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40米长管棚施工技术
40?m长大管棚超前支护的施工技术
关键词:长大管棚;施工技术;参数确定;机具选择;质量控制;成本分析1?工程概况杨梅岭隧道设计为上下行分离式4车道高速公路隧道,隧道左线长1?365?m,右线长为1?340?m。全隧道按新奥法设计和施工,进口左洞和出口右洞洞口浅埋段最薄覆盖层分别为367?m、405?m,在洞口35?m范围内为强风化、弱风化花岗岩,顶板为残坡积层,风化裂隙,发育具块状镶嵌结构,局部散体结构,围岩不稳定,易塌。福建省首次采用40?m长大管棚对洞口段进行超前支护。沿隧道衬砌外缘一定距离打入一排纵向钢管,并且在插入钢管后,再往管内注浆以固结软弱围岩、充填钢管与孔壁之间的空隙,使管棚与围岩固结紧密,以提高钢管的强度。开挖后架设拱形钢架支撑,形成牢固的棚状支护结构。2?施工工艺2.1?施工工艺流程施工工艺流程如图1所示。2.2?管棚参数(1)钢管布设在圆心角为150°的隧道拱部;(2)钢管环向间距为50?cm;(3)管心与衬砌设计外廓线间距为40?cm;(4)倾角:仰角1°(不包括路线纵坡);(5)钢管施工误差:径向不大于20?cm;(6)管棚长度为40?m,热轧无缝钢管Φ?108?mm,壁厚6?mm,节长3?m、6?m;(7)孔口管为天缝钢管Φ?127?mm,壁厚6?mm,节长2?m。2.3?机具选择机具选择如表1所示。表1机具选择表管棚长度(m)〖〗管棚机型号〖〗管棚机参数8~16〖〗KSZ100型〖〗钻杆外径50?mm16~40〖〗MK5型〖〗钻杆外径80?mm24工艺说明管棚施工主要工序有开挖支护明洞边坡、仰坡;施作套拱;搭钻孔平台、安装钻机;钻孔;清孔、验孔;安装管棚钢管;注浆。工序技术要求高,工艺复杂,现分别叙述如下。2.4.1?明洞边坡仰坡开挖支护(1)明洞段开挖应在洞顶截水沟施工完成后进行,应尽量避开雨季施工。(2)边坡防护应与明洞开挖同步进行:及时施工明洞边坡的锚杆、挂设钢筋网、喷射混凝土及时封闭坡面。(3)对边坡渗水要及时排、引到坡面外,加强对坡面的防护。2.4.2?施作套拱(1)混凝土套拱作为长管棚的导向墙,套拱在明洞外廓线以外施作,套拱内埋设4榀工字型钢支撑,钢支撑与管棚孔口管焊成整体。(2)孔口管作为管棚的导向管,它安设的平面位置、倾角、外插角的准确度直接影响管棚的质量。用经纬仪以坐标法在工字钢架上定出其平面位置;用水准尺配合坡度板设定孔口管的倾角;用前后差距法设定孔口管的外插角。孔口管应牢固焊接在工字钢上,防止浇筑混凝土时产生位移。2.4.?3搭钻孔平台安装钻机(1)钻机平台可用枕木或钢管脚手架搭设,搭设平台应一次性搭好,钻孔由两台钻机由高孔位向低孔位对称进行,可缩短移动钻机与搭设平台时间,便于钻机定位。(2)平台支撑要着实地,连接要牢固、稳定。防止在施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移等影响钻孔质量。(3)钻机定位:钻机要求与已设定好的孔口管方向平行,必须精确核定钻机位置。用经纬仪、挂线、钻杆导向相结合的方法,反复调整,确保钻机钻杆轴线也孔口管轴线相吻合。2.4.4?钻孔(1)为了便于安装钢管,钻头直径采用Φ?115?mm。(2)岩质较好的可以一次成孔;钻进时产生坍孔、卡钻,需补注浆后再钻进。(3)钻机开钻时,可低速低压,待成孔10?m后可根据地质情况逐渐调整钻速及风压。(4)钻进过程中经常用测斜仪测定其位置,并根据钻机钻进的现象及时判断成孔质量,并及时处理钻进过程中出现的事故。(5)钻进过程中确保动力器,扶正器、合金钻头按同心圆钻进。(6)认真作好钻进过程的原始记录,及时对孔口岩屑进行地质判断、描述。作为开挖洞身的地质预探预报,作为指导洞身开挖的依据。2.4.5?清孔验孔(1)用地质岩芯钻杆配合钻头(Φ?115?mm)进行来回扫孔,清除浮渣至孔底,确保孔径、孔深符合要求、防止堵孔。(2)用高压气从孔底向孔口清理钻渣。(3)用经纬仪、测斜仪等检测孔深,倾角,外插角。2.4.6?安装管棚钢管(1)钢管应在专用的管床上加工好丝扣,棚管四周钻Φ?8出浆孔(靠掌子面45?m的棚管不钻孔);管头焊成圆锥形,便于入孔。(2)棚管顶进采用大孔引导和棚管机钻进相结合的工艺,即先钻大于棚管直径的引导孔(Φ?115?mm),然后可用10?t以上卷扬机配合滑轮组反压顶进;也可利用钻机的冲击力和推力低速顶进钢管。(3)接长钢管应满足受力要求,相邻钢管的接头应前后错开。同一横断面内的接头数不大于50%,相邻钢管接头至少错开1?m。2.4.7?注浆(1)安装好有孔钢花管后即对孔内注浆,注浆后再施工无孔钢管,无孔钢管可以作为检查管,检查注浆质量。(2)注浆参数:水泥浆与水玻璃体积的比例为1∶05;水泥浆水灰比1∶1
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