管棚在隧道巖溶地層的應用

1、<p>　　管棚在隧道巖溶地層的應用</p><p>　　【摘要】：介紹了觀音嶺隧道采用管棚超前技術，結合帷幕注漿技術固結巖溶地質(zhì)區(qū)段，注漿固結完成后再開挖掘進，使隧道安全貫通的方案?？偨Y了成功經(jīng)驗和體會，便于同類地質(zhì)工程借鑒。 </p><p>　　【關鍵詞】：隧道、巖溶、管棚、注漿 </p><p>　　中圖分類號：U45 文獻標識碼：A 文章編號：

2、</p><p><b>　　一、工程概況 </b></p><p>　　觀音嶺隧道位于藍山縣嶺腳村境內(nèi)，平面呈曲線形展布，隧道永洲端與舜水河大橋相連，省界端與萬年橋段路基連接。觀音嶺隧道左線長3133m,右線長3103m,左右線平均長3118m，屬特長隧道。 </p><p>　　隧址區(qū)屬中低山地貌，地形起伏較大。隧道范圍內(nèi)中線高程為328.

3、0～668.5m,最大高差約340.5m,山體自然坡度為20～45°，山坡處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。隧址區(qū)出露的地層主要有第四系坡積（Qpd1）亞粘土、碎石、塊石及泥盆系中統(tǒng)棋子橋組（D2p）砂巖、泥灰?guī)r，泥盆系中統(tǒng)跳馬澗組（D2t）砂巖及寒武系上統(tǒng)（∈3）砂巖、板巖。隧址位于藍山向斜之西翼，向斜軸向近乎南北向，出露的巖層主要有寒武系上統(tǒng)砂巖夾板巖和泥盆系中統(tǒng)跳馬澗組砂巖、泥盆系中統(tǒng)棋子橋組灰?guī)r、炭質(zhì)灰?guī)r和泥灰?guī)r。 </p>

4、;<p>　　觀音嶺隧道左線進口端上臺階掌子面掘進至ZK129+935，出口端上臺階掌子面到ZK129+951.5，剩余16.5m未貫通。此段巖溶構造極其發(fā)育，隧道前方和頂部通過超前地質(zhì)預報和超前鉆孔探明溶腔填充物為粘土和流沙并夾雜部分塊石，賦水豐富，隧道埋深約45m，為殘積層無自穩(wěn)能力，隧道貫通的難度和安全風險突增。 </p><p><b>　　二、施工方案 </b><

5、;/p><p>　　管棚支護是隧洞通過軟弱破碎巖體、流塑狀粘土、巖溶充填流泥、流沙等不良地段開挖時的超前支護。為避免該段誘發(fā)大規(guī)模坍方，確保隧道順利貫通采用管棚安全通過：因溶腔主要位于隧道洞頂100°范圍處，先采用φ89*6mm鋼管進行隧頂帷幕注漿，注漿完成后再采用φ108*6mm管棚通過施工。具體如下： </p><p>　　1、施作帷幕注漿：考慮打孔、下管難度，分別從進出口兩端掌

6、子面進行帷幕注漿，帷幕注漿方案如下：a、ZK129+915~ZK129+971.5段地表埋設監(jiān)控點，每日進行地表沉降為位移監(jiān)測；b、帷幕注漿采用φ89*6mm鋼花管，呈放射狀布置。在拱部外周邊4m范圍形成加固圈，鋼管環(huán)距1m（布置見示意圖）。注漿管1#孔完成再打2#孔，每打好一孔后下管并完成注漿，不得打多孔后再注漿；c、帷幕注漿范圍為拱部150°范圍。d、帷幕注漿漿液采用水灰比1:1-1:1.5水泥漿，要求注漿壓力2MPa。

7、</p><p>　　帷幕注漿完成后，亦從兩端掌子面施作洞內(nèi)管棚，管棚方案如下：a、 </p><p>　　管棚采用φ108*6mm鋼花管，因考慮到管棚在土石夾雜區(qū)段成孔困難，極易塌孔，采用管棚在隧道掌子面兩端對打各長12m，搭接長度不小于4m。b、管棚鋼管環(huán)向間距30cm，拱部120°范圍布設；c、管棚的導向墻施工：設I20a工字鋼3榀，布設φ135*6mm導向管，導向墻現(xiàn)場用

