摘要：闡述了某水工隧洞超長大管棚的施工，通過對監控量測結果進行分析，總結了超前預支護技術在通過軟弱圍巖時的作用，并對此施工方法作出了效果評價。

　　關鍵詞：隧洞;大管棚超前支護;施工;效果評價

　　Abstract: this paper describes a hydraulic tunnel construction of the tent for bassoon and long, through monitoring and surveying results of analysis, summarizes the advance technology in advance through when soft wall rock, and the effect of construction method to make the effect assessment.

　　Keywords: tunnel; For bassoon and advance tent support; The construction; Effect evaluation

　　中圖分類號：TV672+.1 文獻標識碼：A 文章編號：

　　1、工程簡介

　　本工程隧洞長3.8公里，洞寬5.2米，洞高4.8米，隧洞供水設計流量20.0m3/s。某段洞身位于全風化巖石或殘積砂質粘性土中，全風化巖石或殘積砂質粘性土局部含有孤石。隧洞位于地下水位以下，全風化巖石或殘積砂質粘性土在飽水狀態下易軟化，應采取相應的排、疏水措施。本段圍巖等級為Ⅴ級，需采用地表錨桿、地表注漿等預防加固措施，洞口段采用超前大管棚支護。

　　2、大管棚超前支護施工設計

　　2.1、注漿機理

　　本工程采用滲透注漿及壓密注漿。

　　2.2、施工參數選擇

　　2.2.1大管棚設計

　　大管棚采用φ108mm，壁厚6mm的熱軋無縫鋼管，節長分別為3m、6m。管棚環向間距拱部為30cm，墻部為50cm。外插角3°～ 5° 。有孔、無孔鋼管交叉布設。有孔鋼管布設注漿完畢后再布設無孔鋼管。有孔鋼管上注漿孔孔徑12mm，孔間距20cm，梅花型布置，尾部50cm范圍內不鉆孔作為止漿段。

　　2.2.2 注漿參數設計

　　① 注漿材料及配合比：注漿漿液采用水泥漿，水泥采用32.5(R)普通硅酸鹽水泥，水泥漿液水灰比為0.8:1～1:1;

　　② 注漿壓力：2.0～3.0MPa;

　　③ 漿液擴散半徑：不小于0.5m;

　　④ 單根鋼管注漿量：Q=π×r2×L+π×R2×L×η×α×β

　　式中：r為鋼管半徑，L為鋼管總長度，考慮與鉆機連接，取29m;R為漿液擴散半徑，取0.5m;η為地層孔隙率，堆積體經測試η為12%;α為漿液有效充填率，取0.9;β為漿液損耗系數，取1.15。經計算，單根鋼管注漿量Q=3.09 m3。

　　2.3、施工注意事項

　　① 管棚為超前預支護，應在隧洞開挖前完成。

　　② 管棚需按設計位置施工，注意運用測斜儀進行鉆孔偏斜度測量，嚴格控制管棚打設方向，并作好每個鉆孔地質記錄。

　　③為保證管棚支護效果，盡量減小滾碰的外插角，可在型鋼鋼架腹板開孔以穿管棚。

　　④管棚施工時，應對鋼管主要材料進行材質檢驗。

　　⑤選用鉆機首先應適合鉆孔深度及孔徑要求，鉆機要求平穩靈活，能在水平方向360º范圍內鉆孔，施鉆時應有導向架。

　　⑥施工期間應遵守施工技術安全規則和鉆眼注漿作業操作規則。

　　⑦管棚施工地段，應根據有關規定，加強控制測量，以保證施工安全。

　　3、大管棚的施工及相關的技術要求

　　大管棚簡要的施工工藝流程如圖：

　　3.1、施工前的準備工作

　　3.1.1疏排水源

　　疏導洞身附近的水源，建立枝狀排水系統，使地表水盡快順暢地排出洞口不穩定范圍。

　　3.1.2導向墻施作

　　導向墻對于控制鋼管的鉆孔方向至關重要,同時也可兼作止漿墻。導向墻采用C20混凝土，截面尺寸為100×100cm,為保證長管棚的施工精度，導向墻內設Ⅰ16的工字鋼架,鋼架外沿設Φ140mm壁厚5mm的導向鋼管,鋼管與鋼架焊接。

