浅谈超前管棚注浆支护技术在复杂断层带隧道的应用

2020-01-10杨永靖陈林杰金玉辉噶桑扎西

科学技术创新 2020年18期

杨永靖刘佳陈彪陈林杰金玉辉噶桑扎西

（西藏交通发展集团有限公司，西藏拉萨850000）

隧道建设不可避免地设置在不良地质地区，其中往往有复杂的，设置在复杂断层带的隧道。断层带附近的围岩破碎，自我稳定性差，但这里的隧道挖掘多引起断层活性化，如果围岩控制措施和设计不当，施工方法不当，容易诱发围岩动力灾害。在贯穿断层的作业面的掘进中，先行加固通常有地层改良法和超前预支护法，其中超前预支护法是在隧道挖掘前，沿着隧道的挖掘轮廓构成预支护结构，在预支护结构的保护下进行隧道挖掘的方法。超前管棚注浆支护技术就是其中之一，该技术已经成功地应用于国内外穿越复杂断层带隧道的施工案例中。

1 超前管棚注浆支护技术

1.1 设计方案。首先设置操作平台，在指定段的隧道中设置土方操作平台，在过渡段设置工字钢拱，钢外缘焊接引导钢管。之后，在管棚设计中，使用配置在挖掘断面拱门部120°范围内的注浆，可以根据施工中的钻孔探测状况进行调整。单号管采用无缝钢管制成钢花管，在管口留有2m 左右的止浆段，环方向配置4 排注孔，纵孔沿孔壁配置为梅花形，双号孔为热轧无缝钢管。管架分为每节6m，3m，6m，3 种规格，用套管直径连接，在一端的连接部位用1 根铜管插入钢管中。在端点处，使用电焊在管道之间进行完全焊接，并将其余部分用作输送到前一个钢管的尾部，用焊接进行完全焊接，以用作连接和引导。在管架的接头和合金钻头之间采用变径器连接。最后进行注浆参数设计，由于涌水量较大，为加速浆液凝结。注浆采用水灰比1：1 水泥-水玻璃浆液，水泥浆与水玻璃质量比：1：0.32-O.36,水玻璃浓度为35 波美度；水玻璃模数2.4，注浆压力：0.5～2MPa，注浆压力初压0.5-1.0MPa，终压2.0MPa。

1.2 施工工艺。采用跟管钻进施工方法，钻孔顺序由高孔位向低孔位进行。用一台电动钻机作业，开钻上挑角度控制在3-5°之间。钻孔平台牢固，钻机距掌子面，一般不超过2m。先钻单号孔（钢花管），待全部完后，再钻双号孔（钢管）。钻孔速度应保持匀速，特别是钻头遇到夹砂土层、孤石时，控制钻进速度，避免发生夹钻现象或钻偏。钻机开孔时，要低速低压，待成孔1.0m 后，压力可升至1.0MPa，遇软质围岩或流塑状粘土，改用低压钻进。

喷孔成形后，开始向管架推入，根据现场情况使用钻孔机或挖掘机进行喷孔。注浆以间隔形式进行，在其中随时检查孔，相邻孔，其他斜面上是否有串联现象，如果有串联现象，立即停止注入，凝固锚剂，水泥砂浆等进行封闭。通常，注射量是钻头缸的1.5 倍到2倍。当注入量超过极限而达不到压力要求时，应该调整浆液浓度继续注入。确保钻孔周围的岩石和钢管周围有足够的间隙。

2 超前管棚注浆支护技术质量监督问题

2.1 质量和安全检查工作缺失。在复杂断层带中的超前管棚注浆支护技术应用项目是复杂而繁琐的任务。施工建设周期长，施工量大，地形复杂的特点进一步增加了超前管棚注浆支护技术质量管理的难度。施工单位和项目负责人应针对不同的施工项目和不同的施工阶段，从施工前的设计和项目计划，到施工过程中的安全，进度，物料和合同的管理，最后到施工过程。超前管棚注浆支护技术的管理上，必须加强安全施工管理，确保超前管棚注浆支护技术安全施工。一些监督单位的技术水平不到位，施工现场的管理不到位，不可能科学地处理超前管棚注浆支护技术的质量。相应的监督管理工作不能发挥实际作用。施工过程中发生的影响质量的隐患和影响因素无法控制，从而导致无法保证超前管棚注浆支护技术的质量。一些施工企业的监管部门徒劳无功，他们只是为应付检查而设立的临时部门，根本无法发挥监督作用。

