福建某分离式高速公路隧道管棚施工方案

1工程概况XX隧道设计为上下行分离式4车道高速公路隧道，隧道左线长1365m，右线长为1340m。全隧道按新奥法设计和施工，进口左洞和出口右洞洞口浅埋段最薄覆盖层分别为367m、405m，在洞口35m范围内为强风化、弱风化花岗岩，顶板为残坡积层，风化裂隙，发育具块状镶嵌结构，局部散体结构，围岩不稳定，易塌。XX省首次采用40m长大管棚对洞口段进行超前支护。沿隧道衬砌外缘一定距离打入一排纵向钢管，并且在插入钢管后，再往管内注浆以固结软弱围岩、充填钢管与孔壁之间的空隙，使管棚与围岩固结紧密，以提高钢管的强度。开挖后架设拱形钢架支撑，形成牢固的棚状支护结构。2施工工艺2.1施工工艺流程施工工艺流程如图1所示。2.2管棚参数(1)钢管布设在圆心角为150°的隧道拱部；(2)钢管环向间距为50cm；(3)管心与衬砌设计外廓线间距为40cm；(4)倾角：仰角1°(不包括路线纵坡)；(5)钢管施工误差：径向不大于20cm；(6)管棚长度为40m，热轧无缝钢管φ108mm，壁厚6mm，节长3m、6m；(7)孔口管为天缝钢管φ127mm，壁厚6mm，节长2m。2.3机具选择机具选择如表1所示。表1机具选择表管棚长度（m）〖〗管棚机型号〖〗管棚机参数8～16〖〗ksz100型〖〗钻杆外径50mm16～40〖〗mk5型〖〗钻杆外径80mm24工艺说明管棚施工主要工序有开挖支护明洞边坡、仰坡；施作套拱；搭钻孔平台、安装钻机；钻孔；清孔、验孔；安装管棚钢管；注浆。工序技术要求高，工艺复杂，现分别叙述如下。2.4.1明洞边坡仰坡开挖支护永(1府)扫明洞段开挖应围在洞顶截水沟单施工完成后进藏行，应尽量避品开雨季施工。烂(2东)精边坡防护应与滥明洞开挖同步先进行：及时施碌工明洞边坡的甜锚杆、挂设钢双筋网、喷射混东凝土及时封闭扇坡面。约(3我)援对边坡渗水要损及时排、引到短坡面外，加强迫对坡面的防护稍。爸漂程施作套拱母(1螺)悦混凝土套拱作箩为长管棚的导蹄向墙，套拱在愁明洞外廓线以赌外施作，套拱肚内埋短设倚4殿榀工字型钢支辽撑，钢支撑与骄管棚孔口管焊度成整体。艘(2宁)烈孔口管作为管义棚的导向管，汤它安设的平面奏位置、倾角、阳外插角的准确猛度直接影响管唱棚的质量。用语经纬仪以坐标还法在工字钢架遣上定出其平面遍位置；用水准痰尺配合坡度板物设定孔口管的赚倾角；用前后裂差距法设定孔件口管的外插角冤。孔口管应牢位固焊接在工字冰钢上，防止浇虑筑混凝土时产照生位移。队2.4.3印搭钻孔平台安乓装钻机葬(1师)翠钻机平台可用旧枕木或钢管脚名手架搭设，搭聋设平台应一次菌性搭好，钻孔狐由两台钻机由则高孔位向低孔罢位对称进行，闪可缩短移动钻乌机与搭设平台句时间，便于钻愁机定位。丢(2丛)脚平台支撑要着赶实地，连接要断牢固、稳定。刊防止在施钻时抛钻机产生不均论匀下沉、摆动轿、位移等影响殊钻孔质量。萌(3沉)役钻机定位：钻鄙机要求与已设菠定好的孔口管冻方向平行，必氧须精确核定钻会机位置。用经叉纬仪、饿挂线、钻杆导插向相结合的方姜法，反复调整醒，确保钻机钻尝杆轴线也孔口牲管轴线相吻合惹。粥诵骨钻孔乎(1渔)聚为了便于安装灌钢管，钻头直建径采波用灾φ利消115mm洽。掩(2召)拌岩质较好的可煌以一次成孔；工钻进时产生坍休孔、卡钻，需看补注浆后再钻昆进。敲(3管)盘钻机开钻时，滚可低速低压，信待成洗孔斯1丑宫0m鲜后可根据地质行情况逐渐调整话钻速及风压。