管棚法处理隧道特大坍方段的应用技术
隧道大管棚施工
隧道大管棚施工一、概述现代隧道施工技术相对于传统的“矿山法”已有明显的提高。
在软弱围岩中采用暗挖法施工时保证掌子面前方围岩的稳定始终是关键的施工技术之一。
从20世纪90年代中后期开始，超前预支护技术得到了极大发展。
这些技术包括超前小导管、超前锚杆、管棚、预衬砌、水平高压旋喷压注、围岩注浆等。
大管棚施工技术在我国地下工程施工处理特殊及不良地质隧道时得到了广泛应用，并取得了较好的效果。
二、施工工艺1.施工准备（1）管棚的加工制作管棚钢管直径宜为70～127 mm，一般采用直径为108 mm、壁厚6 mm的热轧无缝钢管。
管棚钢管单节长度通常为46 m，接头采用15～20 cm长丝扣连接（套管采用内丝扣，钢管端采用外丝扣），以保证连接强度和管体顺直。
钢管接头位置应错开，避免设置在同一横断面上。
钢管壁加工注浆花孔，孔径一般为6～8 mm，间距10～15 cm，一周4排左右，呈梅花形排列，前端为尖形，尾端50 cm范围内不钻孔作为止浆段。
（2）测量定位根据设计的大管棚和导向墙位置，分别用全站仪和精密水准仪进行管棚位置和导向墙位置的放样，特别要控制大管棚位置与隧道开挖线之间的距离，以免出现大管棚位置侵入隧道初期支护或衬砌混凝土的现象。
2.开挖工作室施作导向墙（1）开挖工作室为设立管棚推进基地和钻孔施工空间，在地下工程洞内施作大管棚的开端应开挖工作室。
工作室的开挖尺寸应根据钻机和钢管推进机的规格确定，一般应超出隧道外轮廓线0.5～1.0 m，并设钢支架。
（2）施作导向墙一般情况为便于施钻和提高钻孔精度，常在明挖和暗挖交界处（或隧道坍塌位置）施作混凝土导向墙。
①导向墙在隧道外廓线以外施作，内埋设3～4榀工字钢支撑，钢支撑与管棚孔口管焊成整体。
孔口套管沿拱圈环向布设，孔径比管棚钢管大20～30 mm。
②孔口套管间距、位置及方向应准确。
用经纬仪以坐标法在工字钢钢架上定出其平面位置，用激光导向仪设定孔口管的倾角，用前后差距法设定孔口管的外插角。
浅谈洞内管棚在隧道塌方中的应用
浅谈洞内管棚在隧道塌方中的应用摘要:本文根据秦东隧道进口位于黄土浅埋地段塌方处理施工工艺进行阐述，在隧道工程中黄土隧道施工是很少见的，采用在洞内增设大管棚与灌浆加固地表的施工工艺，通过这一工程实例验证，取得理想的效果，对类似工程有较强的借鉴意义。
关键词：黄土隧道塌方处理管棚灌浆加固中图分类号： tu94+3.4 文献标识码： a 文章编号：一、工程概况：秦东隧道位于陕西省潼关县,隧道起讫里程dk333+312~dk340+996,全长7684m。
隧道进口dk333+390~+500浅埋偏压段，约7~26m。
本段隧道位于黄土塬坡脚地带，地势南高北低，隧道通过段地表为左侧陡峭，右侧较平缓且均已辟为梯田，地层为第四季上更新统风积砂质黄土。
进口dk333+390~dk333+465段采用双侧壁导坑法施工，自dk333+465起开始进行工法转换，采用crd法开挖。
当右侧掌子面施工至dk333+489.4时，中隔壁右侧发生塌方，坍塌段里程为dk333+470~dk333+487。
塌方后洞顶正上方地面形成一个22m（长）×16.2m（宽）×2~5m（深）的陷坑，且周边地表有多处裂缝。
二、塌方处理施工工艺：隧道塌方段施工按照“先进行中隔壁左侧支护加强，地表加固及回填处理，施做洞口段二次衬砌，洞内塌方段加固，按工序开挖、支护塌方段、施做塌方段二次衬砌、洞内正常施工”的顺序进行，塌方段处理方法及具体措施如下：首先用装满沙土的编织袋对隧道右侧塌方土体进行封堵反压，然后对左侧导坑用方木支撑结构对支护与围岩加强进行加固。
再在地表塌坑上面搭设防雨棚，塌坑周边设置截排水沟。
在中隔壁左侧上、下导坑钢架和木支撑中间加设环向封闭的型钢支撑结构，钢架间设φ42纵向连接钢管、间距0.5m，钢架与原有支护体系密贴，临时中隔壁侧及临时仰拱钢架用c25混凝土喷平，其余钢架位置打设φ22锚杆并与钢架焊接牢靠，墙角打设φ50锁脚锚管，确保临时加固钢架能与既有支护体系组成整体受力体系，以限制结构变形。
管棚法处理隧道塌方施工方案
管棚法处理隧道塌方施工方案【摘要】主要介绍了隧道塌方管棚法处理的施工技术。
根据开挖塌方断面的实际地质情况，对塌方原因进行分析，提出隧道塌方段处理方案：超前小导管加密钢拱架法及大管棚法。
通过方案对比及现场验证，最终采用大管棚法，结合深孔注浆，使隧道掘进方向的掌子面、拱顶区域的围岩达到固结作用，确保隧道开挖施工顺利进行。
施工结果表明，该技术对处理隧道塌方效果很好。
【关键词】隧道塌方大管棚法深孔注浆1 工程概述乔原隧道位于乡宁县乔原村东侧约20m，设计为左右分离式，总体走向呈西北-东南向，隧道左洞全长1572m，最大埋深104.2m，上覆湿陷性黄土，浅黄色，土质均匀，结构松散，大孔隙及虫穴发育，具垂直节理，呈坚硬状态。
2 塌方情况及原因分析2.1 塌方情况简介隧道进口ZK9+225-ZK10+550段洞体埋深为28.4-104.2m，洞体围岩由第四系中冲洪积黄土组成，土质较匀，含有少量钙质结核及砾石，呈硬塑状态，松软结构，围岩等级为Ⅳ3级，长度为1325m，设计采用超前小导管+钢支撑+挂网喷射砼支护，上下台阶法开挖，在2013年9月24日晚21点上台阶开挖至ZK9+675处掌子面发生滑塌，塌落体为湿陷性黄土，浅黄色。
塌方处没有冒顶，塌腔体积较大，约100m3。
2.2 塌方原因分析经现场调查分析后认为隧道本次塌方主要由地质因素引起的。
该处正处于通过一冲沟，埋深通过最浅处，土体硬塑状态，松软结构，无支护开挖易小范围产生坍塌及小范围滑塌现象，侧墙易失稳，在加上该冲沟地表上有大范围的汇水面积，渗水出水量加大，土体极易失稳，正常的开挖支护不能保证围岩的稳定而发生塌方。
