管棚超前支护法是近年发展起来的一种在软弱围岩中进行隧道掘进的新技术。管棚法作为隧道施工的一种辅助方法,在软岩隧道施工中穿越破碎带、松散带、软弱地层,涌水、涌砂层发挥了重要作用。管棚是利用钢管作为纵向支撑,钢拱架作为横向环形支撑,构成纵、横向整体,不仅沿隧道纵向具有梁结构的作用,在横断方向还具有拱形结构支护效果。由于其刚度较大,因此能够很好的阻止和限制围岩变形,并能提前承受早期围岩压力。工艺工法概况目前,管棚在隧道工程中较常采用,尤其是洞口位置处,围岩多风化破碎,岩质较差,为保证其进洞安全,常采用管棚作为超前支护。对于一些松散破碎的软弱围岩,采取常规的管棚施工工艺,成孔困难,套管推进不到位,管棚施工质量无法保证,可采取跟管钻机对于软弱围岩管棚施工。管棚的成孔方式主要有两种:一是管棚引孔顶入法,当钻进地层易成孔时,一般采用先钻孔、后插管得方法,即钻孔完成经查合格后,将管棚连续接长,由钻机旋转顶进将其装入孔内;二是管棚跟管钻进法,当地质状况复杂,遇有砂卵石、岩堆、漂石或破碎带不易成孔时,可采用跟管钻进工艺,即将套管及钻杆同时钻入,成孔后取出钻杆,顶入管棚,拔出外套管。工艺原理管棚支护结构。管棚的布置形式(隧道管棚施工的布置方法)管棚根据不同的地形、地质和荷载条件而不同。河池隧道管棚超前支护
车站暗挖段超前支护采用超前大管棚加小导管配合边墙系统锚杆,其中超前大管棚为φ159×6mm无缝钢管,纵向支护长度,管棚纵向一次施工长度达,这在长沙也是首例。初期支护厚度为550mm,采用双层工字钢支撑,C25喷射混凝土;二衬厚度取700mm,采用C35模筑混土,抗渗等级为P10。隧道开挖采用双侧壁导坑法分六个导洞施工,暗挖段结构地质纵剖图三、技术研究缘起和应用暗挖段超前管棚支护的思考关于烈士公园南站暗挖段超前管棚施工,原设计施工分4次纵向打设,每次打设长度为27m左右,洞内不设置管棚工作室,搭接打设,侵入初支内的钢管后期割除。原设计给施工带来了一些不利因素:(1)洞内施工空间狭小,大型机器设备无法进场进行施工,多次管棚施工组织受制约,且需要搭设管棚平台,施工进度缓慢,工期长。(2)原有管棚施工设计对土层地质构造多次扰动,改变围岩的应力重分布,很大程度上破坏了原有土层地质结构的稳定性,施工安全风险性增大。针对这些问题有以下几个方面思考:(1)有没有管棚施工工艺可以减少多次管棚平台搭设,施工材料多次周转材料的问题,起到节约施工成本?(2)管棚打设可不可以一次性施工,免去在洞内再次搭接打设管棚,起到缩短施工工期?。四川隧道管棚超前支护管棚法作为隧道施工的一种辅助方法。
管棚法施工或称伞拱法,是地下结构工程浅埋暗挖时的超前支护结构。其实质是在拟开挖的地下隧道或结构工程的衬砌拱圈隐埋弧线上,预先钻孔并安设惯性力矩较大的厚壁钢管,起临时超前支护作用,防止土层坍塌和地表下沉,以保证掘进与后续支护工艺安全运作。管棚超前支护法是近年发展起来的一种在软弱围岩中进行隧道掘进的新技术。管棚法早是作为隧道施工的一种辅助方法,在软岩隧道施工中穿越破碎带、松散带、软弱地层,涌水、涌砂层发挥了重要作用。由于预埋超前管棚做顶板及侧壁支撑.为后续的隧道开挖奠定了坚实的基础,且施工快、安全性高、工期短,被认为是隧道施工中解决冒顶的合理的施工方法。
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。搭钻孔平台安装钻机1.钻机平台用钢管脚手架搭设,搭设平台应一次性搭好,钻孔由1~2台钻机由高孔位向低孔位进行。2.平台要支撑于稳固的地基上,脚手架连接要牢固、稳定,防止在施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移而影响钻孔质量。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,确保钻机钻杆轴线与孔口管轴线相吻合。钻孔1.为了便于安装钢管,钻头直径采用Φ108mm或127mm。2.岩质较好的可以一次成孔。钻进时产生坍孔、卡钻时,需补注浆后再钻进。3.钻机开钻时,应低速低压,待成孔10m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,并根据钻机钻进的状态判断成孔质量,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,作为洞身开挖时的地质预测预报参考资料。云南跟管、管棚、钢花管,合纵达钢结构,实力厂家。
一般按松弛荷载理论进行设计。根据围岩地质条件和施工条件进行力学计算。钢管直径多选用80~180mm,钢管中心距离一般为30~50cm。钢管长度视软弱破碎围岩的厚度而定,一般为10~45m。钢管以较小的仰角沿岩面打入,形成了一个梁结构来承担围岩的压力。钢管采用内注水泥浆、化学浆液或细石混凝土、劲性骨架来增加钢管刚度。大图模式工艺工法特点(1)在管棚超前预支护的作用下开挖,可以防止地表下沉和围岩坍塌,以保证施工过程中的安全。(2)管棚一次超前量较大,支护过程中搭接较少,节省材料。亦可减少安装钢管次数,并减少与开挖作业之间的干扰。(3)施工速度快,支护效果好。工艺流程及操作要点1施工工艺流程大图模式2管棚施工序操作要点开挖管棚工作室(1)工作室确定工作室应选择设置在围岩稳定地段,尽量接近加固地段,以缩短管棚长度;在软弱围岩中开挖工作室,要加强支护,必要时进行混凝士衬砌。(2)工作室尺寸为便于架设钻机,安设钢管,工作室断面应挖至隧道开挖线以外1~,比较低钻孔以下1m。工作室长度应满足设备施工需要。钻孔施工工艺(1)准备工作首先,在开挖轮廓线以外施作混凝土套拱作为长管棚导向墙。浇注前,应在套拱内按设计仰角安设孔口管起导向、固定作用。管棚是利用钢管作为纵向支撑,钢拱架作为横向环形支撑,构成纵、横向整体。河池隧道管棚超前支护
线内布置:在铁路、公路正下方或某些构筑物下方施工时使用。河池隧道管棚超前支护
管棚管施工常见质量问题及处理措施:注浆压力不上升或有所下降原因:(1)浆液向地表溢出或流入地层大裂隙。(2)浆液被地下水稀释,凝结时间变长。3.2压力上升后又突然下降且不恢复原因:(1)管棚管周围堵塞,浆液流失。(2)注浆速度过快,破坏了地层原结构。(3)浆液流入软土层或土的大孔隙。3.3压力上升后突然下降,后又上升原因:浆液凝结堵塞了浆液通道,当注浆通道内压力大到某一数值后,冲破堵塞,引起压力所有下降,浆液通道重新被堵塞,压力又开始上升。3.4压力不停顿上升原因:(1)土体密实,浆液不能注入。(2)浆液凝结时间过快)管棚管堵塞。河池隧道管棚超前支护
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