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隧道大管棚施工一、概述现代隧道施工技术相对于传统的“矿山法”已有明显的提高。
在软弱围岩中采用暗挖法施工时保证掌子面前方围岩的稳定始终是关键的施工技术之一。
从20世纪90年代中后期开始，超前预支护技术得到了极大发展。
这些技术包括超前小导管、超前锚杆、管棚、预衬砌、水平高压旋喷压注、围岩注浆等。
大管棚施工技术在我国地下工程施工处理特殊及不良地质隧道时得到了广泛应用，并取得了较好的效果。
二、施工工艺1.施工准备（1）管棚的加工制作管棚钢管直径宜为70～127 mm，一般采用直径为108 mm、壁厚6 mm的热轧无缝钢管。
管棚钢管单节长度通常为46 m，接头采用15～20 cm长丝扣连接（套管采用内丝扣，钢管端采用外丝扣），以保证连接强度和管体顺直。
钢管接头位置应错开，避免设置在同一横断面上。
钢管壁加工注浆花孔，孔径一般为6～8 mm，间距10～15 cm，一周4排左右，呈梅花形排列，前端为尖形，尾端50 cm范围内不钻孔作为止浆段。
（2）测量定位根据设计的大管棚和导向墙位置，分别用全站仪和精密水准仪进行管棚位置和导向墙位置的放样，特别要控制大管棚位置与隧道开挖线之间的距离，以免出现大管棚位置侵入隧道初期支护或衬砌混凝土的现象。
2.开挖工作室施作导向墙（1）开挖工作室为设立管棚推进基地和钻孔施工空间，在地下工程洞内施作大管棚的开端应开挖工作室。
工作室的开挖尺寸应根据钻机和钢管推进机的规格确定，一般应超出隧道外轮廓线0.5～1.0 m，并设钢支架。
（2）施作导向墙一般情况为便于施钻和提高钻孔精度，常在明挖和暗挖交界处（或隧道坍塌位置）施作混凝土导向墙。
①导向墙在隧道外廓线以外施作，内埋设3～4榀工字钢支撑，钢支撑与管棚孔口管焊成整体。
孔口套管沿拱圈环向布设，孔径比管棚钢管大20～30 mm。
②孔口套管间距、位置及方向应准确。
用经纬仪以坐标法在工字钢钢架上定出其平面位置，用激光导向仪设定孔口管的倾角，用前后差距法设定孔口管的外插角。
浅谈洞内管棚在隧道塌方中的应用摘要:本文根据秦东隧道进口位于黄土浅埋地段塌方处理施工工艺进行阐述，在隧道工程中黄土隧道施工是很少见的，采用在洞内增设大管棚与灌浆加固地表的施工工艺，通过这一工程实例验证，取得理想的效果，对类似工程有较强的借鉴意义。
关键词：黄土隧道塌方处理管棚灌浆加固中图分类号： tu94+3.4 文献标识码： a 文章编号：一、工程概况：秦东隧道位于陕西省潼关县,隧道起讫里程dk333+312~dk340+996,全长7684m。
隧道进口dk333+390~+500浅埋偏压段，约7~26m。
本段隧道位于黄土塬坡脚地带，地势南高北低，隧道通过段地表为左侧陡峭，右侧较平缓且均已辟为梯田，地层为第四季上更新统风积砂质黄土。
进口dk333+390~dk333+465段采用双侧壁导坑法施工，自dk333+465起开始进行工法转换，采用crd法开挖。
当右侧掌子面施工至dk333+489.4时，中隔壁右侧发生塌方，坍塌段里程为dk333+470~dk333+487。
塌方后洞顶正上方地面形成一个22m（长）×16.2m（宽）×2~5m（深）的陷坑，且周边地表有多处裂缝。
二、塌方处理施工工艺：隧道塌方段施工按照“先进行中隔壁左侧支护加强，地表加固及回填处理，施做洞口段二次衬砌，洞内塌方段加固，按工序开挖、支护塌方段、施做塌方段二次衬砌、洞内正常施工”的顺序进行，塌方段处理方法及具体措施如下：首先用装满沙土的编织袋对隧道右侧塌方土体进行封堵反压，然后对左侧导坑用方木支撑结构对支护与围岩加强进行加固。
再在地表塌坑上面搭设防雨棚，塌坑周边设置截排水沟。
