浅谈超前管棚支护技术在隧道工程中的应用机理.doc

浅谈超前管棚支护技术在隧道工程中的应用机理管棚支护技术大大增加了小型隧道开挖的应用范围。使用这种方法,隧道开挖将在预先顶进的钢管的保护下进行。管棚法是开挖大直径、短距离隧道的最为安全有效的方法。 通常,管棚法运用于铁路下的隧道施工和新型地铁车站的建设中。在此类工程中的微型隧道作业将大规模进行。多数情况下,使用这种方法是采用钢管进行操作,即把钢管顶进地层中,围绕隧道建设区域形成一个“安全保护棚”。机器掘进一段不长的距离后,可以通过一个设计巧妙的闸门装置向后缩回到始发隧道中,这样,它就可以在相同的开挖面上展开另一段隧道的开挖作业   摘要:超前管棚支护是目前隧道施工中处理软弱、破碎与浅埋偏压等不良围岩地质的一种有效施工方法。文章主要通过结合工程实例介绍分析管棚作用机理、管棚设计与施工要点及适用范围等内容,论证管棚施工在隧道施工中的价值。关键词:隧道施工;超前管棚支护;施工工艺随着我国高速铁路、公路建设的飞速发展和工程设计、施工技术水平的不断进步,公路等级要求的不断提高,同时在提倡尽量少占耕地与环保的设计背景下,使得隧道工程在公路工程中的比例越来越大。而部分隧道所处地段存在地质情况差、埋深浅、开挖断面大等情况,这就给隧道施工带来了极大的难度。众多工程实践表明,超前管棚支护技术是克服上述情况的最为有效的辅助施工方法之一。在不良地质施工困难地段,如破碎的岩体、塌方体、岩堆地段、砂土质地层、强膨胀地层、裂隙发育岩体、断裂破碎带、浅埋偏压等围岩,采用管棚支护能取得较好的效果;在流塑状岩体或岩溶严重流泥地段,采用管棚与围岩预注浆相结合的手段更是行之有效的方法。本文在总结大量超前管棚应用实践的基础上,对管棚的作用机理、设计参数及施工工艺等方面进行了综合的探讨。一、工程概况万源(陕川界)-达州(徐家坝)高速公路万源段的吴家河隧道,设计为分离式隧道。,右线长500m,隧道净宽为2×,,两隧道轴线间距20m。隧道所处位置属剥蚀侵蚀中低山地,地形起伏较大,中间高两头低,山体侵蚀现象严重。隧道整体设计埋深较浅其中LK34+648-LK34+780、LK34+930-LK35+058、K34+691-K34+805、K34+940-K35+175洞口段设计均为II类浅埋偏压加强围岩,埋深在0-15m,而隧道地表坡积覆盖层较厚就达0-12m,同时上述里程隧道均位于山体坡脚处偏压严重。地表覆盖层地质主要为坡积碎石土,隧道部分地质情况复杂,洞口段主要为亚粘土、碎石土;洞身围岩主要为强、弱风化盐溶角砾岩、泥质灰岩、泥质灰岩夹泥岩,岩体呈松散结构,节理面破碎夹泥质充填物、风化严重,整体性差,同时存在不良岩溶地质。总体分析隧道地质:浅埋、偏压、破碎,开挖后易失稳,易滑塌。二、施工方案根据现场情况和工期的需要,左右线采用单向前后交错平行作业掘进。洞口处偏压严重,各洞口端采用长22m大管棚进行超前预注浆,加固松散地层,在开挖面形成簿壳,整体受力,发挥拱环效应,有效防止仰坡面失稳,防止地表坍方、下沉,并缓解偏压影响,解决隧道洞口开挖的困难。超前支护围岩后配以HK180a型钢钢架喷锚联合支护,在监控量测技术的指导下顺利进行隧道开挖作业。三、管棚设计(一)管棚设计参数 1、管棚棚管采用?覬108×6mm热轧无缝钢管,钢管导向端做成尖形,承压端焊上钢箍,