范文一:管棚超前支护技术
在穿越复杂软质围岩的隧道施工中管棚超前支护技术的应用
刘桂丽1,陈秀峰2,邰永明3
1、青岛理工大学,汽车与交通学院,山东青岛,266520;电话:13589331281;邮箱:guili4301@163.com
2、山东济南交通工程监理咨询公司,250014
摘要:
结合大管棚超前支护技术在两头乌隧道穿越软质围岩施工中的应用,本文提出了适用于复杂软岩的大小管棚方法的具体施工工艺。为了避免由于开挖带来的附加应力所引起的隧道的连锁塌方,施工单位提出了砂浆锚杆,双层钢筋网,钢架和喷射混凝土等多个支护方法,并且通过实验决定了相关的技术参数和施工工艺。本文验证了长期监控量测变形,位移,受力状态的重要性。经验证明应用管棚支护的施工方法能够约束软岩的变形,加快施工进度并且能够确保施工质量跟安全。
简介: 在近几年,随着道路工程的发展和设计跟施工工艺的提高,隧道工程被越来越广泛的应用。当隧道的地质、水文和气候条件十分复杂的时候,由于围岩失稳和地表沉降隧道很容易塌方。实际上,组织隧道开挖是十分困难的,所以施工将会十分困难。现在,在隧道施工中管棚超前支护技术已经被广泛应用来克服这些困难,也就是说,在隧道开挖土石方之前提前施做支撑拱架。
在开挖隧道前管棚超前支护技术是支撑地层的一种有效的辅助措施。它主要应用在公路、铁路和地铁的隧道建设中。然而,在不同的地质条件下,具体的技术措施、参数和施工工艺是完全不同的,所以所有的这些都必须根据实际情况设计。两头乌隧道位于软弱的围岩地区。它不仅地质条件复杂并且水文跟气候条件也不利。这导致施工难度很大。结合两头乌隧道施工的实际,本文提出了关于在这种困难的条件下的管棚超前支护技术跟质量控制的详细计划。最后,控制了围岩的变形,加快了施工进度并且确保了施工质量跟安全。
1管棚超前支护技术的分析
管棚技术是一种超前支护方法,用来防止掌子面的塌方和约束围岩变形。操作是沿着隧道开挖前的开挖轮廓线外边水平放置钢管,然后将水泥浆(单浆)或水泥浆混合物和可溶性硅酸盐(二进制浆)通过钢管注入围岩中从而提高钢管的强度和加固围岩。另外,钢筋笼也能连接到钢管上,然后再一次将浆液注入。将管棚与部分钢骨架结合起来组成一个超前支护系统想一个由钢筋混凝土做的拱形帷幕,这样能够支撑开挖轮廓线外部的围岩并且能够有效的控制地表围岩的沉降、松弛、塌方和约束地面变形,最后隧道施工被认为是安全、快速的。比起隧道施工中的事故,管棚超前支护技术被认为是最有效最可取的辅助措施。
有两种理论应用在管棚法中。第一个是简单的支撑梁理论。由于大半径、大刚度和密集布置的钢管的作用通过开挖产生的变形是非常小的。尤其是当支撑梁的刚度不够大的时候,管棚就像一个支撑梁能够防止隧道释放应力给围岩。第二个,由于水泥浆的流动性和周围的岩土之间存在孔隙,通过岩土跟水泥浆的胶结作用形成了一个像混凝土一样的加强体,所以周围的岩土得到加强并且含水层被密封起来。
与更坚固的超前支护技术比起来,管棚法具有容量大、精度高、防水、施工进度快、经济的特点,在复杂的不良的地质条件下这是一个有效的办法,例如易碎岩、、断层、高膨胀或流变性地层、散碎岩石、断层破裂带、。针对以上这些地质条件注浆管棚技术是最有效的超前支护技术。
2工程特性跟工程检测
两头乌隧道包含上下两层分离式隧道位于宁波到嵊州的高速公路的第八合同段内设计长度分别为562m和467m,设计速度为80m/h并且1#跟2#的净高为5m。隧道穿越的地质条件十分复杂属于II、III、IV级节理发育的围岩。II级围岩为玻屑凝灰岩夹晶屑玻屑凝灰岩,位于隧道出入口的浅埋地段,最大埋深25m并且坡面残坡积层含碎石和亚粘土,覆盖层厚度为2~4m。最糟糕的是,风化层厚度为2~12m,风化裂隙发育。III级围岩为中分化层并且裂隙也发育。IV类围岩为微风化层岩石,裂隙较发育。隧道穿越4条断裂破碎带,对隧道施工影响较大。其主要的不良地质问题有:洞顶围岩为第四系松散层和强风化层时,易坍塌和冒顶:断裂破碎带易坍塌,在地下水作用下,可出现塌方直至冒顶;节理密集较易掉块及塌方;不利结构面组合因开挖产生应力分布导致连锁坍塌。隧道地下水为基岩裂隙水和断裂破碎带脉状裂隙水,大气降水是其主要补给来源,水位随季节、气候变化较大,在雨季区内的断裂带、节理(裂隙)发育带会有滴水或渗水等现象,尤其在沟谷地段,雨季地表水汇集,水量较大。
