摘要：干堡隧道下穿营业线西平铁路段，隧道浅埋，开挖方法为双侧壁导坑法，为节约施工工期，确保西平铁路及干堡隧道安全运营及施工，隧道内采用洞内长管棚加固施工方法，一次完成穿过营业线西平铁路段落的下穿任务。本文重点论述了洞内长管棚加固技术的施工要点，可供类似项目参考。
关键词：下穿营业线铁路；节约工期；施工方法
1工程概况
本隧道下穿西平铁路段，隧道埋深为32m，该下穿段主要地质为Q2edl黏质黄土，控制地表变形沉降，确保西平铁路及干堡隧道安全运营及施工极为重要。该处西平铁路为路堤与路堑变化位置，路堑开挖深度较浅，为国家Ⅰ级电气化有砟单线客货共线铁路，设计时速120公里，运输能力为货运量3000万吨/年，单向客运量160万人/年。
2施工方法
2.1施工准备
组织全员技术人员学习已批复的施工方案及作业指导书，阅读施工图纸，澄清相关的技术性问题。学习熟悉使用相关施工规范和技术标准，管棚钢管、钢架、注浆材料等施工材料计划提报及采购，钻孔、注浆等设备的选用与进场。
2.2长管棚施工
在该段落内，隧道洞身拱顶140°范围内，采用φ159mm长管棚+φ42mm小导管进行超前支护。通过采用长大管棚结构，使在下穿西平铁路前，预先在拱顶设置支撑体系结构，在洞身掘进过程中形成强大的预支护体系，起到预防和遏制围岩变形的作用。长管棚施工平面布置如图1所示。
图1 长管棚施工平面布置图
⑴钻机工作平台搭设
洞内中台阶掌子面停止施工后，及时施作中台阶临时仰拱，仰拱顶面采用混凝土硬化作为管棚操作平台，厚度不小于15cm，搭设钻机机架，机架采用I20a工字钢焊接制作。
⑵封闭开挖面
开挖面的封闭采用喷射混凝土方式，喷射混凝土厚度不小于10cm，防止钻进过程中泥浆浸泡、冲刷掌子面，破坏掌子面稳定性。
⑶测量定位
根据钢管位置，在封闭的掌子面采用油漆标识从左至右依次标明管号，确保管棚钢管间距符合设计要求。
⑷钻孔
钻孔采用管棚钻机进行，钻机平台的高度根据钻机的可调控范围以及钻孔顺序进行确定，钻孔应采用隔孔钻孔，首先完成奇数号孔位，钢管安装完成后，在进行偶数号孔位钻孔。
钻进过程中经常测定其位置，并根据钻机钻进的状态判断成孔质量，及时处理钻进过程中出现的事件。
钻进过程中确保动力器、扶正器、合金钻头按同心圆钻进。
⑸工艺要求
①钻机就位时用全站仪、挂线、钻杆导向相结合的方法，反复调整，确保钻机钻杆轴线和导向轴线相吻合。
②所搭设的钻机平台，应满足承受机具、材料、人员荷载要求，连接牢固、稳定，防止施钻时产生不均匀的下沉、摆动、位移等影响钻孔的质量。
③钻孔时经常测量孔的斜度，发现误差超限应及时纠正，至终孔仍然超限者应封孔，原位重钻。
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④管棚施工过程中通过钻进速度及时分析前方围岩情况，为下一步的隧道开挖，提供可靠的围岩参数。
⑹管棚的加工
管棚钢管采用接头管螺纹连接，车丝采用车床在指定场地进行，每节钢管长度宜为4.5米，两端分别加工成内车丝，接头管加工成外车丝。
⑺管棚安装
大管棚钢管分为管尖段、标准段。管尖段钢管长为3m，标准段钢管长为4.5m。
大管棚钢管安装时，首先用挖掘机吊起管尖段钢管（人工电葫芦吊装），人工进行对孔，然后钻机推顶，钻机顶进完成一根钢管后，人工吊装下一根，对接套筒后对接缝处进行焊接，焊缝饱满，牢固，管棚钢管相邻接头相互错开距离不得小于1m。
单根管棚安装完毕后，管内安装钢筋笼。钢筋笼采用4根φ18mm螺纹钢筋等间距焊接在固定环上，固定环采用φ76mm钢管，单根长度为5cm，间距按照150cm进行安装。
⑻注浆
管棚及钢筋笼安装完成后进行注浆，浆液采用水灰比为1：1的水泥浆液，注浆顺序原则上由低孔位向高孔位进行。注浆压力取0.5～2.0MPa。
工艺要求
①注浆的顺序原则上由低向高依次进行，一般采用逐孔注浆。
②一般情况下注浆初始压力取0.5～1.0Mpa，注浆终压取1.5～2.0Mpa。
③注浆方式：在管棚孔口处安装注浆管及球阀并预留排气孔，采用管口直接注浆方式。
④以单孔设计注浆量和注浆压力作为注浆结束标准，其中应以单孔注浆量控制为主，注浆压力控制为辅，注浆至φ159mm×8mm钢管与岩面间的空隙连续流出水泥浆为止；注浆时要注意对地表以及四周进行观察，如压力一直不上升，应采取间隙注浆方法，以控制注浆范围。
⑤采用2台BW-250/50型注浆泵注浆。清孔后，按由下孔至上孔的顺序施工，浆液先稀后浓、注浆量先大后小程序注浆，如遇串孔或跑浆则隔孔灌压。
2.3管棚工作室封闭施工
管棚施工完毕后，管棚孔口采用双层钢拱架并置对管棚端口进行锁定，以防止管棚孔口下塌，影响隧道安全。洞身正常掘进后，管棚工作室范围内的扩大钢架接长落底，并与仰拱钢架连接完成初期支护体系的成环封闭。
管棚工作室拱墙扩大部分，待仰拱二衬及填充层施工完毕后，利用挂布台架，在矮边墙外侧安设拱部钢架，布设钢架网片，采用喷射混凝土分层填充至设计轮廓后，施做二衬。
3总结
（1）注浆采用终压和注浆量双控制。一般以单管设计注浆量为标准，当注浆压力达到设计终压不小于10min，进浆量仍达不到设计标准时，也可结束注浆。
（2）采用跟管钻进法施工时，钢管安装和钻机进尺是同一过程。钻进过程中通过安装于钻头后部的导向仪探头随时监控钻进方向并及时做出校正。
（3）实时监控工作洞室初支变形情况，确保洞内施工安全。
参考文献
[1]胡树兵.九岭山特长隧道进口段长管棚预加固施工技术[J].铁道建筑,2008(03):32-34.
[2]刘文彬,任大勇,王旭升,孙星辰.隧道穿越浅埋段沟谷长管棚注浆加固施工技术[J].煤炭工程,2018(10):30-32.
[3]黎爱清,吕秀华.长大管棚施工工法[J].西部探矿工程.2003:80-81.
论文作者:卜书荣
论文发表刊物:《新材料·新装饰》2018年8月下
论文发表时间:2019/3/13
标签：注浆论文; 钻机论文; 西平论文; 隧道论文; 钢管论文; 钻孔论文; 钢架论文; 《新材料·新装饰》2018年8月下论文;