專利名稱：一種隧道管棚快速施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及隧道施工工藝技術(shù)，特別是指一種隧道管棚快速施工方法。
背景技術(shù)：
管棚一般指沿地下工程斷面的一部分或全部，以一定的間距環(huán)向布設(shè)，形成的棚 護結(jié)構(gòu)。其目的是為了在特殊地質(zhì)條件下安全開挖，預先提供增強地層承載力的臨時支護 方法。主要用于軟弱、沙礫地層和軟巖、巖堆、破碎帶地段。目前常見的洞內(nèi)管棚施工方法有洞內(nèi)擴挖工作間施工法和洞內(nèi)無工作間施工法。 前者主要應用于掌子面圍巖情況較好的情況，其優(yōu)點是工藝較規(guī)范，管棚質(zhì)量易于控制；缺 點是對地質(zhì)條件要求高，需要擴挖工作間，造成安全隱患，拖延工期，并且造成初期支護材 料的大量增加。后者主要應用于掌子面圍巖較差不適合擴挖的情況，其優(yōu)點是可適用于地 質(zhì)條件較差的情況，可處理坍塌地段；缺點是需要切除鋼管棚侵線部分，具有安全風險，工 作量較大需要工期較長且較為浪費材料。也就是說，現(xiàn)有技術(shù)中常見的洞內(nèi)管棚施工方法都人為地增加了施工風險且工期 都比較長，材料損耗比較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種隧道管棚施工方法，因不需要擴挖工作間、不需要切割侵線管棚， 可以有效避免常規(guī)的安全隱患保障隧道施工安全提高隧道管棚施工速度并降低材料損耗 進而降低施工成本。本發(fā)明實施例提供的一種隧道管棚施工方法，包括管棚施工準備完成后，測量放線、標定孔位并開孔，在開孔處安裝孔口管及止水裝 置；在孔口管處，鉆孔至設(shè)計深度；將鋼管棚頂進至隧道外圍輪廓線處；將玻璃纖維錨桿嵌入鋼管棚；封閉孔口，進行注漿施工。本發(fā)明實施例的方法采用無工作間方式施工，在管棚施工準備完成后，測量放線、 標定孔位并開孔，在開孔處安裝孔口管及止水裝置；在孔口管處，鉆孔至設(shè)計深度；將鋼管 棚頂進至隧道外圍輪廓線處；將玻璃纖維錨桿嵌入鋼管棚；封閉孔口，進行注漿施工。插嵌 焊接工藝和玻璃纖維錨桿技術(shù)，無需擴挖工作間、無需切除管棚末端，能有效的提高隧道管 棚施工速度降低損耗，可廣泛應用于暗挖隧道洞內(nèi)管棚施工。


圖1為本發(fā)明實施例方法的流程示意圖；圖2為本發(fā)明實施例一的流程示意圖3為管棚剖面圖為本循環(huán)開挖段；圖4為管棚開孔、終孔投影圖；圖5為插嵌焊接接頭示意圖；圖6為正洞管棚開孔及終孔投影圖。
具體實施例方式為了保障隧道施工安全提高隧道管棚施工速度并降低損耗，本發(fā)明實施例在管棚 施工準備完成后，測量放線、標定孔位并開孔，在開孔處安裝孔口管及止水裝置；在孔口管 處，鉆孔至設(shè)計深度；將鋼管棚頂進至隧道外圍輪廓線處；將玻璃纖維錨桿嵌入鋼管棚；封 閉孔口，進行注漿施工。其中，可以采用插嵌焊接工藝將多個長管段頂進至預定位孔，采用 玻璃纖維錨桿技術(shù)將錨桿嵌入鋼管棚。參見圖1所示，本發(fā)明實施例的方法如下步驟100 管棚施工準備。步驟101 測量放線、標定孔位并開孔，在開孔處安裝孔口管及止水裝置。在安裝 孔口管時，用水泥基錨固劑錨固。所述止水裝置為高壓止水閘閥。步驟102 在孔口管處，鉆孔至設(shè)計深度?？卓诠芡獠坷p繞麻絲并形成紡錘型。步驟103 利用一個以上長管段頂進管棚至隧道外圍輪廓線處。具體包括將一個 以上長管段頂進預定孔位，且前后長管段采用插嵌焊接連接方式連接。步驟104 將玻璃纖維錨桿嵌入鋼管棚。步驟105 封閉孔口，進行注漿施工。下面結(jié)合圖2 5舉具體實施例詳細說明本發(fā)明的技術(shù)方案，具體處理過程如 下步驟201 隧道開挖至需要進行管棚支護范圍時停止開挖，封閉掌子面，施作止?jié){
