SIDI AICH隧道管棚施工技术

王 飞 飞

(中铁十二局集团国际工程有限公司，北京 100176)

SIDI AICH隧道管棚施工技术

王 飞 飞

(中铁十二局集团国际工程有限公司，北京 100176)

介绍了SIDI AICH隧道洞口及洞身长管棚施工方法，总结了该工法的优劣，并对其具体工艺流程及各施工环节应注意的操作要点进行了详细分析，同时针对管棚施工中存在的问题提出了相应的解决策略，以期为同类工程提供参考借鉴。

泥灰岩，锯齿，管棚，注浆

0 引言

管棚因其具有控制围岩变形、扩散围岩压力、减少开挖释放应力的作用，且有一次施工长度长，施工效率高，承载能力强，相对于冷冻、管幕等工法造价低等优点，被认为是穿越涌水、涌砂、松散、软弱、砂砾地层或软岩、岩堆、破碎带等不良地质最有效、最合理的施工方法。文章主要介绍SIDI AICH隧道洞身(锯齿型管棚工作室)管棚施工技术，以期为类似工程提供借鉴。

1 工程介绍

1.1 工程背景

SIDI AICH隧道为阿尔及利亚贝贾亚港口—东西高速公路哈尼夫互通连接线的重难点工程，是全线的控制性工程。东西高速是阿国有史以来最大的基础设施项目，是该国的“总统工程”、民生工程、世纪工程。东西高速东连突尼斯，西接摩洛哥，全长1 216 km，是阿拉伯马格里布五国约7 000 km沿海高速的中心环节，具有战略性意义。贝贾亚港口作为阿国三大油港之一，连接线项目的建设，对更好地发挥该港口作用、开发地方资源、促进沿线经济发展、减少交通事故、吸引外来投资、扩大就业等具有重要意义。

1.2 隧道介绍

SIDI AICH 隧道主长3.319 km，左右洞呈分离式布置，岩性主要为被国外专家称为“工程师灾难”的第三系中新统泥灰岩，埋深约为2 m～129.45 m，线间距约为44.5 m～60 m，设计为2%的单面下坡，隧道进口接桥梁，出口接路基。进口LK40+130～LK40+250.6段处于全风化泥灰岩中，岩体极破碎，褐黄色，风化呈土夹碎石状，遇水易软化，自稳性差，RMR=9，地下水丰富，该段采用CRD法施工，设计为锯齿形模型，即每7.45 m为一循环，施工一组超前管棚，拱架间距0.62 m，相邻两榀半径增加5 cm。掌子面采用玻璃纤维锚杆加固。

2 管棚方案比选

隧道管棚施工方案比选见表1。

根据泥灰岩隧道施工特点，C6钻机的工作性能和参数以及现场实际情况(喷锚填补锯齿段，衬砌钢筋设计为标准模型)进行综合经济效益比较，锯齿形管棚工作室方案为最优方案。

3 施工工艺及流程

1)洞口管棚施工工序：边仰坡防护、洞口开挖、微桩加固底脚、护拱拱架安装、导向管定位安装、护拱混凝土浇筑、C6就位、钻孔、安装管棚钢管、孔口密封处理、管内注浆。

2)洞身管棚工艺流程见图1。

表1 SIDI AICH隧道管棚施工方案对比

4 施工控制要点

4.1 施工准备

1)施工下循环第1榀拱架。严格控制挖超欠挖，开挖后及时喷射混凝土封闭岩面，安装钢筋网片及拱架，喷射混凝土封闭拱架，第1榀拱架施工完成后其作用相当于止浆墙，也可为管棚放样、钻杆定位提供参考。2)测量放样。由于管棚与初支面平行，以第8榀和第12榀拱架为参考，计算出每根管棚相对应的点位，用油漆标记在初支断面上，并将两点相连。3)人工凿出孔位。测量放样完成后，人工用风镐凿一大小和管棚直径相一致深3 cm的小凹孔，使钻头接触围岩时无较大幅度的振动，确保孔位的准确性。