在中隔壁左侧上、下导坑钢架和木支撑中间加设环向封闭的型钢支撑结构，钢架间设φ42纵向连接钢管、间距0.5m，钢架与原有支护体系密贴，临时中隔壁侧及临时仰拱钢架用c25混凝土喷平，其余钢架位置打设φ22锚杆并与钢架焊接牢靠，墙角打设φ50锁脚锚管，确保临时加固钢架能与既有支护体系组成整体受力体系，以限制结构变形。
管棚法处理隧道塌方施工方案【摘要】主要介绍了隧道塌方管棚法处理的施工技术。
根据开挖塌方断面的实际地质情况，对塌方原因进行分析，提出隧道塌方段处理方案：超前小导管加密钢拱架法及大管棚法。
通过方案对比及现场验证，最终采用大管棚法，结合深孔注浆，使隧道掘进方向的掌子面、拱顶区域的围岩达到固结作用，确保隧道开挖施工顺利进行。
施工结果表明，该技术对处理隧道塌方效果很好。
【关键词】隧道塌方大管棚法深孔注浆1 工程概述乔原隧道位于乡宁县乔原村东侧约20m，设计为左右分离式，总体走向呈西北-东南向，隧道左洞全长1572m，最大埋深104.2m，上覆湿陷性黄土，浅黄色，土质均匀，结构松散，大孔隙及虫穴发育，具垂直节理，呈坚硬状态。
2 塌方情况及原因分析2.1 塌方情况简介隧道进口ZK9+225-ZK10+550段洞体埋深为28.4-104.2m，洞体围岩由第四系中冲洪积黄土组成，土质较匀，含有少量钙质结核及砾石，呈硬塑状态，松软结构，围岩等级为Ⅳ3级，长度为1325m，设计采用超前小导管+钢支撑+挂网喷射砼支护，上下台阶法开挖，在2013年9月24日晚21点上台阶开挖至ZK9+675处掌子面发生滑塌，塌落体为湿陷性黄土，浅黄色。
塌方处没有冒顶，塌腔体积较大，约100m3。
2.2 塌方原因分析经现场调查分析后认为隧道本次塌方主要由地质因素引起的。
该处正处于通过一冲沟，埋深通过最浅处，土体硬塑状态，松软结构，无支护开挖易小范围产生坍塌及小范围滑塌现象，侧墙易失稳，在加上该冲沟地表上有大范围的汇水面积，渗水出水量加大，土体极易失稳，正常的开挖支护不能保证围岩的稳定而发生塌方。
3 塌腔的处理为避免洞顶土体的塌陷，初期支护施做完成后，对拱顶空腔处采取吹粉煤灰填充处理。
4 塌方处理方案及措施4.1 大管棚法施工处理方案的提出在坍塌初期，采用加设钢拱架，间距调整为30cm,加设超前小导管，采用短进尺越过塌腔，但经两次尝试均以失败告终。
自进式管棚超前支护施工技术摘要：本文结合邓家湾隧道出口平导施工实例，简要分析和总结了软弱地层管棚施工技术。
关键词：隧道；坍塌；自进式；管棚支护引言超前支护是为保证隧道开挖面围岩稳定而采取的一种辅助工法，一般应用于埋深浅、围岩荷载较大，或者在围岩软弱、破碎的隧道工程中。
为保证隧道开挖时施工安全，实际工程中，常根据围岩级别采用对应超前支护措施。
1 工程概况邓家湾隧道位于喜德西～冕宁区间，进出口里程D2K372+305，出口里程DK381+695,为双线隧道。
隧道进口接短路基，隧道出口紧邻孙水河双线特大桥。
另喜德西车站渡线伸入进口端。
线路纵坡为2.5‰575m，11.1‰778m，11.9‰8897m均单面下坡。
洞身都会通过花岗岩地层，发育有垭口村断层、盐井沟断层、石板推测断层、大石板断层。
隧道最大埋深约700m。
2 地质概况出口平导P2DK380+072位于安宁河断裂带东侧，区内断裂发育，由一系列较规则的南北向直线状断裂组成，该段位于垭口村断层，为一东倾高角度逆断层，与安宁河断裂相平行，为一南北向直线状断裂组成。
受该地质构造影响，岩体的节理及裂隙非常发育，节理、裂隙密集的地段饱含地下水，以基岩的裂隙水为主，局部的地段受构造、埋藏深度多方面原因的控制具承压。
采用的深孔钻探揭示此段岩层较破碎。
3 隧道坍塌状况出口平导施工过程中P2DK380+072处发生大规模坍塌，从掌子面涌出松散坍方体沿洞身长20m，坍方体约600m³，掌子面距洞顶表面埋375m，将坍方清除后，若采用常规的支护方式不可行，经过调查和研究，采用管棚加强支护的方式通过坍塌段，常规的管棚施工是需先将围岩体成孔后再将钢管顶入孔内，但是整个坍塌段为松散体，因易发生塌孔无法施作管棚孔；为此，通过思索、调查和研究，首创采用隧道自进式管棚支护施工方法。
