淺談超前管棚注漿支護(hù)技術(shù)在復(fù)雜斷層帶隧道的應(yīng)用

楊永靖 劉 佳 陳 彪 陳林杰 金玉輝 噶桑扎西

（西藏交通發(fā)展集團(tuán)有限公司，西藏 拉薩850000）

隧道建設(shè)不可避免地設(shè)置在不良地質(zhì)地區(qū)，其中往往有復(fù)雜的，設(shè)置在復(fù)雜斷層帶的隧道。斷層帶附近的圍巖破碎，自我穩(wěn)定性差，但這里的隧道挖掘多引起斷層活性化，如果圍巖控制措施和設(shè)計(jì)不當(dāng)，施工方法不當(dāng)，容易誘發(fā)圍巖動(dòng)力災(zāi)害。在貫穿斷層的作業(yè)面的掘進(jìn)中，先行加固通常有地層改良法和超前預(yù)支護(hù)法，其中超前預(yù)支護(hù)法是在隧道挖掘前，沿著隧道的挖掘輪廓構(gòu)成預(yù)支護(hù)結(jié)構(gòu)，在預(yù)支護(hù)結(jié)構(gòu)的保護(hù)下進(jìn)行隧道挖掘的方法。超前管棚注漿支護(hù)技術(shù)就是其中之一，該技術(shù)已經(jīng)成功地應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外穿越復(fù)雜斷層帶隧道的施工案例中。

1 超前管棚注漿支護(hù)技術(shù)

1.1 設(shè)計(jì)方案。首先設(shè)置操作平臺(tái)，在指定段的隧道中設(shè)置土方操作平臺(tái)，在過渡段設(shè)置工字鋼拱，鋼外緣焊接引導(dǎo)鋼管。之后，在管棚設(shè)計(jì)中，使用配置在挖掘斷面拱門部120°范圍內(nèi)的注漿，可以根據(jù)施工中的鉆孔探測(cè)狀況進(jìn)行調(diào)整。單號(hào)管采用無縫鋼管制成鋼花管，在管口留有2m 左右的止?jié){段，環(huán)方向配置4 排注孔，縱孔沿孔壁配置為梅花形，雙號(hào)孔為熱軋無縫鋼管。管架分為每節(jié)6m，3m，6m，3 種規(guī)格，用套管直徑連接，在一端的連接部位用1 根銅管插入鋼管中。在端點(diǎn)處，使用電焊在管道之間進(jìn)行完全焊接，并將其余部分用作輸送到前一個(gè)鋼管的尾部，用焊接進(jìn)行完全焊接，以用作連接和引導(dǎo)。在管架的接頭和合金鉆頭之間采用變徑器連接。最后進(jìn)行注漿參數(shù)設(shè)計(jì)，由于涌水量較大，為加速漿液凝結(jié)。注漿采用水灰比1：1 水泥-水玻璃漿液，水泥漿與水玻璃質(zhì)量比：1：0.32-O.36,水玻璃濃度為35 波美度；水玻璃模數(shù)2.4，注漿壓力：0.5～2MPa，注漿壓力初壓0.5-1.0MPa，終壓2.0MPa。

1.2 施工工藝。采用跟管鉆進(jìn)施工方法，鉆孔順序由高孔位向低孔位進(jìn)行。用一臺(tái)電動(dòng)鉆機(jī)作業(yè)，開鉆上挑角度控制在3-5°之間。鉆孔平臺(tái)牢固，鉆機(jī)距掌子面，一般不超過2m。先鉆單號(hào)孔（鋼花管），待全部完后，再鉆雙號(hào)孔（鋼管）。鉆孔速度應(yīng)保持勻速，特別是鉆頭遇到夾砂土層、孤石時(shí)，控制鉆進(jìn)速度，避免發(fā)生夾鉆現(xiàn)象或鉆偏。鉆機(jī)開孔時(shí)，要低速低壓，待成孔1.0m 后，壓力可升至1.0MPa，遇軟質(zhì)圍巖或流塑狀粘土，改用低壓鉆進(jìn)。

噴孔成形后，開始向管架推入，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況使用鉆孔機(jī)或挖掘機(jī)進(jìn)行噴孔。注漿以間隔形式進(jìn)行，在其中隨時(shí)檢查孔，相鄰孔，其他斜面上是否有串聯(lián)現(xiàn)象，如果有串聯(lián)現(xiàn)象，立即停止注入，凝固錨劑，水泥砂漿等進(jìn)行封閉。通常，注射量是鉆頭缸的1.5 倍到2倍。當(dāng)注入量超過極限而達(dá)不到壓力要求時(shí)，應(yīng)該調(diào)整漿液濃度繼續(xù)注入。確保鉆孔周圍的巖石和鋼管周圍有足夠的間隙。