基于以上的工程特性,为了安全对隧道的施工跟量测进行了设计。例如,辅助的施工技术与初期支护技术相结合。首先,隧道开挖以前必须进行截水沟跟相应的排水系统的设计和施做。其次,根据设计边坡和前边坡的路线,机械和人工方法结合使用并且在施做基坑工程的同时施做支护结构。具体的支护措施为Φ22砂浆锚杆(氏3.5m,间距1.5mx1.5m)梅花型布置,双层钢筋网片(Φ6.5,20cmx2Ocm)十喷射混凝土(15~20cm),喷射混凝土坡面安设泄水管(横2~3m,竖2~3m,Φ75PVC管)。总之,两头1#隧道左右洞进洞采用“小管棚法”预支护技术进行施T ,两头鸟2#隧道左右洞进洞采用“大管棚法”超前支护进行施工。 3管棚施工的设计及详细设计
为了引离隧道不稳定地区的地表水,设置一个分支排水系统。首先通过在洞口前边的斜坡上增加一个环形的截水沟来拦截地表水。其次,在隧道洞口轮廓线外施做一个用c20钢筋混凝土浇筑的长为2m厚为0.9m的导流墙。将Φ127厚度为
5.5mm的钢管镶嵌在导流墙预留的洞里。值得主意的是钢管必须根据设计的空间、位置、方向精确放置。
3.1小管棚法施工
小管棚法适用于1#隧道的左右导洞,是相对Φ80以上钢花管形成的“大管棚”而言的一种超前支护方式,但其支护能力比超前锚杆强大,比“人管棚”简单易行,灵活经济。因此,小管棚法在浅埋的断裂带层被广泛应用。
1.支护参数.小导管采用 Φ42×4mm热轧无缝钢管加工制成,长度为4.0~5。导管前部钻注浆孔,孔径为6~8mm,孔问距1 5Cm左右,呈梅花形布置。前端加工成锥形,尾部留30 Cm不钻注浆孔作为止浆段。当岩层结合相对紧密块体相对较大时,不注浆时可不钻注浆孔。设双排 42 X4mm注浆小导管(无缝钢管),环向间距一般20~40Cm,排距50 Cm,长度5m/根,内外环各51根,两组导管纵向水平
搭接长度不小于80 cm并且由于桁架结构有更强的支护作用应采用由22钢筋与I 16工字钢支撑联合支护,形成的桁架受力结构。
通过实验得到水泥浆的一次参数,水灰比为1:1,注浆初压为0.5~1.0Mpa,终压为2.0Mpa。在围岩裂隙较发育时。可采用水泥水玻璃双液注浆,水泥浆与水玻璃体积比为1:0.5。浆液扩散半径R,可根据经验按下式计算:
R=(0.6~0.7) L
L-导管中心间距(m)
导管注浆量Q可按下式计算:
R一浆液扩散半径m;
r一钢管半径(m);
l一导管长度m;
η一围岩孔隙率(%);
α一有效充装系数;
β一灌浆损失系数;
2.施工机械及方法。钻孔采用普通YT一2 8凿眼机和 50“十”字钻头即可满足施工要求。当钻孔成型较好,孔壁不致坍塌时,采用直接撞击或用气腿钻冲击将导管安装到设计部位,当孔壁极易坍塌时,采用将钻杆与钻头一起打入钻孔,套管套入钻杆撞进钻孔与钻杆一起共同形成一个整体进入岩层, 导管安装偏差控制在5 C m以内。
注浆机械采用BW一250型注浆泵或TBW一5015型普通型注浆泵即可满足施工要
Fig.1小管棚法的施工工艺流程
Fig.1的下一个循环是指有同样施工工艺过程的下一个管棚施做。然后相邻的两个管棚通过工字钢(I16)连结起来组成一个强支护体系来确保软岩的稳定性和隧道施工的安全。
3.施工要点.安装管棚后再注浆的目的是通过加强岩石和堵住裂隙水来支护周围岩层,另外,增强管棚的强度和刚度。因此,在管棚施做过程中注浆是一个关键环节需要花大精力。无论注浆已经结束还是还没决定时间但是注浆压力和注浆工作直到注浆压力不断升高并且几乎接近最终压力时才结束。最后,注浆后钢管应该用水泥砂浆填充满使钢管的强度跟刚度更大。具体的施工工艺流程如Fig.2
