隧道施工中大管棚施工工艺探讨

隧道施工中大管棚施工工艺探讨

胡团勇

中铁华铁工程设计集团有限公司北京100000

摘要：本文叙述了隧道施工过程中大管棚工作的具体工艺以及注意事项，并对于重点和注意要求进行了划分，并指出施工过程中的工艺技术的关键点，对于管棚工艺的实施具有一定的理论价值。

关键词：隧道；施工；大管棚；工艺

一、工艺的界定和功能

该技术适宜稳定性差的软质层地带以及具有大范围给水的区域。

管棚的功能表现在：使得工作前方的更为牢固，在挖掘面之外与注浆区域内形成固圈；与钢拱架、基层形成一个稳定的结构，从而实现挖掘面的稳定，防止塌陷以及地表的不适当沉降。从而对施工以外的区域产生较大的影响。

二、施工准备

在施工工作的开展之前，要对于地质状况进行详实的探测，对于地下管线的障碍物进行合理地预知，对于含有较为坚硬的岩体要及时利用专业性的工具进行处理。防止对工程效率造成影响，同时对于工具造成不可磨灭的创伤。根据具体的实际情况进行设计，并采用差别对待的方法，孔径的大小根据管径的大小确定，并加强各类装置工具的配合和作用。

用水平定向钻机施工时，要注意核探棒的准确性。导向孔作为基础，导向孔的质量将直接影响后续各项工作井然有序的开展。为了保证钻孔的顺利进行，要及时排除钻孔过程中的废物，及时有效地减少钻孔过程中的阻力，并及时进行有效地测量，对于各类参数做好及时的记录。

三、工程的具体情况

1、护拱

护拱作为管棚的导体，在挖掘线特定的角度上进行施工，断面长度为1m✖1m,导向长度具体情况具体分析，保证基础的稳固性是根本目的。

2、孔口管

孔口管作为导向管，它的细节影响整个工程的，首先有条不紊地确定平面位置，用恰当的尺度配合坡度板设定的口的倾角，同时孔口应当合理地连接，防止在钻井机的使用后出现区域的不正常下沉移动从而影响施工的质量。

3、钻机定位

钻机的定位在整个工程中具有举足轻重的地位，用特定的仪器如挂线、钻导进行反反复复的操作，确保位置的精准性。

4、钻孔

管子的适当安装，钻头直径一般要事先选定，在施工地质量较好的情况下，一次性可以成功，在钻孔是出现故障时，应当重新进行，从头开始。钻机开钻初期，应当使用测斜仪，根据工程进展的状态进行合理地评价，并根据施工的实践状态调节钻的速度和压力。成孔过程中必须对于孔的质量进行细致地判断,确保动力装置、矫正装备按照既定的图形进行。并在施工的过程中进行一系列的笔录描绘，作为对于施工的重要参考资料。

钻孔前确定孔的平面的地理位置并严格把控好它的偏移度。施工过程中应当按照既定的程序，不可操之过急，也不可过于缓慢，进而影响施工工作的有序开展。

施工现场的土层属于松散的碎土层，使用传统的工作方法将会极端地容易出现工程事故。塌方体是比较疏松的结构式，松散体的变化很容易引发安全隐患。使用该项技术有利于确保钻孔过程的顺利进行，从而实现工程效率和质量的统一。钻孔过程中，要注意确保作业的顺利进行，将自然风力作为正常的动力，钻孔在达到规定的深度后，套管保留在孔中。使用空气潜孔锤具有进力大、扭矩大、转速低的特征，跟钻系统的组成也具有复杂性。

5、安装管棚钢管

在专业的管床上加好设备，棚管顶进采用装卸机和管抨击相辅相成的结构模式，在人工的配合下实现顶进。接长使用的钢管应当满足受力标准。

6、注浆

注浆材料为预先准备的水泥浆，采用合适的注浆装置，并且控制使用过程中的压力。先对于单号孔进行操作。确保施工高质量、高效率地完成。

7、人力资源和材料要求

架子团队的组织模式，操作工2-5人，管棚施工2-3人，顶进6-9人，注浆5-7人，确保施工团队的专业性，从而实现施工群体素质的保证。

管棚采用外径为108的热轧无缝钢管，管壁厚度大于6mm，丝扣的长度为160mm，同一截面的接口不能大于50%，各种材料的质量必须符合各类设计的要求。为了提高工程质量的效率，管棚钻机一台，电动空压机一部，钢模板，制浆机，各类焊接装置

