前言：尋找寫作靈感？中文期刊網(wǎng)用心挑選的隧道工程超前大管棚+小導管注漿施工，希望能為您的閱讀和創(chuàng)作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。
摘 要：隧道是公路、鐵路建設中穿越復雜地形的重要方式，有利于提高所在線路的順直性，但隧道施工易受到地質(zhì)、水文等多重條件的影響，隨之出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象，加強支護至關重要。在隧道支護施工中，“超前大管棚+小導管注漿”屬應用較為廣泛的施工工藝，為強化對其的認識，文章則結(jié)合工程實例，對其施工工藝要點展開探討，以期起到拋磚引玉的作用。
1工程概況
廣西在建某隧道左洞2021年7月23日凌晨1點10分，掌子面ZK89+478放炮后拱頂發(fā)生淺層滑塌，經(jīng)測算，塌方體約350m³。而后項目部立即采取反壓及封堵措施，有效防止了塌方繼續(xù)擴大。反壓后項目部采取小導管+管棚注漿加固方式對拱頂進行加固。
2拱頂滑塌分析
鑒于ZK89+478兩次塌方情況，我部結(jié)合超前地質(zhì)預報資料以及C6地質(zhì)鉆探結(jié)果，初步擬定了后續(xù)施工處理措施，具體如下：（1）二次塌方后及時進行堆載反壓并對塌方面噴射C25砼封閉，厚度1m。完成后加強監(jiān)控量測頻率，在監(jiān)控量測數(shù)據(jù)趨于穩(wěn)定后進行下一步施工；（2）首先拆除ZK89+474拱架，在ZK89+473處打入管棚，管棚以角度15～20°，間距40cm打入，打入深度以入巖4-5m為止，施工過程中要及時送管，完成一個鉆孔，裝入一根管棚，裝管完成后采用1:1水泥凈漿進行注漿，注漿壓力0.5～1MPa，注漿過程中持續(xù)關注掌子面狀況；（3）待ZK89+474管棚注漿液強度達到要求后，在ZK89+476處施工管棚，管棚角度為10～15°，間距40cm，以入巖深度4-5m為止，施工過程中要及時送管，完成一個鉆孔，裝入一根管棚，裝管完成后采用1:0.75水泥凈漿進行注漿，注漿壓力0.5～1Mpa，注漿過程中持續(xù)關注掌子面狀況；（4）待前兩次管棚施工完成后，在塌方面ZK89+478按環(huán)形開挖預留核心土法進行開挖掘進，每次進尺0.5m，支護按DXS5-A雙層拱架施工，每環(huán)支護主要參數(shù)為雙層I22b工字鋼，超前小導管以10～15°，間距40cm，長度4.5m打入。在第一層拱架安裝完后及時噴射C25砼，待強度達到要求并且監(jiān)控量測數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，進行第二次拱架施工，施工完成后對于已施工段落加強監(jiān)控量測頻率，每5m設置一個點。
3超前大管棚支護的設計參數(shù)
3.1管棚的注漿參數(shù)
以水泥砂漿為宜，水灰比0.8～1，從底部開始逐步向上注漿，隨注漿進程的持續(xù)推進而逐步加大壓力，終壓以2MPa為宜，全程注漿壓力控制在0.8～2MPa，并盡可能避免中途中斷注漿的情況，否則易影響結(jié)構(gòu)的完整性。
3.2管棚的套拱參數(shù)
在大管棚超前支護結(jié)構(gòu)體系中，其固定端設置的是I18混凝土套拱導向墻，共3榀，導拱的基本尺寸要求為縱向長2m、厚0.825m。導拱施工中，在其中設置41根長為2m的140mm×5mm導向鋼管。
4超前大管棚施工工藝
4.1管棚的施工流程
主要施工流程為：搭設管棚施作平臺→測量定位→設置I18鋼架→固定導向管→立模澆筑→管棚鉆孔→設置φ127管棚鋼管→超前小導管注漿→止?jié){封孔。
4.2搭設管棚施作平臺
以I18工字鋼為原材料，根據(jù)設計圖紙要求，搭建穩(wěn)定的管棚施作平臺，為后續(xù)施工創(chuàng)設堅實的基礎，以便高效開展各項工作。
4.3測量定位
（1）鋼拱架的測量定位。重點內(nèi)容為縱向中軸線、拱腳的高程以及拱架的縱向間距，保證各處的測量定位結(jié)果均具有準確性。（2）導向管的測量定位。此環(huán)節(jié)較為合適的坐標法，確定導向管的平面位置后，將其測放至工字鋼外輪廓線處，在坡度板的輔助下設定導向管的傾角；對于導向管外插角的設置，較為適宜的是采用前后差距法，控制在1～3°。關于超前大管棚的布置情況，如圖1所示。
4.4設置I18鋼拱架
