富水流砂地层长管棚施工工法
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富水流砂地层顶管进出洞防漏处理施工工法富水流砂地层顶管进出洞防漏处理施工工法一、前言富水流砂地层是一种特殊的地层类型,其含水量高、流动性强,对工程施工带来了很大的挑战。
而富水流砂地层顶管进出洞防漏处理施工工法是一种应对这一挑战的有效方法。
本文将对该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例进行详细介绍。
二、工法特点富水流砂地层顶管进出洞防漏处理施工工法的特点包括:利用封堵措施减少地层水流对施工的影响,提高施工效率;采用适宜的材料和技术措施,确保防漏效果可靠;对不同地层条件进行综合分析,选择合适的工法等。
三、适应范围该工法适用于富水流砂地层的顶管进出洞处理,例如地铁隧道、水工隧道等工程。
四、工艺原理施工工法与实际工程之间的联系是通过工艺原理进行分析和解释的。
富水流砂地层顶管进出洞防漏处理施工工法的工艺原理是在顶管施工过程中,采用封闭、封堵、灌浆等方法,减少地层水流进入洞室,防止漏水。
具体的技术措施包括封闭洞口,施工过程中严密监测地层水位变化,及时进行封堵处理,使用合适的灌浆材料对流砂地层进行加固。
五、施工工艺富水流砂地层顶管进出洞防漏处理施工工艺包括以下几个施工阶段:洞口封闭、抢修漏水点、堵漏加固、施工材料灌浆、水流控制等。
其中,洞口封闭阶段通过使用专门的密封材料对洞口进行封闭;抢修漏水点阶段会对漏水点进行快速修补;堵漏加固阶段通过使用堵漏材料对地层进行加固;施工材料灌浆阶段采用适宜的灌浆设备和材料进行灌浆;水流控制阶段通过控制水位、排水等方式对水流进行控制。
六、劳动组织施工工法要求合理的劳动组织,即对人员的组织和分工以及施工队伍的管理。
该工法的劳动组织应确保有足够的施工人员,具备相关经验和技能;对不同阶段的施工工艺进行合理的分工和协调;制定详细的施工计划,并进行实时的施工监督和调整。
七、机具设备施工工法所需的机具设备主要包括洞口封堵材料、硬化材料、钢筋、灌浆设备、监测设备等,并对这些设备进行详细介绍,包括特点、性能和使用方法。
管棚支护是隧道通过浅埋、软弱破碎岩体、流塑状黏土、岩溶充填流泥、流沙等不良地质地段开挖时的一种超前支护手段。
通过注浆形成与钢架固结联合的棚状支护体系。
一、设计参数1、导向墙参数长管棚需设置导向墙,导向墙采用C25砼,截面尺寸为2m*0.6m。
为保证长管棚的施工精度,导向墙内设3榀工18工字钢架,钢架外缘设φ127壁厚6mm 热轧无缝钢管作为导向管,钢管与钢架焊接。
用φ16mm钢筋作为固定筋,将导向管与工字钢进行固定,固定筋与工字钢采用双面焊接,两侧焊接长度不小于15cm。
2、长管棚设计参数(1)钢管规格:长管棚一般用每节长3m~6m的热轧无缝钢管(φ108,壁厚6mm)以丝扣连接而成,丝扣长15mm,同一断面内接头数量不超过总钢管数的50%,相邻钢管的接头至少需错开1m。
(2)对导向管进行编号,施工时打设钢花管并注浆,以便检查钢花管的注浆质量。
钢花管直径108mm,管口处焊接φ10mm加劲圈,长度30.0m,钢管3.05m 处以后布设注浆孔,相邻注浆孔纵向间距10cm,环向间距8.5mm,注浆孔呈梅花形布置,长度26.8m。
端部15cm做成尖嘴。
(3)管距:环向间距中之中40cm。
(4)倾角:钢管轴线与衬砌外缘线夹角1度。
3、注浆长管棚注浆采用水泥浆液,水灰比:1:1(重量比),注浆压力:0.5~2Mpa。
注浆前应进行现场注浆试验,根据实际情况调整注浆参数,取得管棚注浆施工经验。
