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摘要:此篇文章所分析的内容主要跟管棚超前支护施工技术相关,第一步对该方面所具备的技术优势进行了概述,然后对所实施的准备工作、导向墙施作跟钻孔方面进行了阐述,具体的研究内容具备一定的参考价值,有利于其他相似项目的师公管理。
关键词:公路隧道;管棚;超前支护
引言
在眼下,进行隧道施工之际,通常都会用到管棚施工,其属于超前支护的类别,在隧道洞口位置以及隧道浅埋洞身位置均能够适用,特别是当一些隧道具备不小的开挖断面,同时洞口位置岩体破碎时,运用这一方式能够获得不错的效果。采用这一方式实施超前支护一般情况下是根据隧道的洞顶轮廓线,采取环向的方式将钢管钉入其中,同时,在钢管中需要注入混凝土,从而让整个岩体通过钢管的连接形成整体,一方面能够预防围岩因为压力的缘故而出现变形,另一方面可以承受较大的荷载,最终保证隧道能够在安全状态之下施工。
一、管棚超前支护施工技术优势分析
就施工原理而言,管棚支护采取钻孔的方式,在隧道拱顶轮廓线之外进行施工,所有孔均为水平设置,然后实施注浆,让围岩能够固结,从而通过棚架的方式对隧道拱顶进行保护。在该施工方式当中,钢管发挥的作用如同锚杆一般,最终所形成的围岩壳具备强大的整体性,同时对钢管加以利用,充当骨架的作用,使围岩所具备的抗剪强度得到提升。下列内容为其所具备的主要优势:
(1)通过管棚支护,能够将一个存在于隧道内部的壳状结构形成,该结构会跟隧洞的轮廓大致相当,进而使梁拱效应得以形成,形成足以支撑前后围岩的点。所以可以对围岩松动的情况进行管控,规避因为施工而导致的坍塌现象出现。
(2)在进行注浆之后,管壁上存在的孔洞压力能够让浆液深入到围岩缝隙当中,然后形成一种胶结的状态,能够将围岩物理力学方面较为软弱的特性改变,从而让隧道内部的岩体具备更好的承载能力。
(3)当施工之际所用的方式为新奥法时,通过管棚支护的方式,可以让爆破给四周围岩带来的冲击力下降,尤其是有密集管棚存在的位置,其能够将因为爆破而出现的气体跟冲击波吸收掉,从而规避因为爆破而破坏之四周围岩形态的情况。
二、管棚支护施工技术准备工作
(1)施工机械材料准备工作。在此施工过程当中会用到不少的机械,比方说挖掘机以及装载机之类的,此类设备均具备较大的体型,在深入到施工现场当中之后,方能展开施工,与此同时,还需要通过实验的方式来检验混凝土所具备的配合比以及各色原材料,保证所有材料均具备合格的技术参数。
(2)施工现场准备工作。所谓的布置施工现场,其实从实际上来说,就是布置对管棚支护进行施工的范围,首先需要完成仰坡的开挖工作,隧道进洞口边的相关防护需要已经得到完善,已经了解隧道所具备的地质现状以及存在的偏压情况,与此同时,还需要对土地进行平整以及夯实。不仅如此,关系到施工的排水沟之类的工作也都应该已经得到了完善。
(3)施工技术准备工作。所有的轴线以及三角网基地桩均已经根据图纸要求进行测设,并且将水准基桩设定好,通过十分详尽的测量以后,引出并且设置好洞口的水准点,然后将对应的技术交底对相关班组进行提供。
三、隧道洞口导向墙的施作
尚未正式实施管棚支护昨夜时,需要先将导向墙完成,其能够发挥出导向作用,同时也能够对一些设施进行固定,正式施工之后,第一步需要进行测量放样,将导向墙所处的地方找出。
同时采取在导向墙的拱脚位置进行筑浆砌片石之类的方式,使之具备一个十分坚固的基础,通常情况下,套拱基础所能够承受的荷载需要超过0.3MPa,一方面需要保证基础具备足够的宽度以及标高,另一方面则需要根据设计要求,对钢拱架进行相关加设,然后开始凭借底模,紧接着顺着钢拱架进行孔口套管的设置,定位好孔口套管所具备的间距以及位置之后,进行套拱模板的安装,紧接着根据导向墙来进行混凝土的脚注,最终使之能够合拢。进行混凝土脚注之际,为了保证导向墙在具体施工之际不会有偏移以及下沉的现象发生,可通过临时支撑来满足要求,同时实施监测导向墙的拱顶,保证该项工作能够在安全环境下完成。
