隧道长管棚施工工艺.doc

长管棚施工工艺长大管棚主要用于软弱砂砾地层或软岩、岩堆、破碎地带层，多用于隧道及其它地下导坑辅助施工，其支护原理是：在预计开挖断面外周，以一定间距、一定的外插角度，用钻孔方法先行设置钢管，通过管壁四周压浆孔，压入水泥-水玻璃单液浆，先行加固松散围岩体，边开挖边利用钢拱架喷锚等共同支护，对隧道开挖起到有效超前支护的方法。超前长管棚，采用节长3米、6米108*6mm垫轧无缝钢管，环向间距30cm，丝扣连接。钢管设置于衬砌拱部，管心与衬砌设计外轮廓线间距大于30cm，平行路面中线布置。要求钢管偏离设计位置的施工误差不大于20cm，沿隧道纵向同一横断面内接头数不大于50%，相邻钢管接头数至少须错开1m。为增强钢筋的刚度，管内以30#水泥砂浆填充。管棚布置见图1。3.1、主要机具设备主要机具设备见表1。主要机具设备表表1序号名 称规 格单 位数 量1电动锚杆钻机MD100台82注浆泵BW-250/50台23喷射机PZ-5B台248m长车床台25空压机C-20 / B-1台23.2、确定管棚距开挖轮廓线间距浆液扩散半径设计为50cm，故取管棚距开挖轮廓线间距为43cm。3.3、设置长管棚导向墙先行开挖明洞断面，在明洞衬砌外缘施作C25钢筋混凝土套拱.考虑钻进中的下垂，钻孔方向应较钢管设计方向上偏1度，为保证钻孔方向以及成洞面稳定，有明洞衬砌外设置了长工2.0m，厚60cm的25#钢筋混凝土套拱。在套拱内按长管棚立面图中设150孔口管。导向墙施工时，必须对称灌注，以避免钢筋骨架变形而影响孔口管的方向。3.4、施钻钻孔顺序为先从两侧拱脚开始，对称向拱顶钻孔顶管，使下部注浆体有力地支托其上部钻进和顶管，既能防止坍孔，又便于顶管。 施钻时，将减速器升上限位置，把钻杆旋紧后，开启气动马达，待空载正常后，再慢慢开启推气缸，待钎头置于工作面上，关闭推进气缸，再开启冲击器，徐徐钻进，待钎头钻进100mm左右时，再以全风门冲击。在钻进过程中，视进展快慢，慢慢开启或关闭推进气缸，使钻具始终保持一定推进力。钻完第一根钻杆后，停止气动马达的转动，关闭冲击器停止钻进，将减速器置于下限位置，用叉子把钻杆固定在卡钎器内，反转减速器，使钻杆与减速器的接头脱开，然后将减速器升到上限位置装入第二根钻杆，连接牢固后，方可进行钻孔作业，直到设计深度。当钻杆到卸杆器与卡杆器接触时，使钻杆尾端的第二个扁槽对正卡杆器的长方槽，插入叉子反转马达，使减速器上的接头与钻杆脱开，再调整到钻杆尾端上的第一个扁槽对上卸杆器的长方槽，插入另一个叉子，然后取出卡杆器的叉子，让卸杆器和另一个叉子带动钻杆后退（可用马达慢慢运转，切不可反转），当下一根钻杆尾端的第二个扁槽与卡钎器的长方槽对正时，插入叉子，反转马达，使上下两钻杆的联接螺纹脱开之后，拿走上一要钻杆，缓缓放下减速器，并使卸杆器的长方槽对正下一根钻杆尾端的第一个扁槽。然后重复以上动作，依次卸下钻杆。依照上述方法，完成钻孔作业。钻孔时严禁反转，以免钻杆脱扣，加接钻杆时，要特别注意孔内清洁，以避免砂土冲击器内部，损坏机体引发故障。在钻进过程，严禁突然快速开启推动气缸，以免顶起钻机，造成事故。钻 机 就 位钻机固定测量右孔钻机钻进方向矫正钻孔及接长锚杆钻杆接长准备钻杆分节退出卸下 钻孔工艺流程图3.5、顶管（1）清孔：成孔后先利用高压风或高压水进行冲洗，然后用特制清孔钩认真进行清孔。