２０１４年第９期 （总第２４７期） 黑龙江交通科技 ＨＥ ＬＬＯＮＧＪＩＡＮＧ ＪＩＡＯＴＯＮＧ ＫＥＪ Ｊ Ｎｏ．９，２０１４ （Ｓｕｍ Ｎｏ．２４７） 大管棚超前预加固施工技术在隧道施工中的运用研究 范 杰 （贵州公路工程集团有限公司） 摘要：高速公路在建设过程中经常会遇到隧道施工的情况，而在隧道施工中常会遇到断层或软弱、破碎带， 易引起隧道拱顶围岩失稳、漏顶等工程问题。随着人们对隧道工程施工安全的不断重视，大管棚超前支护技 术已经被广泛地采用在隧道施工中，成为解决隧道施工中的重要的辅助措施。主要阐述了大管棚超前预加 固施工技术在隧道施工中的运用。 关键词：大管棚；超前；支护；钻孔；注浆 中图分类号：Ｕ４４５ 文献标识码：Ｃ 文章编号：１００８—３３８３（２０１４）０９—００９３—０２ １大管棚超前预加固施工作用 钢管起到普通锚杆的功用，加强整体性，使围岩形成较 导向管的外插角确定出来。在进行导向管的施工时，必须时 注意将导向管向前方打入土体１Ｏ～２０ ｅｍ，并将尾端进行预 先封堵。防止混凝土流入管内，并将导向管牢固焊接在工字 钢上，防止浇筑混凝土时产生位移。 套拱模板可采用木板、钢模、竹胶板等。模板安装前，确 保钢架、导向管复核元误。外模板固定采用外背钢筋，钢筋 与工字钢连接焊牢，堵头板与工字钢固定牢固并环向成线。 混凝土浇筑采用泵送或普通混凝土，两侧对称浇筑。 ２．２．２钻孔 （１）钻机定位。 强的围岩壳。钢管内部形成的钢管混凝土及钢管自身，起到 棚支撑的作用，钢管具有“梁”的功能，在满足最小搭接长度 的要求下，能够承担一定的荷载。 通过钢管预注浆，浆体通过管壁钻孔在钢管周围形成 “放射状”扩散，使围岩固结形成整体，可减少隧道开挖引起 的地表沉降。 通过钻机成孔，能够起到超前预报的功用，从而判断未 开挖段围岩的地质情况，有效地对未施工段的破碎、软弱及 含水围岩采取预防措施，防止较大超挖及塌方。 ２案例分析 ２．１ 工程概况 采用脚手钢管搭设管棚钻孔作业平台。在进行钻孔平 台的搭设时，必须保证平台的稳定性以及牢固性，主要目的 是为了避免钻机在钻进过程中发生位移和下沉的现象，导致 对钻孔的质量产生严重的额影响。安置固定钻机时，钻机轴 线仰角为１。（不包括路线纵坡），方向与路线中线平行。 （２）钻孔。 贵州省毕节至威宁高速公路毕节西互通连接线延伸段 草堤２ 隧道位处于贵州高原西北部高原地带，位于毕节市 十八村，有省道通往场区，交通方便。隧址区地势起伏较大， 附海拔１ ４６２．３—１ ６８０．２ ｍ，相对高差２１７．９ ｍ。 草堤２ 隧道为分离式隧道，左洞长７４４ ｍ，起讫桩号为 ＺＫ３＋４０１一ＺＫ４十１４５。右洞长７２８ ｍ，起讫桩号ＹＫ３＋４３１ ＹＫ４＋１５９。路线平面线形为直线，洞门进口型式为端墙 式，洞门出口削竹式洞门。（注：因岩层问题，右幅套拱桩号 由ＹＫ４＋１４４一ＹＫ４＋１４６移至ＹＫ４＋１４７一ＹＫ４＋１４９。） 一在本工程中，主要采用的钻孔的设备为管棚钻机，在钻 进的过程中，需要对钻台的高速进行严格的确定，必须 保证能够满足钻孑Ｌ的需要。在本工程中，钻机钻孔的孔径大 小为１２７ ｍｍ。在进行钻孔之前，需要利用经纬仪、挂线等方 法对钻机进行就位，并且在钻机就位的过程中需要根据钻机 就位的情况对钻机的的位置进行反复的调整。在钻孔的过 本工程管棚超前预加固，并加小导管超前注浆补强，大 管棚均采用‘ｐ１０８×６ ｍｍ的无缝钢管，利用钻孔台车施作管 棚可以做到一机多用，不仅施工速度快，而且作业安全技术 可靠。 ２．２施工工艺 程中，必须要对孔的斜度进行严格的控制，主要采用的方法 是对其进行经常性的测量，在测量过程中如果发现其偏差超 过规范的范围，那么需要对其进行及时的研究和处理。在钻 孔的过程中，要避免塌孔以及卡钻等钻孔事故的发生。并且 在钻孔过程中需要根据实际情况做好钻孑Ｌ的记录等工作在 ２．２．１管棚定位 以护拱内预埋的孔口导管定向、定位，严格控制其上抬 量和角度。导向管定位前施作导向墙，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。导向墙在隧道外廓线外面进行施 工，在导向墙的内侧使用三个或者四个工字型钢作为支撑进 钻孔时，若出现卡钻、塌孔时应注浆后再钻。钻孔时，应认真 填好钻孔记录等工作。管棚钻孔的允许偏差应符合如表１ 规定。 表１ 管棚钻孑Ｌ的允许偏差 行埋设，要将钢支撑与管棚孔口焊接成为一个整体。孔口套 管沿拱圈环向布设，孔径比管棚钢管大２０—３０ ｍｍ。孔口套 管间距、位置及方向应准确。在进行管棚的平面位置进行确 定时，主要采用的是坐标法的方法，就是利用经纬仪在刚加 上将其平面位置进行标定，并且需要将水准尺与坡度板进行 结合将导向管的倾角进行设定，并且利用前后差距的方法将 收稿日期：２０１４—０２—１２ （３）清孔、验孔。 用高压风从孑Ｌ底向孔口清理钻渣。用经纬仪、测斜仪等 作者简介：范杰（１９８８一），男，贵州湄潭人，助理工程师，研究方向：交通土建方面。 ・９３・ 总第２４７期 检测孔深，倾角，外插角。 黑龙江交通科技 第９期 ２．２．３顶管 钻孔检查合格后，将钢管连续接长，由钻机旋转顶进将 其装入孔内，钢棚节间用丝扣连接，要求隧道纵向同一截面 处钢管接头数不大于５０％。钢管采用 １Ｏ８ ｘ ６ ｍｍ热轧无 ２．２．５注浆作业（以双液浆为例） 在进行正式注浆作业之前，需要利用喷射混凝土的方法 将开挖的工作面进行封闭，以防再进行注浆的作业中因为浆 液回流的现象对注浆的效果产生影响。注浆作业主要采用 如下：首先是对单号孔进行注浆，等到单号孔注浆完成之后 再进行双号孔的钻取和注浆，并且在双号孔中设置钢管，这 样做的主要目的是为了对注浆的效果进行检查。用双液注 浆泵按先下后上，先稀到浓原则注浆。注浆量由压力控制， 初压０．５—１．０ ＭＰａ，终压为２．０ ＮＰａ。注浆结束标准及效果 检查：（１）单孑Ｌ注浆结束标准，每注浆量的８ｏ％，那么就可以将 缝钢管，钢管上梅花型布置 １２的注浆孔。大样图如图１。 图１顶管大样图 注浆作业停止。（２）全段结束标准：设计的所有注浆孔均达到 结束标准，无漏注现象。（３）达不到结束标准，应补充或重新注 浆直到满足要求为止。 ３．２．６充填砂浆 钢管应在专用的管床上加工好丝扣，管头焊成圆锥形， 便于入孔。钢管分节顶入，钢管分节长度为６ ｍ，３ ｍ。采用 潜孔钻机低速顶进钢管。接长钢管应满足受力要求，钢管接 头采用丝扣连接，丝扣长１５ ｅｍ，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％。 ２．２．４堵孔 注浆后，扫排管内胶凝浆液，使用水泥砂浆将其内部进 行紧密的进行填充，以此对管棚的强度以及刚度进行强化。 在对非压浆孔进行填充的作业中主要采用的方法是直接填 充的方法。水泥浆水灰比０．８：１，注浆压力开始为０．５— １．０ ＭＰａ，终压力为２．０ ＭＰａ。 