超前管棚支護(hù)技術(shù)在井巷斷層破碎帶中的應(yīng)用研究

唐先明

摘 要 本篇文章論述了超前管棚支護(hù)技術(shù)在井巷斷層破碎帶等不良條件下的應(yīng)用，并且以尖山采場(chǎng)露天轉(zhuǎn)地下開采工程為例，闡述了這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)所在。該礦在施工過程中穿越斷層以及破碎地帶，采用了這種管棚支護(hù)技術(shù)，使得該礦的斷層破碎地帶的支撐能力得到了加強(qiáng)，并且采用這種技術(shù)取得了良好的效果。希望這篇文章可以為相關(guān)人士帶來一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞 超前管棚支護(hù)技術(shù);井巷;斷層破碎帶;應(yīng)用研究

引言

超前管棚支護(hù)是在預(yù)備開挖的地下洞室及待開挖隧道周圍邊上，間隔一定的距離，沿洞軸鉆孔，安裝慣性力矩比較大的鋼管，然后進(jìn)行注漿灌注的一種預(yù)支護(hù)的措施。這種技術(shù)的工作原理是這樣的：第一點(diǎn)是“承載拱”功能，即先通過管棚進(jìn)行注漿，形成對(duì)拱頂?shù)募庸瘫Ｗo(hù)，拱圈承擔(dān)拱上部的地面荷載和巖體，使拱中的圍巖只承擔(dān)拱的作用，在這樣的狀況下，圍巖的變形壓力為工程提供了理想的開挖條件。第二點(diǎn)就是起到全力支持保護(hù)作用，即當(dāng)超前管棚密集分布在隧道開挖輪廓周圍時(shí)，加固環(huán)發(fā)生變化，它減少了結(jié)構(gòu)的形狀，減少了上部荷載對(duì)隧道支撐結(jié)構(gòu)的傳遞，圓形固結(jié)層和管棚將拱體內(nèi)圍巖的變形應(yīng)力傳遞到支承拱體內(nèi)拱之間的連接，形成整體支撐，有效地保證了開挖和施工安全及支持。

1超前管棚支護(hù)技術(shù)優(yōu)勢(shì)概述

第一點(diǎn)就是工藝相對(duì)簡(jiǎn)單。超前管棚支護(hù)技術(shù)不需要大型的機(jī)具設(shè)備，操作簡(jiǎn)單易學(xué)，預(yù)加固效果明顯。并且這種技術(shù)施工的速度較為快速，臨時(shí)支護(hù)及時(shí)、安全性能好，可以阻止嚴(yán)重的深水現(xiàn)象，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)方面的效益好。第二點(diǎn)就是這種技術(shù)的適應(yīng)能力強(qiáng)。對(duì)于井巷的斷層帶以及破碎帶這種技術(shù)都是可以使用的[1]。

2超前管棚支護(hù)施工

（1）施工準(zhǔn)備。第一點(diǎn)是在施工之前，需要在充分的熟悉設(shè)計(jì)圖紙的前提下，進(jìn)一步的調(diào)查施工位置地質(zhì)的具體狀況，根據(jù)具體的地質(zhì)情況以及可灌性和滲透系數(shù)等參數(shù)確定注漿的類型;第二點(diǎn)是通過前人的試驗(yàn)確定或者是調(diào)整注漿的半徑和注漿的壓力;第三點(diǎn)是加工特殊的額導(dǎo)管，進(jìn)一步準(zhǔn)備施工的器具以及設(shè)備器具，以便進(jìn)行下一步的工作。

（2）定向和布孔?？瘴恢玫牟贾靡惨凑?qǐng)D紙的布置進(jìn)行。相鄰的空位的誤差必須符合相應(yīng)圖紙的要求，管棚定向是可以采用兩種方法確定的。第一種就是安裝定向的套管，并且套管可以選用稍微比鉆頭大的鋼管，一般的話長(zhǎng)度2米就可以了，套管的方向決定了套管的方向的。第二種是采用掛線定向，距離以10米為宜，通過前后兩點(diǎn)掛線確定管棚的方向，在定向的時(shí)候我們也應(yīng)該考慮多方面的因素的影響。

（3）鉆孔安裝導(dǎo)管。在進(jìn)行鉆孔之前，應(yīng)該首先噴涂混凝土用以封閉掌子面，防止漏漿的現(xiàn)象的發(fā)生，然后再測(cè)量布孔，在設(shè)計(jì)空位上點(diǎn)上記號(hào)。開孔的時(shí)候，首先是滿鉆，然后是輕壓，保證鉆孔的質(zhì)量，鉆進(jìn)去之后要使用專門的儀器測(cè)量空位的方向，發(fā)現(xiàn)方向有問題的時(shí)候及時(shí)糾正，成孔之后，用特殊的工具將孔內(nèi)的雜質(zhì)掏出來，以免發(fā)生堵塞的現(xiàn)象，