Fig.2注浆施工工艺流程 另一个关键环节是钢拱架的安装,这个过程应严格按照隧道设计尺安设钢拱架,不允许侵入二次衬砌断面,钢拱架问距控制在0.8~1.0m之问,同导管焊接并与岩壁固定,最后再喷射C20混凝土套拱,厚25cm。
3.2 大管棚法施工
在两头乌隧道中,大管棚法适用2#隧道的左右导洞的超前支护。大管棚就是在隧道开挖轮廓线外围打一排钢管,管内注浆以加强刚度。管外 j浆液的扩散半径连成一整体,形成棚架,它作为软弱围岩浅埋段超前支护的一种手段,安全可靠,对于防止围岩松弛、坍塌、拱顶下沉有显著效果。
1.支护参数.钢管规格为热轧无缝钢管 Φ108X6mm,节长3m、6m两种。两管之间的环向间距为42mm,倾角平行于线路纵坡,方向平行于路线中线。下边应该达到:钢管施工误差径向不大于20cm,隧道纵向同一横断面的接头数不大于5O%,相邻钢管的接头至少错开1.0m。
水泥浆与水玻璃体积比1:0.5,水泥浆水灰比1:1,水玻璃浓度5O波美度水玻璃模数2.4。初注浆压力为0.5~1.0Mpa 终注浆压力为2.0Mpa。像小管棚法一样,注浆以后大钢管应该用水泥砂浆(30#)填充满提高钢管的强度和刚度。
2.施工机械与方法。采用XY一28—300电动钻机,钻进并顶进长管棚钢管。采用C25 混凝土套拱作管棚固定墙,套拱在明洞外轮廓线以外,紧贴掌子面施作,套拱内埋设四榀I16号工字钢,工字钢与管棚钢管焊成整体。第一道施工工序为打有孔钢花管然后注浆,注浆后再打无孔钢花管来检查注浆质量。钢管接头采用丝扣连接,丝扣长l 5 Cm,为使钢管接头错开,编号为奇数的第一节管采用3m钢管,编号为偶数的第一节采用6m钢管,以后每节都采用6m长钢管,管棚入土长度1O~15m不等。管棚注浆按固结管棚周围有限范围内土体设计,浆液扩散半径不小于0.5m,采用分段注浆。
3.施工要点。第一个要点是套管套拱施工,必须认真准确放样套管,复核无误后浇注60cm厚C 3O混凝土。第二个要点是用测斜仪测量顶入管的斜度, 以保证钢管的正确施工方向。最后,根据地质条件及围岩破碎程度及时调整钻机钻进速度,防止坍塌、卡钻、锚孔。
4.监控量测
在隧道的管棚施工中监控量测是十分重要的。在施工单位尤其是复线隧道施工中关于设计的监控量测必须是经过深思熟虑的。量测计划应该根据围岩条件、类型、支护方法参数、施工技术、量测项目拟定。量测项目包括变形、位移、围岩的受力状态,在这个基础上调整支护参数和施工工序、控制每个工序的时间,
甚至变更设计和日常的施工管理。通过这些修正,支撑结构比以前更有效。此外,根据收敛值、地表下沉量和围岩压力量测数据,由监控量测专门小组提出分析结果,采取有效措施,以确保进度和施工安全。
结合两头乌隧道实际情况,在隧道施工过程中将地表沉降、拱顶下沉量、隧道内空变化、。锚杆抗拔力实验作为本隧道的必测项目, 喷射混凝土内力、钢支撑内力量测作为选测项目。
地表下沉及洞室周边位移观测采用工具为:XY5—2l型隧道位移计、DSZ2精密水平仪、钢尺:喷混凝土内力、钢支撑内力量测采用工具为:PZX-1型振弦频率检测仪、XYF压力盒、XJG一2型钢筋计。量测间隔时间:1~1 5天,1—2次/天;1 6天~1个月,1次/2天;1~3个月,1~2次/周:大于3个月,1~3次/月。
5.结束语
在应用管棚超前支护技术之前勘探地质情况弄清围岩类型是必要的。两头乌隧道的地质条件十分复杂,围岩属于II、III、IV级围岩并且穿越四个断层破裂带。此外,施工受到地下水和地表水的影响,同时塌方和冒顶十分容易发生严重影响施工。所以,在洞口的排水、边仰坡防护及超前支护上花了很大精力以确保施工的质量和安全。
适当应用管棚超前支护技术。由于两头乌1#、2#隧道位于不同的围岩段,分别采用大小管棚超前支护技术。另外,由于围岩太软用锚喷支护不能控制变形所以在支护结构中加入钢拱架来很好的满足结构要求。
