隧道管棚施工过程中管棚定位

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【摘要】 南宁铁路枢纽花油山隧道采用三台阶七步法+临时仰拱施工，通过合理的施工安排及质量控制，最终保证了花油山隧道安全超前贯通。DK29+130～DK29+200段围岩差且富水较大，为确保隧道安全快速施工采用了大管棚的施作，在管棚的施工过程中从控制成本跟加快施工进度的角度出发对管棚定位方式进行了改进，并在实际施工过程中取得了十分有效的成果。

【关键字】 隧道 管棚施工 定位 改进

1.工程概况

1.1 地质情况

南宁铁路枢纽花油山隧道属剥蚀构造低山丘陵地貌， 上覆第四系全新统坡残积层（Q4dl+el）粉质黏土；下伏地层为下第三系（E）含砾砂岩、泥质砂岩、泥岩夹砂砾岩，弱至中等泥质胶结，成岩程度低，泥岩具膨胀性，洞身的稳定性差，洞身右侧存在顺层偏压，视倾角13～15°，层间综合内摩擦角10°。地下水水质对砼具酸蚀性，侵蚀等级为H1。

其中DK29+130处掌子面开挖揭示岩性为下第三系（E）强风化含砾砂岩，成岩性差；稳定性较差，掌子面含水量增大，掌子面开挖后易溜坍，左右侧拱脚附近局部出现股状水。

2.难点分析及对策

2.1 施工难点分析

（1）施工工期紧张，地质情况复杂多变，施工进度跟不上。

（2）潜孔钻采用FU300，不具备导向探头监测功能，采用传统定位及纠偏方式对时间及劳动力的消耗较大且定位精确度较低。

2.2 施工对策

为确保隧道施工顺利、按期贯通的目标，提出了“合理布置钻孔，优化定位方式”的主导思想。在试验孔中验证优化定位方式的准确性、

3.定位方式

3.1 传统定位方式

全站仪测量钻杆在同一轴线上的两点A、B，通过对A、B两点的坐标计算可以得出A、B的方向以及A、B的外插角，通过计算的结果对钻机进行调整并重新测量计算并根据结果调整，直至钻杆满足设计所需的方向以及外插角。此方法繁琐，调整起来耗时耗力，且在施工现场也无法提供良好的测量环境，在测量方面的时间浪费比较大，且测量人员也需要随时检测钻杆是否发生偏移，对测量人员的人数要求高。

采用水平仪及水平尺进行定位，先用全站仪画出钻孔的方向，然后采用钻杆两端高差来定位，孔口离钻机间的钻杆长度不能太短。此种方式比全站仪测量较方便简洁，但测量起来还是较复杂，需要2～3人相互配合，对人工要求较大。

水准仪视准轴与钻杆在同一方向上，量取钻杆上一点A，并从钻杆上B点垂直吊一根线，用水准仪测得线上与A点等高的C点，并量取AC的距离以及BC的距离，计算去钻杆的外插角。

3.2 优化定位方式

优化的定位方式是对现有的水准尺进行改进，在水准尺端头增加一根垂直于水准尺的钢筋，根据需要调整的外插角来调整钢筋的长度，如外插角为2°时，外露钢筋的长度为3.5cm，arctan（0.035）=2°

在现场的施工过程中，先使用罗盘仪对钻机钻杆进行定向，待钻杆就位后采用改良水准尺直接考在钻杆上并观察水准尺上的水准气泡对钻杆外插角进行调节直至水准气泡居中，该种测量定位的方式仍可以随时对钻杆状态进行检测，能及时发现钻杆是否发生了偏移。

4.施工成果

优化定位方式经过复核检测无误后，在以后的施工过程中作为主要的控制手段使用，其简便程度使得定位以及检测工作只需要一个值班人员就能完成，其技术要求水平不高，不是专业的技术人员也很很好的完成这项任务，减轻了在人力方面的部分压力。

通过后期开挖出来的结果看，这种方式因为增大了复查的频率，所以其管棚的施工准确度比传统定位方式要高，完全满足管棚施工精度要求。在巨大的工期压力下节省了大量的测量定位时间，也为提前贯通打下了基础。

5.结语

在南宁枢纽花油山隧道运用的优化管棚定位方式，使得管棚施工在质量得到保证的前提下提高了使用效率，加快了施工进度，确保了工期。

在具体的施工情况下，应积极对施工组织、施工方式进行调整及优化，一些好的优化及调整能为整个工程带来巨大的收益。