摘　要： 蛤蟆嶺隧道偏壓嚴重，圍巖類別較差，開挖難度大。在施工過程中發(fā)生大面積的坍塌，在大管棚跨越塌方段的施工中，應用YG50型鉆機結合合金鉆、潛孔錘、三翼鉆等多種施工工法，取得成功經(jīng)驗。
　　關鍵詞：YG50型鉆機　大管棚　工法
　　1　隧道概況
　　蛤蟆嶺隧道（DK24+975～DK25+775）位于銅陵縣天門鎮(zhèn)與青陽縣新河鎮(zhèn)的交界處，進口位于西垅村兆嶺（移民新村）的南側，屬越嶺隧道，進口傍山，出口位于方家村東北側，全長800m。隧道進口位于R=2500m的曲線上，隧道內(nèi)坡度為3‰的下坡。隧道最大埋深46m，最小埋深10.77m。本隧道為單線隧道，按照新奧法原理施工，采用復合式襯砌，進出口洞門采用翼墻式隧道門。
　　2　隧道地質情況
　　蛤蟆嶺隧道區(qū)屬風化剝蝕丘陵地貌，坡度一般為10°～30°，植被茂密。隧道區(qū)地層較為簡單，上覆第四系上更新統(tǒng)殘坡積角礫土，下伏志留系下統(tǒng)粉沙巖。
　　隧道圍巖為V級，在進口25m、出口75m設加強段。DK24+975～DK25+042為角礫土，DK25+042～DK25+670為斷層泥，DK25+670～DK25+775為角礫土。其中斷層泥為泥土和石夾層，節(jié)理發(fā)育，巖體較破碎，存有基巖裂隙水，穩(wěn)定涌水量為107m3/d，破碎帶局部水量集中。
　　隧道偏壓嚴重，圍巖類別較差，開挖難度大。
　　3　隧道塌方情況
　　2006年4月3日下午13:10分，DK25+245、DK25+249處線路右側拱腰出現(xiàn)裂縫，隨即線路左側大避車洞發(fā)現(xiàn)掉塊現(xiàn)象,縫隙發(fā)展迅速，13:20分裂縫已達20mm，洞內(nèi)工作人員迅速撤出洞外，13:30分DK25+240～DK25+245段出現(xiàn)大面積坍塌。 2006年4月5日上午隧道上方地表形成長約8.5m、寬約7m、深約9m的橢圓形深坑。
　　4　塌方段加固方案
　　(1)采用回填方式加固變形段初期支護防止事故擴大：回填高度為仰拱面以上5.5m,寬度8m,平臺頂面長度10m，坡道為 1:4。
　　(2)采用60cm、厚C20噴射混凝土封堵拱部掌子面。
　　(3)管棚施作前對掌子面處DK25+236～＋240.5段上導坑進行φ42小導管注漿加固，間距1.5×1.5m，梅花狀布設，長度4.5m，管內(nèi)注1:0.8的水泥—水玻璃雙液漿。（小導管采用風動鑿巖機鉆孔頂進。注漿結束標準采用注漿量控制，擴散半徑1m。單管注漿量為0.163m3。）
　　5 管棚施工
　　在進行管棚作業(yè)前，先用水平鉆機超前鉆探，經(jīng)鉆探后得知，塌方體長度在18m以內(nèi)，所以決定利用20m大管棚跨越塌方段。
　　5.1　施工參數(shù)
　　根據(jù)鉆探結果確定采用φ108mm、t 5.0mm大管棚穿越塌方體，管棚長度定為20m，環(huán)向間距40cm，每環(huán)33根，外插角為5°35‘，管棚內(nèi)填充水泥砂漿。其中33根管棚從左至右編號為1～33號，一臺鉆機按1～16號順序進行施工，另一臺鉆機按17～33號順序施工。
　　5.2　鉆機選擇
　　經(jīng)過對多種可以進行管棚施工設備的綜合能力的分析，確定超前大管棚采用兩臺YG50型鉆機進行施工。YG50型鉆機為全液壓驅動動力頭式鉆機。適用于水電、鐵路、公路邊坡大噸位預應力錨固孔、排水孔、隧道口管棚孔的施工，以及預防滑坡、巖石坍塌等地質災害的治理工程。
　　5.2.1　鉆機主要技術參數(shù)為：
　　鉆孔深度 50m　　 鉆孔直徑 φ90～168mm
　　鉆孔傾角 0～90° 動力頭行程 1800mm
　　桅桿滑移行程 500mm 最大輸出扭矩 2000Nm
　　動力頭輸出轉速（正反）5～120轉
　　最大體升力 30kN 　 最大給進力 15kN
　　電動機型號 Y180M-4　　功率18.5kW
　　液壓系統(tǒng)額定壓力 20MPa
　　主機外形尺寸 3000×1000×1500m
　　5.2.2　鉆機主要特點：