2.2 施工企业管理方式落后。近年来，在经济发展的大背景下，我国的超前管棚注浆支护技术发展迅速，施工规模和相关公司的规模也在不断增加。但是，一些企业对项目施工单位的了解不足，质量监督管理体系不完善，导致施工质量问题。没有良好的质量监督和管理，影响到超前管棚注浆支护技术的优质施工的发展。我国超前管棚注浆支护技术的质量管理存在许多缺陷，质量和安全管理模型的科学性和可行性无法得到保证。在当前的许多实际施工项目中，超前管棚注浆支护技术的监管范围非常有限，从而对施工项目单位产生了很大的影响。

2.3 施工的人员素质问题。当前，我国许多在复杂断层带中的超前管棚注浆支护技术项目建设存在着对施工单位的监督工作的重要性认识不足的问题。在某些施工单位中，部分技术主管专业素质低，缺乏工业实践经验，而忽视了技术主管的重要性，从而导致技术主管在整个施工阶段无法履行职责。这些施工人员没有一定的文化知识和专业素质，合同意识和法律意识薄弱。他们对施工过程中的问题采取不积极的态度，他们的责任心和控制力相对较弱。

3 超前管棚注浆支护技术质量管理的监督策略

3.1 实行施工责任管理制度。在复杂断层带中的超前管棚注浆支护技术的项目施工中，需要严格的质量控制标准，并根据国家施工标准和法律法规进行分析，以阐明施工项目建立的标准。负责超前管棚注浆支护技术的质量管理，明确履行超前管棚注浆支护技术施工中所有参与者的管理职责，建立监督制度，提高监理的整体素质，是切实可行的，使监理能够做到细致入微。施工细节科学判断。及时处理标准化行业的进展，建立合理的施工安全管理体系。开展有组织，标准化的质量和安全管理活动。另一方面，有必要对施工人员的安全意识进行有针对性的教育和培训。通过提高施工人员的质量安全意识和规范建设作业过程，将人为失误造成的事故降到最低。施工质量标准需要严格管理，数据和设计图纸的标准要明确，施工过程和施工结构要经过适当的检查和验收。

3.2 确保施工质量安全监督检查落实到位。复杂断层带中的超前管棚注浆支护的初步设计是超前管棚注浆支护技术项目的重要组成部分。科学严谨的设计是确保后续施工顺利进行的前提。为了从根本上提高超前管棚注浆支护技术的安全管理水平，必须从基本的监督机制和监督人员入手。对超前管棚注浆支护技术的质量管理进行监督检查，企业管理人员应聘请经验丰富的监理公司对超前管棚注浆支护技术的施工进行监督，同时根据特点实施相应的科学合理的施工。每种超前管棚注浆支护技术的管理系统。在实际施工过程中，公司的质量控制措施在每个项目的每个环节的每一个质量管理工作中都得到执行。严格执行监督责任制，提高施工工艺设计的合理性，及时纠正不合理的施工作业。在施工环节中发现隐患，安全隐患和不正常运行，然后反馈给施工管理部门，及时对施工计划进行纠正和调整。根据超前管棚注浆支护技术质量管理中存在的问题，对施工施工计划设计，管理体系和模型系统，施工现场管理以及隐患安全隐患和事故的详细设计进行详细监督。需要对施工机械质量，技术操作员和施工设计标准进行严格的监督和管理。

3.3 提高施工企业员工素养。超前管棚注浆支护技术人员的综合素质将直接影响超前管棚注浆支护技术的施工质量。通常在施工单位中，项目一线工人的整体文化素养还不够。为了确保在复杂断层带中的超前管棚注浆支护技术的施工质量能够满足相关要求，施工单位必须评估所有涉及超前管棚注浆支护技术的人员。同时，施工单位提供可靠的人力是有效可行的解决方案之一。引进高薪高素质的工程师和高级技术工人，促进项目人员之间的沟通和学习，并加强对施工人员综合技能的培训。超前管棚注浆支护技术单位应根据不同施工人员的工作特点进行有针对性的培训，以便他们掌握相应的施工技术。施工单位还必须充分调动施工人员的学习积极性和积极性，采取科学的激励机制，建立人员晋升制度，带动施工人员的主观能动性，从而最大限度地提高施工质量。