3 塌腔的处理为避免洞顶土体的塌陷，初期支护施做完成后，对拱顶空腔处采取吹粉煤灰填充处理。
4 塌方处理方案及措施4.1 大管棚法施工处理方案的提出在坍塌初期，采用加设钢拱架，间距调整为30cm,加设超前小导管，采用短进尺越过塌腔，但经两次尝试均以失败告终。
管棚法技术处置隧道坍方的应用
１工 程概 况与 地 质 概 况 ．
全。
本隧道为双车道隧道 ， 是该段改建公路 的控制 工程 。当隧道开挖 ３３长 管棚 与 预注 浆 ＿ 至 Ｋｌ＋ ４ ｌ ６ ５遇到长 达 ８ ｍ的大 断层时 ，原施 工单位 采取下侧 壁导坑 ７ １ 管棚参数 钻孔 仰角 １一 。 管棚间距 ３ ｍ， ） 。３ ， ０ 管棚 长度 ２ ｍ， ６ 采 掘进 ． 导抗 断面约 ５ ４ 采用 加强 喷混凝 土和抬棚架强行通 过的临 用 ８ （ ５ ｍ） 缝 钢 管 ， 计 ５ 管 棚 。 ｍＸ ｍ． ９厚 ｍ 无 共 ２根 时支护体 系。当施 工到 Ｋ１ ＋ ６ １ ６ ６时 ， 由于地质 条件急剧变坏 ， 方频 坍 ２ 钻孔工艺 预设 １７导 向管 １ ８套管钻进 ｌｍ一中９ ） ２ ０ ８ ｏ钻 繁（ 前后有五次坍塌发生） 。为确保工期 的顺 利完成 ， 施工单位采用加 Ｌ 钻进 ２ ｍ ６ 一下管 （ 巾 Ｏ 带 ９ 钻头 ） 取出 中１ ８ 一 ０ 套管一封孔注浆 强抬棚 （ 密排棚架） 支护措 施 ． 经过半个 月的努 力实现了全 隧的小导抗 ３ 管棚注浆 注浆分三序孔注人 ， ） 注人 顺序依次为 Ｃ Ｓ浆 、 — 水泥 贯通 。 但在随后 的扩大 断面施工 中， 施工至 ＫＬ＋ ６ ． ， １ ６ ６６时 原来由抬棚 浆 、 水泥砂浆。 注浆应在钻 孔下管完成后立即进行， 以便在钻相邻孔时 支撑 的岩体发生大坍方 ，破坏了原 已安设好 的管棚 ，坍方堆碴 涌至 可做为当前注浆孔 的检查孔 。 所有管棚钢管均以 ３ Ｏ号水 泥砂浆充填 ． ＫＬ＋ ６ 。后采取不连续的清碴办法 ． １ ６２ 但每次清碴至工作面后 ， 又发生 以 加 强 钢 管 的 刚度 。 塌方 ． 恢复原状 ． 并且岩碴 由原先的粉末状 ， 变为间杂 １ ３ １ — ｆ 的巨大岩 ｎ 注浆参数 ： 石， 坍空 区已延 至断层外基 岩影响带 ． 预计坍 方高度在 ５ｍ左 右 ， ０ 坍 （） １ 双液 浆 水泥浆 Ｗ： Ｏ８ｌ １ ：， Ｃ＝ ．：～ ． ｌ 水玻璃浆 ３ Ｂ ，：＝ — ５ ５ ｅ Ｓ ｈＬ ｈ Ｃ 方 段 长 共 计 １ ｍ。 ８ ０３ 注浆终压 ２ ａ 注浆速度 ３ — ０ ／ ｉ 凝结时间 ：－ ｒｎ。 ．， ＭＰ ． ０ ６ Ｌｒ ｎ， ａ ３ ５ ｉ 缓凝剂 ａ 坍方体位于断层破碎带 ． 断层带出露里程 ＫＬ ＋４ ～ ７ ２， １ ６ ５ ＋ ３ 断层产 加 入 ｌ ３ 扩散 半 径 Ｉａ ％一 ％． ｒ。 状 为 Ｓ ５ ｏ ２～ ０ ， Ｗ２ ０ ７ 。 ８。 与隧道轴线斜交 ， 洞内可见厚度达 ８ ｍ． ７ 为大 （） ２ 单液水泥浆 Ｗ：＝ ． １ １ ：， Ｃ ０ ： ． １注浆终压 ２ Ｐ ， ８—５ Ｍ ａ 注浆速度 ３ ～ Ｏ 型压扭性大断层。断层带岩性由灰色砂砾岩 、 断层 泥及断层角砾岩组 ６ Ｕ ｉ ， ０ ｍ ｎ 凝结 时间 ：０ １ｈ 速凝剂加人 ３ ６ １—５ ， ％一 ％。扩散半径 在管棚 注 成， 岩石呈角砾状松散结构 ， 岩体整体性差 。 部有 渗水 。 局 易失 稳 ， 开挖 浆时为 ｌ ， ｍ 而在工作面预注浆时为 １ ｍ（ ． Ｉ作面主要为坍方松散体） ５ 。 后坍 方频 发。所需 处理 的坍 方段 ，里程 为 Ｋ１ ＋ ６ 一 ６ ９之 间 ． １６６ ＋８ 共 （ ）水泥砂浆 ３ ３ Ｏ号水泥砂浆 ，充填钢管和充填较大 的坍方 空 ２ ｍ。坍方岩体破碎 ， ３ 分布不均 匀， 局部 有空洞 ， 且下半断面有 原掘进 洞 。 的小导坑及支撑导坑用的棚架 ． 为开挖带来不 便。 ３ 小导 管注浆 补强 长管棚 注浆加 固范围有限 ，很难 达到 ４ ． ４ ｍ ２坍 方 体 处理 施 工技 术 方案 ． 的加 固圈， 为此 在开挖过程 中， 需施作 小导管注浆补强 。小 导管采用 ２１施 工 方 案 与 治 理 原 则 ． 中３ ２焊缝钢管 ． ５５ 开孔长 ４ 问距 ６ 一 ５ｒ． 长 ．ｍ， ｍ， Ｏ ７ ｅ 外插角 ４ 。 ａ １。小导 ２１１施工方案 根据坍方体的工程地质 特点 ，我们 确定 了在拱 管注浆采用 ｃ ｓ 液浆 ， 量根据现场情况定 ， ．． —双 注浆 以确保开 挖安全为 部 １范围 内施作 ８ 。 ９长管棚 ， 管棚间距 ３ ｃ 结合超前 预注浆 技术 目的 。 ０ ｍ， 在开挖轮廓线外形 成约 ４ ｍ厚 的加 固圈． 在开挖时以小导管补 强注 并 ３５开挖与初期支护 开挖与小导管注浆穿插进行 ，即每注一个 ． 浆加 固技术为辅的综合技术方案。开挖采用 上下台阶法。 上台阶高度 循环开挖 １ ｉ（ ， 即支护三榀钢拱架 ） Ｓ ｎ 。初期支护与开挖 紧跟， 即每开挖 约 ４ 采 取 预 留 核 心 土环 形 开 法 ， 下 台 阶 间距 长 度 ５ 以 人 工 开 挖 ｍ． 上 ｍ． 个循环立 即立拱挂网喷混凝土施作初期支护。 为 主 ， 局 部 未 坍 方 部 位 可 采 用 松 动爆 破 。 在 开 挖 后 立 即 施 作 格 栅 拱 对 开挖分 上、 下半断面短 台阶分 部施工 ， 台阶长度 不超 过 ５ 。 ｍ 开挖 架及锚 网喷支护体系 ， 充分 调动加 固后 的围岩的承载能力 ， 初期支 进 尺 ０５ 使 ．ｍ。因 坍 方 体 高度 不 明 ， 挖 后 洞 室 变 形 及 结 构承 载 力 不 能 较 开 护与注浆加 固的坍方体形成整体支护结构 ，并 建立科 学的监测体系 ， 为准确 的计算 ， 为防止变形过大造成初 支结构侵入衬砌净空 。 