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【摘要】：以青岛地铁8号线河套出入线区间工程为例，对河套出入线区间涉燃段洞内大管棚施工技术进行了详细的分析，通过分析钻孔、管棚管节搭接以及管内注浆等重点技术措施，保证了复杂岩层隧道安全开挖，为以后涉燃段区间断面开挖提供一定的技术指导和参考价值。
【关键词】：洞内管棚；青岛地铁；管节连接
1 引言
近年来，地铁隧道工程穿越城市中心区域面临着复杂的地质情况，大管棚施工技术能够有效的保证掌子面围岩的稳定，降低隧道拱顶围岩的沉降[1]。
目前，隧道大管棚施工技术已经得到国内学者的研究和分析。牛睿聪[2]分析了大管棚解决隧道坍塌冒顶问题的方法，通过科学的引用超前地质预报和监测信息，明确隧道开挖的地质围岩情况以及初期支护的平稳情况，以此保证安全的施工状态；郭梦起[3]以昆明枢纽扩能改造工程武家庄隧道为例，分析了大管棚施工技术关键环节，同时提出了相应的质量控制措施，保证了隧道整体结构的稳定性和安全性。
本文以青岛地铁8号线工程河套出入线区间矿山段施工为例，结合现代技术以及当地的实际施工情况，对河套出入线区间难点工程中的涉燃气段中大管棚施工技术展开了详细的技术分析。
2 工程概况
河套停车场出入线区间（以下简称出入线区间）位于青岛市城阳区河套街道。矿山段区间起始里程为YRSK0+177～YRSK0+990，长812m，全隧为单洞双线马蹄形断面，区间隧道拱顶埋深7.2～12.4m。出入线区间范围内的燃气管线只有部分段落具备迁改条件，且燃气管线距离场线隧道较近，环境风险等级为Ⅰ级，对YRSK0+494～YRSK0+913范围内的支护措施进行加强，长419m。斜下穿燃气管道段断面拱顶超前支护增加φ108超前大管棚以及超前小导管等超前支护；侧穿燃气段设计为φ76自进式管棚及超前小导管等超前支护，同时该里程范围内的Ⅲ2级和Ⅳ1级围岩断面为“CD法”，燃气管线已迁改里程段YRSK0+494～YRSK0+177按照台阶法施工。
河套出入线区间YRSK0+913～YRSK0+494里程段，该里程段燃气管道未迁改，设计支护断面为XGP、XB5a、XB4a、CB4a、CB4b、CB3b六种形式（其中B表示单洞双线断面，X表示斜穿燃气断面，C表示侧穿燃气断面，GP代表管棚工作室断面），均采用“CD法”施工。
3 大管棚施工工艺
3.1 管棚工作室施工
XGP断面采用“CD”法施工，隧道挑高、拓宽由4榀工22b型钢钢架渐变完成，挑高1.1m，拓宽1.1m；钢架纵向间距0.5m，每榀钢架拓宽27.5cm（单侧），挑高27.5cm，洞室钢架均采用工22b型钢钢架。
先施工左洞（区间右线），再施工右洞（区间左线），左右线施工至管棚打设里程均需封闭掌子面。
3.1.超前支护
管棚洞室拱部150°打设双排超前小导管，小导管参数：φ42，L=2.5m，t=3.5mm，环纵向间距0.4m×1.0m，仰角10°/30°，注水灰比为1：1的水泥浆。
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3.2 超前大管棚施工
3.2.1第一环管棚施工
超前大管棚施工设计于出入线区间涉燃段XB4a断面、XB5a断面。管棚洞室施工至设计里程进行临时封闭掌子面，喷砼厚度20cm，在开挖轮廓线以外拱部150°范围进行测量放线，将管棚打设轮廓线和孔位放出。打设范围拱部150°（36根），第一环单根长度L=30m，后续管棚单根长度22m，管棚直径φ108mm，壁厚t=6mm，采用机械套丝，外套筒连接，环向间距0.4m，仰角1°。
中隔壁采用工22b工字钢挂网喷射混凝土，纵向连接筋间距1m，单侧布置，喷砼厚度30cm，每处拱脚处设置2φ25，L=3.5m中空锚杆做为锁脚锚杆。
（1）钻孔