加强监控量测。作为管棚施工中的一个重要部分,监控量测对变形、位移、受力状态的观察起了很大的作用。同时,根据监控量测的结构更改支护参数、施工工序和设计使起适用于支护结构。如果监控量测做的不好,塌方和大变形等事故就很容易发生并且施工进度就会慢下来。
通过两头乌隧道发现在复杂的地质、水文、气候条件下,用锚喷支护、钢拱架、喷射混凝土的复合管棚支护技术的实际效果是十分好的。变形、位移、受力状态的持续监控量测对施工的安全和效率起着很重要的作用。最终,我们达到了控制围岩变形、加快施工进度、确保施工质量和安全的目的。所以,这中复合的管棚支护技术能够应用在其他在复杂自然条件下的隧道施工中。
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范文二:超前支护管棚施工图解
超前护管支棚工施图
解
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? 一超、前小导管管棚支护区与 ?别 超小导管的前处范围一理也就6般米左右,小管导 为厚5mm壁的钢,直径管般为4一m2。m是通小过导管浆将掌子 前方的较为面碎的围岩进破行固的 结种一方,使围法岩成形一个整体后再进行一步下 工。序而管是棚进洞口在的质条地件非差(如常沙:土、 碎严重的破岩、石黄土等的)况下情用,使一般 度就长20-03米右,左棚为管厚壁.53m的m 钢管,直径一为般081m。m当然内地洞条件非质常 差时候的也可以用棚(管:洞内遇如冒顶到象造现成的沿 轴洞长线较大度,量放大较)。
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管支棚主护特要 管点主要适棚于用岩压围来得快、力得来,用于对大围变岩及地形表下沉 较严有格制要求的软限弱碎围岩隧破道程中工如土砂魇地。层、膨强性地胀 、层流变性地强、裂层隙发育的体岩、断层破碎带、埋有显著浅偏压围等 的岩道隧中此外。在,般一胶结的无土砂及质岩围,可中采用插板封较 闭有为;效地在下水多较时则,可用钢管利浆堵水注加和围固岩。管棚 的置配形状、施工范、、围管棚间隔断及等面应根据地条质件周边、 环境、道开挖隧面断埋深以、开挖及法方因等素来决定 。管棚短(长度小1于0m的小钢管一)次前超量小,基本与上挖开作业替 交进行占,循环时间用大较但钻,安孔或顶入安装较容装。 易管棚长(度长为1~05m4,径较粗直钢的)一次超前量管,大次钻孔单或 打长入钢管的作业间时长,较减但了少装安管钢次的数,少了减与开挖 业作间之干扰的。 孔时如出钻现卡或塌孔钻应,注后再浆,钻有些质土层则地可接将钢管 直入顶
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安.套装中导向管拱
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3.拱套底安装
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6.套拆拱后施钻模棚管
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.7拱施钻管棚套孔
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9管.棚浆后注封
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0.1拱施套完成作
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1钢拱.、架导小管钢筋、标准施网工