2 超前管棚注漿支護(hù)技術(shù)質(zhì)量監(jiān)督問題

2.1 質(zhì)量和安全檢查工作缺失。在復(fù)雜斷層帶中的超前管棚注漿支護(hù)技術(shù)應(yīng)用項(xiàng)目是復(fù)雜而繁瑣的任務(wù)。施工建設(shè)周期長(zhǎng)，施工量大，地形復(fù)雜的特點(diǎn)進(jìn)一步增加了超前管棚注漿支護(hù)技術(shù)質(zhì)量管理的難度。施工單位和項(xiàng)目負(fù)責(zé)人應(yīng)針對(duì)不同的施工項(xiàng)目和不同的施工階段，從施工前的設(shè)計(jì)和項(xiàng)目計(jì)劃，到施工過程中的安全，進(jìn)度，物料和合同的管理，最后到施工過程。超前管棚注漿支護(hù)技術(shù)的管理上，必須加強(qiáng)安全施工管理，確保超前管棚注漿支護(hù)技術(shù)安全施工。一些監(jiān)督單位的技術(shù)水平不到位，施工現(xiàn)場(chǎng)的管理不到位，不可能科學(xué)地處理超前管棚注漿支護(hù)技術(shù)的質(zhì)量。相應(yīng)的監(jiān)督管理工作不能發(fā)揮實(shí)際作用。施工過程中發(fā)生的影響質(zhì)量的隱患和影響因素?zé)o法控制，從而導(dǎo)致無法保證超前管棚注漿支護(hù)技術(shù)的質(zhì)量。一些施工企業(yè)的監(jiān)管部門徒勞無功，他們只是為應(yīng)付檢查而設(shè)立的臨時(shí)部門，根本無法發(fā)揮監(jiān)督作用。

2.2 施工企業(yè)管理方式落后。近年來，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大背景下，我國(guó)的超前管棚注漿支護(hù)技術(shù)發(fā)展迅速，施工規(guī)模和相關(guān)公司的規(guī)模也在不斷增加。但是，一些企業(yè)對(duì)項(xiàng)目施工單位的了解不足，質(zhì)量監(jiān)督管理體系不完善，導(dǎo)致施工質(zhì)量問題。沒有良好的質(zhì)量監(jiān)督和管理，影響到超前管棚注漿支護(hù)技術(shù)的優(yōu)質(zhì)施工的發(fā)展。我國(guó)超前管棚注漿支護(hù)技術(shù)的質(zhì)量管理存在許多缺陷，質(zhì)量和安全管理模型的科學(xué)性和可行性無法得到保證。在當(dāng)前的許多實(shí)際施工項(xiàng)目中，超前管棚注漿支護(hù)技術(shù)的監(jiān)管范圍非常有限，從而對(duì)施工項(xiàng)目單位產(chǎn)生了很大的影響。

2.3 施工的人員素質(zhì)問題。當(dāng)前，我國(guó)許多在復(fù)雜斷層帶中的超前管棚注漿支護(hù)技術(shù)項(xiàng)目建設(shè)存在著對(duì)施工單位的監(jiān)督工作的重要性認(rèn)識(shí)不足的問題。在某些施工單位中，部分技術(shù)主管專業(yè)素質(zhì)低，缺乏工業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，而忽視了技術(shù)主管的重要性，從而導(dǎo)致技術(shù)主管在整個(gè)施工階段無法履行職責(zé)。這些施工人員沒有一定的文化知識(shí)和專業(yè)素質(zhì)，合同意識(shí)和法律意識(shí)薄弱。他們對(duì)施工過程中的問題采取不積極的態(tài)度，他們的責(zé)任心和控制力相對(duì)較弱。

3 超前管棚注漿支護(hù)技術(shù)質(zhì)量管理的監(jiān)督策略

3.1 實(shí)行施工責(zé)任管理制度。在復(fù)雜斷層帶中的超前管棚注漿支護(hù)技術(shù)的項(xiàng)目施工中，需要嚴(yán)格的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)國(guó)家施工標(biāo)準(zhǔn)和法律法規(guī)進(jìn)行分析，以闡明施工項(xiàng)目建立的標(biāo)準(zhǔn)。負(fù)責(zé)超前管棚注漿支護(hù)技術(shù)的質(zhì)量管理，明確履行超前管棚注漿支護(hù)技術(shù)施工中所有參與者的管理職責(zé)，建立監(jiān)督制度，提高監(jiān)理的整體素質(zhì)，是切實(shí)可行的，使監(jiān)理能夠做到細(xì)致入微。施工細(xì)節(jié)科學(xué)判斷。及時(shí)處理標(biāo)準(zhǔn)化行業(yè)的進(jìn)展，建立合理的施工安全管理體系。開展有組織，標(biāo)準(zhǔn)化的質(zhì)量和安全管理活動(dòng)。另一方面，有必要對(duì)施工人員的安全意識(shí)進(jìn)行有針對(duì)性的教育和培訓(xùn)。通過提高施工人員的質(zhì)量安全意識(shí)和規(guī)范建設(shè)作業(yè)過程，將人為失誤造成的事故降到最低。施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)需要嚴(yán)格管理，數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)圖紙的標(biāo)準(zhǔn)要明確，施工過程和施工結(jié)構(gòu)要經(jīng)過適當(dāng)?shù)臋z查和驗(yàn)收。