4、套拱施作施工导向墙钢架时各单元由工18型钢,钢拱架榀与榀间距90cm,钢拱架的制作与安装应符合隧道施工技术规范的要求。
钢拱架榀与榀之间用直径22mm钢筋纵向连接,连接钢筋环向间距100cm,在钢架内外缘交错布置。
10mm连接钢板焊接成型,单元间M20螺栓连接,钢架宜现场预制,钢架拱脚垫钢板,接头处焊缝应严格按照钢结构的有关要求进行,钢筋焊接采用双面焊,焊接长度不得小于5倍直径,所有焊缝均应焊接饱满,不得有虚焊、砂眼。
高富水砂卵石地层低净空地下连续墙施工工法高富水砂卵石地层低净空地下连续墙施工工法一、前言高富水砂卵石地层低净空地下连续墙施工工法是针对在高富水砂卵石地层中,地下连续墙施工时遇到低净空问题而开发的一种工法。
本文将介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例。
二、工法特点该工法的特点主要有以下几点:1. 适用范围广:适用于高富水砂卵石地层中需要进行连续墙施工的工程项目。
2. 提高净空:通过采用特殊的施工工艺和技术措施,有效解决了连续墙施工中遇到的低净空问题,提高了施工效率。
3. 施工周期短:采用机械化施工,能够高效完成施工任务,缩短了施工周期。
4. 施工成本低:工艺简单,机具设备投入少,节约了施工成本。
三、适应范围该工法适用于高富水砂卵石地层中的各类地下工程施工,包括地下连续墙、基坑支护等。
四、工艺原理根据实际工程条件,采取以下技术措施来解决低净空问题:1. 土层处理:通过土层冻结、土体注浆固结等方式,提高土层的强度和稳定性,以增加净空;2. 临时顶梁:在施工过程中采取临时顶梁支撑,确保工作面的安全;3.预处理:针对地下水位较高的情况,采取适当的排水措施,降低地下水位,提高净空。
五、施工工艺1. 基坑开挖:先进行基坑开挖,并对土层进行必要的处理,确保基坑的稳定性和安全性;2. 连续墙施工:根据设计要求,在基坑内进行连续墙的施工,采用模板、钢筋和混凝土施工,确保连续墙的强度和稳定性;3. 临时支撑:根据需要,在施工过程中设置临时顶梁支撑,以保证工作面的安全;4. 灌浆固结:对土层进行灌浆固结,在提高净空的同时,增加土体的强度和稳定性;5. 完工验收:完成连续墙施工后,进行施工质量验收和安全检查,确保施工符合要求。
六、劳动组织在施工过程中,需要合理组织施工人员,确保施工流程的顺利进行。
需要配备足够数量的施工人员,以控制施工过程中的时间和质量,保证施工进度的完成。
富水砂层地铁工程建设中的管棚注浆预支护技术摘要:城市化的发展加剧了城市交通的压力,为了缓解城市交通压力,许多城市都在采取措施,但是受到城市规模和陆地面积的限制,许多城市已经难以在大规模的发展地面交通。
为了解决刻不容缓的交通问题,各大城市将眼光聚焦于地下交通的建设,越来越多的城市开始兴建地铁工程,扩大交通线路有效缓解城市交通压力。
文章主要介绍了在建设地铁工程时管棚注浆法的运用,并且简单介绍了富水砂层管棚注浆预支护技术的运用,保证地铁工程的顺利施工,加快施工进度,为后续地铁工程的施工提供参考依据。
关键词:富水砂层;地铁工程建设;管棚注浆;预支护技术引言:受到富水砂层整体性能较差的影响,建筑团队在进行地铁施工时容易出现洞室坍塌现象,不仅会对地铁施工造成影响,拖延施工进度,严重的还会危及施工人员的生命安全,而且因为地铁是在城市中进行建设的,还会导致地面建筑的坍塌,造成严重的损失。
到目前为止,建筑企业在进行地铁施工时,为了保证地面建筑的稳定性不会受到影响,保证施工人员的人身安全,施工企业会使用管棚注浆预支护技术对洞室进行支持,避免围岩的位移变化对地铁施工造成严重的影响,带来严重的损失。