（2）管件制作：管棚108mm无缝钢管，管节长为3m和6m，预制钢管时，第一根钢管前端要焊上合金钢片空心钻头（如图3-3所示），以防管头顶弯或劈裂，钢管间联接用加工好的管节联接套，预先焊在每节钢管两端，以便于联接。相邻管的接头应前后错开，避免接头在同一截面上，隧道纵向同一横断面内的接头数不大于50%，且两相邻管接头必须错开1m以上，以满足管棚受力要求。（3）顶管：顶进钢管利用电动机启动液压马达，以及挖掘机配合人工作业。当第一根钢管推进孔内，孔外剩余3040cm时，人工进行接管，严格控制角度，人工持链钳进行钢管联接，使两节钢管在联接套处联成一体。然后再低速推进钢管，根据管棚设计长度，按同样方法继续接长钢管。3.6、止浆墙制作注浆前，必须进行堵露处理。沿插管周围喷射20cm厚C20混凝土一圈，封闭该工作面，再用木塞和纸塞把无缝钢管未注浆的管头堵死，这样，止浆墙便形成。注浆时，浆液就不会从管壁周围沿掌子面渗露，也不会从其它管露出，注浆效果明显提高。由于施工要求，喷射砼时加入一定量的速凝剂，以满足施工要求。3.7、注浆进行超前长管棚预注浆前，对注浆地段的岩性，涌水量、涌水压力、水温、涌水的化学特性等进行认真研究，据此确定注浆参数。现场试验确定注浆终压力，以便浆液能够充分扩散填充，从而达到堵水和加固围沿作用。注浆方式采用全孔一次性注浆。 拌浆水泥浆液搅拌在拌和机内进行,严格按施工配合比进行投料单液浆中水玻璃含量为5%（重量比），放入的同时将缓凝剂一并加入搅拌，待水量加足后继续搅拌1min，再将水泥投入，搅拌时间不少于3min，并于注浆过程中不停搅拌。配制水泥浆或稀释水玻璃浆液时，严防水泥包装纸及其杂物混入。拌好的浆液在进入贮浆槽及注浆泵这前均应对浆液进行过滤，未经过滤网过滤的浆液不允许进行泵内。注浆时要充分考虑浆液扩散半径，凝结时间要先予以确定，然后再过试验调整。施工时要通过变换单液浆比例、变换水灰比，变换水玻璃浓度控制单液浆的凝胶和凝结时间。采用水泥浆水灰比1:1。 注浆注浆管路连接好后，先压水检查管路是否漏水，待设备正常后，对围岩做压水实验，以冲洗岩石裂隙，扩大浆液通路，增加浆液扩散密实性，核实围岩的渗透性。注浆时要记录注浆时间及注浆量。注浆中密切注意注浆压力表，初始阶段压力较低，正常阶段压力和注入量呈小的波浪式起伏，但总的比较平稳，当达到压密性注满阶段，注入量迅速递减，而压力迅速升高，直到达到注浆终压合理范围，则停止该孔注浆，进行封堵后，转注下一孔，直至完成注浆作业。4、施工中几个问题 施钻时钻头选择：必须大于棚管外径12cm，以便于顶管。 由于长管棚长度为40m，一般在钻进到30m左右时，都不间断性不同程度的遇到12m厚的弱风化夹层，要严格按设计长度施工。 钢管制作应避免同一截面，施工时钢管采用奇偶数编号进行制作，顶管时应实行“对号入座”。 注浆时如遇窜浆或跑浆，必须及时进行封堵处理，然后方可注浆。 注浆时如发现泵压突然升高，先判断是否堵塞，若堵管则进行堵管处理，否则往管道内注入清水，待泵压正常后再继续进行单液注浆。 注浆时，一定要做好注浆量及注浆时间的记录。 注浆一般采用由下向上、左右交替进行。 施工时，要针对长管棚施工的作业工序（钻孔、运料、配料、注浆），制定详尽的劳动力组织计划及作业工序的安全保证措施。5、技术质量标准及要求