迷(4孩)以钻进过程中经阶常用测斜仪测音定其位置，并侵根据钻机钻进绕的现象及时判锤断成孔质量，开并及时处理钻告进过程中出现侧的事故。萝(5式)刑钻进过程中确筑保动力器，扶管正器、合金钻愈头按同心圆钻勤进。截(6绪)哗认真作好钻进顾过程的原始记鹰录，及时对孔榨口岩屑进行地斧质判断、描述功。作为开挖洞川身的地质预探色预报，作为指察导洞身开挖的默依据。穗言姿清孔验孔僵(1在)海用地质岩芯钻厉杆配合钻唐头碌(倦φ榴销115mm夜)括进行来回扫孔状，清除浮渣至背孔底，确保孔市径、孔深符合您要求、防止堵答孔。蹈(2情)抚用高压气从孔命底向孔口清理怜钻渣。顽(3膛)资用经纬仪、测江斜仪等检测孔购深，倾角，外敢插角。封长碧安装管棚钢管炸(1纲)烂钢管应在专用垄的管床上加工疫好丝扣，棚管歪四周卧钻属φ清她8服出浆作孔夸(荷靠掌子男面裤4涉圈5m寿的棚管不钻灭孔龄)吩；管头焊成圆屯锥形，便于入屿孔。膨(2段)肆棚管顶进采用合大孔引导和棚德管机钻进相结恨合的工艺，即绸先钻大于棚管呜直径的引导僚孔耽(观φ兔滋115mm是)虹，然后可搭用钟10跟t驴以上卷扬机配阔合滑轮组反压蔑顶进；也可利果用钻机的冲击丑力和推力低速干顶进钢管。剃(3鲁)喊接长钢管应满填足受力要求，子相邻钢管的接雹头应前后错开得。同一横断面衔内的接头数不俯大仔于姿50挥%芽，相邻钢管接吉头至少错开源1m蹈。季斥侍注浆骤(1桥)邻安装好有孔钢染花管后即对孔绵内注浆，注浆剖后再施工无孔虎钢管，无孔钢购管可以作为检遭查管，检查注椒浆质量。倦(2办)甜注浆参数：水哗泥浆与水玻璃轧体积的比例套为个1漏∶胡0龙绝5茎；水泥浆水灰谈比召1摸∶肺1围；水玻璃浓长度涛3许5鲜波美度；水玻膀璃模质数耕2回鸣4妻。反(3根)鸭采议用笔kby纯率50/7护0蛾液压注浆机将蹲双液浆注入管亚棚钢管内，初汗压银0采纯5mp拔a瑞～谊1弟祸0mp激a拳，终筝压咸2mp好a驱，持堆压吼15mi打n郊后停止注浆。扫注浆量一般为方钻孔圆柱体得的述1意零5星倍，若注浆量荣超限，未达到偶压力要求，应呢调整浆液浓度货继续注浆，直胳至符合注浆质胖量标准，确保吼钻孔周围岩体摔与钢管周围孔耐隙均为浆液充蚂填，方可终止诱注浆。毒(4荒)皂注浆结束后及朵时清除管内浆酬液，并秆用颤3现0畅号水泥砂浆充开填，增强管棚睛的刚度和强度剧。健2.5烧概劳动力组织杯管棚施工工序父多，工种杂、测技术性强、要厅求技术工人具挺有各方面独立剑操作能力，又素能处理管棚施村工中一般的故矛障，管棚施工都的质量很大程门度上取决于钻怠孔和注浆的质能量。一台钻机蜻三班作业劳力室组织为：技术庭人慢员拘1洽人、机纽长伴1愁人、班驳长晌3芳人、修理禁工白1营人、电凭工蚀1谦人、电焊姿工再1僚人、钻洋工拿1贸5绕人、合乓计啊2勿3东人。3进度情况矩钻机就位、加搞固：钢刚管喇4劫印7h/t位钻进：钢戒管础9危蚁5h/t族扫孔、顶管：策钢望管述11h/t叼注浆：钢攀管倍5湾甘5h/t4质量控制芝(1尘)郊钻孔前，精确肝测定孔的平面食位置、倾角、损外插角。并对吧每个孔进行编透号。屡(2假)稿钻孔仰角的确恼定应视钻孔深河度及钻杆强度缺而定，一般控毒制羡在该1彼°束～惨1轮兄5悼°幻，钻机最大下区沉量及左右偏只移量为钢管长杂度盖的叹1杀%退左右，并控制近在扔20cm戏～视30cm根。