在隧道施工中洞口的邊、仰坡處理采用注漿錨桿對(duì)巖層進(jìn)行加固，通過(guò)注漿，提高邊、仰坡巖體的內(nèi)摩擦系數(shù)；采用錨網(wǎng)噴來(lái)進(jìn)行邊仰坡加固，可防止地表水、雨水滲入邊仰坡，增加圍巖的不穩(wěn)定因素，引起坍塌，影響洞內(nèi)施工。本文通過(guò)陜西省小康高速公路大棕坡隧道工程實(shí)例，介紹隧道洞口長(zhǎng)管棚超前支護(hù)的施工技術(shù)及施工時(shí)的注意事項(xiàng)。
　　
　　1.大棕坡隧道工程簡(jiǎn)介
　　大棕坡隧道單洞長(zhǎng)3180米，隧道地理位置處于南秦嶺印支褶皺帶留壩――白河褶皺束東段，屬秦嶺南側(cè)中低山地和溝谷地貌，地形起伏大，山勢(shì)陡峻，溝谷斜坡基巖裸露，溝底基巖埋深較淺。隧道所穿越的山體巖層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，褶皺斷層交錯(cuò)分布無(wú)規(guī)律性，地下水豐富，隧道圍巖變化頻繁。
　　2.長(zhǎng)管棚施工施工要點(diǎn)
　　2.1 排水和邊仰坡施工
　　洞口仰坡穩(wěn)定地層，擇增設(shè)環(huán)形截水溝一道，攔截地表水；建立枝狀排水系統(tǒng)，使地表水盡快順暢地排出洞口不穩(wěn)定范圍，以防積水下滲。
　　在隧道施工中洞口的邊、仰坡處理采用注漿錨桿對(duì)巖層進(jìn)行加固，通過(guò)注漿，提高邊、仰坡巖體的內(nèi)摩擦系數(shù)；采用錨網(wǎng)噴來(lái)進(jìn)行邊仰坡加固，可防止地表水、雨水滲入邊仰坡，增加圍巖的不穩(wěn)定因素，引起坍塌，影響洞內(nèi)施工。具體做法是：刷坡――初噴――打注漿錨桿――掛網(wǎng)――復(fù)噴。
　　2.2 施作護(hù)拱作為大管棚導(dǎo)向墻
　　根據(jù)隧道洞口的地址情況，為了保證隧道進(jìn)洞的安全和洞口淺埋段的施工安全，洞口前端采用2m長(zhǎng)護(hù)拱作為大管棚導(dǎo)向墻和φ89×8mm的鋼管作為超前支護(hù)。
　　洞口段開(kāi)挖及防護(hù)：地表注漿同時(shí)進(jìn)行洞口段開(kāi)挖及防護(hù)，為便于鉆機(jī)鉆孔、注漿作業(yè)，在作護(hù)拱前，土石開(kāi)挖應(yīng)分臺(tái)階進(jìn)行，上臺(tái)階高度在起拱線附近作為管棚施作平臺(tái)，平臺(tái)高度（指鉆孔軸心至鉆機(jī)底座距離）、長(zhǎng)度根據(jù)鉆孔設(shè)備和管棚鋼管最長(zhǎng)節(jié)長(zhǎng)度確定，在施作護(hù)拱范圍內(nèi)，挖機(jī)挖至一定標(biāo)高后由人工修整為設(shè)計(jì)要求形狀作為護(hù)拱底模。
　　護(hù)拱在明洞的外輪廓線以外，緊貼洞口仰坡面，在邊仰坡開(kāi)挖并防護(hù)后即可進(jìn)行護(hù)拱的施工。護(hù)拱由間距為1 m的120a工字鋼拱架及50cm厚的C25模注砼組成，護(hù)拱在洞口襯砌外輪廓線以外施作；φ89×8mm鋼管單根長(zhǎng)20m，節(jié)長(zhǎng)分別為6m，按梅花形設(shè)置φ10mm注漿孔，孔間距150mm，入巖端加工成錐形，尾部350mm范圍內(nèi)不鉆孔作為止?jié){段，鋼管間的環(huán)向間距為40cm，外插角1°- 3°，一個(gè)護(hù)拱計(jì)33根。
