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    超前大管棚在公路隧道的施工工藝

    頻道:公司動態 日期:

    對隧道來說,洞口開挖經常遇到破碎帶地段或軟弱圍巖。由于圍巖自穩能力差,加之施工對圍巖的破壞擾動,極易造成塌方事故,加大了施工難度。因此能否確保安全、可靠、順利、及時地進出洞施工,是隧道施工的關鍵所在。為保證隧道開挖工作面穩定,通常采用的開挖輔助支護措施是管棚超前支護。管棚超前支護能有效地加固圍巖,起到良好的支護效果。管棚施工時一次性由洞外施工即通過軟弱圍巖達到穩定巖層,提高了隧道施工安全度;管棚外插角很小,能夠有效的控制開挖超欠挖,從而降低施工成本。
    1、工程概述

    路線所在區域主要穿越山麓,地表大部分為第四系崩、坡積塊石土、碎石土,基巖主要出露于路線兩側山坡及山頂,分布的地層主要為志留系、泥盆系、石炭系、二迭系、三迭系、侏羅系、第三系和第四系。路線所經區域工程地質條件較差,不良地質發育,未見特殊性巖土,主要不良地質現象有巖溶、危巖。

    本合同段內所經區域工程地質條件較差,不良地質發育,其中上高橋隧道穿越公路。為保證隧道進洞順利,經勘察設計,對·······隧道進口端洞口實行34m超前大管棚支護,以提高圍巖整體性,增加圍巖穩定性。

    2、技術要求

    本線在隧道明暗交界處設計超前大管棚。

    2.1 設計參數

    (1)鋼管規格:采用Φ108×6mm的熱軋無縫鋼管以絲扣連接而成,同一斷面內接頭數量不得超過總鋼管接頭數量的50%;

    (2)管距:環向間距中至中1000px;

    (3)傾角:外插角1~3°;

    (4)注漿材料:水泥漿漿液水灰比1:1(重量比);

    (5)鋼花管上鉆注漿孔,孔徑15mm,孔間距375px×375px,呈梅花型布置,尾部留不鉆孔的止漿段21250px;

    (6)鋼管施工誤差:徑向不大于500px,相鄰鋼管之間環向不大于125px。

    3、施工工藝:

    3.1 施工順序

    管棚加工→套拱施工→鉆機就位→鉆孔→清孔驗孔→下管→注漿→封孔

    3.2 管棚加工

    管棚采用Φ108mm×6mm的熱軋無縫鋼管,···隧道進口端Ф108超前大管棚長度34m(含搭接長度及套拱長度各2m,有效長度30m)。用每節長4m~6m的Φ108mm×6mm熱軋無縫鋼管以絲扣連接而成。鋼管接頭錯開,確保同一橫斷面的接頭數不大于50%,相臨鋼管的接頭錯開不小于1m的要求。

    鋼花管上鉆有12mm的注漿孔,孔間距為375px,按梅花形布置,尾部留有6250px的不鉆孔止漿段。

    3.3 套拱施工

    套拱在明洞襯砌外輪廓線以外,緊貼掌子面施做。套拱采用C20砼,其截面厚1500px、縱長5000px,內設4榀I18工字鋼,鋼架外緣設Φ140×8mm導向鋼管,鋼管與鋼架焊接,鋼架每個單元有連接鋼板焊接牢固。

    (1)套拱混凝土施工采用I18工字鋼作為混凝土澆筑時的支撐,共加工4榀拱架,拱架加工好后先進行試拼,幾何尺寸滿足凈空要求方可使用。

    (2)套拱立模:由測量人員對拱架的平面位置和高程進行精確放樣,鋼架縱向間距1250px。定位好后進行必要的加固處理。內模采用木模,模板厚度125px。模板嵌堵緊密,確保不漏漿。

    (3)導向鋼管安設:拱架立好后對導向管進行測量定位。導向鋼管采用Φ140×8mm的鋼管,導向鋼管作為管棚施工的定位管,對其方向和坡度必須進行嚴格控制。導向鋼管定位好以后將其焊接在拱架上,以確保導向鋼管在澆筑混凝土時不發生移動。