4 施工技术基本原理邓家湾隧道出口平导大规模坍塌及涌泥，掌子面围岩极差，为松散体，采用自进式管棚注浆进行加强支护；钻杆和套管（直径108mm）均为内外丝分节段接长，每节段为3m；将钻杆穿于套管内，钻进过程中套管跟进；钻头采用偏心装置钻头，钻出的孔径大于套管的外径1.5cm，因钻头内装有正反装置，当钻头反转时，钻头回正为不偏心，可将钻头收敛缩小从套管内取出；钻杆为空心管，气压通过钻杆流至钻头，将孔渣从套管内吹出；钻杆和套管进尺一个节段，将钻杆和套管接长，直至钻完一个根管棚的长度，将钻杆反钻从套管内取出，以此循环施工将全部套管打入前方围岩形成管棚；管棚打入完成后，对管棚加压注入水泥浆液；管棚周壁打有注浆孔，浆液通过注浆孔分散渗入周围松散围岩体内将其凝固形成稳定圈，待注入的浆液达到设计强度的85%，对掌子面进行短进尺开挖及支护；管棚根总长为15m，确保有足够的长度嵌入前端围岩内作为搭接段，管棚每根长度根据实际地质情况确定。
管棚法处理隧道特大坍方段的应用
技术
总体施工工序的调整
首先进行工作面预注浆,在此基础上进行管棚施工。
但于注浆量大,注浆时间长,造成钻孔作业空闲时间多。
为此,对施工工序进行了调整,即在工作面注浆的同时穿插进行部分管棚孔的施工。
但为确保周边管棚孔的注浆加固效果,确定了穿插管棚孔施工的原则是:遵循设计时的工作面预注浆超前的原则。
总体施工工序的调整为施工工期争取了时间,同时也保证了周边注浆加固效果。
注浆施工的技术措施
(1)改变浆液材料。
预注浆时,根据其注浆目的是填充坍方体空洞,对固结体强度要求不高,同时于原开挖的小导坑留下的空洞较大,采用较高强度的注浆材料不仅造成浪费,也为后来的开挖带来了困
难。
为此,据孔钻记录,A、I、H 三个工作面预注浆孔分别在6m、10m、17m处有50～120cm不等的架空区,对这三个孔不同断位的注浆材料进行了变更,原设计的水泥浆与水泥砂浆改为粘土水泥砂浆。
变更后的浆液含粘土约为25% ,28d固结强度在8～13kgPcm2 ,可满足工作面稳定的要求,凝结时间约为3～5d,流动性好,不仅降低了工程成本,也具有良好的填充效果。
三个孔三个段别分别共计注入粘土水泥砂浆120m3,约占空洞总量的80 %。
(2)采用间隔注浆获得注浆加固效果。
在进行管棚注浆时关键是获得管棚内外形成厚约2m的注浆加固圈,但于坍体内有许多块石相互棚架,致使坍体内空洞大而多,这些空洞有的直接与坍空区相连,注浆时浆液在压力作用下通过这些空洞泄流至坍空区,而不能在管棚附近均匀扩散,从而使注浆加固圈无法形成。
为此,根据经验采用间歇注浆法,即当长时间注浆压力上不来时,说明浆液顺空隙泄流至
坍空区,这时将浆液凝结时间调整至30～50s,注浆1～5min,停40s,待原注入浆液初凝变稠后再注,如此反复,则原先的泄浆通道逐渐变小并最终堵塞,浆液即在管棚周围达到均匀扩散的目的。
4 施工质量与效果评定
(1) 导向管外插角为2°～4°,间距28～33cm,满足设计与规范要求,为保证管棚制安精度创造了条件。
(2) 管棚孔钻进过程中仅有一个孔打偏与另一管棚相交,仅占管棚总数的2%。
根据下管记录,因卡钻、断管等原因52根管棚中只有9根共计16m 未顶进,仅占设计管棚总长度的%。
根据开挖所揭示的情况,管棚制安基本达到了整齐划一的要求,在开挖线外形成了稳固的护拱棚架作用,总体质量达到了优。
(3) 每二序孔钻孔时出现了全孔回水,钻孔、下管容易,钻孔物中有水泥凝结块等现象,与开始第一序孔钻孔时卡钻无回水形成了对比,说明第一序孔注浆已起到了明显的效果,并达到了固结充填的好
效果。
(4) 根据注浆记录,第二序孔注浆时注浆压力上升明显快于开始注浆时,也说明坍方体空洞回填充实。
