公路隧道大管棚施工技术

第33卷第6期　　　　　　　　　　33No.6　　山西建筑　　　　　　　　　　　　　　　　Vol.2007年2月Feb.　2007SHANXI　ARCHITECTURE

文章编号:100926825(2007)0620338202

公路隧道大管棚施工技术

张海涛

摘　要:结合工程概况及地质情况,介绍了40m长管棚超前支护的施工工艺,并从长管棚施工的主要技术参数、套拱施工、钻机平台的搭设及钻机的安设、钻孔、清孔及钢管的安设等方面阐述了其主要施工工艺的控制措施,以供类似工程参

考。

关键词:公路隧道,大管棚,施工技术,注浆加固技术中图分类号:U455.4

　　暗挖隧道,往往由于埋藏极浅,暗挖施工将强烈扰动地层,引起地基应力调整和重新分布,由此产生的沉降和坍塌必将危及洞内施工和地表建筑物的安全。保证暗挖施工扰动影响范围内的围岩稳定,有效控制上部地层沉降量,是浅埋暗挖隧道施工的关键。在青冈隧道,进洞浅埋段采用长管棚、超前小导管等综合技术措施,有效控制了洞顶填土地层的沉降量,保证了施工安全。

文献标识码:A

防止套拱混凝土浇筑时发生移动。

2.2.3　搭设钻机平台、安设钻机

隧道洞口明洞开挖预留核心土,钻机平台用枕木在预留核心土上一次性搭设、固定好,防止施工时钻机移动、仰斜而影响钻孔

的质量。钻机安设时必须利用经纬仪等测量仪器控制好钻机轴线与设好的孔口管轴线平行、一致。

1　工程概况及地质情况

青冈隧道位于甘肃省平凉市崆峒镇崆峒山后峡至跑马场之

2.2.4　钻孔

施工采用MK25型地质钻机,钻孔顺序先起拱线以下,后拱

间,东距平凉市约12km,附近有泾平公路通过,交通较为便利。部,先钻有孔钢花管孔,后钻无孔钢管孔,无孔钢管作为检查注浆质量。隧道穿行于六盘山中山地貌中,地形起伏较大,山坡较陡峭,地面高程变化在1534.0m～1898.5m之间,沿线地表植被不发育。青冈隧道围岩类别分为Ⅴ级,Ⅳ级,Ⅲ级。其中以Ⅴ级,Ⅳ级围岩

为主。隧道在洞口段均设置明洞。隧道在左右洞之间设3处车行横洞,4处人行横洞,左右洞各设3处紧急停车带。

隧道洞门按受力结构设计,结合实际地形、地质情况选定,左右线进出口均采用削竹式洞门。洞门的明洞边坡及成洞面仰坡均设置锚喷防护,并植草皮绿化。

1)为克服钻深后钻具的自重下垂影响钻孔的角度,在钻空过

程中必须经常采用测斜仪等检查钻孔是否偏斜。

2)施工中为防卡钻、掉钻现象的发生,钻进的速度不能过快,

应逐步提钻,开足风量进行洗孔。

3)在松散围岩地段,如发生塌孔,采用拔除钻杆,进行孔内注

浆,注浆压力控制在0.10MPa～0.2MPa,在注浆12h后原位重新钻孔。

4)钻孔过程中密切注意孔内围岩变化情况,及时通过孔口岩屑进行岩性判断、描述。做好长管棚施工的原始记录,作为洞身开挖时的地质超前预报资料,指导开挖作业。如根据青冈隧道钻孔显示,0m～18m左右以黄褐色的砂粘土坡积物为主,18m～35m左右以强风化岩夹黄粘土层为主,35m～41m为弱风化层,决策在长管棚施工后的洞身开挖采用三台阶开挖法,尽量缩小临空面,减小隧道的洞身变形,每个台阶开挖与初期支护交叉作业,及时封闭岩体。

2　40m长管棚超前支护施工工艺

长管棚施工是通过钢管穿过自稳定性差的不良地层,在预定的范围内形成棚架结构,通过给钢管外围岩注浆固结,提高围岩抗剪切强度,从而实现超前支护。由于一次钻孔40m长,对其施工工艺的各项指标控制精度要求极高。

2.1　施工工艺流程

套拱施工→搭设钻孔平台→安设钻机→钻孔→检查钻孔是否满足要求→钢管顶进→注浆。2.2　主要施工工艺的控制措施

2.2.5　清孔、安设钢管

1)在下管棚之前,先采用地质岩芯钻杆配合钻头进行扫孔,

2.2.1　长管棚施工的主要技术参数

1)长管棚的规格:热轧无缝钢管<108mm×6mm,节长3m,6m。

2)孔口管:<133mm×4mm钢管。

3)纵向一次钻进40m,环向施工36根,环向间距。4)钻孔倾角、外插角:2°。

清除孔内浮渣,再用高压气从孔底将浮渣清理出来,为管棚的下

孔做好准备。

2)钢管接头采用丝扣连接,丝扣长15cm,为使钢管接头错

开,编号为奇数的第一节管采用3m钢管,编号为偶数的第一节钢管采用6m钢管,以后每一节均采用6m钢管,在钻机上安装<115顶进连接套,利用钻进的冲击力和推力低速顶进钢管。管棚注浆2.2.6　

在注浆前,根据施工地实际水文、地质情况进行注浆试验,确

定注浆参数,青冈隧道根据试验效果确定注浆参数。1)水玻璃和水泥的重量比:1∶0.5;

2)水泥浆水灰比:1∶1;

3)水玻璃浓度:35波美度,水玻璃模数:2.4;

2.2.2　套拱施工

套拱是管棚钻孔的导向墙、管棚注浆的止浆墙,纵向长度

2.2m,C25混凝土,厚度60cm,孔口管作为管棚的导向管,是管棚施工的一道关键工序,因为其预埋的平面位置、仰角、外插角的准确度直接影响管棚钻孔的精度及支护效果。因此,首先要保证格栅架设准确、固定牢固,其次孔口管必须牢固焊接在钢拱架上,

收稿日期:2006209226

作者简介:张海涛(19732),男,工程师,中铁七局三公司罗定项目部,陕西咸阳　712000

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2007年2月文章编号:100926825(2007)0620339203

SHANXI　ARCHITECTURE

西建

33No.6筑　　　　　　　　　　　　　Vol.

