范世鴻

1 概況

2 施工工藝

2.1 施工工藝流程

施工工藝流程如圖1所示。

2.2 機(jī)具選擇

機(jī)具選擇見表1。

表1 機(jī)具選擇

2.3 工藝說明

2.3.1 明洞邊坡仰坡開挖支護(hù)

1)明洞段開挖應(yīng)在洞頂截水溝施工完成后進(jìn)行，應(yīng)盡量避開雨季施工。2)邊坡防護(hù)應(yīng)與明洞開挖同步進(jìn)行，及時(shí)施工明洞邊坡的錨桿、掛設(shè)鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土及時(shí)封閉坡面。3)對(duì)邊坡滲水要及時(shí)排、引到坡面外，加強(qiáng)對(duì)坡面的防護(hù)。

2.3.2 施作混凝土導(dǎo)向墻

1)作為長(zhǎng)管棚的混凝土導(dǎo)向墻，在明洞外廓線以外施作，導(dǎo)向墻內(nèi)埋設(shè)兩榀工字形鋼支撐，鋼支撐與管棚孔口管焊成整體。為防止鋼支撐和導(dǎo)向墻在施工時(shí)沉降，在拱腳處施作100 cm×100 cm×30 cm的混凝土支座，并預(yù)埋可焊接鋼筋。

2)孔口管作為管棚的導(dǎo)向管，它安設(shè)的平面位置、傾角、外插角的準(zhǔn)確度直接影響管棚的質(zhì)量。用經(jīng)緯儀以坐標(biāo)法在工字鋼架上定出其平面位置;用水準(zhǔn)尺配合坡度板設(shè)定孔口管的傾角;用前后差距法設(shè)定孔口管的外插角。孔口管應(yīng)牢固焊接在工字鋼上，防止?jié)仓炷習(xí)r產(chǎn)生位移。

2.3.3 搭鉆孔平臺(tái)安裝鉆機(jī)

1)鉆機(jī)平臺(tái)一般可用枕木或鋼管腳手架搭設(shè)，搭設(shè)平臺(tái)應(yīng)一次性搭好，鉆孔由兩臺(tái)鉆機(jī)由高孔位向低孔位對(duì)稱進(jìn)行，可縮短移動(dòng)鉆機(jī)與搭設(shè)平臺(tái)時(shí)間，便于鉆機(jī)定位。2)平臺(tái)支撐要著實(shí)地，連接要牢固、穩(wěn)定。防止在施鉆時(shí)鉆機(jī)產(chǎn)生不均勻下沉、擺動(dòng)、位移等影響鉆孔質(zhì)量。3)鉆機(jī)定位:鉆機(jī)要求與已設(shè)定好的孔口管方向平行，必須精確核定鉆機(jī)位置。用經(jīng)緯儀、掛線、鉆桿導(dǎo)向相結(jié)合的方法，反復(fù)調(diào)整，確保鉆機(jī)鉆桿軸線和孔口管軸線相吻合。

2.3.4 鉆孔

1)為了便于安裝鋼管，鉆頭直徑采用115 mm。2)巖質(zhì)較好的可以一次成孔;鉆進(jìn)時(shí)產(chǎn)生塌孔、卡鉆，需補(bǔ)注漿后再鉆進(jìn)。3)鉆機(jī)開鉆時(shí)，可低速低壓，待成孔1 m后可根據(jù)地質(zhì)情況逐漸調(diào)整鉆速及風(fēng)壓。4)鉆進(jìn)過程中經(jīng)常用測(cè)斜儀測(cè)定其位置，并根據(jù)鉆機(jī)鉆進(jìn)的現(xiàn)象及時(shí)判斷成孔質(zhì)量，并及時(shí)處理鉆進(jìn)過程中出現(xiàn)的事故。5)鉆進(jìn)過程中確保動(dòng)力器、扶正器、合金鉆頭按同心圓鉆進(jìn)。6)認(rèn)真作好鉆進(jìn)過程的原始記錄，及時(shí)對(duì)孔口巖屑進(jìn)行地質(zhì)判斷、描述。根據(jù)開挖洞身的地質(zhì)預(yù)探預(yù)報(bào)，作為指導(dǎo)洞身開挖的依據(jù)。

2.3.5 清孔驗(yàn)孔

1)用地質(zhì)巖芯鉆桿配合鉆頭(φ 115 mm)進(jìn)行來(lái)回掃孔，清除浮渣至孔底，確保孔徑、孔深符合要求，防止堵孔。2)用高壓風(fēng)從孔底向孔口清理鉆渣。3)用經(jīng)緯儀、測(cè)斜儀等檢測(cè)孔深，傾角，外插角。

2.3.6 安裝管棚鋼管

1)鋼管在專用的管床上加工好絲扣，管棚四周鉆孔徑10 mm～16 mm，孔間距為15 cm的注漿孔，呈梅花形布置，尾部留不鉆孔的止?jié){段110 cm;管頭焊成圓錐形，便于入孔。2)棚管頂進(jìn)采用大孔引導(dǎo)和棚管機(jī)鉆進(jìn)相結(jié)合的工藝。3)接長(zhǎng)鋼管應(yīng)滿足受力要求，相鄰鋼管的接頭應(yīng)前后錯(cuò)開。同一橫斷面內(nèi)的接頭數(shù)不大于50%，相鄰鋼管接頭至少錯(cuò)開1 m。