8、C25噴射混凝土，導向墻長2m厚50cm。 </p><p><b>　　三、管棚施工工藝 </b></p><p>　　該管棚施工的順序為：導向墻導向管制作施工→測量布點孔位→鉆機就位調(diào)整→鉆孔后頂入無縫鋼花管→清孔→在鋼管內(nèi)安放鋼筋籠→ 壓力注入水泥漿。 </p><p>　　管棚施工工藝要求：a、機械設備：鉆機采用地質(zhì)鉆機XY—28—30

9、0電動鉆機，注漿機采用BW—250/50型注漿泵。b、應先對鉆機進行定位，調(diào)整好鉆桿的角度和方向，按導向管引導方向開鉆，測量員隨時檢查，保證管棚孔洞的角度和方向, 外插角為1°～２°， 管棚鋼管偏離設計位置不得大于20cm；c、對鉆孔依次編號，奇數(shù)鉆孔先開鉆，禁止依次逐個鉆孔，鉆孔完成后用高壓風及時清孔，送入Φ108鋼管，待奇數(shù)鋼管安裝完成后再對偶數(shù)鉆孔進行開鉆；d、Φ108鋼管上按梅花形間距10cm鉆Φ6～8mm小

10、空，壓注水泥漿，注漿初壓為0.5～1MPa；終壓2～2.5Mpa；由于管棚段通過為巖溶區(qū)段，在對管棚注漿時應邊送管邊注漿，安裝好1根管棚后注漿完成后再進行其它管棚的鉆孔施工。 </p><p>　　四、施工質(zhì)量保證措、施安全措施 </p><p>　　質(zhì)量措施：a、管棚允許偏差：鉆孔的外插角誤差為±1%；b、管棚的鋼管連接絲扣長度不小于150㎜；c、棚不得侵入開挖線以內(nèi)。相臨的鋼

11、管不得相撞；d、管注漿質(zhì)量：單孔注漿的最終壓力應不小于2Mpa。 </p><p>　　安全措施：a、每日整理地表監(jiān)控點量測資料，及時將數(shù)據(jù)整理匯總給現(xiàn)場技術負責人；b、管棚鉆孔過程中記錄施工資料，并記錄鉆孔時地質(zhì)資料及時整理，為安全施工提拱依據(jù)；c、在鉆孔作業(yè)中，要采取措施防止突泥突水，如有發(fā)生應立即停鉆、通過增加輔助孔注漿后再繼續(xù)鉆孔； d、掌握和控制好開孔與正常鉆進的速度，防止鉆桿斷損，鉆孔中發(fā)生卡鉆、掉鉆

12、、孔斜、坍孔等故障，要積極采取對策，盡快組織處理，搶修、防止人身事故，防止廢孔與損傷鉆機; e、所有從事鉆孔注漿作業(yè)人員必須聽從管棚隊長統(tǒng)一指揮,隊長有權處理鉆孔現(xiàn)場發(fā)生的緊急事宜，直至停鉆和撤離施工人員。 </p><p>　　結束語：隧道在石灰?guī)r形成的溶蝕區(qū)段中通過，極易發(fā)生塌方、突泥、突水，該方案通過拱頂帷幕注漿和管棚安全通過了溶腔。根據(jù)現(xiàn)場驗證情況，該特殊地段采用兩種鋼管采用不同角度注漿，漿液滲透填充密實

13、，溶腔原流沙和突泥固結后較穩(wěn)定，安全性較好。但洞內(nèi)施工管棚受隧道空間影響，局部鋼管打設角度誤差較大，在施工管棚前應提前擴大調(diào)整隧道凈空保證鉆孔角度。 </p><p>　　參考文獻：1、2009-04-23水工建筑物水泥灌漿施工技術規(guī)范主編單位：中國水利水電基礎工程 </p><p>　　2、JTJ 042-94《公路隧道施工技術規(guī)范》 人民交通出版社出版 </p><