PAGEPAGE7復雜建筑群處管棚超前支護施工工法前言膠州灣海底隧道是青島市規劃“南隧北橋”中的南隧,是膠州灣海底隧道和快速路三期的重要紐帶。膠州灣灣口海底隧道青島端接線工程,南起膠州灣灣口海底隧道青島端終點，向北以上下行分離式雙洞隧道形式分別沿四川路、云南路向北，在東平路路口北側出地面后開始高架，于山西路路口上方合流后接入快速路三期工程。云南路主隧道（左線）起點里程ZK1+095.98，分界點里程ZK2+755,長1659.02m。為單向三車道，最大開挖寬度為17.5m，最大開挖高度為13.08m，斷面方186.2m3。埋深在3-25m之間，多為一倍洞徑。工程位于青島市老城區，隧道穿越云南路地下，道路的兩側均為密集的居民小區和高層建筑，隧道從建筑物邊緣甚至下部通過，且地表埋深淺，建筑年代久遠且較為密集，地下管線較多，給隧道的施工帶來了極大的難度。為確保云南路隧道洞口和運營的安全，采用水平長大管棚超前支護加固技術，有效控制了地表沉降，其成功經驗值得類似地下工程借鑒。2.工法特點淺埋暗挖隧道采用φ108大管棚支護，剛度大，能形成有效承載拱。一次性施作30m以上的水平管棚，洞內不需作工作室，效率高。設備簡單，操作方便安全。3.適用范圍3.1適用于軟弱圍巖地層淺埋暗挖的地下工程超前支護。3.2適用于地下工程的不良地質災害的處理，如富水斷層、隧道坍方、高應力大變形圍巖。3.3適用于城市下穿既有公路的地下工程的超前支護。4.工藝原理長大管棚是一種隧道及地下工程的超前支護技術，即按隧道開挖輪廓線外側向前分地層按一定間距打入鋼管，并通過鋼管的出漿孔對土層進行注漿加固，鋼管與地層形成承載拱，起到超前支護的作用，以控制洞室變形。5.施工工藝及操作要點5.1施工工藝流程（見圖5.1-1）5.2施工操作要點5.2.1.施工準備疏排地表水，洞口仰坡穩定地層，增設環型截水溝一道，攔截地表水建立枝狀排水系統，使地表水盡快順暢地排出洞口不穩定范圍，以防積水下滲。5.2.2引排地下水為引排洞口段地下水，在適當位置鉆設２個20cm降水井，利用深井潛水泵和螺桿泵抽取地下水以疏干土體，降低洞口周圍地下水位。測量放線測量放線導向護拱施工鉆機就位引孔清孔頂進鋼管注漿封口鋼管加工注漿參數選定監測圖5.1-1長大管棚施工工藝流程圖5.2.3導向護拱施工為確保大管棚施工的精度，使鉆頭、鉆桿鉆進時始終保持同一鉆進角度、方向。在管棚鉆進前，先在隧道洞口澆注管棚施工導向混凝土護拱。導向護拱內安設導向管，導向管根據管棚進出口坐標，焊接定位固定于護拱內鋼筋格柵鋼架上，焊接前對每一根導向管位置進行坐標測量定位，施工時注意調整導向坐標時考慮由于鉆機沉落或其它因素而產生的各種偏差，取調整誤差10，導向管調整3.5cm，用于角度控制，防止由于各種因素造成管棚下垂而導致侵入隧道界限。5.2.4φ108大管棚加工及連接為了使漿液充分滲入地層，使得隧道拱部圍巖形成加固殼，管棚采用花管，即在鋼管上布置φ10mm的注漿孔，孔眼排列呈梅花形，間距為25cm×25cm。鋼花管加工見圖5.2.4-1每一根管棚在安裝最后一節時，在鋼管上要預留1.5m長不鉆注漿孔，以起到止漿作用。鋼管連接采用套管連接法（見圖5.2.4-2）。5.2.4-1鋼花管加工圖圖5.2.4-2鋼管連接圖5.2.5鉆孔鉆孔選用0～3600的地質鉆機，采取隔一鉆一方式。鉆孔前應調整鉆機位置，使鉆桿能平順地置于導向管內，開孔時低速慢進，保持鉆干順直，鉆進過程中一般采取中壓慢進，中等轉速及中量循環液，防止鉆速過快使鉆道偏斜。在鉆孔過程中及時檢查鉆孔方向的準確性，經常用測斜儀測量鋼管鉆進的偏斜度，同時要把鉆芯取出來，做好巖性記錄，用以對隧道開挖提供超前地質預報。