采用大管棚超前支护技术穿越软弱地层

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1、采用大管棚超前支护技术穿越软弱地层*****（*****集团二公司*****邮编*****）【摘要】结合大地坡隧道左线进口施工实例，简要分析和总结了软弱地层大管棚施工技术。【关键词】大管棚、超前支护、软弱地层1概述大管棚超前支护技术，是沿开挖轮廓周线以环向间距40cm、外插角1°－2°钻孔，而后插入大直径(φ108)的钢管，并向管内注浆固结管周边的围岩，从而在预定范围内形成棚架的支护体系。垫邻高速公路大地坡隧道左线进口软弱地层，采用大管棚法施工，取得良好效果。根据大管棚施工实践，对大管棚施工技术进行简要分析，并总结部分经验，希望有助于此项技术的进一步推

2、广和应用。2工程及地质概况2.1工程概况大地坡隧道位于邻水县石永镇大地坡，穿越大地坡山体。起于垫江端K20+277，其中K20+277－K20+297段为明洞，止于邻水端K20+595，左线全长318m，右线全长318m。大地坡山脊走向近于南北向，地形坡度10-25°，由于受构造剥蚀和侵蚀作用，山脊顶部平缓呈椭圆状，隧道穿越丘包顶部高程467.4－475.7m，沟底高程401.2－419.3m，相对高差55－66m，属浅－中切割构造剥蚀（侵蚀）丘陵地貌。隧道最大埋深48m。2.2地质概况隧址区位于新华夏系构造体系，麻柳场－丰禾场向斜南东翼近轴部附近，向

3、斜轴线总的方向为N30°E，两翼基本对称。进口位于大地坡东侧山坡中下部，洞前为缓坡平台均为水田耕地，中上部为第四系全新统残坡积低液限粘土，夹少量角砾和低部1.6m为角砾土夹块石，厚10.4m，呈可-硬塑状。下伏基岩为泥质粉砂岩、泥岩，浅部岩体风化强烈，网状风化裂隙发育。强风化带厚1－3m，其下为弱风化，岩体较完整，岩层产状300°∠4°。2.3施工难点(1)围岩自稳能力差，开挖后易坍塌。(2)掌子面难以稳定，掌子面前方沉降难以控制。3大管棚设计概况为确保安全，顺利通过复杂地段，设计采用大管棚进行超前预支护。单循环设计管棚35根，环向间距40cm，外插角

4、1°－2°,沿拱顶120°范围布设单循环管棚长25m。管棚钢管规格:108mm热扎无缝钢管，壁厚6mm；管壁加工梅花状透浆孔。注浆采用1：1纯水泥浆。4大管棚施工大管棚施工工艺流程如图1。图1跟管钻进长大管棚施工工艺流程图准备工作浇注护拱砼钻孔测量放样钢拱架安装浇注护拱基座开挖护拱基坑结束或移孔导向管定位、安装护拱模板安装钢拱架加工安放管棚钢管安放钢筋笼注浆管棚加工钢筋笼加工4.1洞口护拱施工：①测量放样：准确定出护拱的中线及边线。②基坑开挖：按设计标高出护拱基坑，并用砼找平。③钢拱架安装：钢拱架采用18号工字钢加工。在加工场地加工好钢拱架并试拼好，然

5、后进行安装。护拱钢拱架为三榀，间距0.9m。④导向钢管定位及安装：精确定出导向钢管的位置（方向、角度、间距），然后将加工好的钢管固定在钢拱架上。⑤护拱砼浇注：护拱模板采用普通钢模，用支架固定。浇注砼前仔细检查模板的标高，防止护拱超限。砼采用强制式搅拌机搅拌，汽车运输，振动棒振捣。浇注完毕及时养护。护拱厚0.7m，长2m（护拱终端紧抵岩面）。4.2搭设平台、安装钻机①搭设好钻孔平台。钻孔平台采用钢管搭设，上面铺设木板。平台宽度根据钻机的大小确定，保证钻孔时有足够的工作面。②钻孔前，仔细检查钻孔平台，确保平台稳固，钻机安装牢固，防止施钻时钻机不均匀下沉、摆

6、动、位移、倾斜而影响钻孔质量。4.3钻孔①为了便于插管，钻孔直径比管棚设计直径大20－30㎜。②岩质较好或围岩注浆固结得好，可以一次成孔；围岩局部注浆效果不好的钻进时产生塌孔、卡钻者补注浆后再钻。③钻进中遇未注浆之岩溶严重流泥或地质复杂带而不能钻进成孔时，一般应补浆，待围岩固结后再钻进。也可采用一步钻孔法，即不取岩芯，不回收钻头，用异型接头把钻杆与钢管连接起来，并在钢管前端安装合金钻头钢管随进度逐根接长，直到设计位置。④取岩芯钻进，每钻进2.5－3.0m取一次岩芯，以便分析判断岩质或围岩注浆固结情况；采用不取岩芯一步钻进法钻孔，可根据岩屑、钻速来分析判

7、断岩质情况或注奖固结程度。⑤钻机开孔时，要低速低压，待成孔1.0m后，压力可升至1.0Mpa。遇软质围岩或流塑状粘土，改用低压钻进。4.4安装管棚钢管①根据设计，管棚采用108mm、壁厚6mm的热轧无缝钢管，每段4－6m，两段之间用“V”对焊或丝扣连接。②钢管上须钻注浆孔,孔径为12mm，孔间距15cm，呈梅花型布置，尾部3m不钻注浆孔作为止浆段。③钢管内应增设钢筋笼，并注满砂浆以提高导管的抗弯能力。4.5安装管棚钢筋笼及管内注浆管棚钢管安装好后，放置钢筋笼并注浆。管内设置的钢筋笼，由4根Φ16钢筋焊接在φ6.5箍筋上。钢筋笼分节制作，在工作面逐节焊接

8、起来，直至与钢管同长。钢管钢筋笼安装好后，进行注浆（钢管上预先钻有梅花形孔）。插入注浆管，注入