维普资讯 http://www.cqvip.com ・． 隧道／地下工程・ 长大管棚在马垭口公路隧道浅埋段施工中的应用 岳雪明 （中铁隧道集团二处有限公司，河北燕郊０６５２０１） 摘 要：介绍巫奉高速公路Ａ１５合同段马垭口隧道４０ ｍ长大 管棚超前支护的施工技术，包括技术参数确定、施工工艺、进度 情况、质量控制等。实践证明，长大管棚超前支护技术在浅埋、 避免隧道施工中的交叉、平行施工干扰，使隧道开挖、 支护施工更加有序，无形中加快了施工进度。③有止 水作用，大管棚注双液浆能够阻止周边围岩裂隙水渗 软岩、黄土等不良地质隧道施工中具有非常重要的意义。 关键词：公路隧道；长大管棚；施工技术；参数确定；质量控制 中图分类号：Ｕ４５５ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００４—２９５４（２００７）０６—０ｌ１２—０２ １ 工程概况 （１）马垭口隧道设计为上下行分离式４车道高速 公路隧道，隧道左线长２ ４６８ ｍ，右线长２ ５６５ ｍ。全隧 道按新奥法设计和施工，左右线进出口均为Ｖ级围岩， 浅埋段最薄覆盖层只有几米，地层岩性为强风化泥质 粉砂岩、粉砂质泥岩，裂隙发育；顶板为残坡积层，风化 破碎，发育具块状镶嵌结构，局部呈散体结构，围岩强 度较低，洞顶坍落、冒顶可能性较大，需采取相应的的 强支护措施。隧道开挖断面较大，Ｖ级围岩为８５ ｍ ， 洞内拱部轮廓设计为半圆形，初期支护采用间距５０ ｃｍ的工字钢钢架全圆闭合支撑，锚一网一喷２６ ｃｍ混凝 土。为保证隧道施工安全，通过方案比选确定采用超 前大管棚作为进洞的辅助施工措施。大管棚洞口立 面、纵面布置见图１。 ４，１ｏ８×６ｍｍ 无缝钢管 （ａ）洞口长管棚立面 （ｂ）长管棚纵面 图１ 大管棚洞口布置（单位：ｃｍ） （２）同其他辅助施工措施（如超前小导管、超前锚 杆）相比，大管棚超前支护具有明显的优势，主要体现 在以下几个方面。 ①安全系数高，大管棚注浆后，固结围岩，在隧道 开挖轮廓线以外形成一圈封闭高强度刚体，能够有效 减少围岩以及地表沉降，防止隧道塌方。②施工进度 能够得到保证，大管棚在隧道开挖前施工，系统性强， 收稿日期：２００７一Ｏ１—２２；修回日期：２００７—０３—２０ 作者简介：岳雪明（１９７４一），男，１９９６年毕业于西南交通大学。 １１２ 入隧道开挖轮廓线以内，隧道开挖支护施工安全、质量 均得到有力的保证。④有效控制成本，在软岩、破碎带 隧道开挖施工中管棚技术能够有效控制超欠挖，节约 了因超欠挖造成的成本损失。 （３）大管棚主要工艺是：沿隧道衬砌外缘一定距 离打入一排纵向钢花管，并且在插入钢管后，再往管内 注浆以固结软弱围岩、充填钢管与孑Ｌ壁之间的空隙，使 管棚与围岩固结紧密，以提高钢管的强度。开挖后架 设拱形钢架支撑，形成牢固的棚状支护结构。 ２主要施工工艺 ２．１ 管棚参数 （１）钢管布设在圆心角为１５０。的隧道拱部； （２）管心之间间距为５０ ｃｍ； （３）仰角１。（不包括线路纵坡）； （４）管棚长度为４０ ｍ，热轧无缝钢管４，１ｏ８ ｍｍ，壁 厚６ ｍｍ，节长３、６ ｍ； （５）孑Ｌ口套管为无缝钢管４，１２７ ｍｍ，壁厚６ ｍｍ，节 长２ ｍ。 ２．２工艺说明 管棚施工主要工序有开挖支护明洞边坡、仰坡；施 作套拱；搭钻孑Ｌ平台、安装钻机；钻孑Ｌ；清孑Ｌ、验孑Ｌ；安装 管棚钢管；注浆。工序技术要求高，工艺复杂。 ２．２．１ 明洞边坡、仰坡开挖支护 （１）明洞段开挖应在洞顶截水沟施工完成后进 行，应尽量避开雨季施工。 （２）边仰坡防护应与明洞开挖同步进行，及时施 工明洞边坡的锚杆、挂设钢筋网、喷射｝昆凝土及时封闭 坡面。 （３）对边仰坡地表渗水要及时引到坡面外，加强 对坡面的防护。 ２．２．２ 施做套拱 （１）混凝土套拱作为长管棚的导向墙，套拱在明 洞外廓线以外施作，套拱内埋设４榀工字钢支撑，钢支 撑与管棚孑Ｌ口管焊成整体。 （２）孑Ｌ口管作为管棚的导向管，它安设的平面位 置、倾角、外插角的准确度直接影响管棚的质量。用经 铁道标准设计ＲＡＩＬＷＡＹ ＳＴＡＮＤＡＲＤ ＤＥＳＩＧＮ ２００７（６） 维普资讯 http://www.cqvip.com 岳雪明一长大管棚在马垭口公路隧道浅埋段施工中的应用 ・隧道／地下工程・ 纬仪以坐标法在工字钢架上定出其平面位置，用水准 尺配合坡度板设定孔口管的倾角，用前后差距法设定 孔口管的外插角。孔口管应牢固焊接在工字钢上，防 止浇筑混凝土时产生位移。 ２．２．３搭钻孔平台安装钻机 （１）钻机平台可用枕木或钢管脚手架搭设，平台应 一２．２．７注浆 （１）采用隔孔注浆，安装好有孔钢花管后即对孔 内注浆，注浆后再施工无孔钢管，无孔钢管可以作为检 查管检查注浆质量，浆液扩散半径不小于０．５ ｍ。 （２）注浆参数：水泥与水玻璃质量比为１：０．０５；水 泥浆水灰比１：１；水玻璃浓度３５ Ｂｅ ；水玻璃模数２．４。 （３）采用双液液压注浆机将浆液注入管棚钢管 次性搭好，钻孔由２台钻机由高孔位向低孔位对称进 行，可缩短移动钻机与搭设平台时间，便于钻机定位。 （２）平台支撑要着实地，连接要牢固、稳定。防止 在施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移等影响钻孔 质量。 （３）钻机定位：钻机要求与已设定好的孔口管方 向平行，必须精确核定钻机位置。用经纬仪、挂线、钻 杆导向相结合的方法，反复调整，确保钻机钻杆轴线与 孔口管轴线相吻合。 ２．２．４钻孔 （１）为了便于安装钢管，钻头直径采用 １１５ ｍｍ。 （２）岩质较好的可以一次成孔，钻进时产生坍孔、 卡钻，需补注浆后再钻进。 （３）钻机开钻时，可低速低压，待成孔１．０ ｍ后可 根据地质情况逐渐调整钻速及风压。 （４）钻进过程中经常用测斜仪测定其位置，并根 据钻机钻进的现象及时判断成孔质量，及时处理钻进 过程中出现的事故。 （５）钻进过程中确保动力器，扶正器、合金钻头按 同心圆钻进。 （６）认真做好钻进过程的原始记录，及时对孔口 岩屑进行地质判断、描述，作为开挖洞身的地质预探预 报及指导洞身开挖的依据。 ２．２．５ 清孔验孔 （１）用地质岩芯钻杆配合钻头进行来回扫孔，清 除浮碴至孔底，确保孔径、孔深符合要求，防止堵孔。 （２）用高压气从孔底向孔口清理钻碴。 （３）用经纬仪、测斜仪等检测孔深，倾角，外插角。 ２．２．６安装管棚钢管 （１）钢管应在专用的管床上加工好丝扣，棚管四 周钻 ８出浆孔（靠工作面４．５ ｍ的棚管不钻孔）；管 头焊成圆锥形，便于入孔。 （２）棚管顶进采用大孔引导和棚管机钻进相结合 的工艺，即先钻大于棚管直径的引导孔（ １１５ ｍｍ），然 后可用１０ ｔ以上卷扬机配合滑轮组反压顶进；也可利 用钻机的冲击力和推力低速顶进钢管。 （３）接长钢管应满足受力要求，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％，相 邻钢管接头至少错开１ ｍ，纵向两组管棚搭接接头不 小于３ ｍ。 铁道标准设计ＲＡＩＬＷＡＹ ＳＴＡＮＤＡＲＤ ＤＥＳＩＧＮ ２００７（６） 内，初压０．５～１．０ ＭＰａ，终压２ ＭＰａ，持压１５ ｍｉｎ后停 止注浆。注浆量一般按浆液扩散半径及浆液填充率计 算；若注浆量超限，未达到压力要求，应调整浆液浓度 继续注浆，直至符合注浆质量标准，确保钻孔周围岩体 与钢管周围孔隙均为浆液充填，方可终止注浆。 （４）注浆结束后及时清除管内浆液，并用Ｍ３０水 泥砂浆充填，增强管棚的刚度和强度。 ３进度情况 钻机就位、加固：每吨钢管４７ ｈ； 钻进：每吨钢管９５ ｈ； 扫孔、每吨顶管：钢管１１ ｈ； 注浆：每吨钢管５５ ｈ。 ４质量控制 （１）钻孔前，精确测定孔的平面位置、倾角、外插 角，并对每个孔进行编号。 （２）钻孔仰角的确定应视钻孔深度及钻杆强度而 定，一般控制在１。～１．５。，钻机最大下沉量及左右偏 移量为钢管长度的１％左右，并控制在２０～３０ ｃｍ。 （３）严格控制钻孔平面位置，管棚不得侵入隧道 开挖线内，相邻的钢管不得相撞和立交。 （４）经常量测孔的斜度，发现误差超限及时纠正， 至终孔仍超限者应封孔、注浆，原位重钻。 （５）掌握好开钻与正常钻进的压力和速度，防止 断杆、卡钻。 （６）在遇到松散的堆积层和破碎地质时，在钻进 中可以考虑增加套管护壁，确保钻机顺利钻进和钢管 顺利顶进。 ５ 结语 （１）对于隧道洞口的软弱破碎围岩地段、浅埋地 段、黄土等不良地质采用长大管棚施工工艺，提前发挥 超前支护作用，增加了施工安全度，提高隧道的长期稳 定性，具有显著的经济效益和社会效益。 （２）在管棚支护下施工，可极大程度地减少地表 下沉和防止围岩坍塌，保证隧道施工安全。 （３）管棚钻孔可作为地质预探、预报，地质资料可 为洞身开挖提供参考。 １１３ 维普资讯 http://www.cqvip.com ・隧道／地下工程・ 单线铁路隧道施工抗干扰措施 杨建军 （呼伦贝尔两伊铁路有限责任公司，内蒙古呼伦贝尔摘 要：介绍单线铁路隧道采取施工抗干扰技术解决施工中工 ０２１０００） 沟施工、仰拱（铺底）施工、二次衬砌、电缆槽施工等。 根据各工序施工的先后顺序及施工作业位置不同，以 隧道开挖支护的一个循环为限来界定其他工序的施 工，将隧道内各工序按作业区间的不同划分为５个区， 由内向外排列，并对各工序的作业区间进行规划，如图 １所示，图中作业区间是指到工作面的距离。 序间的相互干扰问题，使工序控制更加科学合理，有效地加快 工程进度。 