长大管棚在隧道浅埋段的施工技术

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1、长大管棚在隧道浅埋段的施工技术摘要：介绍山东省首例采用42m长大管棚超前支护的施工技术，并在参数确定、机具选择、进度情况、质量控制与成本分析5个方面作了具体介绍。　　关键词：长大管棚施工技术参数确定机具选择质量控制成本分析　　1.工程概况　　黄家峪隧道设计为上下行分离式3车道高速公路隧道，隧道左线长1192m，右线长为1125m。全隧道按新奥法设计和施工，进口右洞洞口浅埋段最薄覆盖层分别为3m，在洞口65m范围内为强风化、弱风化花岗岩，顶板为残坡积层，风化裂隙，发育具块状镶嵌结构，局部散体结构，围岩不稳定，易塌。山东省首次采用42m长大管棚对洞口段进行超前支护。沿隧道衬

2、砌外缘一定距离打入一排纵向钢管，并且在插入钢管后，再往管内注浆以固结软弱围岩、充填钢管与孔壁之间的空隙，使管棚与围岩固结紧密，以提高钢管的强度。开挖后架设拱形钢架支撑，形成牢固的棚状支护结构。　　2.施工工艺　　2.1施工工艺流程　　2.2管棚参数　　（1）钢管布设在圆心角为150°的隧道拱部；　　（2）钢管环向间距为50cm；　　（3）管心与衬砌设计外廓线间距为40cm；　　（4）倾角：仰角1°（不包括路线纵坡）；　　（5）钢管施工误差：径向不大于20cm；　　（6）管棚长度为40m，热轧无缝钢管φ108mm，壁厚6mm，节长3m、6m；　　（7）孔口管为无缝钢管φ1

3、27mm，壁厚6mm，节长2m。　　2.3机具选择　　根据现场实际情况分析，为提高进度，降低成本，满足规范要求。施工中采用2台MD-50型钻机钻孔，1台220挖掘机顶管，2台ZYB-D系列单缸液压注浆泵注浆　　2.4工艺说明　　管棚施工主要工序有开挖支护明洞边坡、仰坡；施作套拱；搭钻孔平台、安装钻机；钻孔；清孔、验孔；安装管棚钢管；注浆。工序技术要求高，工艺复杂，现分别叙述如下：　　2.4.1明洞边坡仰坡开挖支护　　（1）明洞段开挖应在洞顶截水沟施工完成后进行，应尽量避开雨季施工。　　（2）边坡防护应与明洞开挖同步进行：及时施工明洞边坡的锚杆、挂设钢筋网、喷射混凝土及时

4、封闭坡面。　　（3）对边坡渗水要及时排、引到坡面外，加强对坡面的防护。　　2.4.2施作套拱　　（1）混凝土套拱作为长管棚的导向墙，套拱在明洞外廓线以外施作，套拱内埋设3榀工字型钢支撑，钢支撑与管棚孔口管焊成整体。　　（2）孔口管作为管棚的导向管，它安设的平面位置、倾角、外插角的准确度直接影响管棚的质量。用经纬仪以坐标法在工字钢架上定出其平面位置；用水准尺配合坡度板设定孔口管的倾角；用前后差距法设定孔口管的外插角。孔口管应牢固焊接在工字钢上，防止浇筑混凝土时产生位移。　　2.4.3搭钻孔平台安装钻机　　（1）钻机平台可用枕木或钢管脚手架搭设，搭设平台应一次性搭好，钻孔由

5、两台钻机由高孔位向低孔位对称进行，可缩短移动钻机与搭设平台时间，便于钻机定位。　　（2）平台支撑要着实地，连接要牢固、稳定。防止在施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移等影响钻孔质量。　　（3）钻机定位：钻机要求与已设定好的孔口管方向平行，必须精确核定钻机位置。用经纬仪、挂线、钻杆导向相结合的方法，反复调整，确保钻机钻杆轴线与孔口管轴线相吻合。　　2.4.4钻孔　　（1）为了便于安装钢管，钻头直径采用φ120mm。　　（2）岩质较好的可以一次成孔；钻进时产生坍孔、卡钻，需补注浆后再钻进。　　（3）钻机开钻时，可低速低压，待成孔1.0m后可根据地质情况逐渐调整钻速及风压。　

6、　（4）钻进过程中经常用测斜仪测定其位置，并根据钻机钻进的现象及时判断成孔质量，并及时处理钻进过程中出现的事故。　　（5）钻进过程中确保动力器，扶正器、合金钻头按同心圆钻进。　　（6）认真作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，作为指导洞身开挖的依据。　　2.4.5清孔验孔　　（1）用地质岩芯钻杆配合钻头（φ120mm）进行来回扫孔，清除浮渣至孔底，确保孔径、孔深符合要求、防止堵孔。　　（2）用高压气从孔底向孔口清理钻渣。　　（3）用经纬仪、测斜仪等检测孔深，倾角，外插角。　　2.4.6安装管棚钢管　　（1）钢管应在专用的管

7、床上加工好丝扣，棚管四周钻φ8出浆孔（靠掌子面4～5m的棚管不钻孔）；管头焊成圆锥形，便于入孔。　　（2）棚管顶进采用大孔引导和棚管机钻进相结合的工艺，即先钻大于棚管直径的引导孔（φ120mm），然后用220挖掘机分台阶进行不同高度、不同距离顶管。　　（3）接长钢管应满足受力要求，相邻钢管的接头应前后错开。同一横断面内的接头数不大于50%，相邻钢管接头至少错开1m。　　2.4.7注浆　　（1）安装好有孔钢花管后即对孔内注浆，注浆后再施工无孔钢管，无孔钢管可以作为检查管，检查注浆质量。　　（2）注浆参数：水泥浆与水玻璃体积的比例为1∶0.5