摘要：近年来，随着隧道掘进技术的发展，管棚超前支护法发挥了重要的作用，特别是在软岩隧道施工中的作用尤为显著。由于预埋超前管棚做顶板及侧壁支撑，为后续的隧道开挖奠定了坚实的基础，且施工快、安全性高、工期短，被认为是隧道施工中解决冒顶的最有效最合理的施工方法。本文结合工程实际，对超前长管棚的施工工艺和施工方案进行了研究，并总结和分析了施工中容易出现的问题和处理措施,值得进一步推广使用。
关键词：超前长管棚；隧道预支护；地铁隧道
1 工程概况
某市地铁隧道覆土厚度7.9m至11.0m左右，主要位于砾砂、圆砾层中。暗挖隧道下穿一处过街通道人行梯道，通道长45m，埋深4.6m，内净高2.5m，两侧人行梯道宽4m，通道底为10cm厚混凝土基础加10cm砂砾垫层，两者竖向间距约5.2m至5.4m。该工程采用台阶法施工开挖，并设置了临时性的横向支撑。开挖之前在所开挖的隧道顶部的位置用小导管注浆在侧墙打设锚杆这样的超前的预支护和加固技术。在隧道进洞段以及穿越过街通道段拱部加设大管棚注浆，保证地面沉降及建构筑物的安全。
2 工程地质与水文条件
该工程区间建筑场地整体稳定性较好，亦没有发生过破坏性的历史地震，存在的问题就是在表土层有很厚的人工填土的部分，部分填土厚薄变化大，堆积时间短，结构松散，土质很不均匀，力学性质差，稳定性较差，场地范围填土分布于地表，基坑开挖时易导致基坑壁垮塌，填土对明挖基坑施工影响大。在底板的上部就是一些松散的土质类型被评定分级为Ⅵ级土质类型，这种等级就说明这里的土的性质不好，隧道顶容易塌下来而隧道两侧的墙也容易失去稳定性，需要注意。场地范围内地下水为第四系孔隙潜水，勘察期间地下水埋深18.3m至26.2m(高程1053.57m至1046.8m)，开挖深度最深处11m（高程1062.64m至1055.92m）。
3 设计施工方案
该工程超前长管棚支护施工顺序为：先安装加强环梁、管棚导墙钢筋和导向钢管，立模、浇筑混凝土后再钻孔、顶管、注浆、封口，即完成长管棚施工。沿开挖轮廓线环向掏槽，按设计要求施工加强环梁混凝土，环梁中埋设∅152管棚导向管，环向间距300mm。孔口管采用φ12钢筋固定于格栅钢架上。
3.1管件制作与顶管工艺
该工程超前长管棚支护施工中首先就是要制作长管棚用的钢管，钢管直径为最常用的108mm的，长度为3米和6米的两种规格，然后把它们一段一段的接长，这样可以保证它的一个受力的稳定和均匀性。
3.2清孔与接管
该工程区间清孔的时候采用的是高压风进行清孔，清完孔之后要进行检查，检查合格后就安装钢管。安装钢管的顺序为：①将6m长第一根钢管推进孔内，但是不要全部都推进去，而是要留30到40厘米在外面→②凿岩机反方向转目的是使顶进套脱离上一节钢管→③凿岩机退回后上第二节钢管，以此类推循环至设计长度和位置→④封管→⑤将钢管内的渣土清干净或者掏干净→⑥分段插入钢筋笼→⑦注浆。
3.3配制浆液与注浆
该工程区间长管棚预支护的注浆需要先配置并拌和水泥浆，用搅拌机拌和水灰比为1:1至0.5:1的水泥浆并采取方法防止其离析和沉淀。管棚支护注浆的时候要防治跑浆和漏浆，所谓跑浆和漏浆就是浆液没有注入到指定的设计的围岩的范围内，而是反向的跑出或者是流入了其他不必要的位置里面去了。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆除此之外，管棚支护注浆的时候还应该防止注浆钢管的堵塞，因为在向围岩注浆的过程中很多时候是需要有压力的，不是轻松的就可以注入进去的，如果在注入水泥浆的过程中，钢管立面有碎石等，将钢管堵塞了，那是很麻烦的，所以在注浆的之前认真的清理钢管内部，在注浆的过程中要密切注意其浆液的流向和外部的变化。