四、管棚钻孔以及钢管安装施工
(1)钻机的选择与就位。在选取管棚支护所用到的钻机时,所选的钻机需要具备较大的扭矩,同时有强悍的破碎能力,冲击能力也不能太弱。与此同时,将钻机在指定位置放置好之前,就需要处理好钻机平台,平台的特征应该是稳定以及牢固链接,着实地,这样就能规避在进行钻孔之际有不均匀沉降抑或是摆动之类的状况发生,使最后的钻孔质量得不到保证。
(2)钻机钻孔施工。一般会分成两步进行管棚钻设,所采用的钻设方式是隔一钻一,先对单数进行注浆,完成之后再对双数进行钻设。在确保有精准的钻孔方向方面,一方面对导向管加以利用,实施方向的控制,另一方面对相关仪器加以利用,对孔中的偏斜度进行测量,从而确保钻孔具备应有的精准度。在实施该项工作之时,必须注意尚未进行钻孔之时就得进行混凝土的喷涂,其厚度应该为15厘米,所充当的作用是止浆墙,实施具体的钻孔工作之际,必须对钻进进行实时检查,一旦其遭遇砂层抑或是容易发生塌孔的地方时,马上通过泥浆护壁的方式来防范。
(3)清孔以及验孔。通过对钻头以及岩心钻杆加以利用,完成扫孔工作,然后把浮渣清理掉,通过高压风来进行具体的清理工作,这样可以规避堵孔现象的出现。完成了清孔,就需要检验孔位是不是存在偏差,需要保证钻孔不出现大于1°的方位角偏差,孔口之间的距离以及孔深度之间需要有小于5cm的偏差。
(4)管棚的钢管安装。通过钻机顶进的方式来安装钢管,且安装时需分段进行,接口位置利用丝扣使之保持连接。通常情况下,丝扣需要具备15厘米的长度。在进行钢管加工之际,必须将长度错开,如此一来,便能让其接口不再处于同一平面上。
五、管棚注浆施工
(1)喷射混凝土。尚未实施注浆工序之际,就需要对拱圈之类的位置进行混凝土喷射,且混凝土需要有超过C25级别的强度,如此一来,就可以规避之后因为施工而造成的岩面缝隙,进而规避漏浆现象的发生。
(2)注浆材料的选用。在实施管棚支护之际,所采用的注浆材料需要具备以下特征,首先没有太大的固化收缩能力,跟围岩之间需要具备较强的凝结力,同时具备不错的流动性,可以方便进行灌注,当其凝固之后,需要有不错的稳定性以及抗渗能力,耐久性好。当下在进行此方面施工之际,通常会用到的注浆材料是普通水泥-水玻璃双液浆。
(3)注浆施工。根据公式计算所获取的结果来确认每一根钢管所需要注入的浆液量,进行注浆之际,需要调整注浆材料的配比,而调整的依据则是浆液具体的扩散情况、注浆压力以及用量之类的参数。
(4)注浆施工过程中异常情况的处理。如若存在小规模的裂缝而出现漏浆现象,第一步对麻丝加以利用,将之在水泥内进行浸泡之后用以对裂隙进行填塞,紧接着对注浆材料进行调整,使之凝胶时间得到缩减。假若主将之际出现压力陡升的线香,那么只需要将纯水泥浆抑或是清水注入其中。假若有堵管的情况发生,马上把孔口泄压阀打开,然后把进浆阀关上,停止作业,处理完毕后在进行施工。
六、结语
就管棚支护这种施工作业方式而言,其具备极强的适用性,而且能够很好的进行支护,当在一些不具备很好地质条件的工程中进行施工时,所获效果极为不错。不过管棚支护施工所采用的工艺并不简单,而且有十分繁复的工序,故而在具体施工之际需要跟现场实情相结合,将一个合理的施工方案制定出来,然后遵循有关质量标准以及图纸实施具体的施工工作,保证所有的工序都具备能够跟技术要求相契合的质量,使建设公路隧道的水准得到提升。
参考文献
[1]杨正周.超前支护施工技术在高速公路隧道施工中的应用[J].交通世界,2020(12):96-97.