巾(3危)根严格控制钻孔肯平面位置，管转棚不得侵入隧柱道开挖线内，键相邻的钢管不怀得相撞和立交浩。浓(4宰)苦经常量测孔的涛斜度，发现误瓶差超限及时纠守正，至终孔仍布超限者应封孔尽，原位重钻。屠(5把)舟掌握好开钻与碍正常钻进的压天力和速度，防摩止断杆。阔(6附)炮在遇到松散的晶堆积层和破碎稍地质时，在钻帆进中可以考虑层增加套管护壁船，确保钻机顺女利钻进和钢管日顺利顶进。荐5经拘管棚费用评价弟管棚费用主要境包括管棚的套供拱费用、管棚锡施工的人工费贡、管棚施工的顶机械台班费、呢管棚施工的材揭料袍费坏4罗大部分。现以毒福宁高速公路乌XX航隧道进口左洞政40m嫂活管棚（沿拱姓顶验150塘°滴范围内布损设督3撞3让根长度各为齐40m欺安注浆钢管，管份棚的钢管总重贺量枣为摘21仿t铲）为例，分析域管棚在现场施航工中的实际费完用。我5.堂1纵套拱费用脖（宾1订）套米拱拴ⅰ榨1小8粉工字钢融：垂1踏管5675概t×600币0寺聪元童/t=94愚0妇5稠元；享（豪2验）孔口管称（默φ茅127×扁4mm刷无缝钢管）丢：翁0沈嘱80058捡t×50花00德故元普/t=40饱02腥过9屋元；傅（乓3重）固定钢筋灌（品φ驳2谋5野钢筋）篮：递0劳脱45738膊t×40膝00违预元昏/t=18单29崖沙5俗元；挎（鞭4衣）普通混凝土谦（风c2范5猛）征：捏41点档26m3研×400壳储元粗/m3=1谁650懂4沈元。位5.2谎董人工费浪（阅1需）加工管棚钢摸管伟：树214斧渗5荣捏工宰日仍×40拣技元恭/揉工羊日笔=8580竿专元。包括割、紫焊钢管锥形探悠头，钢管施刘钻凝φ孔苏8mm兼出浆孔等；蹄（绒2展）加工钢管丝叙扣接头唐：绳20缺望元剖/娃个炕×231做绒个缸=462臣0撇元；新（锦3书）搭工作架、洽布设水、电、巴气管路等准备麦工作平：池18锤口工垃日雾×40抬列元类/寒工谋日踩=720迅踪元；艘（涌4妇）钻机就位、钞钻孔、扫孔、脾顶管、注浆占：聪5157膏滚6h×4贯获元赶/h=20五630佳轻4户小元。贪5.3堡腹机械台班费姓（匙1撑）地质潜孔钻肝机够：核53猜溪76潜袜台雄班挺×432穴匙元券/朗台药班陵=2322剂4饰菌32件鹰元；尿（疫2伍）电动空压机沟（剑20m3就/阴h瓦）歌：发53尚器76龙钓台隙班滚×674修吨元羞/用台费班照=3623辆4引疑24的漂元；秤（浮3洽）压浆机（吉50l款）究：阵14歪铃49肆雄台祸班透×36鸦已元谎/麻台完班封=521诱仰6往4膀元；丑（积4边）拌浆机造：队14袭咱49敏臭台捡班妄×20溪部元睡/司台劳班谊=289尤竹8凭元。咏5.4粘胆材料费猴（吐1畜）锯木俊：倦35注备2m3殖×800超迎元搭/m3=14盲080变壤元纱(购按两次摊夏销问)芝；柴（蝇2口）钢管丢：村21t×4修200糖触元劳/t=88走200捐移元；械（横3轰）砂浆剩（棵30盆#兼）：统10m3淘×240离钢元粱/m3=2量400高汉元；朱（案4理）水泥谣（狗32连琴5税级）肢：袭43瞒蔽71t×3确30木堆元蔽/t=14额424租臂3涝鸡元；题（夜5血）水玻璃框（安3汽5翠波美度）矮：浅38暂形48t×9亦00桂源元楼/t=34存632胆紧元；调（糊6狗）磷酸氢二钠希（缓凝剂）稠：寇0咐蜜88t×4洽600糟口元牺=4048隶堆元。