钻孔施工采用潜孔钻机成孔直径d=150mm，钻进时产生坍孔、卡钻时，需补注浆后再钻进。由于中隔壁墙对于钻孔位置的影响，且水平钻机钻孔需要足够空间，中隔壁墙两边钻孔需水平偏移交叉打设钻孔，水平偏移约2°，左右两边钻孔仰角分别为1°、2°，防止打设两孔时交叉在一起。
（2）管棚节安装
棚管顶进采用管棚机钻进相结合的工艺，即先钻大于棚管直径的引导孔，然后用挖掘机在人工配合下顶进钢管。管棚奇数孔第一节长1.5m的钢管，后续接长3.5m钢管,偶数孔以每节长3.5m接至设计长度，此将相邻钢管的接头前后错开，保证同一横断面内的接头数不大于50%。
（3）注浆及空隙填实
安装好有孔钢花管、放入钢筋笼后即对孔内注浆。注浆材料为水灰比1:1水泥浆。采用注浆机将砂浆注入管棚钢管内，注浆压力0.5～1MPa。管棚封堵塞设排气孔和注浆孔，当排气孔流出浆液后，关闭排气孔继续注浆，达到设计注浆量后方可停止注浆。
3.2.2后续管棚施工
第一环管棚长度30m，仰角1°，管棚施工完成后，进行隧道初支施工，隧道开挖支护完成11.3m后，临时封闭掌子面，进行第二环管棚施工，第二环管棚长度22m，仰角3°，钻孔长度35.4m，将管棚推至孔底，使开挖面端头侵限孔为空孔。管棚施工完成后继续隧道初支施工，第二环管棚打设完成后隧道向前开挖支护17 m后封闭掌子面，施作第三环超前管棚，第三环管棚长度22m钻孔深度35.4m，施工完成后，隧道向前开挖支护17m后封闭掌子面，施作第四、五、六环管棚同上述施工过程：即上循环管棚施工完成后，隧道开挖支护17m，临时封闭掌子面，钻设35.4m孔，推送管棚至孔底，施作初期支护。
3.3自进式管棚施工
自进式管棚适用于出入线区间涉燃段CB4a断面、CB4b断面。自进式管棚拱部120°范围打设，外径76mm，壁厚6mm；环向间距0.4m，纵向间距5m；为了防止钻头由于自重产生下垂，导致钢管侵入隧道开挖线内，外插角确定为10°。管棚每节长8m由2节3m和一节2m连接而成。在第一节3m管棚钻到位后，使用迈式管棚专用连接套连接第二节3m长管棚，继续钻进到位后用连接套连接第三节2m，长管棚继续完成钻进；管棚钻进到位后，锁紧卡钎器，反转钻机，将管棚从钻机连接套卸下，移开钻机。继续钻进安装下根管棚。
4施工技术要点分析
（1）管棚所用钢管进场必须进行力学性能和工艺性能试验，其质量必须符合国家有关规范的规定以及达到设计要求；
（2）管棚注浆需做好注浆试验，取得数据后方能施工，进浆速度每根导管控制在30L/min以内，如果注浆压力逐渐上升达到0.5MPa，流量逐渐减少，但注浆量已达设计注浆量时，也可以停止注浆；
（3）大管棚钻孔方向角误差不大于1°，孔距、孔径误差不大于±50mm，采用钢尺测量，测量仪器检查；
（4）自进式管棚保证管棚管棚间连接牢固，不得有管节脱落现象。保证管棚与下一循环之间的搭接长度3m；
（5）自进式管棚杆钻进时严格控制管棚的点位、仰角、钻深，保证管棚环向间距0.4m，外插角10°，钻深略大于8m。
5 结束语
本文以青岛地铁8号线河套出入线区间工程为例，重点阐述了出入线区间涉燃段两种管棚施工工艺，通过分析钻孔、管棚管节安装以及管内注浆等重点技术措施，这对以后隧道开挖具有一定的借鉴意义和参考价值。
参考文献：
[1]李伟.浅析某隧道施工大管棚施工技术[J].工程建设与设计,2016(05):119-121.
[2]牛睿聪.隧道坍塌冒顶中大管棚施工技术的应用分析[J].技术与市场,2018,25(10):109+111.
[3]郭梦起.新武家庄隧道大管棚施工技术应用与研究[J].建筑技术开发,2016,43(12):70-71.
论文作者:李林川,孙伟帅
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第03期
论文发表时间:2019/5/27
标签：隧道论文; 断面论文; 区间论文; 钻孔论文; 超前论文; 注浆论文; 河套论文; 《工程管理前沿》2019年第03期论文;