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c12.间隔每一个格栅或钢一个拱架 钢装安小导,管及小导布管范置围
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范文三:隧道超前管棚支护施工工艺
浅谈隧道超前管棚支护施工工艺
摘要:本文从工程实践出发,通过对隧道超前管棚支护施工进行介绍,总结了管棚支护施工工艺,为达到质量最好、效率最高、经济效益最大化的隧道超前支护施工提供参考。
关键词:隧道超前支护的原理;超前支护的使用情况;隧道超前管棚支护施工工艺
abstract: in this paper, starting from the engineering practice, introduced through the tunnel ahead of the pipe-shed support construction summed up the pipe roof
support construction process, in order to achieve the quality of the best, the most efficient, maximize the economic
benefits of tunnel support construction reference.keywords: tunnel the advance support the principle; the advance support use; tunnel ahead of pipe roof support construction process 中图分类号:u45文献标识码:a 文章编号:2095-2104(2012) 前言:近年来,人们对环境保护意识的增强,提倡隧道洞口施工尽量减少对洞口围岩结构的扰动和地表生态环境的破坏,采取超前支护进洞的技术得到越来越多的应用。经过近几年来的不断发展和实践,超前大管棚支护作为一项保证隧道开挖安全、保护地面建筑以及控制地表沉降等的技术越来越受到重视,其应用也越来越广泛。随着隧道超前管棚支护施工的不断发展,新工艺、新技术也不断涌现,极大的提高了地下工程的施工安全和施工效率。
范文四:隧道管棚超前支护施工方法
简介
管棚超前支护是为了在特殊条件下安全开挖,预先提供增强地层承载力的临时支护方法。一般是沿地下工程 断面的一部分或全部,以一定的间距环向布设,形成钢管棚护。主要用于对于围岩变形及地表下沉有较严格限制要求的软弱破碎围岩隧道工程中,如软弱、沙砾地层和软岩、岩堆、破碎带地段。
主要作用和优点
(1)梁拱效应:先行施设的管棚,以掌子面和后方支撑为支点,形成一个梁式结构,二者构成环绕隧洞轮廓的壳状结构,可有效抑制围岩松动和垮塌。
(2)加固效应:注浆浆液经管壁孔压入围岩裂隙中,使松散岩体胶结、固结,从而改善了软弱围岩的物理力学性质,增强了围岩的自承能力,达到加固钢管周边软弱围岩的目的。
(3)环槽效应:掌子面爆破产生的爆炸冲击波传播和爆生气体扩展遇管棚密集环形孔槽后被反射、吸收或绕射,大大降低了反向拉伸波所造成的围岩破坏程度及扰动范围。
(4)确保施工安全:管棚支护刚度较大,施工时如发生塌方,塌碴也是落在管棚上部岩碴上,起到缓冲作用,即使管棚失稳,其破坏也较缓慢。
管棚布置形式
根据地形地质以及载荷情况不同,通常管棚可布置成如下几种形式:
(1)扇形布置:用于隧道断面内地层比较稳定,但拱部附近地层不稳定的场合。
(2)半圆形布置:用于隧道下半部地层是稳定的,但起拱线以上的地层不稳定的场合。此外,即使地层比较稳定,但地表、周围有结构物、埋深很浅时也采用此种布置形式。
(3)门形布置:隧道除底部外,布置成半圆、侧壁的门形。用于隧道基础是稳定的,断面内地层及上部地层不稳定的场合。
(4)全周布置:用于软弱地层或膨胀性、挤出性围岩等极差的场合。