根据工 监测支护体 系的变 形 ， 判断结 构的稳定性和安 全性 。 及时反馈 设计与 程类 比在开挖中预留 ２ ｅ 的下沉量 ． ０ｍ 即扩大开挖断面 ２ｃ ０ ｍ。采取手 施 工 执铁铲或风镐人工开挖 ， 在有基岩或巨大岩块出露处可采用松动爆破 ２１ ．． 术难 点 与关 键 ２技 后再人工开挖。上半 断面采用预留核心土环形开挖 ， 以保证 掌子面的 （） １ 长管棚 与注浆加 固圈在拱 顶形成 了稳 固可靠的固结壳 ， 作为 稳定与安全 ； 下半断 面采用左右错挖 马口形式开挖 ， 马口错 开长度在 支承 长达 １ｍ 高约 ５ ｍ 的松 散坍方体超前 支护体系 （ 护壳 ） 是保 ３ ５ ８ ０ 保 。 － ｍ。下半断面开挖后 应及时清底施作仰拱 ， 确保初期支护 的及时封 证开挖安全 和防止坍方 的进一步扩大的关键技术 。其中 ２ ｍ灌 满砂 闭 。 ６ 浆的管棚直接棚架 在已施 作完成 的二次衬砌结构 和支护 体系上， 是承 初期支护采用格栅拱＋ 锚杆 （ 锁脚 ） 钢筋 网＋ ＋ 喷射 Ｃ ０混凝土的 ２ 受坍方体 土体压力 的主体 ， ４ 而 ｍ厚 的注浆 固结圈则起到对其 的进一 联合支护体系。格栅拱 为 ２ ｃ ｘ ０ ｍ的喋形拱架 ，主筋为 ２ 螺纹 ０ｍ ２ｅ ２ 步加 固作用 ， 同时坍 方体大部 分为碎硝状 ， 叉可防止碎硝坍碴体从 管 钢 ； 钢筋 网采 用 ８圆钢 ， 网间距 ２ ｅ ； 脚锚杆采用 中２ ０ｒ 锁 ａ ２螺纹 钢的 问缝中涌 出而引起 新的坍 方。管棚与超前注浆构 成 了超前支护 的主 砂浆锚杆 ， 要时采用注浆 锚管 ； 必 拱架间距 按开挖进度每 ０５ ．ｍ一榀 ． 体 ， 坍 方 处 理 的 关键 技 术 。 是 拱架间连接筋采用 中 ２ ２ 螺纹钢 ， 连接筋间距 １ １ ｍ； ～ ． 喷射混凝 土采用 ５ （ 坍 方 体 内 大 部 分 呈 松 散 硝 碎 状 ． 又 混 有 大 小 不 一 的硬 质 岩 Ｃ ０混凝土 ， ２） 且 ２ 厚度 ２ ｃ 。初支应在开挖完成后 即时施作 。 ５ｍ 要确保支护 块和前期坍方处理 时用 以支撑 的方木等建筑材料 ， 钻困难 ， 孔性 体系的及时封闭，即尽早 喷混凝土封闭减少开挖后围岩 的暴露时间 ． 施 成 差。 容易 卡钻 、 下管难度 大 这些问题的解决直接关 系到 ２ ｍ管 棚的 及时施作仰拱 使支护结构尽快封闭成环 。 ６ 改善洞室结构的受 力条件 。 安装成功率和注浆 的效果 ， 也是坍方处理的难点所在。 ４ 施工 中的问题与解 决措施 ． （） ３ 坍方段地处 断层 破碎带 ， 地层 连通性好 ， 方体松散度大 ， 坍 且 ４１存 在 的 主 要 问 题 ． 坍方前施工的小导坑 均直 接与注浆 区相连通 。 由于注浆区域广而连通 １ 管棚孔的施钻与管棚 制安 中， ） 主要存 在卡钻 、 掉钻头 、 坍孔 、 退 性好 。 因此必须对注浆顺 序及注浆 工艺进行详细计划 ， 以防止浆液 向 钻与顶管困难 等问题 其 主要原因是施 钻范围内大多位于坍方体内 ． 无用的�
大管棚在隧道塌方冒顶治理中的应用
地面土体有 ５ — １ ０ ｃ ｍ宽裂缝 。经测量该 沉陷坑 中心位于道路塌
０ 前
言
方里程右侧约 ６ ｍ正上方 ， 判断为该隧道塌方 冒顶 。
２ ． １ 地 质 原 因
隧道代替 沿山坡展线 翻越垭 口虽 然单 位造价较高 ， 但 建成 后能明显改善行车条件 ， 提高运输效率 ， 降低运输成本 ， 比越岭 线具有 明显优势 。 但施工 时由于所遇到 的围岩地质情况与施 工 前 的勘测往往 存在很大 的差距 ， 造成地 质情况不 清 ， 再加上 有
循环 ， 是 产生本次塌方 的主要原因。
２ ． ３ 技 术 原 因
础 处
理
１ 工 程 概 况
屋基 口隧 道位 于 贵州 省遵 义 县南 白至楠 木 渡二 级公 路 Ｋ１ ５ ＋ ５ ５ ０ 一 Ｋ１ ６ ＋ ２ ５ ０三岔镇与尚嵇镇交界处 ， 隧道全长 ７ ０ ０ ｍ， 净 宽 １ ０ ． ５ ｍ， 单心 圆断 面， 最大埋深 ６ ７ ｍ， 上 １ ． ８ ％下 ０ ． ８ ％人字坡 。 隧道 进 口位于 穿越 山脚 的缓坡 上 ，岩层 为弱 风化 灰岩 （ ３ ６ ０ ｏ １ ５ 。 ～ ３ ０ 。 ） ， 出口位于 山谷谷底 ， 出口方 向与山谷线重合 ， 出口 岩层为弱 风化 白云岩 （ ３ ３ ５ 。 １ ２ 。 ） ， 弱风化 灰岩与 弱风化 白云 岩之 间为一 断层破碎带 ， 勘 察断层 带宽度约 为 ４ ０ ｍ， 隧道轴线
时采 取的施工方法不 当 ， 就容易造成隧道塌方甚至 冒顶事故 Ｉ ｌ Ｊ 。
隧道 施工从进 口向出 口单向施工 ，开挖 至 Ｋ１ ５ ＋ ７ ６ ０围岩
由中分化 白云岩 突变为泥夹孤石 ，孤石成分 多为 白云岩或 灰
自进式管棚超前支护施工技术
自进式管棚超前支护施工技术摘要：本文结合邓家湾隧道出口平导施工实例，简要分析和总结了软弱地层管棚施工技术。
关键词：隧道；坍塌；自进式；管棚支护引言超前支护是为保证隧道开挖面围岩稳定而采取的一种辅助工法，一般应用于埋深浅、围岩荷载较大，或者在围岩软弱、破碎的隧道工程中。
为保证隧道开挖时施工安全，实际工程中，常根据围岩级别采用对应超前支护措施。
1 工程概况邓家湾隧道位于喜德西～冕宁区间，进出口里程D2K372+305，出口里程DK381+695,为双线隧道。
隧道进口接短路基，隧道出口紧邻孙水河双线特大桥。
另喜德西车站渡线伸入进口端。
线路纵坡为2.5‰575m，11.1‰778m，11.9‰8897m均单面下坡。
洞身都会通过花岗岩地层，发育有垭口村断层、盐井沟断层、石板推测断层、大石板断层。
