长大管棚在黄土隧道浅埋段的施工技术

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1、长大管棚在黄土隧道浅埋段的施工技术　　摘要：随着我国隧道浅埋施工的不断发展，其在施工过程中稳定性较差，由其是在黄土隧道浅埋段施工存在容易坍塌冒顶的安全隐患，为了确保隧道浅埋段的施工安全，该文结合兰合铁路黄家岭隧道浅埋段施工介绍长大管棚在黄土隧道浅埋段的施工技术。　　关键词：管棚黄土隧道施工技术　　中图分类号：U455文献标识码：A文章编号：1674-098X（2016）12（a）-0059-02　　1工程概况　　黄家岭隧道为兰州至合作铁路控制性工程，隧道全长5881m，位于黄土梁峁区，工程地质以砂质黄土和泥岩为主，最大埋深

2、约403m，最小埋深2m，为单线Ⅰ级电气化铁路。其中DK53+943处为一深切“V”字型冲沟，沟心纵坡大，冲刷严重，节理较发育，沟心距离隧道拱顶1.6m；DK53+985处发育一黄土陷穴，呈“竖井状”，直径约4～5m，深13.5m，底部距离隧道拱顶约2m。DK54+000～DK53+934段隧道埋深2～17m，围岩主要以湿陷性黄土为主，稳定性差，隧道施工风险较高，因此，采用长管棚超前支护穿越该浅埋段。　　2管棚参数　　（1）导向管规格：无缝钢管φ114mm，壁厚6mm，长度为145cm；（2）管棚规格：管棚长度30m，无缝

3、钢管φ89mm，壁厚6mm，每环设18根。节长2m、3m，钢管间采用长30cm的全丝扣无缝钢管连接；（3）钢筋笼：钢筋笼采用φ18螺纹钢和φ32螺纹钢固定环焊接，固定环设置间距为1.5m；（4）管距：钢管环向间距40cm；（5）倾角：外插角为5°；（6）注浆材料：1∶1水泥浆液，水泥采用P.O42.5；（7）设置范围：隧道拱部120°范围内。　　3工艺流程　　工艺流程见图管棚施工工艺流程图：施工准备―管棚工作室施做―施做套拱―搭钻机平台―（管棚加工）钻机就位及钻孔―跟管钻孔，安装钢筋笼―综合检查验收―喷射混凝土封闭工作―连

4、接注浆管路，调―管棚注浆（浆液制备）―封堵注浆孔―管棚验收。　　4管棚施工工艺　　4.1管棚工作室　　隧道洞内掘进在接近管棚施做地点前逐渐扩大到洞内断面，施做管棚工作室，管棚工作室应综合考虑管外插角、管棚机型号、施做断面前后支护情况及施工可操作性。黄家岭隧道管棚操作作业面长度设置为6m，隧道断面扩大50cm。为了保证钻机移动的灵活性及管棚的顶进，断面前方预留6m×0.5m环向管棚操作室。　　4.2施做套拱　　套拱作为管棚导向墙，在管棚工作室内掌子面附近施作。套拱采用C25混凝土，厚度100cm。　　套拱内埋设3榀I16工字

5、钢钢架，钢架间距为30cm，钢架间采用φ22钢筋纵向焊接，间距0.5m。　　每榀钢架径向打设双锁脚，与钢架焊接牢固。同时安装导向管，角度设置为5°，通过调整钢拱架外轮廓来控制外插角。导向管采用φ114钢管与钢架外缘及固定钢筋焊接，焊接长度大于5d。套拱内外均铺挂φ8钢筋网片，网格间距20cm×20cm，以增强套拱的整体稳定性。　　4.3搭设钻机平台安装钻机　　（1）钻机平台采用钢管脚手架搭设，脚手架要支撑于稳定的地基上并垫木板。脚手架连接要牢固稳定，防止在钻孔时钻机产生不均匀沉降、摆动、位移而影响钻孔质量。（2）钻机平台顶

6、面采用厚度不小于30cm的木板铺设，搭接要留有余量。平台边缘要设置安全防护围栏。（3）钻机角度调节采用数显角度仪控制。钻机就位后，钻进主轴对准孔位，保证钻机钻杆轴线与孔口管轴线相吻合。　　4.4钻孔　　（1）管棚钻头直径为φ102mm，管棚和钻头连接在一起。自拱顶向拱腰对称间隔依次钻孔。（2）钻机开钻时，低速运转，待成孔2～3m后，根据地质情况逐渐调整转速及风压。（3）钻进过程中利用数显角度仪测定其位置，并根据钻机钻进的状态判断成孔质量，及时进行纠偏处理。（4）每节管棚跟进至尾部时连接下一节管棚，直至一次性钻至设计深度。钢

7、管接头应错开，同一横断面内的接头数量不大于50%，相邻钢管接头错开至少1m。（5）钻机钻进过程中冷却液采用较环保的水冷却，避免施工过程粉尘超标。冷却水使用要适量，防止浸泡引起黄土湿陷坍塌。施工污水集中抽排出洞外。（6）认真做好钻进过程的原始记录，及时对孔口岩屑进行地质判断、描述，作为开挖洞身的地质预探预报及指导洞身开挖的依据。　　4.5安装钢筋笼　　（1）每根管棚跟进至设计深度后，及时安装钢筋笼。（2）钢筋笼分段长度为5m、7m等不同的长度，错开钢筋笼接头。每节钢筋笼4个钢筋接头也要错开一定长度，焊接时长短对齐连接。（3）

8、钢筋笼利用钻机顶进，每节钢筋笼顶进至剩余1m左右时进行接长，直至达到设计深度。　　4.6封闭掌子面　　管棚安装完毕后，对开挖工作面、拱圈及孔口管周围岩面挂网喷射5cm厚的C25混凝土，以防止管棚注浆时掌子面裂隙跑浆，影响注浆效果。　　4.7管棚注浆　　（1）安装止浆阀，将注浆机的管路与管棚进浆孔连接，管