關(guān)于自進(jìn)式管棚施工技術(shù)在軟弱圍巖隧道中的應(yīng)用

王國(guó)民

山西路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司公路工程總承包分公司 山西太原 030006

結(jié)合軟弱圍巖隧道施工特點(diǎn)可以得知，通過(guò)運(yùn)用自進(jìn)式管棚施工技術(shù)，不僅可以提高圍巖的安全性，而且能夠提升注漿質(zhì)量，同時(shí)，管棚支護(hù)可以起到一定的支護(hù)作用，可以避免軟弱圍巖出現(xiàn)大面積的沉陷與坍塌，因此，本文重點(diǎn)探討軟弱圍巖隧道施工中自進(jìn)式管棚施工技術(shù)的具體運(yùn)用。

1 合理運(yùn)用自進(jìn)式管棚施工技術(shù)的現(xiàn)實(shí)意義

因?yàn)檐浫鯂鷰r強(qiáng)度較低，在該地質(zhì)條件下進(jìn)行隧道施工，特別容易出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，所以在軟弱圍巖隧道施工之前，施工單位需要進(jìn)行超前支護(hù)，如果采取傳統(tǒng)的超前支護(hù)技術(shù)，會(huì)影響軟弱圍巖隧道施工進(jìn)度，故施工單位需要合理采用自進(jìn)式管棚施工技術(shù)，合理控制隧道的開(kāi)挖循環(huán)進(jìn)尺，提升軟弱圍巖的安全性。

此外，科學(xué)運(yùn)用自進(jìn)式管棚施工技術(shù)，可以顯著提升軟弱圍巖隧道超前支護(hù)效果，防止隧道出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象。在一些施工規(guī)模比較大的隧道施工項(xiàng)目中，施工單位要根據(jù)該地區(qū)的地質(zhì)條件，以及圍巖的穩(wěn)定性能，合理選擇自進(jìn)式管棚施工技術(shù)，在提升軟弱圍巖隧道施工質(zhì)量的同時(shí)，進(jìn)一步提高整體施工效率。

2 具體運(yùn)用

2.1 案例概況

本文主要以某軟弱圍巖隧道工程為例，該工程經(jīng)過(guò)穿山隧道長(zhǎng)度為1500m，在隧道施工區(qū)域內(nèi)，地址條件比較復(fù)雜，同時(shí)，外部的施工作業(yè)環(huán)境也比較復(fù)雜，增加了隧道的開(kāi)挖施工難度。結(jié)合該隧道內(nèi)部施工條件得知，因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間的風(fēng)化作用，除隧道洞口5m之外，剩余部分全部屬于斷層破裂帶，結(jié)構(gòu)的完整性比較差，存在較多粘土。因?yàn)樵撍淼绹鷰r結(jié)構(gòu)受力條件復(fù)雜，自穩(wěn)性較差，在隧道施工之前，施工單位需要對(duì)圍巖采取加固處理方式，防止隧道施工過(guò)程中出現(xiàn)坍塌事故。

2.2 試驗(yàn)段施工

在此隧道工程施工中，施工單位選擇DK448+091-DK459+117作為試驗(yàn)段，在暗挖施工過(guò)程當(dāng)中，洞身部分采取長(zhǎng)度為20m的熱軋無(wú)縫鋼管進(jìn)行有效的超前支護(hù)，在鋼花管棚的管壁上，每隔一定距離進(jìn)行鉆孔，鉆孔的孔距保持在0．5m左右，鉆孔直徑在6mm到8mm之間，表現(xiàn)為梅花型，在管棚的尾部，需要留置不少于0．3m止?jié){段[1]。

在圍巖隧道施工區(qū)段，施工單位利用三臂鑿巖臺(tái)車(chē)進(jìn)行施工，并合理控制鉆孔方向，在注漿施工期間，嚴(yán)格控制漿液的水灰比，水灰比不宜小于0．45，不宜超過(guò)0．50，同時(shí)，注漿施工要遵守自下而上、先稀后稠施工原則，每孔注漿施工壓力逐漸增大，注漿壓力控制在0．8MPa到1．0MPa之間。結(jié)合該軟弱圍巖隧道施工特點(diǎn)可以得知，因?yàn)閲鷰r區(qū)域的地質(zhì)條件比較差，如果采取傳統(tǒng)的管棚施工技術(shù)，會(huì)增加施工難度，影響最終的隧道支護(hù)效果，故施工單位需要采取專(zhuān)業(yè)的施工方法。