4.2 C6就位、钻杆定位

C6就位后，根据测量放样点位，同时考虑。

由于钻进过程中钻杆自重作用而产生的挠度，线路坡度、线路平曲线而产生的偏角，反复调整钻杆方向和高度，使钻杆与直线平行，钻杆与岩面距离达到设计值。

4.3 钻孔

开钻时选用低挡、低速、低压，成孔1 m后，可根据地质情况逐渐调整钻速及风压。钻进过程中要始终注意钻杆角度的变化，每钻进5 m要复核钻杆的角度是否正确。

4.4 安装管棚钢管

钻孔完成后，借助机械及时安装管棚钢管。

4.5 焊接止浆板、安装PEHD(排气)管

管棚钢管安装完成后，焊接止浆板，焊接必须牢固，PEHD管插入钢管内距管底1 m。

4.6 孔口密封处理

先用水泥砂浆加适量速凝剂人工进行封孔，为确保孔口密封，保证注浆质量，根据实际情况，可喷射RN30混凝土进行补强。

4.7 注浆

待孔口密封处理完成后，开始注浆。其目的是填充管棚，增加管棚的刚度。同时通过管壁的溢浆孔使浆液渗入、扩散到管棚周围地层中，胶结、固结围岩，改善围岩力学性质，提高围岩承载能力。注浆分两步完成，当第一次注浆的浆液充分收缩后，进行第二次注浆，以使管棚填充密实。 注浆控制要点如下：

1)准备工作。注浆之前，先调试注浆泵，做注水试验。浆液必须经过筛网过滤，方可进入注浆机。

2)注浆顺序。先注无水孔，后注有水孔，无水地段从低处开始注浆，结束时将闸阀关闭，卸下进浆管，进行下根管棚注浆。

3)浆配合比:水泥∶水=2∶1(质量比)。

4)注浆压力。每个孔注浆结束与否，不是以时间来判断，而是以注浆压力和注浆量来控制，当注浆压力持续升高或达到注浆压力设计值时，该管注浆才可结束。注浆初压0.5 MPa～1.0 MPa，终压0.8 MPa～1.5 MPa。

5 管棚施工主要问题及应对策略

管棚施工主要问题及应对策略见表2。

表2 管棚施工主要问题及应对策略

6 资源配置

人员配置见表3，机械设备见表4。

表3 人员配置

表4 机械设备

7 施工经验及建议

1)管棚的定位是否准确是长管棚能否成功的关键，每根管棚放样都要保证准确。

2)管棚钻机的选择是管棚施工速度和质量的决定性因素。应选择节能环保、自动化程度高，钻孔深度大、精度高，稳定性强，环境适应力强和适用范围广的钻机。

3)必要的技术改进和革新可起到事半功倍的效果。尽管C6钻机有诸多优势，然而在前期仍存在钻进慢等缺点，经过现场细致的调查分析，通过制作导向架、加大钻头、减小钻杆直径、增加单节长度、加固钻杆提高抗扭能力、黄油密封钻杆连接处、反复调整风压、根据不同地质选用不同钻头、清理虚渣、支座固定等措施，整体提高了C6钻机的钻进速度。

4)合理进行施工组织设计，强化关键工序质量控制，是管棚快速施工的基础。

5)本隧道地质复杂，施工难度大，技术标准要求高(欧标)，制约因素繁杂，工期短，风险大，备受各界关注，稍有不慎将会给公司带来巨大的经济损失和国际影响，通过采用管棚+玻璃纤维锚杆+CRD法施工，成功穿过进口全风化泥灰岩带，实践证明锯齿形管棚工作室方案，满足快速施工技术要求和设计理念，施工灵活方便，保证安全，提高工效，减少工序，作用效果显著，可为同类工程施工提供经验参考。

[1] 王梦恕.中国隧道及地下工程修建技术[M].北京：中国人民交通出版社，2010.

[2] 傅鹤林.隧道安全施工技术手册[M].北京：中国人民交通出版社，2010.

[3] 孙国庆.超前大管棚施工工艺及参数优化研究[J].隧道建设，2010(5)：45-46.

[4] 赵福成.无工作室管棚施工技术在某浅埋隧洞的应用[J].水利建设与管理，2014(11)：7-9.

SIDI AICH tunnel pipe roof construction technology

Wang Feifei

(InternationalEngineeringCo.,Ltd.ofCRCC12，Beijing100176,China)

The paper briefly introduces the long pipe roof construction method of SIDI AICH tunnel portal and trunk， and summarizes the advantages and disadvantages of this method analyzes its craft procedure and some operation points in each construction step, and points out according strategies in the construction of pipe roof, to provide references for the peers and similar projects.

marlite, sawtooth, pipe roof, grouting

1009-6825(2015)30-0171-02

2015-08-11

王飞飞(1987- )，男，助理工程师

U455

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