3.2 確保施工質(zhì)量安全監(jiān)督檢查落實(shí)到位。復(fù)雜斷層帶中的超前管棚注漿支護(hù)的初步設(shè)計(jì)是超前管棚注漿支護(hù)技術(shù)項(xiàng)目的重要組成部分。科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)是確保后續(xù)施工順利進(jìn)行的前提。為了從根本上提高超前管棚注漿支護(hù)技術(shù)的安全管理水平，必須從基本的監(jiān)督機(jī)制和監(jiān)督人員入手。對(duì)超前管棚注漿支護(hù)技術(shù)的質(zhì)量管理進(jìn)行監(jiān)督檢查，企業(yè)管理人員應(yīng)聘請(qǐng)經(jīng)驗(yàn)豐富的監(jiān)理公司對(duì)超前管棚注漿支護(hù)技術(shù)的施工進(jìn)行監(jiān)督，同時(shí)根據(jù)特點(diǎn)實(shí)施相應(yīng)的科學(xué)合理的施工。每種超前管棚注漿支護(hù)技術(shù)的管理系統(tǒng)。在實(shí)際施工過程中，公司的質(zhì)量控制措施在每個(gè)項(xiàng)目的每個(gè)環(huán)節(jié)的每一個(gè)質(zhì)量管理工作中都得到執(zhí)行。嚴(yán)格執(zhí)行監(jiān)督責(zé)任制，提高施工工藝設(shè)計(jì)的合理性，及時(shí)糾正不合理的施工作業(yè)。在施工環(huán)節(jié)中發(fā)現(xiàn)隱患，安全隱患和不正常運(yùn)行，然后反饋給施工管理部門，及時(shí)對(duì)施工計(jì)劃進(jìn)行糾正和調(diào)整。根據(jù)超前管棚注漿支護(hù)技術(shù)質(zhì)量管理中存在的問題，對(duì)施工施工計(jì)劃設(shè)計(jì)，管理體系和模型系統(tǒng)，施工現(xiàn)場(chǎng)管理以及隱患安全隱患和事故的詳細(xì)設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)監(jiān)督。需要對(duì)施工機(jī)械質(zhì)量，技術(shù)操作員和施工設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督和管理。

3.3 提高施工企業(yè)員工素養(yǎng)。超前管棚注漿支護(hù)技術(shù)人員的綜合素質(zhì)將直接影響超前管棚注漿支護(hù)技術(shù)的施工質(zhì)量。通常在施工單位中，項(xiàng)目一線工人的整體文化素養(yǎng)還不夠。為了確保在復(fù)雜斷層帶中的超前管棚注漿支護(hù)技術(shù)的施工質(zhì)量能夠滿足相關(guān)要求，施工單位必須評(píng)估所有涉及超前管棚注漿支護(hù)技術(shù)的人員。同時(shí)，施工單位提供可靠的人力是有效可行的解決方案之一。引進(jìn)高薪高素質(zhì)的工程師和高級(jí)技術(shù)工人，促進(jìn)項(xiàng)目人員之間的溝通和學(xué)習(xí)，并加強(qiáng)對(duì)施工人員綜合技能的培訓(xùn)。超前管棚注漿支護(hù)技術(shù)單位應(yīng)根據(jù)不同施工人員的工作特點(diǎn)進(jìn)行有針對(duì)性的培訓(xùn)，以便他們掌握相應(yīng)的施工技術(shù)。施工單位還必須充分調(diào)動(dòng)施工人員的學(xué)習(xí)積極性和積極性，采取科學(xué)的激勵(lì)機(jī)制，建立人員晉升制度，帶動(dòng)施工人員的主觀能動(dòng)性，從而最大限度地提高施工質(zhì)量。

4 結(jié)論

超前管棚注漿在圍巖中充滿了松動(dòng)，破碎的裂縫，提高了圍巖的整體完整性和整體承載力，并與管棚拱相結(jié)合，形成了較強(qiáng)的預(yù)支護(hù)加固體系。提高管棚注漿技術(shù)水平，加強(qiáng)含水層水位監(jiān)測(cè)，是超前管棚注漿支護(hù)技術(shù)有效控制復(fù)雜斷層帶隧道初支變形的保證。