（4）注漿施工。①灌漿準(zhǔn)備：管棚安裝后，螺絲孔板閥和連接注漿管。灌漿泵用于檢查管道是否漏水以及設(shè)備工作是否正常，然后進(jìn)行水力試驗(yàn)，沖洗巖石裂縫，擴(kuò)大泥漿通道，增加泥漿填充密度，驗(yàn)證巖石的滲透性。②灌漿準(zhǔn)備：確定灌漿等灌漿參數(shù)比之前灌漿和灌漿壓力測(cè)試。泥漿配比的選擇應(yīng)考慮巖石的斷裂和泥漿的擴(kuò)散半徑，并通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定擴(kuò)散半徑。準(zhǔn)備漿體時(shí)，注意進(jìn)料順序和速度，防止?jié){體結(jié)塊。③灌漿施工：清洗后，建設(shè)應(yīng)當(dāng)從底部到頂部。先薄后厚，先大后小。漿液混合或操作時(shí)，應(yīng)定期進(jìn)行注漿。④結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：最終的壓力和注漿量雙重控制。以單管的設(shè)計(jì)灌漿量為標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)灌漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)最終壓力≮20分鐘和灌漿量沒有達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，注漿也可以完成。⑤效果測(cè)試：檢查泥漿的滲透和集成在開挖期間，和法官體積曲線泥漿壓力根據(jù)分析和判斷。當(dāng)不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，需要進(jìn)行孔壓漿[2]。

3超前管棚支護(hù)技術(shù)具體施工方案設(shè)計(jì)

3.1 擴(kuò)挖段開發(fā)施工方案

為了保證超前管棚施工工程的精度要求，必須嚴(yán)格按照施工開挖室的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行作業(yè)，防止超前管棚在施工過程中出現(xiàn)下垂現(xiàn)象，并降低支撐保護(hù)作用。擴(kuò)挖的工作室一般長(zhǎng)度為8米，徑向擴(kuò)挖的深度一般為0.8米左右，這樣方便現(xiàn)場(chǎng)施工人員辦公。并且還需要根據(jù)實(shí)際的需要調(diào)整鋼拱架的空間結(jié)構(gòu)。

（1）擴(kuò)挖之前固結(jié)注漿。在擴(kuò)挖工作室之前，必須對(duì)擴(kuò)挖段進(jìn)行固結(jié)處理，在洞身段我們采用特殊的鋼管進(jìn)行全斷面的固結(jié)處理，間距采用1.0米×0.5米的型號(hào)，并且采用梅花形布防。這樣可以防止開挖過程中出現(xiàn)塌方和掉塊的現(xiàn)象，按照擴(kuò)挖的工作室的尺寸，我們需要在每一個(gè)的拱架中間布置注漿孔的，并且這種漿液是特殊配比的水泥漿。

（2）擴(kuò)挖工作室。首先我們先開個(gè)頭，然后慢慢擴(kuò)孔，進(jìn)而擴(kuò)大至2米的工作室。漸變至擴(kuò)大的設(shè)計(jì)段，然后拆除支撐器材，這些器材包括拱架、混凝土以及小鋼管等，拆除只有還需要進(jìn)行重新支撐，完成之后再進(jìn)行徹底拆除。

3.2 導(dǎo)向墻的施工方案

第一點(diǎn)是對(duì)這種導(dǎo)向墻的位置進(jìn)行測(cè)量，以保證超前管棚的施工的工作臺(tái)，導(dǎo)向墻的內(nèi)部應(yīng)該搭設(shè)應(yīng)有的物品用以鋪設(shè)模板，拱架需要采用鋼管進(jìn)行加固，確保導(dǎo)向墻的穩(wěn)固性能，導(dǎo)向墻需要采用特殊技術(shù)一次性成型。

第二點(diǎn)是施工前應(yīng)該提前設(shè)計(jì)好輪廓線，需要在輪廓線以外進(jìn)行施工操作，這樣做的好處是保證導(dǎo)向墻可以緊貼著掌子面，這樣是有好處的。導(dǎo)向墻內(nèi)部需要安裝特定的鋼管，并且還要使用特定的鋼管作為管棚的導(dǎo)向管的。導(dǎo)向管的傾角為1°到3°之間，環(huán)形間距為30mm左右[3]。

4結(jié)束語

超前管棚支護(hù)技術(shù)在井巷斷層破碎帶中優(yōu)勢(shì)明顯，這對(duì)于井巷工程具有重要的意義。管棚注漿填充了井巷斷層的破碎帶，增強(qiáng)了這種結(jié)構(gòu)的完成性以及整體的承載能力，這樣與管棚拱架共同形成了強(qiáng)大的支撐結(jié)構(gòu)。通過這篇文章我們可以知道，超前管棚技術(shù)可以在極其復(fù)雜的斷層中形成強(qiáng)大的承載力，這樣是有利于復(fù)雜地形的施工的。這種技術(shù)對(duì)我們是具有一定的參考意義的。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫贊，田偉.超前管棚支護(hù)在軟弱圍巖隧道施工中的應(yīng)用[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2020，（2）：63-64.

[2] 李越.城市隧道超前管棚支護(hù)的施工技術(shù)難點(diǎn)分析[J].四川建材，2019，45（7）：108-109.

[3] 羅利民.城市隧道超前管棚支護(hù)的施工技術(shù)[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2019，（6）：136.