掉 丄回ο步驟202 現(xiàn)場標定孔位，確定鉆進角度后，開孔至2. 7m，安設(shè)孔口管。步驟203 孔口管采用Φ 125mm、δ = 5mm的鋼管加工，管長:3m，孔口管外壁纏繞 50 80cm長的麻絲成紡錘型后安設(shè)到要求深度，并用水泥基錨固劑錨固，以保證孔口管安 設(shè)牢固不漏漿。步驟204:孔口管安設(shè)完成后安裝高壓止水閘閥，為防止鉆孔過程中突發(fā)涌水突 泥。步驟205 鉆孔至設(shè)計深度(鉆孔長度不超過30m)。步驟206 頂進管棚，管棚采用Φ 108mm、δ = 8mm的無縫鋼管加工，分節(jié)長度:3m 及6m兩種。第一節(jié)分別間隔鉆入: 和6m長管段，以后全部鉆入6m管段，確保同一斷面內(nèi) 接頭和非接頭之比不超過50%。前后管節(jié)采用插嵌焊接連接方式，后侵入隧道限界部分不 下管棚管，長度依據(jù)管棚設(shè)計角度而調(diào)整。步驟207 將鋼管棚頂進至距隧道外圍輪廓線1 an處，停止鋼管棚頂進，下入 φ32玻璃纖維錨桿，將錨桿嵌入鋼管棚an。步驟208 封閉孔口，進行注漿施工。
圖3所示為本循環(huán)開挖段的管棚剖面圖。其中，1為本循環(huán)開挖段，2為預留段，3 為施作玻璃纖維段，4為施作鋼管棚段，5為拱架，6為止?jié){墻，7為鉆機工作平臺，8為隧道拱 頂，9為隧道拱底。圖4為管棚開孔、終孔投影圖，其中，10為開孔位置，11為終孔位置。開孔位置是 指標定孔位后確定好鉆進方向角度進行鉆進的位置，而終孔是指從開孔處沿著法相角度鉆 進設(shè)定深度后的位置，例如沿法相角5度水平斜向鉆進IOm那么IOm后到達的位置為終孔 位置。從圖4中可以看出，管棚開孔數(shù)為37個(Gl G37)。圖5為插嵌焊接接頭示意圖，其中12為鋼管棚，13為接頭鋼管，箭頭方向表示管棚 沿接頭鋼管嵌入方向。本發(fā)明實施例的管棚施工技術(shù)能有效的提高隧管棚施工速度、降低人工機械材料 的耗，提高效益。與常規(guī)施工方法相比此工藝無需擴挖工作間、插嵌焊接加快管棚接頭速 度、無需切除管棚末端，施工速度可提高一倍，鋼材用量節(jié)省35%。具體實施例一新建鐵路龍巖至廈門線象山隧道1#斜井正洞左線巖溶段DKM+121 DKM+151 注漿加固及管棚施工，在象山隧道巖溶水壓高、水量大的情況之下，采取擴挖工作間存在相 當大的安全風險，若采取傳統(tǒng)的無工作間管棚施工，需要切割侵限的管棚，違背了隧道施工 “快封閉”的理念，因此采用了本發(fā)明的“隧道快速管棚施工技術(shù)”。根據(jù)象山隧道巖溶水壓高、水量大的特點以及上循環(huán)施工情況確定本段注漿循環(huán) 單孔擴散半徑2m，加固范圍為隧道開挖輪廓線外8m，右側(cè)高位支洞段局部加固范圍為開挖 輪廓線外15米，沿隧道開挖輪廓線外布置六圈注漿孔，外圈孔終孔距輪廓線外7. 5米，中圈 孔終孔距輪廓線3. 25米，內(nèi)圈孔終孔在開挖輪廓線上，右側(cè)局部15米加固圈兩排孔分別距 開挖輪廓線10米和13米。為了補強整體巖層及減少注漿盲區(qū)，在16米斷面處、及右側(cè)局部15米加固圈9米 斷面處增設(shè)2個補孔斷面；注漿孔終孔后，放入φ32的玻璃纖維錨桿加固穩(wěn)定圍巖。本循環(huán)共設(shè)計管棚56根，為保證異型高位支洞管棚支護效果，管棚采用φ108大 管棚分為兩個部分施作。參見圖6所示，第一部分管棚為27根，沿正洞方向施作，開孔與終孔沿拱頂140° 扇形范圍內(nèi)展開，其中開孔間距為40cm，終孔間距為65cm。終孔位置距開挖輪廓線2米。管棚鉆孔長度為^m，成孔后在前端下入(pl08x9mm的無縫鋼管，鋼管上設(shè)四排 φ8溢漿孔，溢漿孔成梅花型布設(shè)，孔間距100cm。