　　3.1.3鋼花管制作

　　鋼花管按照設計要求制作，管頭加工成錐形以便送入，為確保接頭質量，以長15cm的絲扣連接，或在端頭連接處采用一根長1.0m的Φ100鋼管，伸入Φ108鋼管中40cm，在端部用電焊將管之間焊縫焊滿，剩余60cm用作送入前一根鋼管的尾部，并用電焊焊滿，起連接和導向的作用。為防止漿液倒流，每根管棚尾部均焊接有止漿板，止漿板采用2cm厚鋼板制作，中間鉆有Φ20帶羅紋的眼，以備注漿時用。

　　3.2、 管棚施工

　　3.2.1 測量放樣及鉆機定位

　　測量放樣出隧洞設計輪廓線并按40cm的間距標出管棚的位置。將鉆機移動并定位至標定位置。

　　3.2.2 鉆孔

　　使用頂驅液動錘按設計角度，把套管與鉆桿同時同步沖擊回轉鉆入巖土層內至設計角度。套管與鉆具同時跟進，產生護孔功能，避免內鉆桿在提出孔后產生塌孔或涌水事故，提供臨時護孔，方便往孔內插管注漿。鉆孔要求精度高，終孔位置準確，各開孔的孔眼與終孔的孔眼落在同一周界面上，避免產生較大的偏差和變形。同時要確保鉆孔的同軸度，以避免管棚送入時受卡。

　　3.2.3清孔

　　鉆孔完結后，先把套管內孔注水清洗潔凈后，才把鉆桿取出。套管仍保留在孔內供護孔作用。

　　3.2.4頂進鋼管棚

　　按設計要求把加工好的鋼花管頂入套管內，接頭采用15cm長的厚壁管箍，上滿絲扣;并把鋼管輕輕打入巖土地內，固定鋼管不易滑出孔口。鋼管插進完畢后，取出套管。套管取出時，冒落的巖土會于孔內壓緊鋼管。鋼管口與孔口四周用水泥漿密封。

　　3.2.5再次清孔并插入鋼筋籠

　　再次清孔并將鋼筋籠插入鋼花管內，使之與鋼花管成為一體。

　　3.3、管棚注漿

　　3.3.1施工工藝

　　① 注漿前先檢查管路和機械狀況，確認正常后做壓漿實驗，確定合理的注漿參數，據以施工。

　　② 注漿過程中隨時檢查孔口、鄰孔、覆蓋層較薄部位有無串漿現象，如發生串漿，應立即停止注漿或采用間歇式注漿封堵串漿口，也可采用麻紗、木楔、快硬水泥砂漿或錨固劑封堵，直至不再串漿時再繼續注漿。注漿過程中壓力如突然升高，可能發生堵管，應停機檢查。

　　③ 注漿壓力達到2.5Mpa，并持壓5min以上，可停止注漿，并及時封堵注漿口。

　　④ 注漿過程應派專人負責，填寫《注漿記錄表》，記錄注漿時間、漿液消耗量及注漿壓力等數據，觀察壓力表值，監控連通裝置，避免因壓力猛增而發生異常情況。

　　3.3.3 待有孔鋼管已全部注漿完畢后，再進行無孔鋼管的鉆孔、安設。

　　3.3.4 注漿效果評定

　　① 對注漿加固區進行鉆孔取芯，觀察注漿充填情況。

　　② 在進行無孔鋼管鉆孔時觀察孔內涌水顏色及涌水量，水顏色如較澄清或夾帶水泥渣塊，涌水量小于0.4L/min，則注漿效果較好，如涌水為泥漿顏色或涌水量較大時，應補注或重注。

　　4、效果評價

　　對洞口注漿加固區進行鉆芯取樣，漿液的填充情況基本良好。對洞口段的收斂變形、拱頂下沉、邊坡位移、拱圈位移、接觸壓力、錨桿受力、鋼拱架及鋼筋應力等方面進行了全面的監測。監測結果表明：布設監測點的斷面基本處于穩定狀態，能夠滿足設計和規范要求。

　　5、結語

　　工程實踐證明，大管棚施工方法在本工程隧洞洞口開挖過程中的應用是成功的。大管棚工法有梁效應和固結效應，既能阻止松散土體的坍塌又能有效控制沉降，為隧道洞身的安全、順利進洞創造了條件。