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铁路客运专线隧道施工设备配套技术

帅玉兵

摘　要:以正在修建的铁路温福客运专线下白石隧道为例,介绍和探讨了铁路客运专线长大双线特大断面隧道钻爆法施工中机械设备配套方案的前期策划,并提出了机械设备选型、配套中有待探讨的问题,为确保在计划工期内保质保量地

完成工程施工奠定了基础。

关键词:铁路隧道,客运专线,钻爆法,设备配套中图分类号:U455.4

文献标识码:A

喷射混凝土18447m3,衬砌混凝土(含仰拱及填充)93648m3,钢筋1558t,型钢734t,防水卷材117697m2。

隧道所处地区属构造剥蚀低山陵区,自然坡度15°～55°,山体浑圆,剥蚀强烈,局部地形陡峭,基岩裸露,其余地方植被发育。隧道进口位于山坡坡麓,山坡坡度20°～35°,植被较发育;中部穿越一处宽近600m地形较平坦的谷地区,同三高速公路通过该区;示:拱顶下沉最大速率2.4mm/d,一个月累计最大下沉量为17mm,开挖后第9d沉降速率开始小于0.1mm/d;水平收敛最大位移为1.5mm/d,一个月累计收敛量为4mm,开挖后第6d收敛速率开始小于0.1mm/d。

1　工程概况

新建铁路温福线下白石隧道位于福建省福安市下白石镇(小梨村～大获村),为双线特大断面隧道。隧道全长4136m

(DK190+388～DK194+524),采用新奥法设计、施工,为复合式

衬砌结构。全隧道自进口至出口为连续下坡,坡度为-4.9%,坡长为4603.04m。主要工程数量包括:开挖土石方530826m3,　　4)注浆参加缓凝剂(磷酸氢二钠)掺量:水泥重的2.5%;

5)设计注浆压力:初压0.5MPa～1MPa,终压2.0MPa;6)注浆结束条件:单孔注浆压力达到设计终压或浆液注入量达到设计的90%以上。

实际施工中注浆机械采用挤压式单液注浆泵,注浆达到拱顶下沉和周边收敛的变形量控制在设计范围内,40m长1.9MPa～2.0MPa,或浆液已从套拱与围岩的接触部位漏出,注管棚超前支护起到了良好的支护效果,顺利通过了隧道口的软弱浆结束。为保证注浆效果,防止串浆,施工要求打一孔注一孔。破碎地段,实现了早进洞、少开挖的隧道进洞原则,达到了预期的从现场注浆情况记录,由于围岩结构不一,存在粘土孤石多,浆液无法达到设计值的90%,且各孔注浆量差别较大,最多的注浆3h

4min,共用掉3.8t浆液,最小注浆量用时30min,注浆量只有0.82t。可以通过如下计算公式检验单孔注浆的扩散半径R,对

效果。

从长管棚对地质的加固效果来看,钢管内注水泥浆后,管棚的刚度增加,支撑作用明显。在破碎、松散岩体中注浆效果很好;但在强风化岩中粘土存在注浆效果差,多数情况浆液的渗入为零。开挖后拱顶容易形成坍穴,必须即使架设钢格栅,进行回填,情况严重时在下一循环开挖前施作超前小导管或超前锚杆。从管棚施工的实际过程来看,钻眼较深,钻孔工艺要求技术较高,遇到的地质情况复杂,需要不断总结经验,提高成孔率和成孔速度。管棚注浆时,由于地质条件不同,压力控制和注浆量的确定以及注浆终孔的判定比较难,还需要在施工中不断总结、积累经验。参考文献:

[1]林胜利.隧道衬砌壁后注浆正水技术[J].山西建筑,2005,31

(7):1222124.

[2]吴　坤.浅议隧道塌方的预防与处理[J].山西建筑,2005,31

(8):1322133.

扩散半径小于0.3的,采用将邻近的无孔钢管改为钢花管注浆进

行补强。

R=

QπLnαβ。

式中:Q———单孔注浆量;

R———浆液扩散半径;

L———注浆段长度;

n———地层空隙率,根据地质情况不同,n值不同;

α———有效注浆系数,取0.9～0.95;β———浆液损耗系数,取1.1～1.15。

3　结语

通过进洞50m布置的3个断面开挖后的变形观测情况显

Constructiontechniqueofbigpipeshedinhighwaytunnel

ZHANGHai2tao

Abstract:Combinedwithgeneralconditionandgeologicconditionofconstruction,theauthorintroducestheconstructiontechniqueof40mbigpipeshedleadsupport,andillustratesthecontrolmeasuresforitsmainconstructiontechniquesfrommaintechnicalparametersofbigpipeshedconstruction,archreinforcementconstruction,buildingofdrillingmachineplatformandinstallationofdrillingmachine,pore2drilling,pore2cleaningandsettingofsteelpipes,whichtoofferareferenceforsimilarconstruction.

Keywords:highwaytunnel,bigpipeshed,constructiontechnology,groutingreinforcementtechnique

收稿日期:2006210218

作者简介:帅玉兵(19722),男,工程师,中铁隧道集团北京中铁隧建筑有限公司,北京　100022