2.3 支護(hù)施工

在超前支護(hù)施工過(guò)程當(dāng)中，為了確保管棚施工困難得到有效解決，施工單位需要對(duì)既有的鋼花管管棚鉆孔方式進(jìn)行優(yōu)化，若已經(jīng)確定好管棚施工長(zhǎng)度，則管棚穿過(guò)掌子面之后，需要進(jìn)行有效固定，避免出現(xiàn)坍塌失穩(wěn)現(xiàn)象，確保土壓力能夠快速傳遞到已經(jīng)封閉的支護(hù)結(jié)構(gòu)當(dāng)中。同時(shí)，施工人員還要嚴(yán)格控制鉆機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，為了有效提升隧道的安全性，管棚長(zhǎng)度不宜過(guò)大，要求施工人員結(jié)合工程的具體情況，嚴(yán)格按照試驗(yàn)段所確定的施工參數(shù)進(jìn)行施工。

在此隧道工程施工期間，結(jié)合自進(jìn)式管棚支護(hù)特點(diǎn)能夠得知，管棚不但要滿足基礎(chǔ)的抗拉力要求，而且要具備良好的抗剪強(qiáng)度與抗彎強(qiáng)度。因?yàn)樵撍淼拦こ淌┕らL(zhǎng)度比較大，故施工人員要嚴(yán)格控制管棚施工長(zhǎng)度，以及管棚的搭接長(zhǎng)度[2]。

2.4 注意事項(xiàng)

第一，施工人員結(jié)合以往的超前支護(hù)施工經(jīng)驗(yàn)，并以此為主要基礎(chǔ)，根據(jù)該隧道工程所在區(qū)域的地質(zhì)條件，合理選擇循環(huán)支護(hù)方式。在隧道洞口位置，需要開(kāi)挖一定施工空間，確保鉆進(jìn)設(shè)備能夠順利進(jìn)入到施工場(chǎng)地，每隔一定距離設(shè)置鋼管，然后進(jìn)行有效的掘進(jìn)施工。

第二，鉆孔施工完畢后，施工人員需要有序壓入鋼花管，并遵守交替施工原則，合理控制鋼花管之間的距離，其環(huán)向距離不宜超過(guò)35cm，表現(xiàn)為半圓形結(jié)構(gòu)，并做好后續(xù)的注漿工作，同時(shí)，在孔口的上側(cè)位置，需要留出一定量的排氣孔，保證鋼花管內(nèi)部的空氣能夠快速排放到外部，排氣結(jié)束后，方可進(jìn)行后續(xù)的壓漿施工。

2.5 施工效果分析

在軟弱圍巖隧道施工項(xiàng)目當(dāng)中，因?yàn)樾枰捎萌坭弾r臺(tái)車(chē)進(jìn)行施工，可以有效減少施工作業(yè)量，同時(shí)，自鉆式鉆桿能夠快速鉆進(jìn)，實(shí)現(xiàn)有效支護(hù)，鋼花管管棚鉆孔、清孔和支護(hù)工序有效結(jié)合，能夠減少人工送管難題的出現(xiàn)，減少施工作業(yè)人員數(shù)量。因?yàn)殇摶ü芄芘镏ёo(hù)施工難度較大，故施工人員要結(jié)合鉆桿直徑，合理調(diào)整施工順序，在縮短軟弱圍巖隧道超前支護(hù)施工工期的同時(shí)，有效降低工程的施工成本。

為了確保軟弱圍巖隧道施工的安全性，有關(guān)單位還要加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)，并認(rèn)真分析各類(lèi)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，通過(guò)采取加權(quán)平均算法，該隧道工程自進(jìn)式管棚施工效率平均是1．43m/min，相比于鋼花管管棚，自進(jìn)式管棚施工流程更加簡(jiǎn)便，效率也更高[3]。

此外，因?yàn)樽赃M(jìn)式管棚施工工藝需要使用多種材料，費(fèi)用比較高，故在具體施工環(huán)節(jié)，施工單位要對(duì)施工人員進(jìn)行良好的技能培訓(xùn)。針對(duì)直徑比較小的鋼管，可以替換為自鉆式錨桿，和傳統(tǒng)的錨桿相比較來(lái)講，自鉆式錨桿的抗拉例與屈服強(qiáng)度更高，重量更強(qiáng)，能夠顯著提升施工強(qiáng)度。同時(shí)，在爆破施工過(guò)程當(dāng)中，施工人員要合理控制注漿速度，在提升軟弱圍巖隧道超前支護(hù)施工強(qiáng)度的同時(shí)，提高整體施工效率。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)對(duì)自進(jìn)式管棚施工技術(shù)在軟弱圍巖隧道中的具體運(yùn)用，例如明確試驗(yàn)段施工要點(diǎn)、支護(hù)施工要點(diǎn)、注意事項(xiàng)等等，可以顯著提升該軟弱圍巖隧道施工質(zhì)量，防止隧道出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象，故能夠?yàn)轭?lèi)似工程項(xiàng)目提供一定的借鑒與參考。