(5)上部一侧布置:隧道一侧有公路、铁路、重要结构物、需防护或斜坡地形可能形成偏压时采用。
(6)双层布置:用于隧道上部有重要设施、拱部地层是坍塌性、不稳定的或地铁车站等大断面隧道施工或突破河海底段施工场合。
(7)一字形布置:在铁路、公路正下方施工或在某些结构物下方施工时采用。
管棚超前支护技术发展趋势
技术发展趋势
在目前的超前支护方法中, 主要有超前锚杆、超前小导管注浆和超前管棚。超前锚杆和超前小导管注浆具有施工便捷、技术易掌握、机械化配套程度要求不高等优点, 但支护长度小(仅3~ 5 m ) , 锚杆或小导管伸入工作面前端滑动线内距离短, 开挖循环进尺受限制, 一般在浅埋松散地层中循环进尺多控制在15~ 17 m , 循环次数增加, 工序交换频繁, 特别是在自稳能力极差的围岩中, 锚杆和导管前端仍在滑移面内, 起不到超前支撑保护的作用, 极易造成工作面失稳, 存在较大的安全隐患。因此,长管棚的应用越来越普遍。
长管棚超前支护施工技术的支护作用机理在于, 主要是钢管与浆液固结体共同作用的结果, 一方面进行钻孔、下设钢管, 当钢管穿过松散软弱围岩、岩石(土) 等破坏区后, 伸入到原状土部位时, 有力地保障了开挖掌子面岩土体的稳定, 起到骨架、格栅作用; 另一方面通过注浆使浆液从钢花管孔眼中压出,并在一定的压力作用下注入到钢管周围松散、软弱的地层中, 从而形成复合稳定的固结体, 使周围地层的力学性质得到改变, 稳定性能得到加强, 可以防止土层坍塌和地表下沉。
范文五:长大管棚超前支护施工工法)
长大管棚超前支护施工工法
尹泽君、程鹏、姜长峰
1 前言
沿江高路公路古树岩隧道,洞口浅埋岩体破碎等滑塌。采用水平40m长大管棚超前支护加固技术,有效控制了地表沉降,经过对该工艺不断总结完善,形成该施工工法。其成功经验值得类似工程借鉴。
2 工法特点
1.浅埋暗挖隧道采用Φ159大管棚预支护,刚度大,能形成有效承载拱。
2.一次性施做40m以上的水平管棚,洞内不需作工作室,效率高。
3.设备简单,操作方便安全。
3 适用范围
1.适用于软弱围岩地层浅埋暗挖的地下工程超前支护。
2.适用于地下工程的不良地质灾害的处理,如富水断层、隧道
塌方、高应力大变形围岩。
4 施工工艺
4.1 工艺原理
长大管棚是一种隧道及地下工程的超前支护技术,即按隧道开
挖轮廓线外侧向前分层按一定间距打入钢管,并通过钢管的出浆孔
对土层进行注浆加固,钢管与地层形成承载拱,起到超前支护的作
用,以控制洞石变形。
4.2 施工流程(见图1)
4.3 施工要点
4.3.1 施工准备
当隧道掘进到预打管棚的位置后,适当扩大洞石30~50mm(拱部)并加强支护,作为管棚施工的工作室;当采用端头井作为工作井时,可以利用土层台阶作工作平台,
或者用支架搭设钻孔平台。 图1 长大管棚工艺流程
4.3.2 管棚布置
管棚布置应根据地质条件、设计要求、扩散孔径、施工方法等因素综合确定,由测量人员用红漆在初期支护外侧准确标出钢管位置。
4.3.3 导向护拱施工
为确保打管棚施工的施工精度,使钻头、钻管钻进时始终保持同一钻进角度、方向。在管棚钻进前,
先在隧道洞门口浇筑管棚施工导向混凝土护供。导向护供内安设导向管(Φ180X6,长2m),导向管根
据管棚进出口坐标,焊接定位固定于护供内钢筋格栅钢架上,焊接前对每一根导向管道的位置进行坐标
测量定位,施工时注意调整导向坐标时考虑由于钻机沉落或其他因素而产生的各种偏差,取调整误差
1°,导向管调整3.5cm,用于角度控制,防止由于各种因素造成管棚下垂而导致侵入隧道限界。
4.3.4 Φ159大管棚加工及连接
为了使浆液充分渗入地层,使得隧道拱部围岩形成加固壳,管棚采用花管,即在钢管上布置Φ15mm
的注浆孔,孔眼排列呈梅花形,间距15cmX15cm。
每一根管棚在安装最后一节时,在钢管上预留1.5m长不钻注浆孔,以起到止浆作用。
钢管的连接采用焊接连接法或套管丝扣连接法(见图2)。