隧道最大埋深约700m。
2 地质概况出口平导P2DK380+072位于安宁河断裂带东侧，区内断裂发育，由一系列较规则的南北向直线状断裂组成，该段位于垭口村断层，为一东倾高角度逆断层，与安宁河断裂相平行，为一南北向直线状断裂组成。
受该地质构造影响，岩体的节理及裂隙非常发育，节理、裂隙密集的地段饱含地下水，以基岩的裂隙水为主，局部的地段受构造、埋藏深度多方面原因的控制具承压。
采用的深孔钻探揭示此段岩层较破碎。
3 隧道坍塌状况出口平导施工过程中P2DK380+072处发生大规模坍塌，从掌子面涌出松散坍方体沿洞身长20m，坍方体约600m³，掌子面距洞顶表面埋375m，将坍方清除后，若采用常规的支护方式不可行，经过调查和研究，采用管棚加强支护的方式通过坍塌段，常规的管棚施工是需先将围岩体成孔后再将钢管顶入孔内，但是整个坍塌段为松散体，因易发生塌孔无法施作管棚孔；为此，通过思索、调查和研究，首创采用隧道自进式管棚支护施工方法。
4 施工技术基本原理邓家湾隧道出口平导大规模坍塌及涌泥，掌子面围岩极差，为松散体，采用自进式管棚注浆进行加强支护；钻杆和套管（直径108mm）均为内外丝分节段接长，每节段为3m；将钻杆穿于套管内，钻进过程中套管跟进；钻头采用偏心装置钻头，钻出的孔径大于套管的外径1.5cm，因钻头内装有正反装置，当钻头反转时，钻头回正为不偏心，可将钻头收敛缩小从套管内取出；钻杆为空心管，气压通过钻杆流至钻头，将孔渣从套管内吹出；钻杆和套管进尺一个节段，将钻杆和套管接长，直至钻完一个根管棚的长度，将钻杆反钻从套管内取出，以此循环施工将全部套管打入前方围岩形成管棚；管棚打入完成后，对管棚加压注入水泥浆液；管棚周壁打有注浆孔，浆液通过注浆孔分散渗入周围松散围岩体内将其凝固形成稳定圈，待注入的浆液达到设计强度的85%，对掌子面进行短进尺开挖及支护；管棚根总长为15m，确保有足够的长度嵌入前端围岩内作为搭接段，管棚每根长度根据实际地质情况确定。
隧道大管棚施工技术交底
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技术挑战：施工环境复杂、施工难 度大、安全风险高
技术研发需求：加强基础理论研究、 提高技术创新能力、推动技术成果 转化
汇报人：
准备材料：钢管、钢筋、混凝土等 测量定位：确定大管棚的位置和方向 钻孔：使用钻机在预定位置钻孔
插入钢管：将钢管插入钻孔中，并固定
灌注混凝土：在钢管周围灌注混凝土， 形成大管棚
检查验收：检查大管棚的安装质量和安 全性，确保符合施工要求
注浆目的：提高围岩稳定性，防止塌方 注浆材料：水泥浆、水玻璃浆等 注浆方式：单孔注浆、多孔注浆等 注浆压力：根据围岩情况确定，一般控制在0.5-1.5MPa 注浆时间：根据围岩情况确定，一般控制在10-30分钟 注浆效果检验：通过观察围岩变形、压力变收，及时发现和 解决质量问题
加强施工过程中 的安全管理，确 保施工安全，避 免安全事故的发 生
Part Six
建立安全管理制 度，明确安全责 任
加强安全教育培 训，提高安全意 识
落实安全检查制 度，及时发现安 全隐患
制定应急预案， 确保事故发生时 能够及时处理
检查内容：施工人员安全防护措施、施 工设备安全状况、施工现场环境安全等
注浆压力应根据地质条件和设计要 求确定
注浆过程中应实时监测注浆压力， 确保注浆质量
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注浆压力应控制在合理范围内，避 免过大或过小
注浆结束后，应对注浆压力进行评 估，确保满足设计要求
施工人员必须佩戴安全帽、安全鞋等 防护用品
施工区域应设置警示标志，禁止无关 人员进入
施工过程中应保持通风良好，防止有 害气体聚集
施工设备应定期检查维护，确保安全 运行
隧道大管棚施工工艺
资源配置
根据施工方案，准备所需 的人员、设备、材料等资 源，确保施工顺利进行。
管棚制作
材料选择
01
选择符合要求的管材，如钢管、塑料管等，确保其具有足够的
强度和耐久性。
管棚加工
02
按照设计图纸要求，对管材进行切割、打孔、连接等加工，制
作成管棚。
质量检验
03
对制作完成的管棚进行质量检验，确保其符合设计要求和相关
02
隧道大管棚的特点包括：超前支 护作用、控制地表下沉、提高隧 道围岩稳定性等。
隧道大管棚施工的重要性
01
02
03
提高隧道施工安全
隧道大管棚能够有效地控 制隧道开挖过程中的围岩 变形，降低塌方风险，提 高隧道施工的安全性。
保护环境
通过控制地表下沉，隧道 大管棚能够减少对周围环 境的影响，保护生态环境。
05
隧道大管棚施工常见问题与解决 方案
管棚制作问题
总结词
管棚制作问题通常表现为管材质量不达标、加工精度不够、 连接不牢固等。
详细描述
在管棚制作过程中，可能由于选用的管材质量较差，导致其 无法承受施加的压力或出现连接处松动等问题。此外，加工 过程中的精度控制不当也会影响管棚的质量和稳定性。
管棚安装问题
设备和技术手段。
安装施工
按照设计图纸和技术要 求，进行管棚的安装施 工，确保其安装质量。
质量检测
对安装完成的管棚进行 质量检测，确保其符合 设计要求和相关标准。
注浆施工
注浆材料选择
根据工程要求和地质条件，选 择合适的注浆材料。
注浆设备选择
根据注浆量和注浆压力要求， 选择合适的注浆设备。
注浆施工
按照设计图纸和技术要求，进 行注浆施工，确保其施工质量 。
隧道塌方处理
隧道注浆法
•
主 要 内 容
1、原理 2、注浆工艺 3、注浆材料 4、渗透理论与注浆参数 5、隧道注浆后施工工序 6、注浆效果和工期
§1、注浆法原理
注浆加固机理：
