河南省交通规划设计研究院股份有限公司 郑州 450052
摘要:近几年来,伴随着国内经济水平的不断提高,我国的交通事业发展迅猛,大部分都将地处山区,隧道比例将会出现一个大的攀长;因此,通过结合某隧道工程实例,针对隧道洞口管棚钻孔成孔困难问题,结合设计以及施工组织方案,分析其原因,对具体实施过程展开探讨。
关键词:公路隧道;管棚施工;
引言
近年来,随着山区公路建设规模的扩大,常常遇到隧道穿越已有公路的施工。洞口位置崩塌坡积碎石土较厚,为了保证能够顺利的穿过较厚的崩塌坡积碎石土以及景区旅游公路,大管棚支护是为一种有效的支护手段。而大管棚成功支护的技术关键则是管棚钻孔的施工技术。
1工程概况
某高速公路隧道位于断裂带的下盘,距离该断层的距离为300-500m,断裂带属于盘古寺断裂带,该断裂呈近南北向展布,使得两侧为中低山峭壁山地峡谷地貌,山地岩石受构造影响而破碎,斜坡地带为碎石,砾石、漂石和红色粘土、粉质粘土堆积。
根据设计资料,在隧道进出口范围内存在构造破碎带,根据地质调查时岩石产状资料对比分析,初步认为该处应为一小型断层构造,该段岩体破碎程度较强烈。
隧道出口穿越一条约宽7m景区公路。景区公路是施工时唯一运输材料进场的施工道路,协调景区改路有难度;隧道出口后侧分布着较厚的残坡积块石土层,且其下为强风化砂岩,由残坡积层、强风化砂岩组合形成的滑坡体具有滑动倾向,山体开挖时,有产生滑动的可能性。为了保证隧道进洞的安全以及施工过程中能够保证道路的正常通行以及道路的完整性。在隧道进洞前设计30米大管棚进行超前预支护。
管棚钻孔过程中常常出现漏风导致钻进动力不足的问题,以及出现卡钻等现象。考虑到洞口上部覆土较薄,可能漏气的情况,经现场勘测会商,对管棚顶部围岩埋深较浅段进行坡面注浆加固,钻孔时效果不是太理想,仅有少部分钻孔能钻至设计深度。
目前情况下,针对管棚钻孔困难的情况有以下几种处理方案,采用跟管钻进、自进式管棚等方式;但造价太高,由于太行山区地形地势特殊,此种洞口情况经常常见。故此,本人结合设计以及施工中的特点浅谈一下个人建议。
原设计管棚钢管分为两种:有孔花管和无孔花管。钢管接头采用丝扣连接,丝扣长15cm。为使钢管接头错开,编号为奇数的有孔钢花管的第一节管采用3m钢管,编号为偶数的无孔钢花管的第一节钢管采用6m钢管,以后每节均采用6m长钢管。
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图1.隧道管棚设计图
针对此种洞口钻孔困难问题,可考虑全部采用有孔钢化管,钻孔施做顺序从下往上依次施做,没钻完一孔便顶进一根钢管,进行注浆固结钢管与围岩以及相邻岩体。
2施做步骤
(1)开挖明洞、边仰坡并进行防护;边坡开挖、防护应由上到下逐步进行,边开挖边防护,边仰坡的开挖支护在明暗交界处必须满足管棚施做高度,形成台阶。
(2)施做套拱,搭建钻孔平台;在工字钢导向墙施工过程中,进行操作平台的整平检查工作。
(3)安装钻机,注意不能出现与开挖暗洞轮廓线不符的问题,严格控制外插角。
(4)施做能钻至设计深度的钻孔,清孔,顶进钢管,然后注浆;先施做拱腰处钻孔,钻孔施工时,可低速低压,待成孔10 m后可根据地质情况逐渐调整钻速及风压。不随意加大或减少功率。在钻孔的过程中由监理单位同志全过程进行监控。成孔后采取吹管吹出充填物,顶进钢管,注浆材料采用水泥浆液,水灰比1:1,注浆压力0.5~1.0Mpa。稳定10min,若注浆量超限,未达规定压力,仍继续注浆,直至符合注浆质量标准,终止注浆,确保管棚与围岩固结紧密,同时提高钻孔周围岩体的密实度。
(5)施做相邻位置钻孔。
(6)反复循环4、5。
在施工中,严格实行操作人员自检、班组互检、工序交接检的“三检制”,施工过程中,施工管理人员加强过程跟踪,监理工程师验收。层层把关,确保工程质量;在管棚施工的各个环节,施工管理人员严格控制,确保每道工序符合要求,特别是在管棚导向管定位,钻机就位、钻机钻进等过程施工人员严格监控。
3结论
隧道超前支护施工质量关系到隧道进洞施工时的安全,针对钻孔过程中遇到的问题,结合现场工程实例,对管棚超前支护施工进行探讨,总结相关的施做经验。