I18鋼拱架共包含3個單元的節(jié)段，彼此間經(jīng)拼接后構(gòu)成完整的整體，在各節(jié)段的端部焊接鋼板。對于曲線單元節(jié)段，其制作要求相對較高，宜利用型鋼彎曲機加工，由專員操作，精準控制，形成尺寸合理、穩(wěn)定可靠的節(jié)段。根據(jù)鋼拱架的安裝要求，提前處理場地，采取清理、整平等相關處理措施，保證該部分具有平整性與穩(wěn)定性，以免在鋼拱架搭設及使用過程中出現(xiàn)局部失穩(wěn)、下陷的情況。
4.5固定導向管
針對導向管采取固定措施，具體而言，利用φ22mm鋼筋將其固定在拱架處。
4.6立模澆筑
套拱立模澆筑施工采用的是模注泵，由該設備將制備好的混凝土澆筑到位，全程做到隨拌隨用，以免因中途間隔時間過長而影響混凝土的質(zhì)量。立模作業(yè)主要含三部分內(nèi)容，即內(nèi)模、外模及端頭模。立模期間易出現(xiàn)導向管堵塞的情況，因此需加強對導向管孔口的防護，以免雜物進入其中。
4.7管棚鉆孔
以液壓鉆為主要施工設備，適配φ15cm的鉆頭，有序鉆進成孔。管棚鉆孔的作業(yè)難度較大，一次鉆孔成型的概率較小，通常只有在部分地質(zhì)較為良好的地段才可實現(xiàn)一次鉆孔，而絕大部分情況下易出現(xiàn)不同程度的卡鉆以及塌孔問題。對此，可采取先注漿、后鉆孔的方法，從源頭上規(guī)避鉆孔期間的各類問題。整個鉆孔過程應滿足低壓、低速的要求，期間加強對孔深和孔徑等基礎參數(shù)的檢查與控制，以便根據(jù)實際情況靈活調(diào)整。以鉆進情況為準，對成孔質(zhì)量做出判斷。對于鉆孔期間產(chǎn)生的各項數(shù)據(jù)，均要將其完整記錄，作為鉆孔質(zhì)量分析的基本依據(jù)[1-3]。鉆孔過程中易產(chǎn)生雜物，隨施工時間的延長而逐步堆積至孔內(nèi)，從而發(fā)生不同程度的堵孔現(xiàn)象。對此，鉆孔后宜利用測斜儀和經(jīng)緯儀等相關高精度的儀器驗孔，將實測數(shù)據(jù)與設計要求展開對比分析，要求各項指標均可滿足要求。
4.8設置φ127管棚鋼管
以熱軋無縫鋼管為宜，利用150mm的絲扣連接鋼管接頭。在鋼管上設置注漿孔，孔徑10～16mm，孔間距15～20cm，梅花形布孔，管棚節(jié)長度為（6+6+6+6+3)m。
4.9超前小導管注漿
（1）注漿施工流程。封閉工作→鉆孔→設置小導管→連接管路→密封孔口→壓水檢查→注漿→結(jié)束（前提在于壓力、流量均達標）。（2）注漿施工技術要點。以φ45mm熱軋無縫鋼花管為宜，該材料的壁厚為5mm、外徑50mm；為保證鉆孔的施工質(zhì)量，適配的是YT-28風動鑿巖機，利用該設備精準鉆孔；嚴格控制小導管的外插角，使其穩(wěn)定在1～3°；對于小導管的加工，宜將其前端加工為尖錐形，于尾部焊接，穩(wěn)定設置φ8mm鋼筋加勁箍；在注漿小導管的管壁處均勻布設鉆眼，間距按15cm控制；待小導管加工成型后，由人工將其安裝到位，采取焊接處理措施，使其與鋼架穩(wěn)定連接；注漿施工所用材料為水泥單液漿，壓力以0.8MPa左右較為合適，嚴格依據(jù)設計要求控制漿液參數(shù)，以免影響漿液的性能以及注漿施工質(zhì)量。關于小導管的加工示意圖，如圖2所示。在完成鉆孔作業(yè)后，經(jīng)檢查若無誤，則置入小導管，經(jīng)焊接后將其尾部與鋼架穩(wěn)定連接，從而構(gòu)成預支護結(jié)構(gòu)。在前述基礎上，施作止?jié){墻，進而進入注漿施工環(huán)節(jié)。注漿全過程中，注漿壓力的控制至關重要，應從0開始逐步加壓，達到1.5MPa后，穩(wěn)壓3min左右，此過程中及時分析注漿量，若無法再繼續(xù)注入，則表明已經(jīng)達到注漿飽滿的狀態(tài)，可結(jié)束注漿作業(yè)。此外，漿液具有流動性，在壓力作用下易外流，因此需采取堵口措施。
4.10止?jié){封孔
經(jīng)過注漿作業(yè)后，通過焊接鋼板的方法達到封堵注漿孔的效果。對于閥門的設置，所處位置可以選擇在注漿管預留處，確保堵頭具有足夠的嚴密性。嚴格控制導向管和鋼管的位置，兩者應緊密結(jié)合，若存在空隙則利用水泥砂漿封堵，使該部分具有嚴密性，否則在外部環(huán)境的干擾下，管棚支護體系易發(fā)生失穩(wěn)等異常現(xiàn)象。
結(jié)語
綜上所述，在本文所探討的隧道工程中，為保證支護效果，采用的是“超前大管棚+小導管注漿”相綜合的方案。實踐表明，該方法在維持隧道穩(wěn)定性方面具有良好的效果，可營造安全的進口端隧道進洞施工環(huán)境，具有較高的參考價值，后續(xù)的類似隧道工程施工中可以從中汲取經(jīng)驗，并視實際情況靈活優(yōu)化，進而推動隧道建設事業(yè)的發(fā)展。
作者：孫江濤 單位：保利長大工程有限公司