注浆的主要目的是为了改良土和岩石的现有性质从而 在灌注范围内产生一种新介质。其化学机理包括以下 三个方面： （1）化学胶结作用：无论是水泥浆还是化学浆的灌 注，都伴随着产生胶结力的化学反应，是围岩整体性 加强 （2）惰性填充作用：填充在土、岩石空隙中的浆液 凝固后，因其具有不同的刚性改变了岩土对外力的抵 抗能力，使岩土的变形收到约束； （3）离子交换作用:被灌浆液在化学反应中，某些 化学成分能与岩土中的元素进行离子交换，形成更加 理想的新型材料。
一、渗透理论
假定：粘度一定、土层均一、注浆孔的浆源形状规整。 1. 球状渗透
马格公式：马格利用达西定律 （Q=KFh/L)推导出了牛顿流体 (水灰比大于1）的渗透理论公式。 H
h
β—注浆材料的粘度系数，浆液粘度 与水的粘度之比； t－注浆时间，h； n－土体孔隙率，％； K—土体渗透系数，m/s； r0—注浆管半径，m； h—注浆孔位的注浆压力，。
4.实际形成的结石体不是理想的球形，是一个梨状。
5.根据马格公式可反求出注浆时间t或注浆压力h。
2. 柱状渗透
浆液从注浆管一定长度上注入地层。
同样，根据达西定律推得浆液扩散半径。 对应于时间t得扩散半径：
注浆压力曲线与地下水位线交汇处的扩 散半径：
l
2lhk R r0 exp q
r
R
q—地层的单位吸浆量。
§3、注浆材料
粘度低，流动性好，能渗到细小裂隙与细粉砂层。
(2) 凝胶时间可调，并能准确地控制。
注浆管棚法在隧道大坍方段的应用研究
１ 工程概况 与地质 概况
案 。 挖 采 用 上 中下 台 阶 法 ， 台 阶 高度 约 开 上
注 浆 分 三 序 孔 注 入 ， 入 顺 序 依 次 为 注
新 建 特 长 木 寨 岭 隧 道 位 于 甘 肃 省 定 西 ２． ｍ ， 取 预 留 核 心 土 环 形 开 挖 法 ， 台 Ｃ—Ｓ浆 、 泥 浆 、 泥 砂 浆 。 浆 应 在 钻 孔 ５ 采 中 水 水 注
市 ， 于 漳 县 大 草 滩 乡漳 河 西 岸 ， 于 岷 县 阶 高 度 ４ ， 台 阶 高 度 ４ ５ ， 台 阶 间距 下 管 完 成 后 立 即 进 行 ， 便 在 钻 相 邻 孔 时 起 止 ｍ 下 ．ｍ 各 以
ｍ， 对局 部 未 坍 方部 可 做 为 当 前 注 浆 孔 的 检 查 孔 。 有 管 棚 钢 梅 川 镇 素 子 沟 内 杨 家 台 村 ， 路 基 本 呈 北 长 度 ５ 以人 工 开 挖为 主 ， 线 所
工 程坍 方段 的应 用研 究 ①
陈 孙 恩 （ 中铁 隧道集 团二处有 限公 司 河北 廓坊
０５０ ） ６ ２ １
摘 要： 本文 以未寨岭铁路 隧 道大坍 方处理 为例 ， 绍 了长 管棚在处 理特 大坍方 时的应 用技术 。 中首先论 述 了长管棚 处理坍 方段 的技 介 文 术 特 点 ， 后 针 对 坍 方 碴 体 管棚 施 工 卡 钻 与 下 管 难 的 问题 提 出 了具 体 解 决 措 施 ， 强 调 了注 浆 管 棚 法 在 隧 道 坍 方 施 工 中 的 重 要 作 用 。 然 并 关键词 ： 管棚 大 坍 方 注 浆 中图 分 类 号 ： Ｕ４ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章编 号 ： ６ ２ ３ ９ （ ０ １ ０ （） Ｏ ４ －０ １ ７ － ７ １２ １ ） ２ ｂ－ ０ ８ ２
管棚施工技术在铁路隧道预支护中的应用
管棚施工技术在铁路隧道预支护中的应用摘要：大同至西安铁路客运专线2标段磨盘山隧道出口为湿陷性黄土浅埋段，洞中部存在多处浅埋段和断层破碎带，跨度跨度较大，施工时根据实际地形、地质构造，浅埋、偏压、破碎带的长度及厚度、含水等情况进行分析，采用超前大管棚或搭接管棚等措施进行超前支护。
关键词：隧道浅埋偏压预支护管棚注浆施工技术中图分类号：tu74 文献标识码：a 文章编号：一、工程简介大同至西安铁路客运专线2标段，隧道占线路长度的50%，其中磨盘山隧道位于忻州市忻州区境内，全长5456m。
本隧道为单洞双线隧道，线距为5m，采用crtsⅱ型板式无碴轨道，隧洞径宽14.5m,径高12.38m。
隧道最大埋深222m。
磨盘山隧道以ⅱ~ⅴ级围岩，其中ⅳ级、ⅴ级围岩占隧洞线路长度的53%，隧洞进出口段均为ⅴb黄土，共计780 m，包括隧道出口共计4处浅埋，其中最小埋深2.0m，四处跨冲沟，埋深较大处富水，土岩交界处本断层破碎带发肓，磨盘山隧道为大断面长隧道，穿越浅埋和冲沟、破碎带、局部偏压是本工程的重点、难点。
二、支护方案选择本隧道进、出口为浅埋段，其中出口埋深不足8.0m，均为湿陷性黄土，洞中部存在3处浅埋段和断层破碎带，对于双线隧洞超大断面，面积大于140m2，要顺利进洞并通过浅埋和冲沟、破碎带，预支护是保证，合理的支护方案是确保工程安全和进度的充要条件，如何进洞及穿越冲沟群方案是隧洞开挖成败的关键。
预支护有多种形式，如超前锚杆，超前小导管，预注浆锚固，但以上仅适用于局部、小范围、小面积区域的预支护，对于隧洞的浅埋段、断层破碎带，大跨度连续冲沟群，采用超前大管棚或搭接管棚进行预支护对于提高隧洞的稳定性及施工安全有不可替代的优势，结合其作用机理进行分析：( 1)梁拱效应：管棚均匀分布在开挖边线以外，因前端嵌入围岩内、后端一般与钢性支撑相连，在设计开挖线以外纵向形成支撑梁；环向形成应力拱，通过注浆充分加固围岩，提高岩体弹模和强度，可有效抑制围岩松动和垮塌。
管棚超前支护技术在隧道开挖中的应用
的 山岭隧 道洞 口段 施 工等 。 管 棚超 前 支 护 法 作 为隧 道 施 工 的一 种 辅 助 施 工方 法 ，既 能 够稳 定 掌 子 面 又能 够 控 制 地 表 下沉 ，而 且 施 工 速 度快 、安 全性 高 ，被 认 为 是 隧 道施 工 中解 决 冒顶 问题 的 最 有效 最 合 理 的超 前 支护 方 法 ，在 隧 道穿 越 破 碎 带 、松 散 带 、软 弱地 层等 不 良地 质 中发 挥 了重要 作 用 。本 文 结 合理 论 应 用 和 实 践 经验 ，着 重 探讨 管 棚 超 前 支 护法在 不 良地 质隧 道开 挖 中的应用 。