8、举例

以南塔山隧道施工为例，该隧道起始长为DK13+628~DK16+318，全长2690m，时速为350KM/h，拱顶最大埋深27m,地下水为基岩裂隙水。根据预测该隧道部分为水富集区。工程过程中大管棚有洞口和洞内两种类型,按照铁路隧道施工规范和施工质量作为验收标准。

四、施工的其他要求

施工所用的钢管必须符合特定的化学物理工艺性质，在使用前就必须进行法定的性能检测。查验数量以同牌号的钢管为一批。

施工的线路要求复核线路的中线、水平线，并根据这个测量标准根据暗洞作为导向墙的依据，根据导向墙的里程控制好导向墙内外模的高度，并预留一定的沉降量。

工字钢的安装体现在工字钢的安装必须符合一定的幅度和尺寸要求，避免由于尺度不适合导致的工程漏洞。钢架安装时应严格按照预先设定的位置进行。灌注混凝土时应当使得钢架被全部混凝土覆盖，钢架在该项施工完成后应当在水平上试拼，钢架保护厚度大于4CM，钢架落底以及周边的偏差应当控制在一定的幅度内。

五、工艺的问题和解决策略

1、排废存在问题

钻孔在一般情况下，属于水平孔，在预期孔深的情况下，出现岩粉卡住的情况，施工区域的碎土石受地面环境的影响非常的湿润，排渣变得十分艰巨。钻孔的过程中要多吹灰，并对钻孔的各种尺寸进行严格的把控。可以使用补给水的方法进行施工，确保废物的顺利排出。

2、钻头掉落的局面

钻孔操作的过程中，出现偏心钻头掉落的情况通过实验和对比不难发现，根本原因是偏心横销的质量的问题。这种事故发生的时候，首先要拔管，其次将钻芯取出。管靶的掉落：管靶本身的特征使得管靶容易掉落，并且在使用的过程中不稳定，随着钻孔的深入，管靶掉落变得非常突出。针对这种情况，可以在套管和动力头之间添加一个有效的结合装置，从而实现两者的最佳结合。

3、跟管钻故障

在跟管钻进的过程中，如果遇见地下岩层较为坚硬的情况，比如出现大面积的坚硬岩体，钻头不能像正常情况下工作，要把套管拔出，而不能过度地强行进入，以免对工具产生影响。

控制施工的质量：开孔前控制钻进的具体位置和细致的方位，将套管从导管中拔出，钻进过程中，注意尺寸的控制与掌握，碰到外力使得工作不能正常开展的情况下，要及时去除障碍物和阻隔物。接下来的注浆要细致入微地进行，以实现保障围岩稳定性的作用。作业排出废物的过程中，及时有效地利用工具使得工程质量得到更大的保障和理论上的方向保证。

六、综述

本文对于非开挖技术实作管棚的工艺进行了案例与理论的结合探讨，并对其注意的问题、具体的步骤进行详实的概括，对于实际工程施工过程中的具体步骤具有一定的指导作用和参考价值.对于管棚使用过程中的沉降控制还需要进行一系列的探讨，同时对于管棚使用的精度需要进一步的明确化，以减少误差，提高工程质量的可比性。

管棚工艺作为一项现代化的工程技术，在隧道施工的过程中具有极为广泛的应用意义。同时我国的地形地貌特点具有多样性和复杂性，及时有效地吸取管棚工作的经验和实践总结，对于提高全社会整体的管棚施工质量具有深远的意义。

结语：隧道工程的施工过程中，地质环境对于施工具有深远持久的影响，实践案例中，塌方案情的发生数不胜数，甚至出现更为不利的情况。对于工程的效率和施工者的安全造成极大的威胁。在地质疏松的背景下，应用该项管棚技术具有非常大的使用价值，有利于进一步降低施工的成本，提高工程的质量，增强工程的实用性。

参考文献

[1]孙国庆.大管棚施工工艺以及参数研究[J].隧道建设，2015(6).

[2]李忠恺.前夕管棚施工工艺的方法[D].北京工业大学，2017(8).

[3]余琴.管棚工艺在隧道施工过程中的运用[J].中国地质大学，2016(8).