4 施工问题及解决措施
4.1个别钢管侵入下一循环大管棚工作面的问题及解决措施
该工程区间管棚支护施工中曾经出现一个长管棚的钢管打入到下一个大管棚工作面的这个问题，后来调查清楚出现这个问题的原因为性质比较硬的土和性质比较软的土是挨着的，在打入长管棚的时候它从好土向差土产生了偏斜，所以在这样的位置就要特别的注意。出现这个问题的原因还因为钻孔在定位的时候是有一定的测量误差的。所以为了防止这一个问题就要加强管棚支护施工中的测量定位工作，工程地质勘察的工作和长管棚的检测工作，如果出现了性质较差的土就要进行加固等措施，以防止这样的问题发生。因为这样的问题一旦发生就要重新打入，而且对后续的工作也有很大的影响，既耽误时间又造成费用的损失。
4.2钢管无法施工到设计深度的问题及解决措施
该工程管棚支护也出现了一次长管棚的钢管无法施工或者是无法打入到设计深度的问题，出现这个问题的原因还是因为定位的问题以及岩土体的软硬性质的转换，或者是钻孔和顶管的时候角度没有掌握好。在长管棚施工的时候钻孔和顶管都是用机械来操作的，机械又不是像人一样有自己的思想和意识，在操作的时候有的工人过分的依赖于机械的力量，将机械的功率开到很大，这样就不容易掌握角度和力量，稍微有一点偏差就会出现问题，因为长管棚的纵向长度比较长，所以偏差到了尾端也会被放大，就需要在施工的时候严格的控制打入的角度和力量。
4.3进管困难的问题及解决措施
该工程超前长管棚支护施工中进管困难问题产生的原因为：长管棚在成孔时不是很好，或者是长管棚在进管作业时有所耽误，进管并不是很及时。该工程超前长管棚支护施工中进管困难问题的处理措施为：加大长管棚钻孔的钻头的直径，保证钻孔的孔径和深度，钻孔后不要耽误，而是及时的进管，也可以借助大管拥钻机顶进。
4.4注桨不饱满的问题及解决措施
该工程超前长管棚支护施工中注桨不饱满问题产生的原因为：浆液配置过多，还没来得及用就出现了浆液凝固收缩的现象；或者是注浆时钢管内有空气堵塞。该工程超前长管棚支护施工中注桨不饱满问题的处理措施为：二次注浆；孔口设排气孔。
4.5隔孔窜浆与孔位偏斜的问题及解决措施
该工程管棚支护施工中隔孔窜浆问题产生的原因为：钢管施工偏差使管端相近；注浆压力过大；地质条件较差，节理裂隙发育。对其进行处理的措施为：严格控制钻孔的水平角度；控制注浆压力；间隔注浆。
该工程管棚支护施工中孔位偏斜问题产生的原因为：定向不准；钻机固定不牢；钻机扭矩和地质情况不相适合。处理措施为精确测定导向管的位置和方向；钻机安装要牢固；根据地层的软硬，随时调整钻机的参数。
参考文献
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作者简介：罗晓波(1988.3—)，男，山西大同人，讲师，硕士，内蒙古师范大学鸿德学院，研究方向：钢结构、基础工程相关。
论文作者:罗晓波
论文发表刊物:《新材料.新装饰》2018年10月上
论文发表时间:2019/6/24
标签：钢管论文; 超前论文; 隧道论文; 工程论文; 注浆论文; 钻孔论文; 措施论文; 《新材料.新装饰》2018年10月上论文;