4.3.5 钻孔
钻孔采用0~360°的地质钻井,采取隔一钻一方式。钻孔前应调整钻机位置,使钻杆能平顺地置于
导向管内,开孔时低速慢进,保持钻杆顺直,钻进过程中一般采取中压慢进,中等钻速及中量循环液,
防止钻速过快使孔道偏斜。
在钻孔过程中及时检查钻孔方向的准确性,经常用测斜仪测量钢管钻进的偏斜度,同事要把钻心取
出来,做好岩性记录,用于对隧道开挖提供超前地质预报。
4.3.6 顶进钢管
使用钻机自身的伸缩进行顶管,一旦出现顶进困难时,采用手动葫芦固定于护供上辅助顶进,下管
时4m及6m钢管交叉使用。
4.3.7 注浆
1)注浆参数的选定
注浆参数 水泥浆:水玻璃=1:0.5(体积比)
水灰比 1:1
水玻璃 35′玻美度
装将压力 0.5~1MPa
缓浆剂 根据试验确定掺量
2)注浆施工
注浆前先用浆液把空中水压出管外,待浆液流出并且流出浆液浓度与浆池中相同时,再密封孔口钢
板,加压并要稳定压力在0.5~1MPa之间,每根管棚要连续注浆,以设计注浆量和注浆终压作为注浆
结
果标准,设专人做好注浆记录。注浆结束后用M10水泥砂浆充填钢管,以增强管棚强度。
4.3.8 体会
1)浅埋隧道洞室开挖时,围岩的应力场和位移场将发生调整,使隧道发生收敛变形,并波及地表,
引起地表的沉降,根据开挖理论分析计算,及地下工程现场检测数据表明,开挖导致的瞬是位移在施加
初期支护形成受力之前,洞室的收敛位移增长很快,约占总位移的60%以上,因此浅埋暗挖隧道超前大
管棚预支护是控制地表沉降关键措施,对防止隧道塌方十分有效。
2)管棚在成孔过程中会产生一定程度的“超挖”,设计采用Φ159管棚,孔直径将比钢管直径大15mm
左右,此部分空间将由管棚注浆进行填充;本工程管棚穿越土层为粉质粘土和混合土,在注浆之前存在
塌孔的危险,会产生一定的地表沉降,根据国内大管棚施工经验和数据分析,从最不利角度考虑,管棚
塌孔引起的沉降在9mm左右,实测最大沉降量为6.3mm(此部分沉降渐变累计形成),可通过轨道的日
常养护进行弥补,对行车安全没有影响。
5 劳动力组成(见表 1)
表1 劳动力组织
序
作业班主 主要工作内容 人数
号
1 现场管 理人员 现场组织、指挥和协调 1
2 技术人员 施工方案的编制及实施 2
3 测量员 现场测量控制及监控量测 3
各种原材的检测,注浆参数的选定,现场试件的制作及强
4 实验员
度试验等 3
5 钢筋班 钢筋加工,顶进及焊接 10
6 钻孔班 负责引孔 16
7 注浆班 管棚注浆 10
6 机具设备(见表 2)
表2 机械设备
序号 机具名称 规格型号 单位 数量 1 钻机 TXU-200 台 4 2 注浆机 BW-250 台
3 电焊机 BX-400 台
4 水泥搅拌机 350型 台
5 手动葫芦 台 2 2 2 4 6 潜水泵 XQY-15 台 4
7 质量控制
1.导向管的定位误差应
2.钻机工作平台要牢固,保证钻机处于稳定的工作状态。
3.清空后及时下管,防止坍孔,若遇孔内涌水涌泥,立即停钻,注浆封孔。
4.钢管接头应错开,同一截面接头数不超过50%。
5.为防止地表变形,应严格控制注浆压力和注浆量,及时调整注浆参数,同时进行地面变形监测。
6.为提高管棚刚度,钢管内下钢筋笼或套管,管内注水泥浆。
7.施工过程中,认真记录钻进、钻渣、注浆情况,原始记录应作到全面、正确、及时。 8 效益分析
浅埋暗挖隧道采用水平长大管棚超前支护,有效控制洞石变形和地表沉降,确保了沿江高速公路的
行车安全,综合效益显著,并形成一套成熟的施工方法,对类似工程具有指导意义。
9 工程实例
沿江高路公路后续开工的6015m的新屋基隧道,2000m长的佛儿岩隧道和砂磨石隧道以及垭口隧道,
300至600m的塘垭口、晒顶堡隧道等均作为洞口浅埋式隧道进行推广,采用32-40m大管棚超前支护施
工工法,效果显著。地表下沉均在18mm以内,施工安全得以保证。