　　(1)鉆機鉆進能力強，適用范圍廣；鉆進速度快，處理事故能力強，鉆進效率高。
　　(2)鉆機動力頭輸出軸設有伸縮機構，可以有效保護鉆具。動力頭及孔口板調(diào)轉方向可直接鉆鑿仰孔，大大增加鉆孔傾角范圍。
　　(3)鉆機機架前部設有上下調(diào)節(jié)立柱，可調(diào)節(jié)桅桿高度，施工時對孔位快捷方便。
　　(4)鉆機結構為分體式，管路連接采用快速接頭，可拆性好，安裝迅速；可遠距離進行操縱。
　　(5)鉆機全液壓驅動，可實現(xiàn)無級調(diào)速，操縱簡單，維修方便。
　　(6)鉆機可適用多種鉆進工藝方法，如合金回轉鉆進、螺旋鉆進、潛孔錘鉆進、跟管鉆進等。
　　5.3　管棚施工工藝
　　5.3.1　搭設鉆孔平臺架設鉆機
　　(1)鉆機平臺用鋼管腳手架搭設，因為設計用7.8m的無縫鋼管作為管棚管，所以平臺搭設長度為8m。搭設平臺應一次性搭好，鉆孔時兩臺鉆機一臺由高孔位向低孔位鉆進，另一臺由低空位向高空位鉆進，可避免兩臺鉆機互相影響，便于鉆機定位。
　　(2)平臺支撐要著實地，連接要牢固、穩(wěn)定。防止在施鉆時鉆機產(chǎn)生不均勻下沉、擺動、位移等影響鉆孔質量。平臺上可準備2m長的方木若干，調(diào)準鉆機高度時使用。
　　(3)鉆機定位：塌方過渡段6m內(nèi)已用鋼拱架加固過，為保證較小的鉆進傾角，鉆機在離工作面6m處固定。鉆機要求與已設定好的孔口管方向平行，必須精確核定鉆機位置。用經(jīng)緯儀、掛線、鉆桿導向相結合的方法，反復調(diào)整，確保鉆機鉆進時的傾角、仰角。
　　5.3.2　鉆孔
　　a.由于塌方體中隱埋有大量鋼格柵、錨桿、注漿小導管，一般鉆頭遇到這種情況無法繼續(xù)鉆進，所以在鉆孔初期用專門設計的φ130合金鉆頭進行切割。這種合金鉆可切割φ22螺紋鋼、φ42小導管、8mm厚的鋼板等。
　　b.鉆孔深度達到2m后，受傾角控制，鋼格柵、錨桿、注漿小導管已基本不再出現(xiàn)，此時改用潛孔錘鉆進，壓縮空氣清孔，潛孔錘后連接4m長扶正器，以便保證鉆孔方向與孔的軸線吻合。
　　c.鉆進中遇到巖土粘性變大時，潛孔錘的作用受到限制，排出的巖屑多為泥團，當鉆孔較深時，排屑十分困難。此時改用三翼鉆頭鉆進，可結合KBY50/70液壓注漿機向孔中注入高壓水，與高壓風混合將粘性碎渣吹出。
　　5.3.3　清孔驗孔
　　a.用三翼鉆頭來回掃孔，清除浮渣至孔底，確保孔徑、孔深符合要求、防止堵孔。
　　b.用壓縮空氣從孔底向孔口清理鉆渣。用經(jīng)緯儀、測斜儀等檢測孔深，傾角，外插角。
　　5.3.4　安裝管棚鋼管
　　a.管棚管用φ108mm、t 5.0mm長7.8m的無縫鋼管焊接而成，管節(jié)采用2m長φ89無縫鋼管連接。棚管四周鉆φ10出漿孔，靠掌子面4～5m的管徑上不鉆孔，管頭焊成圓錐形，便于入孔。
　　b.棚管頂進采用大孔引導和棚管機鉆進相結合的工藝，即先鉆大于棚管直徑的引導孔(φ130 mm)，然后用YG50鉆機邊回轉邊推進頂進鋼管。
　　c.為保證管棚管的焊接相連處不集中在同一斷面，相鄰兩孔的管棚管接頭應前后錯開，確保受力情況良好。
　　5.3.5　填充
　　管棚內(nèi)注填充水泥砂漿，配比為 1:2。
　　5.3.6　質量控制措施
　　a.管棚鉆孔質量：嚴格控制鉆孔最大下沉量及左右偏移量在15～20cm范圍內(nèi)。
　　b.管棚不得侵入隧道開挖線內(nèi)，相鄰的鋼管不得相撞和交叉。
　　c.管棚鉆孔時每鉆進2m進行一次鉆桿軸線檢查，誤差超限及時糾偏。
　　5.3.7 安全措施
　　a.掌握好開孔與正常鉆進的壓力和速度，防止斷桿事故。
　　b.鉆孔中如發(fā)生卡鉆、斜孔、坍孔等故障，應及時采取措施處理。
　　6 結　語
　　對于隧道塌方處理，大管棚支護具有十分安全可靠的作用，但如何經(jīng)濟、快速的實現(xiàn)是施工單位面臨的實際問題，YG50型鉆機在蛤蟆嶺隧道施工中，10天時間內(nèi)順利完成管棚施工，這一成功案例證明了該設備和工法的可行性。當然，在復雜地段如何進一步提高施工速度，我們將繼續(xù)探索。