技术总结(浅谈洞内岩溶段长大管棚施工)

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1、技术总结（隧道洞内岩溶段长大管棚施工技术）1隧道典型溶洞简介隧道开挖施工至DK210+185时，拱顶左侧夹泥层出露明显，开始塌方掉块，拱顶右上方出现一个宽约1.8m、长约2.5m的溶洞，垂直向上发育，呈上大下小的漏斗状，于地表联通。溶腔充填物为黏土，棕红色、含水饱和，夹杂碎石，出碴过程中溶洞填充物迅速塌落，涌泥量达到70m3，掌子面全部被封堵，超前小导管被压弯、脱落；溶洞壁岩石为灰岩，弱风化、无渗水、稳定，该处埋深约52m；溶洞洞内塌坍后对应里程段地表出现一个长6.5m、宽4m、深2.5m的陷坑。2施工方案确定根据现场地质雷达探测资料表明，DK210+185

2、前方仍为溶洞及夹泥层，为此施工采用一环长管棚，以策安全；为便于管棚工作室的开挖，从钢架安装开始里程处DK210+177，即溶洞口向小里程退后8m开始打一环长管棚，配合格栅钢架施工，管棚纵向长度20m，环向间距40cm。管棚由钢管和钢架组成，并辅助锚杆和喷射砼，管棚采用外径108mm、壁厚9mm的热轧无缝钢管，环向间距40cm，共计32根，预留止浆段长1.5m，钢管壁上打直径10mm渗浆孔，相临渗浆孔间距30cm，第一节管头做成锔齿状，接头采用丝扣连接，丝扣长度10cm，丝纹与钻机相配套。3洞内大管棚作用机理首先，大管棚起到纵向梁的作用。大管棚施工后，隧道拱部

3、的围岩应力由大管棚承载，纵向使应力重新分布，以释放某一部位的集中应力，降低或减缓围岩的不稳定趋势。其次，大管棚起到超前支护的作用。大管棚施工后，承担了初期支护工作面至隧道开挖掌子面段土体的围岩应力，同时由于大管棚注浆后浆液向岩体渗透扩散，在拱部形成一层硬壳，起到一个保护伞的作用，防止土体坍塌。另外大管棚还起到联合支护作用。与开挖后喷射混凝土、钢架支撑、挂网、系统锚杆形成一套有机的联合支护体系，同时也作为隧道永久结构承载的－部分。4施工工艺4.1管棚施工机具的选择：管棚施工段围岩较差，施工机具的选择十分重要，在康家村隧道管棚施工中前后使用了冲击钻和冲击回转钻两

4、种机型；冲击钻依靠高压空气作为动力，体积小，自重轻，其钻头为大口径合金钻钻进，将岩石挤压成粉末由高压空气从孔内吹出，遇黏土时易堵塞钻头；其钻孔速度相对较快，约15~20分钟/m，钻孔深度最大50m，但受其成孔机理的影响，部分碎石屑或黏土贴在孔壁上，成孔后极易塌孔，钢管送入困难，需用挖机顶进。冲击回转钻用电动机作为动力，体积较大，钻头为锔齿状合金钢管，长3~4m，钻机扭矩大，钻孔速度相对较慢，遇岩石可取芯，遇黏土溶为泥水从孔口流出，不易塌孔，钻孔深度可达100m，管棚采用丝扣连接，钢管利用钻机送入方便。在综合比较后，施工选用冲击回转钻进行钻孔。4.2管棚工作室

5、：DK210+177至小里程段围岩整体性好，全部为灰岩，无渗水，稳定性好，在综合考虑管棚机具结构尺寸大小、接管长度、钢管长度、外插角、送管难易程度等问题后，确定在DK210+173~+177段开挖管棚工作室，钢管标准长度为9.0m，管棚长度拟按4+5+4+5+2=20m或5+4+5+4+2=20m进行搭配，所以管棚工作室纵向开挖按4.0m施做，环向扩大0.8m，仅扩大拱部，扩挖后及时挂钢筋网喷射C20砼8cm进行支护，钢筋网网格参数20×20cm。DK210+177~+177.5段用风镐沿钢架外轮廓开挖30cm，用于安装套管。4.3工作平台的搭建及套管安装：

6、管棚工作室施工完成后开始搭建钻机工作平台，采用普通钢管搭建，铺上木板，要保证结构有足够的承载能力和工作空间，铺设枕木以便于钻机在小范围内升降；在管棚工作室上随机打3.0m长砂浆锚杆，砂浆锚杆出露40cm，制成弯勾，用于固定钻机。钻机的固定对管棚钻孔效果起着决定性作用，管棚环向间距较小，钻机如果不稳定，钻孔角度就很难保证，极易出现窜孔现象。平台接建好及时在钢架上安装套管，套管采用壁厚3mm、直径150mm的无缝钢管，长1.0m，安装里程为DK210+177~+178m，以便于钻头定位。在格栅钢架外轮廓线上按环向40cm均匀布置好套管，调整好套管角度，用钢筋焊接

7、在格栅钢架外轮廓上，管间用C20喷射砼填满，以保证套管稳固。施工完成后管棚工作室采用二衬砼进行回填。4.4管棚预制：管棚采用外径108mm、壁厚9mm的热轧无缝钢管，环向间距40cm，共计32根，预留止浆段长1.5m，钢管壁上打直径10mm渗浆孔，相临渗浆孔间距30cm，第一节管头做成锔齿状，接头采用丝扣连接，丝扣长度10cm，丝纹与钻机要配套。每孔各节钢管预制好以后要进行试接，并按顺序进行编号。钢管制作示意图4.5、测定孔位及钻孔清孔不少于两次，以保证送管顺利，完成后利用钻机安装钢管，人工抬管至工作面，先将钢管丝扣与钻机对接，然再将钢管之间的丝扣对接。4.

8、5.1孔位测定：钻孔前按五寸台画出管棚位置及轮廓线（