浅谈隧道超前长管棚支护施工技术
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摘要：文章针对隧道超前长管棚支护施工技术，概述了超前长管棚支护施工原理，并分别在施工准备、导向墙施工、钻孔以及注浆等几方面，论述了超前长管棚施工技术原理以及注意事项。
关键词：隧道支护;超前长管棚;隧道施工
1超前长管棚施工技术概述
隧道超前长管棚施工工艺即在隧道洞口的隧道拱顶前沿沿着隧道轮廓线外钻设水平孔，然后进行注浆对围岩进行固结，对隧道拱顶形成棚架保护环，以确保隧道施工开挖的安全顺利进行。隧道超前长管棚施工技术的特点主要有以下几方面：通过大管棚支护施工，可以在隧道内部形成围绕隧洞轮廓的壳状结构，形成梁拱效应，为前方围岩以及后方围岩提供支撑点;管棚支护施工中注浆浆液经过管壁孔压进入隧道围岩裂隙之中，因此能够通过浆液的胶结以及固结作用，改善软弱围岩的物理力学性质，可以提高隧道岩体的承受能力。
2工程项目概况
以某隧道为例：隧道全长593m，隧道进口里程为DK23+602，隧线分界里程为DK23+602，出口里程为DK24+195，隧线分界里程为DK24+195。隧道为设计时速120km客货共线双线隧道，隧道内间距为4.0m-4.145m。隧道主要穿越地层为熔结凝灰岩：全风化，灰黄色、浅黄色、灰白色，呈土状，地层厚约0.9-6.6m，对于岩土施工工程分级为V级地段，预支护措施设计为超前长管棚施工方案。
3管棚支护施工技术实施方案
3.1施工准备工作
（1）现场布置。施工现场的布置主要是对管棚支护施工区域的场地进行合理的布置，完成隧道进洞口边、仰坡的开挖以及防护工程的施工，对隧道施工洞口的地质情况以及偏压情况进行初步掌握，并完成地面的平整以及夯实施工。（2）施工组织准备工作。施工技术准备工作则是按照隧道施工图纸和有关勘测资料，对交付使用的隧道轴线桩、平面控制三角网基点桩及高程控制的水准基桩等，进行详细的测量检测和核对，同时完成洞口水准点的引设，针对施工技术班组做好技术交底工作。
3.2导向墙施工
导向墙施工的主要目的是作为管棚支护施工的导向以及固定设施，在进行施工时首先应该通过测量放样明确导向墙的具体位置。并在导向墙的拱脚外填筑浆砌片石等方式为导向墙施工提供坚实的基础，一般需要控制套拱基础设计要求基底地基承载力不小于0.3MPa。
3.3大管棚钻孔施工
（1）钻机配置与就位。对于大管棚支护施工，钻机的扭矩、破碎孤石的能力以及冲击力必须满足工程施工要求。对于钻机平台，必须要确保着实地，连接要牢固、稳定，以免在钻孔过程中出现不均匀沉降、摆动或者是位移等影响钻孔质量的问题。（2）钻孔施工作业。大管棚应该严格按照设计位置进行施工作业，钻孔顺序按照高孔位向低孔位进行，先施工有孔钢管之后施工无孔钢管，将无孔钢管作为检查管以检查注浆质量。（3）钻孔过程中的质量控制措施。在钻孔施工作业前，應该先喷涂一层厚度在15cm左右的混凝土作为止浆墙，以免后期压力注浆过程中出现漏浆或者是坍塌等问题。在钻孔施工作业过程中，应该及时的检查钻机作业情况是否正常，当钻孔至砂层或者是易塌孔位置时，应该采取泥浆护壁继续钻进，如果钻进实在困难，可以采取跟管钻进的方式作业。（4）清孔以及验孔。采用岩芯钻杆配合钻头来回进行扫孔，进而清除浮渣至孔底，然后采取高压风的方式从孔底位置向孔口清理钻渣，以免堵孔。清孔完成后应该对孔位偏差进行检查，管棚钻孔允许偏差控制范围为：方向角1°、孔口距±50mm、孔深±50mm。（5）大管棚的钢管安装。长管棚棚管的顶进可以采取大孔引导以及棚管机钻进结合施工的工艺方式，首先将锥尖钢管顶人钻孔之内，然后采用丝扣连接的方式逐根进行连接直到孔底。待管棚安装施工结束之后，应该及时的封堵钢管与孔壁之间的空隙，并连接好压浆管。
3.4大管棚注浆施工
（1）岩面处理。在大管棚注浆施工作业前，首先应该向隧道开挖工作面、拱圈以及钻孔孔口周围的岩面喷射强度不低于C25的混凝土，以免注浆过程中出现岩面缝隙漏浆的问题。
（2）注浆材料的选择。注浆材料应选择固化收缩小、浆液与混凝土以及围岩凝结力强、流动性好可灌性高的浆液作为注浆材料，要确保注浆后的固结体具有较好抗渗性能、稳定性能以及耐久性能，本项目中采用普通水泥一水玻璃双液浆作为注浆材料。
（3）注浆施工阶段的工艺控制。在注浆施工作业之前，应该提前进行水泵试泵以及注水试验，拌合后准备注浆的浆液必须通过晒网过滤方可进入注浆机。在注浆施工过程中应该及时的根据注浆浆液的扩散情况、注浆量、注浆压力等参数对注浆材料以及配比进行调整。对于单根钢管的注浆量，可以按照以下公式进行计算：
（4）在完成注浆之后，可以通过敲击钢管的方式判断浆液是否填充满钢管，如果响声清脆表明未充分填充，可以采取补充砂浆填充处理，同时在隧道开挖施工过程中.应该及时的观察岩壁面，要确保钢管周围20cm范围岩隙基本充填密实。
4结语
超前长管棚支护对于地质条件较差、浅埋偏压、塌方体以及断裂破碎带的隧道工程项目施工特别具有适用性而且由于不需要大型的施工机具设备，工艺技术成熟可靠，因此技术经济性能非常好。在铁路隧道管棚支护施工作业过程中，应该结合施工区域的地质条件以及作业规模，合理的制定管棚支护施工作业方案，同时强化施工过程中的动态监控测量，以控制地表下沉，避免围岩坍塌问题的发生，确保隧道开挖作业的顺利推进。
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