洞口管棚超前支護是沿著洞口開挖輪廓周線,用特定的設備把預先加工好的鋼管按照一定的角度打入前方的地層內,再向管內注漿填充鋼管及固結鋼管周圍的圍巖,最終形成一個棚架支護體系,以支撐 來自外側的圍巖壓力,防止開挖時圍巖滑塌及沉降 變形,保證作業人員的安全。
1) 洞頂截排水溝: 及時完善洞口的截、排水設施,回填處理地表陷穴、坑洞及裂縫等 。隧道進口臨近線路右側有一處沖溝,施作洞頂截水溝時, 根據現場地形情況,水溝引排段落遠離沖溝,在該沖溝 5 m 外 設置,以截排沖溝外地表水,以防雨水對進洞施工造成較大影響。
2) 洞口場地清理: 洞口邊、仰坡按 1∶ 1 的坡度自上而下分層進行開挖及防護, 開 挖一層防護一層,防止邊坡失穩。開挖采用人工配合機械進行,每層開挖深度為 1. 5 m,邊坡處預留30 cm 人工清理,臨 時防護采用錨桿鋼筋網噴射混凝土。開挖時嚴格控制邊坡坡率,確保邊坡平順。
3) 洞口拱架安裝: 洞口位置處安裝雙層Ⅰ20a 鋼架,上層鋼架為導向鋼架,施作超前 長導管,鋼架拱部 120°范圍按照 40 cm 間距在腹板上鉆孔。下層鋼架為初支鋼架,施作超前密排小導管,鋼架拱部 150°范圍 按照 20 cm 間距在腹板上鉆孔。兩層鋼架間距為 100 mm,用 Φ22 鋼筋間距 50 cm 相連成整體,中間空隙用噴射混凝 土噴填密實。鋼架在鋼筋加工廠集中加工及配送,現場拼接安裝,安裝時根據測量人員測定的高程和拱架安裝控制線準確定 位,先安裝導向鋼架,定位固定牢靠后再安裝初支鋼架,安裝過程中嚴格檢查拱架的垂直度,確保安裝精度。鋼架連接節點 處施作鎖腳錨管 2 根,采用φ42小導管,長度4 m,按與水平方向 30° ~ 45°向下、豎直方向 30° ~ 45°向內打設,并與鋼架焊接牢固,管內灌注 M30 水泥漿。
4) 鉆孔及清孔: 洞口段埋深比較淺,根據實際量測的洞口地面標高,用 CAD 畫圖比 對,超前長導管按外插角 30°、超前密排小導管按外插角 14°布置。鉆孔采用氣腿式鑿巖機,在預留核心土上進行 操作,鉆頭通過拱架預留孔洞,按照規定的外插角鉆進,直徑為50 mm,孔深比設計深 10 cm ~ 20 cm。鉆孔完畢后,用高壓風把孔內砂石 吹出。
5) 驗孔: 用儀器檢查鉆孔孔深、孔徑和傾斜度符合要求后,進行小導管安裝。
6) 安裝導管: 導管安裝采用頂入法,按照預先鉆孔用鉆機頂入,超前長導管頂入長度不小于 5.4m,超前密排小導管頂入長度不小于 3.6m, 導管頂入后用高壓風將導管內的泥土吹出。導管與鋼架焊接形成整 體,并在導管口焊接注漿閥門。導管前段加工成錐形,尾部 焊接加筋箍,管壁四周每 15 cm 間隔鉆眼,孔眼直徑 8 mm( 梅 花形 布置) ,尾部 50 cm 不鉆眼。
7) 噴射混凝土封閉工作面: 用塑料薄膜嚴密包裹注漿閥門后,采用 C20 噴射混凝土封閉鋼架及洞口直立面,噴射混凝土厚度不小于 15 cm 且鋼架完全被覆蓋。
8) 注漿: 注漿采用水泥漿,水灰比為 1∶ 1( 質量比) ,注漿壓力0.5 MPa, 注漿順 序由兩側向拱頂隔孔對稱進行、漿液先稀后濃、注漿量先大后小,壓力由小到大。注漿采用“雙控法”控制,當 每根導管的注漿量達到設計量時停止注漿,或當注漿壓力逐漸達到終壓并穩定 10 min 時可停止注漿。
9) 洞身開挖: 采用上、中、下三個臺階同步作業的微臺階開挖方法,上臺階長度3 m ~ 5 m,中臺階長度 6 m ~ 8 m,下臺階長度 9 m ~ 12 m,三個臺階同步作業。具體流程為: 上臺階開挖扒碴→中 臺階開挖出碴→上中臺階初噴混凝土→上中臺階立架、下臺階及仰拱開挖→上中臺階噴混凝土、下臺階及仰拱 立架→下臺階及仰拱噴射混凝 土→下一循環。開挖進尺根據現場實際情況確定,上臺階一般為 1 榀,中下臺階為 1 榀 ~ 2 榀,仰拱初支開挖不超過 3 m。
施工中嚴格控制小導管的數量、間距、打設角度及鋼架的焊接質量。嚴格按照雙控指標 進行注漿量控制,確保注漿效果。注漿發 生串漿時,采用分漿器多孔注漿或堵塞串漿孔隔孔注漿。