2.3.7 注漿

1)安裝好有孔鋼花管后即對(duì)孔內(nèi)注漿，注漿后再施工無(wú)孔鋼管，無(wú)孔鋼管可以作為檢查管，檢查注漿質(zhì)量。2)注漿參數(shù):水泥漿與水玻璃體積的比例為1∶0.5;水泥漿水灰比 1∶1;水玻璃濃度35 Be′;水玻璃模數(shù)2.4。3)采用 KBY-50/70液壓注漿機(jī)將雙液漿注入管棚鋼管內(nèi)，初壓0.5 MPa～1 MPa，終壓2 MPa，持壓15 min后停止注漿。4)注漿結(jié)束后及時(shí)清除管內(nèi)漿液，并用M7.5水泥砂漿充填，增強(qiáng)管棚的剛度和強(qiáng)度。

2.4 勞動(dòng)力組織

一臺(tái)鉆機(jī)三班作業(yè)，每小班勞力組織為:技術(shù)人員1人、領(lǐng)工員1人、班長(zhǎng)1人、修理工1人、電工1人、電焊工1人、鉆工2人，小計(jì)8人。合計(jì) 8人/班×3班=24人。

3 質(zhì)量控制

1)鉆孔前，精確測(cè)定孔的平面位置、傾角、外插角，并對(duì)每個(gè)孔進(jìn)行編號(hào)。2)鉆孔仰角的確定應(yīng)視鉆孔深度及鉆桿強(qiáng)度而定，一般控制在1°～1.5°，鉆機(jī)最大下沉量及左右偏移量為鋼管長(zhǎng)度的1%左右，并控制在20 cm～30 cm。3)嚴(yán)格控制鉆孔平面位置，管棚不得侵入隧道開挖線內(nèi)，相鄰的鋼管不得相撞和立交。4)經(jīng)常量測(cè)孔的斜度，發(fā)現(xiàn)誤差超限及時(shí)糾正，至終孔仍超限者應(yīng)封孔，原位重鉆。5)掌握好開鉆與正常鉆進(jìn)的壓力和速度，防止斷桿。6)在遇到松散的堆積層和破碎地質(zhì)時(shí)，在鉆進(jìn)中可以考慮增加套管護(hù)壁，確保鉆機(jī)順利鉆進(jìn)和鋼管順利頂進(jìn)。

4 管棚費(fèi)用評(píng)價(jià)

4.1 導(dǎo)向墻費(fèi)用

1)導(dǎo)向墻Ⅰ18工字鋼:0.985 98 t×6 000元/t=5 916元;2)孔口管(φ 140 mm×5 mm 無(wú)縫鋼管):0.815 85 t×5 000元/t=4 079元;3)固定鋼筋(Φ 25鋼筋):0.228 69 t×4 850元/t=1 109元;4)普通混凝土(C20):18.6 m3×255元/m3=4 743元。

4.2 人工費(fèi)

1)管棚:4工日/10 m×1 960 m×60元/工日=47 040元。包括場(chǎng)地清理、搭拆腳手架、布眼、鉆孔、清孔、鋼管制作、運(yùn)輸、就位、頂進(jìn)割等;2)加工鋼管絲扣接頭:50元/個(gè)×343個(gè)=17 150元。

4.3 機(jī)械臺(tái)班費(fèi)

1)地質(zhì)潛孔鉆機(jī):39臺(tái)班×432元/臺(tái)班=16 848元;2)電動(dòng)空壓機(jī)(20 m3/h):5臺(tái)班×674元/臺(tái)班=3 370元;3)壓漿機(jī)(50 L):6臺(tái)班×36元/臺(tái)班=216元;4)拌漿機(jī): 6臺(tái)班×20元/臺(tái)班=120元;5)挖掘機(jī)(320型):22臺(tái)班×1 000元/臺(tái)班=22 000元。

4.4 材料費(fèi)

1)鋸木:0.002 5×(1.86+196)m3×1 200元/m3=594元(一次攤銷);2)φ 108 mm×6 mm 鋼管:31.455 64 t×6 280元/t=197 541元;3)砂漿(M7.5):17.95 m3×218元/m3=3 913元;4)水泥(32.5級(jí)):1.35 t×355元/t=479元;5)水玻璃(35 Be′):5.624 m3×0.310 68 t/m3×950元/t=1 660元;6)磷酸氫二鈉(緩凝劑):5.624 m3×0.007 33 t/m3×4 500元=186元。

以上4項(xiàng)費(fèi)用合計(jì):326 966元;

φ 108 mm×6 mm管棚費(fèi)用按每噸鋼管計(jì):

326 966元÷31.455 64 t=10 394.5元/t;

按隧道延米計(jì):326 966元÷40 m=8 174.15元/m。

5 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于隧道洞口的軟弱破碎圍巖地段、淺埋地段采用長(zhǎng)大管棚施工工藝，提前發(fā)揮超前支護(hù)作用，增加了施工安全度，提高隧道的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。在管棚支護(hù)下開挖，可減少地表下沉和防止圍巖坍塌。管棚鉆孔可作為地質(zhì)預(yù)探預(yù)報(bào)，地質(zhì)資料可為指導(dǎo)洞身開挖提供依據(jù)。管棚施工工藝的引用和設(shè)備的選型對(duì)今后的隧道管棚施工具有借鑒和指導(dǎo)作用。

[1] 鐵路隧道施工技術(shù)規(guī)范[S].