    (4)套拱模板安設:外模、端模均采用木模,模板厚度為125px,外模的加固采用Φ22的螺紋鋼進行背板焊接加固,確保端模的安裝在同一條線方向。且連接牢固,嚴防走動,模板接頭要整齊平順,并嵌堵緊密,不漏漿。

    (5)砼澆筑:砼機械拌制,嚴格按試驗室提供的配合比拌制砼。澆筑時兩側對稱分層進行,防止偏壓使拱架產生偏移。砼在振搗時要求振搗棒垂直插入,并且插入前一層混凝土內5~250px,確保兩層砼的緊密結合。搗固棒距模板距離不小于250px,避免與鋼筋、預埋件等接觸。振搗時砼停止沉落,不冒氣泡、泛漿且表面平坦時停止搗固。

    (6)砼強度達到設計強度75%后進行拆模、養護。

    3.4 鉆機就位

    鉆機平臺采用Φ42鋼管利用預留核心土由下向上,由兩邊至中間依孔位搭建,鋼管之間采用扣件連接,上鋪不小于125px厚木板,鉆機平臺必須搭建牢固,以利于安裝、固定鉆機,防止施鉆時因鉆機的不均勻下沉、擺動、位移、傾斜而影響鉆孔質量。

    鉆機要求與已設定好的孔口管方向平行,必須精確核定鉆機位置。用掛線、經緯儀反復調整,確保鉆機鉆桿軸線與孔口管軸線相吻合。

    3.5 鉆孔

    (1)鉆孔由高孔位向低孔位進行,為了能順利安裝管棚鋼管,宜選用直徑大于管棚鋼管直徑20~30mm左右的鉆頭。

    (2)在鉆機開鉆時,低速低壓,待成孔10m后可根據地質情況逐漸調整鉆速及風壓。

    (3)鉆孔過程始終注意鉆桿角度變化,保證鉆機不移位,每鉆進5m用儀器復核鉆孔角度,以確保鉆孔方向,并根據鉆機鉆進的狀態判斷成孔質量,及時處理鉆進過程中出現的事故。

    (4)巖質較好的可以一次成孔。鉆進時產生坍孔、卡鉆時,需補注漿后再鉆進。

    (5)認真作好鉆進過程的原始記錄,并對孔口巖屑進行地質判斷、描述,作為洞身開挖時的地質預測預報參考資料,從而指導洞身開挖施工。

    3.6 清孔驗孔

    鉆孔完畢后先用鉆桿配合鉆頭進行來回掃孔,清除孔內浮渣直至孔底,確??讖?、孔深符合設計要求,防止堵孔、鋼管安裝不到位等情況;再用高壓風從孔底向孔口清理鉆渣;最后采用儀器檢測驗收孔深、孔傾角、外插角。

    3.7 下管

    鋼花管采用機械配合人工送管(打入第一節外露750px,用絲扣連接后再繼續頂進,依次類推直到安裝到設計長度)。頂進中始終保證方向與孔軸線一致。為保證注漿質量,在鋼花管安裝后,管口用麻絲和錨固劑封堵鋼管與孔壁間空隙,鋼管自身利用孔口安裝的封頭將密封圈壓緊,壓漿管口上安裝三通接頭。

    3.8 注漿

    (1)管棚按設計位置進行施工,先打有孔鋼管,注漿后再打無孔鋼管,用無孔鋼管檢查注漿質量。

    (2)注漿前將13mm塑料管沿鋼管內壁穿至孔底,外端與堵漿塞排氣孔相連,作為排氣通道。注漿管與堵漿塞進漿孔相連,待排氣管有漿液溢出關閉其閥門,達到注漿要求后停止注漿。

    (3)注漿前先對連接好管路的注漿機進行試運行,以保證機械正常用。漿液嚴格按設計要求的配合比配制。

    (4)注漿參數:

    ①泥漿液水灰比1:1(重量比)。

    ②注漿壓力:初壓0.5~1.0Mpa,終壓2.0MPa。

    (5)注漿前應進行現場注漿試驗,根據實際情況調整注漿參數,取得管棚注漿施工方案。注漿結束后及時掃排管內膠凝漿液,用M20水泥砂漿填充鋼管,以增強管棚強度。

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