)的精準性，如導向管的平面位置、傾角及外插角等參數(shù)。管棚支護工作應在鉆孔前結束，并為后期隧洞的開挖預留管棚的施工臺階，以為后期鉆機設備、管棚安裝工作提供穩(wěn)固的基礎。

2.2 鉆孔施工

（1）鉆機定位。首先，為確保鉆機平臺的穩(wěn)固性，可以采用枕木進行鉆機平臺的搭設，平臺搭設時應連續(xù)一次完成。鉆孔時可按照由高位到地位的原則，并保持對稱進行，此種作業(yè)方式可減少移動鉆機與平臺搭設的時間，利于鉆機定位，進而有效提升作業(yè)效率;其次，要確保平臺的基礎穩(wěn)固，連接不可以有松動，由于鉆機工作時會產生振動，因此極易導致不均勻下沉、鉆機擺動或位移等情況而影響鉆孔精度，為此可將鉆孔平臺與仰拱進行直接連接予以支撐。另外，鉆機的施工方向應與孔口管方向保持平行，可采用全站儀、掛線、鉆桿導向相結合的方法進行量測與調整，確保鉆機鉆桿軸線與孔口管軸線的一致性，從而保證鉆機位置的準確性。此外，將鉆機移動到指定的鉆孔位置，對鉆機的高度進行調整后將鉆具放入導向管，確保導向管、鉆機轉軸以及鉆桿保持同一軸線，并采用測量儀器測量防止出現(xiàn)偏差。

（2）鉆進施工。首先，為防止后期壓力注漿時掌子面不流漿、不坍塌，應結合隧道施工實際并按要求在掌子面噴射一層素砼起止?jié){作用，隨后以套拱中已經預埋完畢的鋼管作為導向管進行鉆孔作業(yè)。其次，在啟動鉆機實施鉆孔之前，應先對機械設備狀況進行檢查，確保在合理參數(shù)范圍內使用機械。鉆孔過程中要結合施工實際動態(tài)調整選擇是否加泥漿或水泥漿實施鉆進，當鉆機鉆進至砂層時，為避免發(fā)生塌孔，鉆進時應采取泥漿護壁，若仍不能形成有效孔洞，則可采用套筒進行鉆進，或者將鉆頭與鋼管焊接實施鉆進。另外，鉆孔時速度應保持均勻，尤其在遇到夾泥、夾沙層時則應結合實際控制鉆孔速度，防止出現(xiàn)夾鉆。此外，鉆桿過長會導致鉆頭過重下垂或遇孤石等障礙物時不易控制鉆進方向，因此，開鉆時應控制上挑3°～5°，并采用測量儀器對鉆進方向與角度進行隨時測量。最后，鉆孔完成后采用地質巖芯鉆桿配鉆頭掃孔，將浮渣去除，確保孔徑、孔深等參數(shù)滿足相關標準要求，避免堵孔。隨后，從孔底向孔口方向吹高壓風清渣，并使用全站儀對成孔后的孔深、傾角等參數(shù)進行檢測。

（3）管棚施工

1）安設管棚。鉆孔作業(yè)完成后為防止塌孔，應及時安裝管棚鋼管。鋼管應采用逐節(jié)順次頂進的方式安裝，并用長15cm的絲扣進行連接。完成安裝后要將鋼管與孔壁之間的空隙填滿，鋼管外露端焊接法蘭盤及止?jié){閥，然后檢查焊接質量。

2）管棚注漿。首先，注漿前應先對注漿設備及管路狀態(tài)進行檢查，正常后進行壓漿試驗，隨后根據(jù)確定的注漿參數(shù)開展正式的注漿作業(yè)。注漿時為避免出現(xiàn)串漿，應在每個孔結束鉆進后及時安裝管棚并注漿，隨后再進行下一個鉆孔。其次，注漿過程中應隨時檢查一旦發(fā)現(xiàn)串漿，應馬上停止注漿或通過間歇注漿封堵串漿位置，或采用快硬水泥漿、錨固劑等封堵材料進行封堵，確定沒有串漿的情況后方可繼續(xù)注漿。在注漿過程中要注意壓力值的觀測，若壓力值驟然提升，應停機檢查是否發(fā)生堵管。另外，漿液的拌制應采用拌和機，注漿泵壓入鋼管內。在管棚的封堵處應有注漿孔和排氣孔，確保排氣完畢有漿液流出后關閉排氣孔，繼續(xù)注漿，在注漿飽滿密實后應持續(xù)觀測穩(wěn)定壓力15min方可停止注漿，將注漿口關閉或封堵。整個注漿過程中，應做好注漿時間、漿液量、注漿壓力等的詳細記錄，并觀察注漿壓力表值，防止壓力過大而出現(xiàn)異常[2]。

3結束語

管棚支護作為軟弱破碎圍巖的重要防護加固手段，其能夠有效避免隧道開挖過程中的圍巖變形、坍塌、沉降等問題。對此，相應施工技術人員務須要牢牢把握管棚支護施工要點，全力抓好施工管控，進而為隧道開挖提供有力的作業(yè)條件。

參考文獻

[1] 石慶年.不良地質條件下隧道管棚預支護技術研究[J].公路交通科技（應用技術版），2019，15（11）：241-243.

[2] 王震，仇峰濤，陳龍龍，等.隧道開挖超長大管棚超前支護機理及效果分析[J].筑路機械與施工機械化，2019，36（11）：85-92.