管 棚 超 前 支 护 法 ，就 是 用 管 棚 钻 机 沿 隧 洞 周 边 开 挖轮 廓 线 ，钻 设 一 定 数 量 的水 平 孔 ， 而 后 埋 设 钢 管并 施 以 固结 灌 浆 ，再 与格 栅 钢 拱
架 组 合 形 成 强大 的 预 支 护 体 系 。其 作 用 机 理 是
将 管 棚 上部 围岩 传 来 的 比 较集 中 的荷 载 分 散 到
且施工速度快 、安全性高 ，在 隧道 穿越 破碎带、松散带 、软弱地层等不 良地 质中发挥 了重要作用 ，具
有广阔的应用前景 。针对 目前 工程 中所 使用管棚的结构形式 ，综合分析 了管棚设计和施工 中存在的 问 题 ，提 出了合理的管棚材料和施 工设备 ，并 对管棚支护技术在隧道施工 中的应用需进一步研究的 问题
Ｎ Ｏ．１ Ｍａ ｒｃ ｈ ２ ０１ ４
（ １ ）扇形 配 置 ：用 于隧 道断 面 内地 层比较 稳 定 ，但拱 部 附近地 层不稳 定 的场 合 。 （ ２ ）半 圆形 配置 ：用于 隧道 下半 部地 层是 稳定 的 ，但 起拱 线 以上 地 层 不稳 定 的场 合 。此 外 ，即使 地 层 比较 稳 定 ，但 地表 有 建 筑 物 或埋
管棚法
一、管棚法的基本概念管棚工法是隧道开挖施工中用以防止掌子面坍塌并限制围岩变形的一种预支护手段。
其主要原理是在隧道开挖之前，沿着隧道开挖轮廓线外的设定部位水平铺设钢管，并可以通过钢管向围岩注浆，对管棚周围的围岩进行加固，使管棚成为隧道后续开挖的防护伞（棚），达到安全施工的目的。
管棚工法最早是作为山岭隧道施工的一种辅助方法，当隧道穿越破碎带、松散带、软弱地层、涌水、涌沙等地段时，管棚及其超前注浆对隧道的稳定起到了保护作用。
管棚作为隧道顶部和边墙的超前预支护，可以有效防止掌子面的坍塌及地层过量变位，为隧道开挖提供安全保障。
同时管棚施工快、安全性高，被认为是隧道施工中预防事故的最有效、最合理的辅助措施之一。
二、隧道开挖预支护中采用管棚工法的原因隧道开挖过程中，经常会遇到破碎带、松散带、软弱地层、涌水、涌沙等地段，在这类地质条件下进行开挖，如果不进行超前预支护，很容易出现坍塌情况，导致安全事故，不仅给相关企业造成经济损失，增加工程成本，而且极大地影响工程施工进度和施工质量。
在隧道施工下穿既有线路或建筑物及河流、湖泊的开挖前，如果不进行超前预支护，很容易造成隧道上既有线路或建筑物的沉降以及河流、湖泊涌水而带来各种安全隐患。
对于隧道施工过程中遇到上述情况时，早期隧道开挖时，主要采用插板法、小导管超前注浆法、浅层地表锚杆注浆加固法等进行超前预支护。
但这几种支护工法都有一些不足之处，就是支护范围和深度有限、加固强度不足，难以形成高强度支护整体，而且往往需要多个循环才能穿越需支护地层段，这样，不仅造成现场窝工、停工等情况，严重影响施工进度，而且有时其安全性也难以保证。
随着施工技术的不断改进，管棚工法得到了普遍的利用。
特别是在导向跟管钻进等技术及多种新的施工工艺引入后，管棚施工的精度、打设长度、沉降控制及施工工效有了长足的发展。
管棚工法是采用专用钻机将钢管沿隧道开挖轮廓线外一节一节地打入需支护的地层中的预定位置，然后进行注浆，通过浆液在围岩中的扩散，形成一个类似钢筋混凝土的拱形帷幕，从而达到支护开挖线外侧围岩的作用。
浅谈隧道下穿运营高速公路管棚施工技术
浅谈隧道下穿运营高速公路管棚施工技术发布时间：2022-08-17T03:42:05.953Z 来源：《工程建设标准化》2022年37卷4月7期作者：第五康乐张永喜[导读] 隧道穿越区域的地质条件非常差，处于软弱地层的集中区，而国内对软弱地层暗挖地下工程的技术研究在城市地铁施工中研究较多，在铁路及公路隧道工程研究较少，且在结合水文条件及环水保要求非常高的情况下，对软弱地层铁路隧道施工的关键技术研究必要性变得越来越强。
第五康乐张永喜中铁隧道集团三处有限公司广东深圳 518000摘要：近年来随着铁路工程不断发展，正逐步向城市中心发展与城际铁路工程接轨，城市周边自然环境复杂，设计为地表构筑物形成的征拆工作推进较为困难，特别在我国的中东部地区经济较发达区域表现更加明显，因此大多情况采用地下隧道下穿的方式通过，而往往受地形和地质条件的影响，隧道穿越区域的地质条件非常差，处于软弱地层的集中区，而国内对软弱地层暗挖地下工程的技术研究在城市地铁施工中研究较多，在铁路及公路隧道工程研究较少，且在结合水文条件及环水保要求非常高的情况下，对软弱地层铁路隧道施工的关键技术研究必要性变得越来越强。
关键词：隧道；浅埋；管棚施工。
引言本文依托铁路隧道下穿运营公路项目，所穿越道路为主干线，车流量大，且载重汽车通行频繁，要确保在不影响既有公路通行的条件下进行隧道暗挖施工技术难度非常大。
因此，就管棚施工技术做以研究。
1 工程概况XX位于广州市白云区太和镇境内，出口位于黄埔区境内，线路东西走向。
隧道最大埋深约87m,隧道于XX段下穿公路，公路宽约38m，双向6车道，沥青砼路面，系G324国道，车流量较大，小车时速限制80Km/h，货车时速限制60Km/h。
下穿地段公路为路堤形式，路堤高约6m，隧道拱顶位于原地表土下方，公路路面距隧道拱顶埋深约15m。
公路与线路大里程方向的平面夹角约为43°，该段最小埋深约为7.8m。
2 地质概况该段表层为第四系全新统残坡积Q4el+dl粉质黏土，下伏基岩为震旦系（Z）花岗片麻岩的风化层，洞身基本位于W4全风化地层中。
浅谈超前管棚支护技术在隧道工程中的应用机理
浅谈超前管棚支护技术在隧道工程中的应用机理管棚支护技术大大增加了小型隧道开挖的应用范围。