因為無管棚工作間，為了保證管棚不侵入 開挖輪廓線內(nèi)，其中后6m不下管棚管(含止?jié){墻3m)，下入φ32的玻璃纖維錨桿后進行全 孔一次性注漿。第二部分管棚為四根，待高位支洞沿中線開挖至10米深后，澆注一米厚的止?jié){ 墻，沿高位支洞方向施作，開孔和終孔沿拱頂140范圍內(nèi)展開，其中開孔間距為35cm，右側(cè) 終孔間距為50cm，左側(cè)中孔間距為75cm。終孔距開挖輪廓線1米。管棚鉆孔長度分別為iaii和15米，成孔后在前端下入cpl08x9mm的無縫鋼管，鋼
管上設(shè)四排φ8溢漿孔，溢漿孔成梅花型布設(shè)，孔間距100cm。因為無管棚工作間，為了保證
管棚不侵入開挖輪廓線內(nèi)，其中后5m不下管棚管(含止?jié){墻lm)，下入φ32的玻璃纖維錨桿后進行全孔一次性注漿。通過采用“無工作間管棚施工技術(shù)”該循環(huán)56根管棚開孔注漿在10天內(nèi)完成，而 如果采用傳統(tǒng)工藝施工至少需要一個月時間。本發(fā)明實施例的方法采用無工作間方式施工，在管棚施工準備完成后，測量放線、 標定孔位并開孔，在開孔處安裝孔口管及止水裝置；在孔口管處，鉆孔至設(shè)計深度；頂進管 棚至隧道外圍輪廓線處；將玻璃纖維錨桿嵌入鋼管棚；封閉孔口，進行注漿施工。插嵌焊接 工藝和玻璃纖維錨桿技術(shù)，無需擴挖工作間、無需切除管棚末端，能有效的提高隧道管棚施 工速度降低損耗，可廣泛應用于暗挖隧道洞內(nèi)管棚施工。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精 神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍 之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種隧道管棚施工方法，其特征在于，該方法包括以下步驟管棚施工準備完成后，測量放線、標定孔位并開孔，在開孔處安裝孔口管及止水裝置；在孔口管處，鉆孔至設(shè)計深度；將鋼管棚頂進至隧道外圍輪廓線處；將玻璃纖維錨桿嵌入鋼管棚；封閉孔口，進行注漿施工。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，孔口管外部纏繞麻絲并形成紡錘型。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在安裝孔口管時，用水泥基錨固劑錨固。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述止水裝置為高壓止水閘閥。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將鋼管棚頂進至隧道外圍輪廓線處，包括 將一個以上長管段分節(jié)頂進至預定孔位，且前后長管段采用插嵌焊接連接方式連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種隧道管棚施工方法，以降低安全風險、提高隧道管棚施工速度并降低材料損耗進而降低施工成本。該方法包括管棚施工準備完成后，測量放線、標定孔位并開孔，在開孔處安裝孔口管及止水裝置；在孔口管處，鉆孔至設(shè)計深度；將鋼管棚頂進至隧道外圍輪廓線處；將玻璃纖維錨桿嵌入管棚；封閉孔口，進行注漿施工。
文檔編號E21D19/00GK102128038SQ20111002798
公開日2011年7月20日 申請日期2011年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月26日
發(fā)明者單紅雨, 彭峰, 謝達文 申請人:北京中鐵瑞威基礎(chǔ)工程有限公司