在钢花管安装结束之后，就可以利用麻丝或者其他一些 ４结语 物体将钢管与孔壁之间的孔隙进行填堵。如图２为大管棚 综上所述，大管棚超前预加固支护技术对于隧道工程施 注浆封堵示意图。 工来说是非常重要的，其施工质量对于整个隧道工程的施工 封堵材料 安全具有重要的影响因素，因而在隧道工程大管棚支护工程 施工中，要严格控制其施工工艺，保证其施工质量，为整个隧 道工程的施工安全做出保证。 参考文献： ［１］李传书．长大管棚在隧道浅埋穿越高速公路中的运用［Ｊ］．西 部探矿工程，２０ｏ６，（１１）：２３—２４． ［２］ 王东鸣．用管棚实现超前支护的实践［Ｊ］．探矿工程（岩土钻掘 工程），１９９３，（５）：５６—５７． 圈２大管棚注浆封堵示意图 ［３］赵西民．在大管棚超前支护下开挖软岩隧道［Ｊ］．铁道建筑， １９９５，（１１）：６７—６８． （上接第９２页） 行作业。 依照着芯模的分块顺序进行。其次，对侧模和端模进行拆 ７孔道灌浆 除，通过使用锤子将固定用的木楔进行敲除，并将对拉螺栓 的螺母放松，依照自上而下的原则将其进行拆除，确保拆除 过程中混凝土表面及棱角出混凝土的完整性。在模版拆除 完成以后，应立即用电动或者手工凿毛机械对混凝土的表面 进行凿毛处理。凿毛处理过程中以清楚混凝土表面的浮浆 目的，直至露出新鲜的混凝土为止。 ６预应力张拉 在钢绞线张拉作业完成后，使用砂轮对钢绞线进行切割 处理。为了避免钢绞线弹出造成焊渣伤人，不可使用电焊进 行切割，同时需要预留３０ｍｍ的长度。使用塑料布包扎锚头 并用封泥锚胶泥封堵锚头，以确保封护的严密性。在孔道进 行压浆处理之前，要使用高压水管对孑Ｌ道进行冲洗，以确保 孔道的清洁和通畅。在冲洗完成后使用空压机将孔道内的 积水吹出。在水泥浆经过机械搅拌制备完成后，采用活塞式 （１）预应力筋穿束。首先将待穿拉的钢绞线进行疏整， 编号、分根、遍数，之间每隔１．５ ｍ的距离左右有铁丝进行绑 扎，以确定编扎的顺直性。其次，在钢绞线穿柬之前，还需要 通过使用高压水对孔道内部的杂物进行清理，并用空压机将 孔道内存有的水分进行吹于处理。最后将钢绞线通过卷扬 机来缓缓进行牵引，在每根钢绞线的前端均需要焊接成弹头 状以减少牵引时产生的阻力。 （２）安装锚具、夹片。首先将锚垫板的表面进行彻底的 清理，然后将锚具套置在钢绞线上，按照编号进行对应的穿 灰浆泵对其进行压浆处理，在处理的过程中需要严格按照有 关的操作规范和流程进行处理。 总之，随着我国工程建设的发展，桥梁建设也会得到蓬 勃的发展，而桥梁梁板施工工艺对于桥梁工程的质量具有重 要的意义。因此，为了更好的确保桥梁的工程质量，需要给 予桥梁梁板施工工艺进行详细的分析和研究。本文通过对 其施工过程中的每个施工环节中的施工准备、工法（方法） 和注意事项进行了详细的分析，希望给后绪的工程应用和研 究提供借鉴。 参考文献： 孔，待所有钢绞线穿孔完成后，将其进行夹紧，并保证其外露 长度的一致性。 ［１］ 徐茂磊．后张法预应力梁板预制施工工艺［Ｊ］．黑龙江交通科 技，２０１２，（１０）． ［２］ 彭坚．着重探讨桥梁梁板施工的质量监理［Ｊ］．建材发展导向， ２０１１，（９）． （３）混凝土的养护与预应力筋的张拉。在混凝土的养 护龄期不小于７ ｄ且强度达到设计的８５％时才可以进行钢 筋的张拉作业。通过安装千斤顶，并配合工具锚、夹片来进 ［３］ 李玲俊，刘世伟等．预制桥梁梁板的现状与发展趋势研究［Ｊ］． 新材料新装饰，２０１３，（２）． 行张拉作业，张拉过程中需要严格的按照有关规定的操作进 ・９４・