苗4本项费用合计惭：塘28434光6唯觉1沃元；躁管理费与税收灭按妄15健%务计蛋：本42651胖魔91傍很元；躁管棚费用按每腰吨钢管计：持（净28434蜜6评焰1+426恼51蜘鸭91疯础元冠）坚/21t齿=1557辞1益纱3封3咽元深/浪t走。敞按隧道延米计酿：躁（今28434屑6占夜1+426论51雀再91作并元砍）品/川40m蛾=8174运皇9浊5装元秃/舱m式。6结语升6.桂1寇对于隧道洞口抵的软弱破碎围粉岩地段、浅埋小地段采用长大叔管棚施工工艺趁，提前发挥超渠前支护作用，至增加了施工安旺全度，提高隧立道的长期稳定塘性，具有显著节的经济效益和晃社会效益。惭6.烈2辅在管棚支护下疗开挖，可减少粘地表下沉和防夺止围岩坍塌。筒6.岸3惧管棚钻孔可作氧为地质预探预客报，地质资料岸可指导洞身开才挖提供依据。泥6.注4模管棚施工工艺蛇的引用，对魂XX些省隧道施工技艇术的探索迈开文新的步伐。获一、施工方法苦：管棚由竖钢管和钢架组须成，并辅助锚蒙杆和喷射砼，稍管棚直径理为射8犬0廊～本180mm潜,塑一般采用巾108mm图×讽4.5mm亏厚热扎无缝钢怠管奔,锯管与管的中心叔间距采燕用籍2.盼5陵～虏3纤倍管摊径塑3沙0融～效50cm羽,绘管棚长度不宜重小于省10m群,萝根据地棉质悟,营机械设备及施林工条件确滑定紧,乞长度一般喊为腥1喂0起～持40m另,誉如需设置管棚粱段落过阶长汽,龙可分组设蜓置侧,尽纵向两组管棚阅的搭接长度不皆小于供3.0m踩。先施作好的想超前管棚，在苗管棚的超前支归护下，采用上替半断面法掘进逼，上部开挖后短及时安设拱部熄钢拱架和锚、狼网、喷等初期四支护，钢架采要用型钢拱架或围格栅拱架，待目完全作好拱部脊支护后，开挖爪下部，下部左跌右两侧交错施隔工，待一侧的碌钢架和初期支耀护施作完毕后屑，再开挖另一芬侧。钢支架采摸用型钢吃或陆φ袋2颜2妻格栅钢筋拱张架泄,洋锚杆采董用里φ慎2搂2薪钢蜂筋夜,携喷射砼采诸用舅2盼0跌号完砼极,驰钢拱架的受力俱计算要承伙受皱2依～纪4撇m醒的松散岩体爱躲力季,早采用型钢拱架鼻时粗,脸不计算喷射砼瘦的受姐力弱(应如施工图已有痕设蜻计拖,袖按设计方案执赖行县)岔。该二、施工工才艺敢:1富.愁施作工作仆室使,敬工作室应比设像计断面友大涛3饲0飞～真50cm轨(相如在洞内施作外长管墙棚趁)己。连2译.盲施工导牺拱盾,插安装导急管爷,甘导管长度吉为束2含～勇2涝.5m蝴,奔管径应大于管制棚直本径景2灰0件～行30m牛m地。穿3敲.赴施钻工作平赏台誉,翼工作平台必须政能承受钻机的溜活载能在力蜓,弊因此必须牢固质可轰靠托,撇在洞口段施掩工庄,浊最好设在地面撒上稳,丢即导拱只作一讽半抱(栏弧形部侧份化)按。下一半在打恨完管棚后施作稍（即先拱后墙滥）。傅4延.能钻机就淘位毫,性施钻到设计位带置。（先施作萝有孔钢管，后雀施作无孔钢管门）父5周.歪顶进钢管到设锣计位置。永6苗.肢管内注筒浆特,钻注浆压力冈为赞0.幸5银～督1.0MP迎a厕。触7咬.峰施作导拱下部下墙钞,忧先作一轿边描,匹再作另一累边痒,熄防止拱下沉。疯8沟.拒洞内开胜挖肠,症洞内开挖一般专采用半断面进鸦行谁,齿即先挖上蒜部益,草在作完锚杆胶木喷射砼鸟后种,便再作下部。（宅如是液压台车乳施工，可作全虾断面开挖，开谁挖进尺不大于遮1.5m望,誉一般为违1m灶。挖完一次，堆作一次的锚杆怖喷射砼或安装膊钢支架，以此垦循环进行直至威作完全部管棚忙段。互三、劳动力组佛织及进度指标衰：晚(炼指施作