管棚法施工技術(shù)(共5頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上大 管 棚 法 施 工 技 術(shù)中鐵十三局二處技術(shù)科 叢樹(shù)宇 劉樹(shù)山 徐懷玉 【摘 要】大管棚法是近些年新發(fā)展應(yīng)用的隧道暗挖掘進(jìn)技術(shù)，它解決了在交通繁忙的公路、鐵路或已建成的建筑物下修建橫貫隧道時(shí)地面荷載過(guò)大、又不能采用明挖方法的難題，本文詳細(xì)講述了吉羅公路工程古丈1#隧道出口段大管棚的施工方法及所取得的效果。 【關(guān)鍵詞】公路隧道 大管棚 一、前言管棚法又稱(chēng)傘拱法，是一種隧道掘進(jìn)超前支護(hù)技術(shù)。最早應(yīng)用法國(guó)里昂18c工段，70年代初期得到完善，現(xiàn)已在歐美多個(gè)國(guó)家得到應(yīng)用。我國(guó)南嶺鐵路隧道成功地用大管棚通過(guò)石灰溶巖發(fā)育地段，與其它特殊施工技術(shù)相比，它具有造價(jià)低、效益高、注漿

2、所用漿液來(lái)源廣、無(wú)污染等特點(diǎn)，因此，在近年的公路隧道和地鐵工程中得到了廣泛的應(yīng)用。而公路隧道的大管棚不同于地下工程的大管棚，它一般在洞口淺埋段施做，施工場(chǎng)地較大，工作面可以放開(kāi)些，施做的方法也與地下工程的大管棚有所不同，本文將詳細(xì)講述公路隧道大管棚施工的施工方法。 二、工程概況 吉羅公路工程位于湖南省湘西苗族土家族自治州境內(nèi)，是聯(lián)系懷化、吉首和張家界的重要干道，本期工程全長(zhǎng)61km，共有17個(gè)標(biāo)段18家單位施工，古丈1#隧道是其中四條隧道中的一條，在我處修建的C3標(biāo)段內(nèi)。古丈1#隧道全長(zhǎng)330延米，樁號(hào)為K43+900K46+900，其中類(lèi)圍巖地段(型復(fù)合式襯砌)82米，類(lèi)圍巖地段(型復(fù)合式襯

3、砌)50米，段圍巖地段(型復(fù)合式襯砌)185米，明洞開(kāi)挖襯砌地段13米。出口樁號(hào)K44+765K44+815段(類(lèi)圍巖地段)圍巖相當(dāng)差，為殘坡性碎石土段，覆蓋層最大厚度為35米，含水豐富。三、大管棚施工大管棚施工主要包括施工前準(zhǔn)備、鉆孔機(jī)械就位、鉆孔及掃孔、頂管、注漿和封管。如圖1。 1、施工準(zhǔn)備工作 施工準(zhǔn)備工作包括漿液的配制、鋼管加工、工作平臺(tái)開(kāi)挖、測(cè)量放樣和套拱澆筑。 1.1漿液的配制 漿液的配制主要分為水玻璃漿液、水泥漿液和雙液注漿(水泥水玻璃)漿液的配制。 1.1.1水玻璃漿液的配制 水玻璃漿液是以波美度(°Be')表示的，在水玻璃出廠時(shí)的濃度一般在5056

4、6;Be'之間，我們?cè)谑┕r(shí)所購(gòu)買(mǎi)的水玻璃濃度為54°Be'，而在實(shí)際施工時(shí)所用的漿液濃度為35°Be'。對(duì)此，我們對(duì)水玻璃溶液進(jìn)行了配制，根據(jù)密度與濃度之間的關(guān)系公式°Be'=145-145/、溶液中質(zhì)量、體積與密度之間的關(guān)系公式m=.v以及配制前后溶液的總體積不變、總質(zhì)量不變的原則進(jìn)行配制。 配制前濃度為54°Be'的水玻璃溶液的密度為： 原=145/(145-°Be')=145/(145-54)=1.539 配制后濃度為35°Be'的水玻璃溶液的密度為： 配=145/(14