使用这种方法，隧道开挖将在预先顶进的钢管的保护下进行.管棚法是开挖大直径、短距离隧道的最为安全有效的方法。
通常，管棚法运用于铁路下的隧道施工和新型地铁车站的建设中.在此类工程中的微型隧道作业将大规模进行。
多数情况下，使用这种方法是采用钢管进行操作，即把钢管顶进地层中，围绕隧道建设区域形成一个“安全保护棚".机器掘进一段不长的距离后,可以通过一个设计巧妙的闸门装置向后缩回到始发隧道中，这样，它就可以在相同的开挖面上展开另一段隧道的开挖作业摘要:超前管棚支护是目前隧道施工中处理软弱、破碎与浅埋偏压等不良围岩地质的一种有效施工方法。
文章主要通过结合工程实例介绍分析管棚作用机理、管棚设计与施工要点及适用范围等内容，论证管棚施工在隧道施工中的价值。
关键词：隧道施工;超前管棚支护；施工工艺随着我国高速铁路、公路建设的飞速发展和工程设计、施工技术水平的不断进步,公路等级要求的不断提高，同时在提倡尽量少占耕地与环保的设计背景下，使得隧道工程在公路工程中的比例越来越大。
而部分隧道所处地段存在地质情况差、埋深浅、开挖断面大等情况，这就给隧道施工带来了极大的难度.众多工程实践表明，超前管棚支护技术是克服上述情况的最为有效的辅助施工方法之一。
在不良地质施工困难地段，如破碎的岩体、塌方体、岩堆地段、砂土质地层、强膨胀地层、裂隙发育岩体、断裂破碎带、浅埋偏压等围岩，采用管棚支护能取得较好的效果；在流塑状岩体或岩溶严重流泥地段，采用管棚与围岩预注浆相结合的手段更是行之有效的方法。
本文在总结大量超前管棚应用实践的基础上,对管棚的作用机理、设计参数及施工工艺等方面进行了综合的探讨.一、工程概况万源（陕川界）—达州（徐家坝）高速公路万源段的吴家河隧道，设计为分离式隧道.左线长433。
47m,右线长500m，隧道净宽为2×10.25m，内轮廓净高5.0m，两隧道轴线间距20m。
隧洞掘进塌方处理及管棚法超前预支护技术的应用
１ ． 在进行管棚作业前 ， 先用水平钻 钻具 丝 扣 ，避 免使 用 手 动 扳 手操 作 ， 增
口
机超前钻探 ， 确定预支护长度 。经钻探 大了安全系数 ， 减少了劳动强度 。把按
后得 知 地 质 不 良段 长 度 为 ３ｍ， 后 决 设计要求加Ｔ好 的钢花管插 入套管 内， ０ 而
～
３。 Ｏ 用经纬仪 、 挂线 、 钻杆导 向相结合 扰 动 ， 支 护 ， 强 紧封 闭 ， 量 测 ” 勤 的新 舆
反复调整 ， 确保钻机钻进 时 的 法施 工理论 ，一 次支 护采』 超前 小管 ＿ ｆ ｊ 烈 ， 皱 发 育 。 自稳 性 极 差 ， Ｖ类 围 的方法 ， 柔 为
牟
５ ｍ长的厚壁管箍 ， 上满丝 定 利 用 长 １ｍ 的 两组 管 棚 跨 越塌 方 接头 采用 １ｃ ５
段 ， 前 预支 护 总 长 度 ３ ｍ。 超 ０
景
扣 。并把钢管轻轻打入岩土地内 ， 以固
２施工参数 。 ． 采用 ‘１８ ｍ６ ． ｍ 定钢 管不易滑 出孑 口。钢管插进 完毕 ｐＯ ｍ ４５ ｍ Ｌ
ｍ ． Ｌ ｎ持 ／ ０ｉ ａ 大埋深 约 ７０ 地层岩性 复杂 ， “ ５ｍ， 属 活 移等影响钻孔质量 。平台上可准备 ２ ０１［ｍｉ， 压 １ ｒｎ即可 结束 。
动 性 断 裂 区域 的 隧洞 ” 深 埋 深 隧洞 ” “ 。
木若干 ，调准钻机高度时使 用。
全部管棚施作 完成后 ， 即开始进行
工 。Ｙ ５ 型 钻 机 为 全 液压 驱 动 动 力头 注浆施工 。注浆使用 Ｕ ，Ａ型注浆泵。 Ｇ０ Ｂ一
式 钻 机 ，适 用 于 隧 道 工 程 管 棚 孑 的 施 根 据 布设 管 棚 位 置 ， 浆 按 洞 身 断 面上 Ｌ 灌
注浆管棚法在隧道大坍方段的应用研究
注浆管棚法在隧道大坍方段的应用研究摘要:本文以木寨岭铁路隧道大坍方处理为例,介绍了长管棚在处理特大坍方时的应用技术。
文中首先论述了长管棚处理坍方段的技术特点,然后针对坍方碴体管棚施工卡钻与下管难的问题提出了具体解决措施,并强调了注浆管棚法在隧道坍方施工中的重要作用。
关键词:管棚大坍方注浆1 工程概况与地质概况新建特长木寨岭隧道位于甘肃省定西市,起于漳县大草滩乡漳河西岸,止于岷县梅川镇素子沟内杨家台村,线路基本呈北向南走向。
木寨岭隧道设计为双洞单线分离式特长隧道,为全线第二长隧道,也是全线控制性重点工程之一。
该隧道地层条件复杂,按时代由新到老分别包括了第四系、第三系、二叠系、石炭系、泥盆系等不同时代的地层;特殊不良地质主要有湿陷性黄土、滑坡、泥石流及岩堆等;基岩节理、裂隙发育,多“Ｘ”型,特殊地质构造主要有11条断层破碎带(带宽均为200m～1000m)、3个背斜及2个向斜构造,属高地应力区;岩土主要有粘质黄土、砂质黄土、板岩、炭质板岩、灰岩、砂岩、泥岩、砾岩、断层角砾、断层压碎岩等。
当隧道开挖至DyK183+475遇到长达438m的大断层时,施工方法采取三台阶开挖,采用加强喷射混凝土和棚架强行通过的临时支护体系。
但在随后的施工中,原来由棚架支撑的岩体发生大坍方,后采取连续的清碴办法,但每次清碴至工作面后,又发生塌方,恢复原状,并且岩碴由原先的粉末状,变为间杂1m3～3m3的孤岩石,预计坍方高度大约27m,坍方段约长22m。
坍方体位于断层破碎带,断层产状与隧道轴线斜交,为大型压扭性大断层。
断层带岩性由灰色砂砾岩、断层泥及断层角砾岩组成,岩石呈角砾状松散结构,岩体整体性差,局部有渗水,易失稳,开挖后坍方频发。
所需处理的坍方段长度共计25m。
坍方岩体破碎,分布不均匀,局部有空洞。
2 坍方体处理施工技术方案2.1 施工方案与治理原则2.1.1 施工方案根据坍方体的地质特点,研究确定了在拱部范围内施作Φ89长管棚,管棚环向间距30cm,结合超前预注浆技术在开挖轮廓线外形成约4m厚的加固层,并在开挖时以小导管补强注浆加固技术为辅的施工方案。
