关于自进式管棚施工技术在软弱围岩隧道中的应用

王国民

山西路桥建设集团有限公司公路工程总承包分公司 山西太原 030006

结合软弱围岩隧道施工特点可以得知，通过运用自进式管棚施工技术，不仅可以提高围岩的安全性，而且能够提升注浆质量，同时，管棚支护可以起到一定的支护作用，可以避免软弱围岩出现大面积的沉陷与坍塌，因此，本文重点探讨软弱围岩隧道施工中自进式管棚施工技术的具体运用。

1 合理运用自进式管棚施工技术的现实意义

因为软弱围岩强度较低，在该地质条件下进行隧道施工，特别容易出现坍塌现象，所以在软弱围岩隧道施工之前，施工单位需要进行超前支护，如果采取传统的超前支护技术，会影响软弱围岩隧道施工进度，故施工单位需要合理采用自进式管棚施工技术，合理控制隧道的开挖循环进尺，提升软弱围岩的安全性。

此外，科学运用自进式管棚施工技术，可以显著提升软弱围岩隧道超前支护效果，防止隧道出现失稳现象。在一些施工规模比较大的隧道施工项目中，施工单位要根据该地区的地质条件，以及围岩的稳定性能，合理选择自进式管棚施工技术，在提升软弱围岩隧道施工质量的同时，进一步提高整体施工效率。

2 具体运用

2.1 案例概况

本文主要以某软弱围岩隧道工程为例，该工程经过穿山隧道长度为1500m，在隧道施工区域内，地址条件比较复杂，同时，外部的施工作业环境也比较复杂，增加了隧道的开挖施工难度。结合该隧道内部施工条件得知，因为长时间的风化作用，除隧道洞口5m之外，剩余部分全部属于断层破裂带，结构的完整性比较差，存在较多粘土。因为该隧道围岩结构受力条件复杂，自稳性较差，在隧道施工之前，施工单位需要对围岩采取加固处理方式，防止隧道施工过程中出现坍塌事故。

2.2 试验段施工

在此隧道工程施工中，施工单位选择DK448+091-DK459+117作为试验段，在暗挖施工过程当中，洞身部分采取长度为20m的热轧无缝钢管进行有效的超前支护，在钢花管棚的管壁上，每隔一定距离进行钻孔，钻孔的孔距保持在0．5m左右，钻孔直径在6mm到8mm之间，表现为梅花型，在管棚的尾部，需要留置不少于0．3m止浆段[1]。

在围岩隧道施工区段，施工单位利用三臂凿岩台车进行施工，并合理控制钻孔方向，在注浆施工期间，严格控制浆液的水灰比，水灰比不宜小于0．45，不宜超过0．50，同时，注浆施工要遵守自下而上、先稀后稠施工原则，每孔注浆施工压力逐渐增大，注浆压力控制在0．8MPa到1．0MPa之间。结合该软弱围岩隧道施工特点可以得知，因为围岩区域的地质条件比较差，如果采取传统的管棚施工技术，会增加施工难度，影响最终的隧道支护效果，故施工单位需要采取专业的施工方法。

2.3 支护施工

在超前支护施工过程当中，为了确保管棚施工困难得到有效解决，施工单位需要对既有的钢花管管棚钻孔方式进行优化，若已经确定好管棚施工长度，则管棚穿过掌子面之后，需要进行有效固定，避免出现坍塌失稳现象，确保土压力能够快速传递到已经封闭的支护结构当中。同时，施工人员还要严格控制钻机的运行参数，为了有效提升隧道的安全性，管棚长度不宜过大，要求施工人员结合工程的具体情况，严格按照试验段所确定的施工参数进行施工。

在此隧道工程施工期间，结合自进式管棚支护特点能够得知，管棚不但要满足基础的抗拉力要求，而且要具备良好的抗剪强度与抗弯强度。因为该隧道工程施工长度比较大，故施工人员要严格控制管棚施工长度，以及管棚的搭接长度[2]。

2.4 注意事项

第一，施工人员结合以往的超前支护施工经验，并以此为主要基础，根据该隧道工程所在区域的地质条件，合理选择循环支护方式。在隧道洞口位置，需要开挖一定施工空间，确保钻进设备能够顺利进入到施工场地，每隔一定距离设置钢管，然后进行有效的掘进施工。

第二，钻孔施工完毕后，施工人员需要有序压入钢花管，并遵守交替施工原则，合理控制钢花管之间的距离，其环向距离不宜超过35cm，表现为半圆形结构，并做好后续的注浆工作，同时，在孔口的上侧位置，需要留出一定量的排气孔，保证钢花管内部的空气能够快速排放到外部，排气结束后，方可进行后续的压浆施工。

2.5 施工效果分析

在软弱围岩隧道施工项目当中，因为需要采用三臂凿岩台车进行施工，可以有效减少施工作业量，同时，自钻式钻杆能够快速钻进，实现有效支护，钢花管管棚钻孔、清孔和支护工序有效结合，能够减少人工送管难题的出现，减少施工作业人员数量。因为钢花管管棚支护施工难度较大，故施工人员要结合钻杆直径，合理调整施工顺序，在缩短软弱围岩隧道超前支护施工工期的同时，有效降低工程的施工成本。

为了确保软弱围岩隧道施工的安全性，有关单位还要加强监控量测，并认真分析各类监控数据，通过采取加权平均算法，该隧道工程自进式管棚施工效率平均是1．43m/min，相比于钢花管管棚，自进式管棚施工流程更加简便，效率也更高[3]。

此外，因为自进式管棚施工工艺需要使用多种材料，费用比较高，故在具体施工环节，施工单位要对施工人员进行良好的技能培训。针对直径比较小的钢管，可以替换为自钻式锚杆，和传统的锚杆相比较来讲，自钻式锚杆的抗拉例与屈服强度更高，重量更强，能够显著提升施工强度。同时，在爆破施工过程当中，施工人员要合理控制注浆速度，在提升软弱围岩隧道超前支护施工强度的同时，提高整体施工效率。

3 结语

综上所述，通过对自进式管棚施工技术在软弱围岩隧道中的具体运用，例如明确试验段施工要点、支护施工要点、注意事项等等，可以显著提升该软弱围岩隧道施工质量，防止隧道出现失稳现象，故能够为类似工程项目提供一定的借鉴与参考。