5、5-°Be')=145/(145-35)=1.318 水的密度為1 根據(jù)公式V原+V水=V配 V原原+V水水=V配配 假設(shè)配制1m3 35°Be'的水玻璃溶液用水體積為 V水=0.536 需要54°Be'的水玻璃溶液體積為V原=1-0.536=0.464 因此在施工時(shí)，可以按水與原54°Be'的水玻璃溶液比例0.536：0.464配制。 1.1.2水泥漿液的配制 水泥漿液的配制同其它工程的水泥漿液配制相同，有一點(diǎn)不同的就是在配制水泥漿前，先放入規(guī)定的水量，然后再攪拌中加入磷酸二氫鈉和水泥，以使水泥漿攪拌均勻。 經(jīng)在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

6、，水泥漿液的攪拌時(shí)間不應(yīng)小于5min，放置時(shí)間不能超過(guò)30min，現(xiàn)場(chǎng)放置時(shí)間t和攪拌時(shí)間的影響見(jiàn)下表1和表2。 放 置 時(shí) 間 對(duì) 緩 凝 效 果 的 影 響 表1水玻璃濃度水泥濃度水泥漿與水玻璃體積比漿液放置時(shí)間凝膠時(shí)間°Be'水灰比(min)351:11:11510min21s351:11:1308min43s351:11:1606min28s351:11:1905min01s 攪 拌 時(shí) 間 對(duì) 緩 凝 效 果 的 影 響 表2水玻璃濃度水泥漿濃度磷酸二氫鈉凝 膠 時(shí) 間°Be'水灰比%攪拌30s攪拌5min351:100min48s0min50s3

7、51:125min28s7min21s351:12.257min15s10min59s351:12.508min46s16min19s351:101min21s1min38s351:123min23s4min13s351:12.256min54s10min43s351:12.5011min57s25min05s 1.2鋼管有加工 鋼管的加工分為無(wú)孔鋼管的加工和有孔鋼花管的加工。無(wú)孔鋼管的加工主要是進(jìn)行鋼管的絲扣加工，即在每根鋼管的兩端(頭端除外)均加工15cm長(zhǎng)的絲扣。鋼花管除加工絲扣外，還加工泄?jié){孔，在鋼管上每隔20cm加工一對(duì)穿過(guò)管的中心線(xiàn)的孔，并且相鄰兩對(duì)孔線(xiàn)成垂直狀態(tài)，尾端(與注漿泵相

8、連的一端)有4.0米不加工泄?jié){孔，如圖2。每根鋼管的長(zhǎng)度分別為4米和6米，為使同一垂直面上的接頭不超過(guò)總管數(shù)的50%，4米和6米管要錯(cuò)開(kāi)布置。 1.3工作平臺(tái)的開(kāi)挖 在大管棚的外側(cè)是明洞工程，管棚施工前需將部分土體挖出，形成一個(gè)可以做為地質(zhì)鉆進(jìn)機(jī)工作平臺(tái)平整場(chǎng)地，在挖掘時(shí)，要將兩個(gè)套拱的基礎(chǔ)挖出，以利于下一步漿砌片石套拱座和混凝土套拱的施工。同時(shí)，在開(kāi)挖中要注意出洞點(diǎn)所在平面，盡量使出洞所在豎直面與隧道的垂直，以保證孔口位置在同一個(gè)平面上。 1.4測(cè)量放樣、定位鉆孔 準(zhǔn)確地定出隧道的軸線(xiàn)、出洞點(diǎn)位置是管棚施工的關(guān)鍵，因?yàn)橥ㄟ^(guò)它才能準(zhǔn)確定出大管棚的孔位和方向。施工中，我們采用全站儀對(duì)出洞點(diǎn)和各個(gè)

9、孔位進(jìn)行精確的測(cè)量放樣，并打入1.0米長(zhǎng)的木樁做為標(biāo)記。 1.5鋼架混凝土套拱施工為了防止鋼管的位置偏斜，在出洞點(diǎn)外側(cè)澆筑2.0一個(gè)米寬的鋼架混凝土套拱，拱的厚度為1.0米，其中心高度在明洞襯砌外輪廓線(xiàn)1.0米處。在起拱線(xiàn)以下15采用號(hào)漿砌片石砌筑套拱座，再在其上澆筑25號(hào)混凝土套拱。澆筑時(shí)，要從下向上對(duì)稱(chēng)澆筑，在各個(gè)孔位處安放102×4mm的孔口管，要保證孔口管的軸線(xiàn)與隧道的軸線(xiàn)平行，其中心在所標(biāo)記的點(diǎn)上，嚴(yán)禁放偏。2、鉆機(jī)就位混凝土套拱施工結(jié)束后，即進(jìn)行鉆機(jī)就位工作。對(duì)大管棚外側(cè)距大管棚4米以外的地方進(jìn)行整平，平臺(tái)的高度在起拱線(xiàn)以上，并進(jìn)行人工夯實(shí)，再在平臺(tái)上搭上木垛，木垛的高度