5.2.6頂進鋼管使用鉆機自身的伸縮進行頂管，一旦出現頂進困難時，采用手動葫蘆固定于護拱上鋪助頂進，下管時3m及6m鋼管交叉使用。5.2.7注漿注漿參數的選定注漿參數水泥：水玻璃=1：0.5（體積比）水灰比1：1水玻璃35玻美度注漿壓力初壓0.5～1MPa；終壓2～2.5MPa緩凝劑根據試驗確定摻量注漿施工注漿前先用漿液把孔中水壓出管外，待漿液流出并且漿液濃度與漿池中相同時，再密封孔口鋼板，加壓并要穩定壓力在0.5～1Mpa之間，每根管棚要連續注漿，以設計注漿量和注漿終壓作為注漿結果標準，設專人做好注漿記錄。注漿結束后用M10水泥砂漿充填鋼管，以增強管棚強度。5.2.8體會城市淺埋隧道洞室開挖時，圍巖的應力場和位移將發生調整，使洞室發生收斂變形，并波及地表，引起地表的沉降，根據開挖理論分析計算及地下工程現場監測數據表明，開挖導致的瞬時位移在施加初期支護形成受力之前，洞室的收斂位移增長很快，約占總位移的60%以上，因此淺埋暗挖隧道超前大管棚支護是控制地表沉降關鍵措施，對防止隧道塌方十分有效。管棚在成孔過程中會產生一定程度的“超挖”，設計采用φ108管棚，孔直徑將比鋼管直徑大15mm左右，此部分空間將由管棚注漿進行填充；本工程管棚穿越土層為粉質粘土和混合土，在注漿之前存在塌孔的危險，會產生一定的地表沉降，根據國內大管棚施工經驗和數據分析，從最不利角度考慮，管棚塌孔引起的沉降在9mm左右，實測最大沉降量為6.3mm（此部分沉降漸變累計形成），對路面行車安全沒有影響。5.3勞力組織（見表5.3-1）表5.3-1勞動力組織序號作業班組主要工作內容人數1現場管理人員現場組織、指揮和和協調12技術人員施工方案的編制和和實施23測量員現場測量控制及監監控量測34試驗員各種原材的檢測，注注漿參數的選選定，現場試試件的制作及及強度試驗等等35鋼筋班鋼筋加工，頂進及及焊接106鉆孔班負責引孔127注漿班管棚注漿86.材料與機具配備（見表6.1-1）表6.1-1機械設備序號機具名稱規格型號單位數量1鉆機TXU-200臺32注漿機BW-250臺23電焊機BX-400臺24水泥攪拌機350型臺25手動葫蘆臺36潛水泵XQY-15臺27.質量控制導向管的定位誤差應＜10mm，傾角＜10，每鉆進4～6m校正一次方位，及時糾偏。鉆機工作平臺要牢固，保證鉆機處于穩定的工作狀態。清孔后及時下管，防止坍孔。若遇孔內涌水涌泥，立即停鉆，注漿封孔。鋼管接頭應錯開，同一截面接頭數不超過50%.為防止地表變形，應嚴格控制注漿壓力和注漿量，及時調整注漿參數，同時進行地面變形監測。為提高管棚鋼度，鋼管內下鋼筋籠或套管，管內注水泥漿。施工過程中認真記錄鉆進、鉆渣、注漿情況，原始記錄應作到全面、正確、及時。8.安全措施1、建立健全安全崗位責任制，從指揮部到作業班組，實行安全責任檢查制，專人負責制，對違章者嚴加懲處。2、未經崗前教育和安全教育者不得上崗工作，考試不合格者也不得上崗工作。3、施工現場的工作人員要戴安全帽，非人作工員不得進入施工現場。4、加強對圍巖進行動態監控量測及地表道路沉降觀測，實行信息化管理，科學地組織施工。5、拆卸鉆桿時，要有統一指揮、明確聯絡信號，扳鉗卡鉆方向應正確，防止管鉗及扳手打傷人。9.環保措施1、網管內注漿時，操作人員應戴口罩、眼鏡和膠手套。2、施工過程中產生的廢渣、廢料，工后需認真清理，防止造成環境污染。3、夜間施工，需有良好的照明條件，并降低噪音污染。10.效益分析城市淺埋暗挖隧道采用水平長大管棚超前支護，有效控制洞室變形和地表沉降，確保了城市道路干線的行車安全，綜合效益顯著，并形成一整套成熟的施工方法，對類似工程具有指導意