改革开放以来,我国公路事业发展非常迅速,特别是高速公路的发展更是以难以想象的速度在向前发展,高速公路通车总里程更是在逐年攀升。修建公路就不可避免的要穿越山岭、江河等,这就不可避免的要修建隧道,随着技术的发展和运营的需要,公路隧道也是朝着更长、更宽的方向发展。管棚超前支护是目前应用比较广泛的超前加固方法,在超前支护工法中,由于管棚法具有施工便捷、安全可靠、工期短、预加固效果明显等优点,所以应用非常广泛。本人结合工程实际经验谈一谈管棚施工技术的组成以及适用条件、技术要点以及质量控制要点等。
改革开放以来,我国公路事业发展非常迅速,特别是高速公路的发展更是以难以想象的速度在向前发展,高速公路通车总里程更是在逐年攀升。修建公路就不可避免的要穿越山岭、江河等,这就不可避免的要修建隧道,随着技术的发展和运营的需要,公路隧道也是朝着更长、更宽的方向发展。管棚超前支护是目前应用比较广泛的超前加固方法,在超前支护工法中,由于管棚法具有施工便捷、安全可靠、工期短、预加固效果明显等优点,所以应用非常广泛。本人结合工程实际经验谈一谈管棚施工技术的组成以及适用条件、技术要点以及质量控制要点等。
1· 管棚的适用条件
管棚作为隧道施工的辅助方法之一,适用于软弱砂土质地层、砂卵砾石地层,膨胀性软流塑、硬可塑状粉质粘土地层,裂隙发育岩体、断层破碎带、浅埋大偏压等围岩,并对地层变形有严格要求的工程。通常情况下,在穿越铁路修建地下工程、穿越地面及地下结构物修建地下工程、修建大断面地下工程、隧道洞口段加固等特殊地段施工时,一般采用管棚进行超前支护。
2· 结构组成
管棚主要由钢管和钢拱架组成。钢管的入土端制作成尖靴状或者是楔形,以较小的外插角沿着开挖轮廓线,向开挖面前方打入钢管或者钢插板,末端支架在钢拱架上,对开挖面前方的围岩起到预支护的作用。管棚中所用的钢管应该严格的按照设计要求进行加工并开孔,管内灌注水泥浆或者水泥砂浆,从而是钢管自身的强度及刚度得以提高。
3· 主要材料要求
在管棚施工中,材料的规格及质量是影响工程质量的主要因素之一,管棚施工的主要材料有钢管及水泥浆或者水泥砂浆等。钢管的控制指标主要有直径、壁厚和材质等,我们在管棚施工中一般采用直径为70~180mm,壁厚4~8mm 的无缝钢管。钢管的长度一般因为工程的不同而各不相同,一般情况下短管棚采用的钢管每节长度不大于10m,长管棚采用的钢管长度不小于10m,或者可以直接采用出厂长度。水泥砂浆的主要成分为P.O42.5 级及以上的硅酸盐水泥,水泥砂浆最好采用中砂或者粗砂;根据地层的不同采用不同的外加剂,配比应该根据工程现场的土质条件,经过试验确定。
4 ·施工工艺流程
测放孔位→钻机就位→水平钻孔→压入钢管→注浆(向钢管内或周围土体注浆)→封口→开挖
管棚一般是沿着地下工程断面周边的一部分或者全部,按照一定的间距采取环向布设,形成钢管棚护,沿周边布设的长度及形状主要取决于地形、地层、地中或地面及周围建筑物的状况,有帽形、方形、一字形以及拱形等。
5· 质量控制要点及措施
钻孔前准确测量每个孔的平面位置、倾角、外插角,钻孔的平面位置非常重要,如果控制不好,管棚就有可能侵入隧道开挖线内,所以应该对钻孔的平面位置进行严格的控制。孔口管作为管棚的导向管,它安置的平面位置、倾角、外插角的准确度直接影响管棚的质量,在安装前用测量仪器以坐标法在工字钢架上定出其平面位置,用水准尺配合坡度板设定孔口管的倾角,并与工字钢架进行牢固焊接。配备专职测量人员,随时对钻孔的方向以及倾角进行检测,发现问题及时进行纠正,确保测量偏差在允许的范围内,如果发现偏差超限应该及时进行纠正,至终孔时仍超限应封孔,在原位重新钻孔。清孔时做到管内清洁通畅,安置集料斗收集渣土,保持工作面整洁。采用注浆量和注浆压力双控指标,在注浆过程中如果发现与其他孔串浆应该将串浆孔堵住,轮到对该孔进行注浆时,将堵塞物拔出,用高压风或水冲洗,如拔出堵塞时,仍然有浆液流出可不进行冲洗立即进行注浆,如果压力突然升高,则可能发生堵管现象,应该立即停机检查进行处理,如果压力长时间不升高,应该检查是否窝浆或者存在浆液外漏现象,否则应该对浆液配比进行调整,缩短胶凝时间,进行小泵量低压或者间歇注浆,但是间歇时间不得超过浆液的胶凝时间,以保证管棚刚度并填充钢管与管周土体间的空隙。钻机的选用首先应该满足钻孔深度以及孔径的要求,钻机要求平稳灵活,能在360°范围内钻孔,施钻时应该有导向架。
6· 安全控制要点及措施
在所有工程施工中,安全控制也是使我们工程技术人员应该严控的指标之一,以“安全第一,预防为主”为原则进行控制,比如:在管棚施工前,对设备的检查和保养,使设备能够在良好的状态下进行工作。施工设备固定应该牢固,防止钻进过程中发生移位。钻孔平台上做好栏杆,防治高空坠落。应该派专职安全人员进行及时检查,在压浆时,管口正面不得站人,避免浆液喷出发生危险。安全人员在检查过程中,发现现场及设备存在安全隐患,应该及时要求施工人员进行改正,将安全隐患消灭在萌芽状态,减少人员和财产的损失。
7· 环保要求
洞内作业,设置和维护好通风和排水设施,防止粉尘含量超标和施工场地污染。洞外,对工地范围内的排水系统进行很好的维护,确保排水通畅,防止由于排水不畅引起的水土流失。施工机械维修产生的含有废水,应进行生化处理并达到排放标准后方可排放,不得污染周围水环境,废渣和弃土渣应该运往指定的弃土场。
8· 结束语
管棚施工作为隧道施工的一种辅助技术,对隧道施工质量起到了一定的保证作用,并大大提高隧道施工的安全性,这就要求我们工程技术人员不断提高自己的技术水平,并严格的按照设计文件以及相关施工技术规范的要求进行施工,严控每一道施工工序,经常性的观察、测量、检查,发现问题及时进行处理,避免发生质量及安全事故。