铁路浅埋隧道长管棚技术应用

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1、铁路浅埋隧道长管棚技术应用内容：本文结合乌山坎隧道实际工程经验，对铁路浅埋隧道大管棚施工技术进行分析与阐述，以提高施工效率与施工质量，确保行车安全。　　关键词：铁路；浅埋隧道；管棚；应用；　　随着科学技术的不断发展，在浅埋地质条件下的铁路隧道施工工程越来越多，且开挖和支护等工艺日益成熟。以下将对浅埋隧道长管棚技术应用进行具体分析：　　1、工程概况　　隧道全长477m，双线，设计行车速度200Km/h，正线线间距4.6m；隧道洞身穿越段为剥蚀丘陵区，丘顶多呈马鞍状，沿山脊两侧山体基本对称，自然坡度角约为20~30度，局部达35~40度。最大覆土厚度25m；全隧围岩级别V级，全风化花岗岩，

2、工法为双侧壁导坑法；隧道洞顶新建陈沙公路宽度80m，横穿隧道，公路与隧道夹角为42度，且与隧道同时施工，由于陈沙公路取土作业，造成与隧道交叉平面位置，覆土厚度仅为3.5m；　　2、大管棚施工技术应用　　管棚的性能特点及适用条件：管棚是利用钢管作为纵向支撑、钢拱架作为横向环形支撑，构成纵、横向整体刚度较大，能阻止和限制围岩变形，并能提前承受早期围岩压力的一种超前支护形式。管棚适用于特殊困难地段（如极破碎岩体、塌方体、岩堆地段、砂土质地层、强膨胀性地层、断层破碎带、浅埋、偏压等围岩）的隧道施工中采用。长管棚与短管棚相比，其一次超前量较大，可减少安装钢管次数，并减少与开挖作业之间的干扰，适用

3、于大中型机械进行大断面开挖。　　管棚由钢管和钢拱架组成。管棚是利用钢拱架，沿着开挖轮廓线，以较小的外插角，向开挖面前方打入钢管，形成对开挖面前方围岩的预支护。　　管棚施工主要包括管棚的导向墙施工、成孔、管棚安装，压浆等，具体内容如下：　　2.1导向墙的施工　　为了确保管棚的准确定位，承受浅埋隧道开挖后的围岩压力，设置管棚导向墙，确保导向墙的牢固性、稳定性，受力后不会产生变形。因此，在导向墙的墙角施工应该达到上导坑的底面位置。在导向墙位置，采取C20混凝土浇筑，截面尺寸1m×1m，为保证长管棚施工精度，导向墙内设2榀I18工字钢架，钢架外缘设ф140壁厚5mm导向钢管，钢管与钢架焊接。由

4、于制作导向管对形成管棚具有重要作用，因此必须全站仪精确定位，同时确定导向管的角度与位置。　　2.2管棚制作　　管棚采用ф108壁厚6mm的热轧无缝钢管，每环钢管总长度为40m，钢管分段安装，第一段按奇、偶分别编号，奇偶号不同的管长相差2m（如奇数为4m，偶数为6m），其后每段可按相同长度安装（每段6m），钢管连接以丝扣连接而成，丝扣连接长度不小于15cm，全管棚奇数号采用钢花管，偶数号采用钢管，钢花管孔径10mm，孔间距15cm，呈梅花形布置，尾部留不钻孔的止浆段110cm，由于乌山坎隧道洞顶埋深过浅，为提高导管的抗弯能力，钢管内增设由四根ф22主筋和外径ф42，壁厚8mm，长4cm的

5、固定环组成的钢筋笼。　　2.3钻孔（钢花管）　　采用两台钻机分两侧奇数孔（钢花管）同时开钻的方式施工，为避免串孔、塌孔现象发生，成孔后及时送管，刚开孔时，要低压、慢转，以便于控制钻机行进方向，避免偏孔，当行进超过1m后，可逐渐提高钻速，保持正常压力，如遇球状风化孤石，可提高压力，保持低速钻进。钻进过程中，定期利用水平测斜仪进行偏斜度测量，如发生较大偏斜，立即堵孔纠偏，并做好钻孔地质记录，成孔后，利用清水进行清孔。　　2.4送管（钢花管）　　为保证成孔效果，清孔完毕后，立即进行送管作业，因为洞口场地开阔，为提高作业效率，利用挖掘机进行送管作业，作业前核对配管编号与孔口编号，对挖机无法作业

6、的地方，可采用钻机送管，通过异形接头连接，用主钻杆带动导管，旋转行进，或利用导链将导管送入孔内。　　2.5送钢筋笼　　大导管就位后，向导管内送入由四根22主筋和外径ф42，壁厚8mm，长4cm，间距1m的固定环组成的钢筋笼，钢筋笼的作用主要是增强管棚的抗弯能力。　　2.6封管　　为保证注浆效果，封管头采用钢板ф25镀锌钢管球阀ф25镀锌钢管与导管焊接而成，球阀作用为终压后，能迅速关闭阀门，保持管内压力，避免浆液流失。　　2.7管内注浆　　2.7.1注浆参数　　单液浆：水泥浆液水灰比为1：1（重量比）　　注浆压力：0.5~2MPa　　单根钢花管注浆量:Q=π.Rk2.L.η　　式中R为浆

7、液扩散半径，取Rk=0.6L0；L0为注浆钢花管中至中的距离；L为钢花管长；η为围岩空隙率，取40%；　　单管注浆量Q=π.(0.6×0.8m)2×40m×40%=11.58m3　　2.7.2浆液拌制　　水泥浆液拌制在拌合机内进行，根据拌合机容量大小，严格按水灰比进行配料；搅拌时间不小于3min，配制水泥浆时严防水泥包装带或其他杂物进入拌合机，成品水泥进入贮料桶内必须进行有效滤浆，未滤浆的浆液严禁进入泵内，且配制的水泥浆必须在规定时间内注完。