关键词：铁路隧道；单线隧道；施工；抗干扰措施 中图分类号：Ｕ４５５ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００４—２９５４（２００７）０６一Ｏ１１４—０２ 单线铁路隧道断面狭小，所有工序的施工都固定在 洞内这一狭长空间内进行，工序之间相互交叉干扰，如 开挖支护区 作业区间：０ ３０ｍ 中心水沟区 作业区间：３Ｏ一７０ｍ 不进行科学合理的安排，易造成工序混乱，同时也很难 实现多工序的同时施工。在两伊线哈布特盖隧道施工 中，通过对隧道施工所有工序进行区段划分，绘制工序 流程图，采取多项抗干扰措施，减小了工序间的干扰，实 现多工序同时展开的流水作业方式，加快了工程进度。 １ 工程概况 仰拱铺底区 作业区间：７０—１００ｉｎ 二次衬砌区 作业区间：１００—１２０ｉｎ 电缆槽及收尾清理区 作业区间：１２０ｉｎ 洞口 图１ 隧道施工工序划分示意 两伊线哈布特盖隧道位于内蒙古呼伦贝尔市境 各施工工序遵循“先内后外”的施工作业原则，即 内部工序优先于外部工序，外部工序对内部造成无法 消除的干扰时，必须先满足内部工序的施工，如洞内需 进行出碴施工时，对其造成干扰的各项施工（如中心 水沟、仰拱）将不得进行。 ３施工抗干扰技术 在确定了工序流程和施工原则后，各工序之间仍 存在着相互干扰，须采取一定的抗干扰技术予以消除。 ３．１ 开挖支护区施工 内，为单线铁路隧道，全长３ ５６４ ｍ。受当地冬季严寒 气候影响，隧道排水系统设计为深埋式中心水沟。为 满足冬季排水要求，中心水沟须和隧道开挖同步施工。 本隧道出口段地质条件较差，Ｖ级围岩长达１ １５９ ｍ， 为粉质黏土层，遇水成泥状，因此要求仰拱超前于拱墙 二衬施工。中心水沟和仰拱的施工将阻断洞内外的材 料运输和出碴通道，给其他工序施工造成严重干扰，因 此工序安排是否合理直接关系到隧道的施工质量和施 工进度。在施工中通过对各工序施工相互干扰的因素 进行分析，采取必要的施工抗干扰技术，有效地消除了 （１）施工干扰因素 工序间的干扰问题，使工程质量和进度得到了保障。 ２ 工序流程 支护施工期间需由洞外不断运输材料，在此期间 外区无法进行中心水沟或仰拱的施工。 （２）采取措施 隧道的主要施工工序有钻爆、出碴、支护、中心水 一计算每次支护的材料用量，在出碴结束后由洞外 次性运至洞内作业区，其中喷射用混凝土在洞外进 收稿日期：２００７一Ｏ３—２２ 作者简介：杨建军（１９６６一），男，工程师，２００４年毕业于北方交通大学 铁道工程专业。 行干料拌和，使用前采用两台小型立式搅拌机现场湿 式拌和。施工期间一些零星的不可预见的小型材料或 机具采用人工搬运。 （４）管棚施工工艺的采用，对隧道施工技术的完 善有积极的意义。 参考文献： 【１】 ＪＴＧＤ７０－－２００４，公路隧道设计规范【ｓ】． 【２】 ＴＬＥＪＧＦ—９３—２７，岩溶隧道管棚支护工法【ｚ】． １１４ 【３】 陈炳祥．岩溶隧道施工技术研究与应用【Ｊ】．铁道标准设计，２００４ （８）． 【４】 张旭东．岩溶隧道帷幕注浆施工技术标准的探讨【Ｊ】．铁道标准设 计，２００５（１）． 铁道标准设计ＲＡＩＬＷＡＹ ＳＴＡＮＤＡＲＤ ＤＥＳＩＧＮ ２００７（６）