管棚施工技术在隧道施工中的应用
科技 创新 与应 用 Ｉ ２ ０ １ ４ 年 第１ ２ 期
路 桥用
毛 东 王 贺
（ 辽宁第一交通 工程监理事务所， 辽 宁 沈阳 １ １ ０ ０ １ ５ ）
摘 要： 超前 支护是保证 隧道工程 开挖工作 面稳定而采取的超前 于掌子面开挖的辅助措施的一种 ， 在超前支护的措施 中有超前 小导管注浆、 超前锚杆、 管棚超前支护等 ， 文章主要介绍在隧道ｈ ＿ ｒ － 过程 中， 管棚超前支护 的ｈ＿ ｒ － ． 技术 ， 其 中包括 管棚 的适用条 件、 结构 组 成 、 主要 材料 要 求 、 施 工 工艺 流程 、 质 量控 制 要 点 、 安 全及 环 保控 制 要 点等 。 关键 词 ： 隧道 施 工 ； 超前 支护 ； 管棚 ； 施 工技 术
隧道超前支护大管棚中施工技术难点探讨
| 建设科技与工程管理隧道超前支护大管棚中施工技术难点探讨□ 钟荣深[摘 要] 为了新城区与老城区的交通衔接和顺畅以及保证现有道路正常通行，需要建设一条拱形隧道下穿现有道路。
隧道为浅埋暗挖隧道，以大管棚作为超前支护。
对隧道超前支护大管棚中施工技术难点和施工技术具体应用进行分析，就此提出作业平台搭设、钻孔及无缝管安装、洞口管棚施工、孔口封闭及注浆的工艺控制施工措施，保证隧道安全施工。
[关键词] 隧道；大管棚；施工技术难点1 引言管棚是隧道超前支护形式中极为常见的一种。
隧道洞口部分一般存在围岩差、表层土浅埋现象，通常采用管棚支护以有效减少围岩体的沉降，有利隧道进洞。
在隧道开挖轮廓线外打设超前支护大管棚，开挖过程中形成棚架体系，共同承载上部负荷，限制上部围岩变形，保证隧道开挖和已有设施的安全。
所以，掌握管棚施工的技术难点，控制好管棚施工各项指标，是隧道得以安全施工的前期保证[1]。
2 隧道超前支护大管棚中施工技术难点分析一般情况下，对于隧道管棚结构采用无缝钢管，管内填充水泥浆液。
对于地质条件差且浅埋隧道的项目，可加大无缝管直径，管内设钢筋笼及浆液填充以增强管棚刚度。
但大管棚的人员、材料、机械上的配置都比较高，施工难度也较大[2]。
2.1 人员方面配备不足，作业班组缺乏经验通常而言，管棚打设的方法是先使用钻机，通过钻杆以及钻头等部位打设比管棚管更大的孔洞，然后撤出钻杆以及钻头，再把管棚管送入已经打好的孔洞当中。
但是有一些施工团队由于人员方面的配备不足，导致施工班组缺乏一定的施工实操经验，因此在比较松散或者软弱的地层上面打孔时不太容易成孔。
当施工班组对此问题缺乏经验的时候，就会为了能够更好地施工而在安装无缝管时，不断地对成孔进行清孔，这种方式对地层造成较大的扰动，很容易导致日后事故的发生，尤其是对于一些含水的地层，如果不及时采取特殊的措施，很容易导致在管棚施工的过程当中出现水土流失，产生事故，所以提升工作人员的施工能力，增强工作团队的经验是非常重要的[3]。
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管棚法处理隧道特大坍方段的应用
技术
总体施工工序的调整
首先进行工作面预注浆,在此基础上进行管棚施工。
但于注浆量大,注浆时间长,造成钻孔作业空闲时间多。
为此,对施工工序进行了调整,即在工作面注浆的同时穿插进行部分管棚孔的施工。
但为确保周边管棚孔的注浆加固效果,确定了穿插管棚孔施工的原则是:遵循设计时的工作面预注浆超前的原则。
总体施工工序的调整为施工工期争取了时间,同时也保证了周边注浆加固效果。
注浆施工的技术措施
(1)改变浆液材料。
预注浆时,根据其注浆目的是填充坍方体空洞,对固结体强度要求不高,同时于原开挖的小导坑留下的空洞较大,采用较高强度的注浆材料不仅造成浪费,也为后来的开挖带来了困
难。
为此,据孔钻记录,A、I、H 三个工作面预注浆孔分别在6m、10m、17m处有50～120cm不等的架空区,对这三个孔不同断位的注浆材料进行了变更,原设计的水泥浆与水泥砂浆改为粘土水泥砂浆。
变更后的浆液含粘土约为25% ,28d固结强度在8～13kgPcm2 ,可满足工作面稳定的要求,凝结时间约为3～5d,流动性好,不仅降低了工程成本,也具有良好的填充效果。
三个孔三个段别分别共计注入粘土水泥砂浆120m3,约占空洞总量的80 %。
(2)采用间隔注浆获得注浆加固效果。
在进行管棚注浆时关键是获得管棚内外形成厚约2m的注浆加固圈,但于坍体内有许多块石相互棚架,致使坍体内空洞大而多,这些空洞有的直接与坍空区相连,注浆时浆液在压力作用下通过这些空洞泄流至坍空区,而不能在管棚附近均匀扩散,从而使注浆加固圈无法形成。
为此,根据经验采用间歇注浆法,即当长时间注浆压力上不来时,说明浆液顺空隙泄流至
坍空区,这时将浆液凝结时间调整至30～50s,注浆1～5min,停40s,待原注入浆液初凝变稠后再注,如此反复,则原先的泄浆通道逐渐变小并最终堵塞,浆液即在管棚周围达到均匀扩散的目的。
4 施工质量与效果评定
(1) 导向管外插角为2°～4°,间距28～33cm,满足设计与规范要求,为保证管棚制安精度创造了条件。
(2) 管棚孔钻进过程中仅有一个孔打偏与另一管棚相交,仅占管棚总数的2%。
根据下管记录,因卡钻、断管等原因52根管棚中只有9根共计16m 未顶进,仅占设计管棚总长度的%。
根据开挖所揭示的情况,管棚制安基本达到了整齐划一的要求,在开挖线外形成了稳固的护拱棚架作用,总体质量达到了优。
(3) 每二序孔钻孔时出现了全孔回水,钻孔、下管容易,钻孔物中有水泥凝结块等现象,与开始第一序孔钻孔时卡钻无回水形成了对比,说明第一序孔注浆已起到了明显的效果,并达到了固结充填的好
效果。
(4) 根据注浆记录,第二序孔注浆时注浆压力上升明显快于开始注浆时,也说明坍方体空洞回填充实。