管棚管的应用范围:管棚的作用有哪些?随着建筑物越来越密集,城市的空间就变得越来越有限,如果采取明挖方法来改建,势必对于交通及环境都不利,因此管棚施工的出现正好解决了这一难题。管棚施工是一种地下铁道的暗挖施工方法,在施工过程中管棚是必需要使用到的一种材料,那么管棚的作用有哪些呢?
1、控制地表沉降在隧道穿越既有线、下穿既有建筑物、构筑物等时,管棚的作用主要就是控制地表沉降,防止既有线路、建筑物、构筑物因隧道开挖而遭到破坏,确保既有线路、建筑物和构筑物的安全及隧道开挖的顺利进行。此种情况管棚的钢管直径可偏大(φ299)。
2、加固围岩土体强度提高围岩土体强度,提高开挖线拱部土体承载力,加固隧道围岩,确保隧道施工安全。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(破碎)围岩的物理力学性质,增强了围岩的自承受能力,达到了加固管棚周边围岩的目的。在隧道穿越破碎带、松散带、软弱地层、涌水、涌沙等地段时,管棚的这种作用比较明显。
3、确保施工安全管棚支护刚度较大,施工时如再次发生塌方,塌渣也是落在管棚上部岩渣上,起到缓冲作用。即使管棚失稳,其破坏也较缓慢。 管棚超前支护技术的发展趋势目前先进的支护方法主要有超前锚杆、超前小导管注浆和超前管棚。梧州中管棚管
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15~17m,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。意大利产管棚钻机DDL-300型钻机固体矿床的金刚石钻进,硬质合金钻进。同时也可以用于工程地质勘探钻进及基桩孔钻进。应用于地质勘查,工程勘查,锚固护,旋喷注浆,管棚支护等工程施工作业。成都大管棚管超前支护方法主要包括:管棚法,机械预切糟法,超前小导管法,超前锚杆法、冻结法等等。
管棚施工中如何配制浆液?
(1)水泥浆的搅拌应在高速搅拌机内进行,严格按照施工配合比进行投料,在管棚管中注水泥水玻璃浆液,其配比为水泥:水玻璃=1:1,水泥浆水灰比1:1,水玻璃模数m=2.4,浓度Be=35,注浆时初压0.5~1MPa,终压2.0Mpa,注浆结束后用1:1水泥砂浆充填无缝管棚管,以增强管棚管强度和刚度。
(2)搅拌水泥浆的投料顺序:在放水的同时,将缓凝剂、外掺剂在水中按一定比例加入,搅拌溶解,再将需要的水泥倒入,搅拌2~3min。
(3)外掺剂的重量为水泥重量的5%-10%,缓凝剂的掺量占水泥重量的2%~3%。
(4)制备水泥浆或稀释水玻璃时,严禁水泥块或纸片进入浆液,放浆进入储浆桶时要用滤网过滤,以防止堵塞注浆泵。
(5)做好配置浆液的施工记录,并且在注浆过程中要做好注浆记录,为分析注浆效果提供依据。
(6)配置好的浆液存放在由低速搅拌器的储浆罐内,防止浆液由于存放时间稍长产生沉淀、离析等现象。
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。导管注浆时,尾部应设封堵塞,当灌注水泥浆时,应在封堵塞上设注浆孔和排气孔。
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。上侧布置:用于隧道一侧有道路、铁路及重要构筑物,需要防护,或边坡地形可能形成偏压时。桂林管棚批发
管棚不一定只在洞口用的,在比较大的塌方中用得也很多。梧州中管棚管
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。
环槽效应:掌子面爆破产生的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,降低了反向拉伸波所造成的围岩破坏程度及扰动范围。
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。管棚支护适用范围根据国内外的施工实践,综合我国目前地下工程管棚支护应用的实际案例,管棚支护可适用于:软弱砂土质地层、砂卵砾石地层,膨胀性软流塑、硬可塑状粉质粘土地层,裂隙发育岩体、突泥突水段、断层破碎带、塌方段、破碎土岩堆地段、浅埋大偏压等地质和地下水丰富条件的地下构筑物施工的支护,隧道进出口段开挖的支护,也多应用于地铁等穿越城区的地下工程的开挖预支护,可作为穿越既有建筑物、公路、铁路及地下结构物下方修建隧道的辅助方法;作为隧道洞口段及修建大断面隧道施工的辅助工法及作为其他施工的辅助工法,也常用于浅埋但不宜明挖地段或浅埋隧道情况下。 梧州中管棚管
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