　　護(hù)拱內(nèi)設(shè)三幅用20號(hào)工字鋼制作的鋼拱架為橫向支撐。首先，通過(guò)放樣確定平面位置和高程后即可安裝工字鋼，整個(gè)拱架分為3片，按60度角布置，安裝時(shí)盡量使工字鋼貼近巖面，對(duì)每榀拱架的安裝應(yīng)先用鋼管、圓木等臨時(shí)固定左右2片，然后安裝中間的第三片，通過(guò)螺栓螺母將3片工字鋼連為一整體，待三榀拱架都安裝好后，調(diào)整拱架拱頂平面位置，即用φ25縱向連接鋼筋將拱架聯(lián)為一體，管棚的導(dǎo)向管固定在鋼拱架上并焊接成整體的構(gòu)件。
　　孔口管作為管棚的導(dǎo)向管，它安設(shè)的平面位置、傾角、外插角的準(zhǔn)確度直接影響管棚的質(zhì)量。用經(jīng)緯儀以坐標(biāo)法在工字鋼架上定出其平面位置；用水準(zhǔn)尺配合坡度板設(shè)定孔口管的傾角：用前后差距法設(shè)定孔口管的外插角，外插角一般取1°-3°（仰角），這是因?yàn)榻嵌冗^(guò)小，將可能導(dǎo)致管棚遠(yuǎn)端下垂至隧道開(kāi)挖輪廓內(nèi)影響后期施工；角度過(guò)大，管棚離開(kāi)挖輪廓距離過(guò)大，管棚下方的三角土體坍塌給洞身開(kāi)挖支護(hù)帶來(lái)很大困難。
　　2.3 長(zhǎng)管棚施工及其注意事項(xiàng)
　　2.3.1 鉆孔 在鉆孔過(guò)程中還需注意：1）鉆孔前先檢查鉆機(jī)機(jī)械狀況是否正常；鉆孔時(shí)根據(jù)情況確定是否加泥漿或水泥漿鉆進(jìn)，當(dāng)鉆至砂層易塌孔時(shí)，應(yīng)加泥漿護(hù)壁方可繼續(xù)鉆進(jìn)；如不能成扎時(shí)，可將鉆頭直接焊接在鋼管前端鉆進(jìn)；2）為避免鉆桿太長(zhǎng)，鉆頭因自重下垂或遇到孤石鉆進(jìn)方向不易控制等現(xiàn)象，開(kāi)鉆上挑角度（外插角）控制在1°至3°之間，具體應(yīng)并隨時(shí)量測(cè)角度和鉆進(jìn)方向，有效防止插入的鋼管發(fā)生彎曲，在施作過(guò)程中加以修正；3）鉆孔速度應(yīng)保持勻速，特別是鉆頭遇到夾泥夾沙層時(shí)，應(yīng)控制鉆進(jìn)速度，避免發(fā)生夾鉆現(xiàn)象；4）鉆孔平面誤差小于5cm，鉆孔角度誤差小于1°，并要求中心連線圓順。
　　2.3.2 掃孔和安設(shè)管棚 掃孔：用直徑為108mm巖芯管進(jìn)行掃孔，目的是清除孔內(nèi)的巖碴和順通孔道。芯管長(zhǎng)度不少于2.5m為宜，長(zhǎng)度稍長(zhǎng)史好。如遇下管困難，則需連續(xù)掃孔幾次，同時(shí)借助高壓空氣吹掃，直到將孔內(nèi)清掃干凈。
　　測(cè)孔驗(yàn)孔：清除浮渣至孔底，用經(jīng)緯儀、測(cè)斜儀等檢測(cè)孔深、傾角、外插角等，確保孔徑、孔深符合要求、防止堵孔。鉆孔測(cè)斜用經(jīng)緯儀測(cè)斜法，成孔一半時(shí)測(cè)斜，測(cè)定方法是先抽出鉆桿鉆頭，然后把專門制作的光源插入孔道，送到測(cè)定位置，用經(jīng)緯儀從孔口直接看光源，根據(jù)光源在孔內(nèi)位置及孔徑大小大致判定偏斜情況。
　　安設(shè)管棚：為使鋼管接頭錯(cuò)開(kāi)，加工鋼管時(shí)將鋼管進(jìn)行鋼節(jié)編號(hào)，把加工了的鋼管節(jié)搭配好并做好記錄。鋼管安裝是在清好孔后開(kāi)始，棚管頂進(jìn)采用大孔引導(dǎo)和機(jī)械人工輔助相結(jié)合的工藝，即先鉆大干棚管直徑的引導(dǎo)孔，利用挖機(jī)的推力和技術(shù)工人的指導(dǎo)低速頂進(jìn)鋼管，每根鋼管分三節(jié)逐節(jié)裝入，管節(jié)與管節(jié)之間用60cm長(zhǎng)的套管內(nèi)套后焊接。接長(zhǎng)鋼管應(yīng)滿足受力要求，相鄰鋼管的接頭應(yīng)前后錯(cuò)開(kāi)。同一橫斷面內(nèi)的接頭數(shù)不大于50%，相鄰鋼管接頭至少錯(cuò)開(kāi)1 m。