10、以使鉆機(jī)的大臂高度與所要鉆的管孔高度一致為宜。鉆機(jī)放至木垛上后，用其四根斜撐固定在平臺(tái)上，以減小鉆機(jī)工作時(shí)偏斜，提高施鉆精度。3、鉆孔將鉆機(jī)的鉆頭伸進(jìn)孔口管內(nèi)，開(kāi)始施鉆。剛開(kāi)始施鉆時(shí)鉆速要低，鉆深20cm后轉(zhuǎn)入正常轉(zhuǎn)速。第三根鉆桿外露0.2-0.3米時(shí)(第一根和第二根已在孔口管內(nèi))，停止鉆進(jìn)，用兩根管鉗人工卡緊鉆桿(注意不得卡絲扣)，鉆機(jī)低速反鉆，脫開(kāi)鉆桿，大臂退回原位，人工裝入第四根鉆桿，并在鉆桿前端安裝好聯(lián)接套，鉆機(jī)低速送至第三鉆桿尾部，方向?qū)?zhǔn)后聯(lián)成一體。按此安裝第五根、第六根或更多鉆桿，直到鉆進(jìn)到設(shè)計(jì)長(zhǎng)度。換桿時(shí)要注意檢查鉆桿是否彎曲，有無(wú)損傷，中心水孔是否暢通，不合格的及時(shí)更換，以保

11、證正常作業(yè)。為了防止圍巖遇水泥化，用水泥漿代替水。4、頂管引導(dǎo)鉆孔好后，將鉆頭退出，鉆桿全部卸下，將預(yù)先加工好的鋼管安裝在大臂上，低速推進(jìn)鋼管，其沖擊壓力控制在18-20Mpa，推進(jìn)壓力控制在4.0-6.0MPa。第一個(gè)引導(dǎo)孔需要推進(jìn)的是鋼花管，先注漿，用第二根鋼管(無(wú)孔)鉆進(jìn)時(shí)，查看第一根管的注漿情況。當(dāng)?shù)谝桓芡七M(jìn)孔內(nèi)外露30-40cm時(shí)，停止鉆進(jìn)，使頂進(jìn)的聯(lián)接套與鋼管脫離，大臂退回原位，人工裝上第二節(jié)鋼管，大臂低速鉆進(jìn)，使其對(duì)準(zhǔn)第一節(jié)鋼管端部(嚴(yán)格控制角度)，人工持鉗進(jìn)行鋼管聯(lián)接，使兩節(jié)鋼管在聯(lián)接套處聯(lián)成一體。鉆機(jī)再以沖擊壓力和推進(jìn)壓力頂進(jìn)鋼管。按同樣的方法繼續(xù)加長(zhǎng)鋼管至設(shè)計(jì)長(zhǎng)度。5、掃孔、注漿用小鉆頭第二次鉆進(jìn)，將管內(nèi)的殘?jiān)宄?。將注漿管與鋼管聯(lián)接牢固，開(kāi)始注漿。先用施工前已試驗(yàn)好的稀漿液注入，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況增加漿液濃度。6、管棚補(bǔ)強(qiáng)按設(shè)計(jì)將管棚打入并注漿后，用鉆頭掏盡鋼管內(nèi)的殘碴，在鋼管內(nèi)注入水泥砂漿，以增加鋼管的剛度和強(qiáng)度。四、施工效果大管棚施工結(jié)束后，對(duì)管棚段的暗洞進(jìn)行了開(kāi)挖，發(fā)現(xiàn)拱頂上的圍巖已固結(jié)為一體，拱頂呈屋脊形，開(kāi)挖后頂部的危石已不復(fù)存在，原來(lái)洞內(nèi)明顯的涌淋水已基本沒(méi)有，施工的安全性提高了，同時(shí)，相對(duì)其他特殊施工方法，施