　　鉆孔完成后及時(shí)安設(shè)管棚鋼管，避免出現(xiàn)塌孔，如果頂進(jìn)時(shí)遇到故障，先要查清原因，必要時(shí)重新掃孔后再將鋼管頂進(jìn)。鋼管逐節(jié)頂入，及時(shí)將鋼管與鉆孔壁間縫隙填塞密實(shí)，在鋼管外露端焊上法蘭盤、止?jié){閥，并檢查焊接強(qiáng)度和密實(shí)度，封好鋼管與巖面接觸的周圍，使注漿時(shí)漿液不外漏。
　　3. 長(zhǎng)管棚注漿
　　3.1 注漿工藝試驗(yàn)
　　影響管棚加固效果的主要因素是注漿壓力、注漿量、管距等，因此，在施工前必須進(jìn)行工藝試驗(yàn)并對(duì)上述各項(xiàng)參數(shù)做好核定。工藝試驗(yàn)時(shí)，試樁鋼管數(shù)不宜少于2根，并應(yīng)達(dá)到下列要求：1）掌握滿足設(shè)計(jì)管棚的各種技術(shù)參數(shù)；2）掌握注漿的均勻程度以及掌握鉆孔及地質(zhì)記錄，確定合理的技術(shù)處理措施。
　　3.2 堵孔
　　堵孔質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系到注漿效果。堵孔包括鋼管自身的封堵和鋼管與孔壁之間空隙的封堵。鋼管自身封堵：一般在鋼管最外端1.5~2.0m范圍內(nèi)不設(shè)置注漿孔，孔口用厚度為3~5mm鋼板鑿孔焊接與注漿管等直徑小導(dǎo)管來(lái)封堵。鋼管與孔壁之間空隙的封堵：利用自制工具將旱強(qiáng)水泥砂漿塞入孔口封堵，封堵材料裝入孔內(nèi)不小于1m長(zhǎng)度，確保封堵質(zhì)量。
　　3.3 注漿
　　1）注漿前先檢查管路和機(jī)械狀況，確認(rèn)正常后做壓漿試驗(yàn)，確定合理的注漿參數(shù)，據(jù)以施工；2）注漿過(guò)程中隨時(shí)檢查孔口、鄰孔、覆蓋層較薄部位有無(wú)串漿現(xiàn)象，如發(fā)生串漿，應(yīng)立即停止注漿或采用間歇式注漿封堵串漿口，也可采用麻紗、木楔或錨固劑封堵，直至不再串漿時(shí)再繼續(xù)注漿：注漿過(guò)程中壓力如突然升高，可能發(fā)生堵管，應(yīng)停機(jī)檢查；3）注漿采用從孔口一次性注入，為使管內(nèi)漿液飽滿密實(shí)，注漿時(shí)等排氣孔有漿液流出時(shí)，再進(jìn)行終壓注漿，當(dāng)注漿壓力達(dá)到2.5Mpa，并持續(xù)注漿5min以上，可停止注漿，并及時(shí)封堵注漿口，若進(jìn)漿量很大，壓力長(zhǎng)時(shí)間不升高，應(yīng)重新調(diào)整漿液濃度及配合比，縮短膠凝時(shí)間；4）注漿過(guò)程中應(yīng)派專人負(fù)責(zé)，填寫《注漿記錄表》，記錄注漿時(shí)間、漿液消耗量及注漿壓力等數(shù)據(jù)，觀察壓力表值，監(jiān)控連通裝置，避免因壓力猛增而發(fā)生異常情況；5）注漿結(jié)束后及時(shí)清除注漿管內(nèi)漿液，并用M30水泥砂漿充填進(jìn)管棚，以增強(qiáng)其剛度和強(qiáng)度。
　　待圍巖及管棚內(nèi)漿體硬化固結(jié)后（根據(jù)壓漿材料試驗(yàn)確定），可先行開(kāi)挖上斷面，開(kāi)挖按照短進(jìn)尺、多循環(huán)、及時(shí)支護(hù)的原則施工，力求最大限度地限制土體松馳變形。
　　
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