一、富水砂层的地质特点富水砂层是一种由土颗粒和水体资源构成的特殊地质结构,水体在富水砂层当中的流动规律相对比较复杂,而且,由于富水砂层的土颗粒之间的空间结构众多,而且有不同的形态,所以,当地下水流经富水砂层的时候,水体的流向也会发生改变。
当施工团队在富水砂层进行地铁施工时,受到隧道挖掘施工的影响,会改变富水砂层当中水的渗透性,同时也会对地下水的方向和流速带来一定的影响,造成围岩的位移,导致在施工时,土层出现坍塌的现象,不利于地铁工程的顺利开展。
再加上富水砂层的各个土颗粒结构之间没有连接物,相对比较松散,一旦改变了土颗粒的结构和受力,就会对富水砂层的稳定性带来极大的影响,造成土层的塌落,更严重的还会对地表的建筑物造成影响,引起地面建筑的陷落。
长管棚施工方案一、设计概况超前管棚用于隧道洞口地段,加固拱周软弱岩体,采用φ108×6mm热轧无缝钢管,节长3m~6m,采用长15cm丝扣连接,相邻钢管接头应错开1m以上。
超前管棚施工时,应先打有孔钢管,注浆后再打无孔钢花管,钢花管与衬砌中线平行口2~3°仰角打入拱部围岩(不包括路线纵坡)。
注浆完成且待浆液达到一定的强度后,在管棚支护环的保护下,按设计的施工步骤进行掘进开挖。
二、套拱施工先开挖洞口段土石方,在洞口段留出一个长约10米的作业平台,高度以便于长管棚施工为宜。
套拱施工桩号为K130+910~K130+912在该段沿隧道开挖轮廓线开挖外侧,将隧道开挖轮廓线内土体保留并修整园顺,作为套拱混凝土施工内膜,外侧土体基础开挖至套拱基础外1m,按1:05坡度放坡。
套拱设计要求绑扎钢筋,立模板,安设导向管。
导向管采用Φ127×4mm热轧无缝钢管制作,长2.0m,焊接在钢筋笼上。
导向管采用精确定位,先根据设计间距和位置绑扎在钢筋笼上,在采用水准仪和经纬仪测量每根钢管的两端精确位置,焊接在钢筋上。
导向墙立模位置准确,加固要牢固,防止浇注混凝土时跑模。
浇注混凝土捣固应加强控制,既要保证混凝土密实,还应保证不能跑模和碰撞导向管,导致导向管位置偏移。
为保证长管棚钻进时混凝土保护层不被破坏,导向管外侧混凝土应加厚至10cm以上。
为保证施工时,套拱不偏移,应先施工1#、17#、33#、9#、25#五根钢管,并在施工前在拱脚、拱腰和拱顶处设置5个沉降观测点,每钻进一根观测一次,并根据观测偏移情况及时调整管棚钻进角度。
三、长管棚施工长管棚采用Φ108热轧无缝钢管加工制成,管身钻孔,孔眼直径10mm,间距30cm,按梅花型交错布孔以加大浆液渗透能力,管头加工成锥形以便于送入,为确保接头质量,以长15cm的丝扣连接。
或在端头连接处采用一根以1.0m的Φ95钢管,伸入Φ108钢管中40cm,在端部用电焊将管之间缝隙焊满,剩余60cm用作送入前一根钢管的尾部,并用电焊焊满,起连接和导向作用。
管棚施工作业指导书超前大管棚施工机理:洞口暗挖段考虑到埋深浅、易塌方,设计主要采用超前大管棚进行防护。
一般采用的进洞方法是:首先开挖明洞段拱部部分,并根据设计进行边、仰坡支护处理,再施做C25砼套拱,然后施作超前长管棚,最后在管棚支护下可以安全进洞。
在明暗洞衔接处设计有套拱,套拱拱部布设φ140×6mm导向钢管,进入暗洞时采用φ108×6mm长管棚超前支护,管棚中心距开挖轮廓线约40cm,外插角1~3°,采用φ108×6mm的无缝钢管制作,环向间距40cm,仰角1°(不包括路线纵坡),方向与路线中线平行.1 适用范围本作业指导书以洞口管棚施工工艺为主。
洞内管棚包括扩挖工作洞室和不扩挖工作洞室两种,管棚钻孔、安装、注浆施工工艺与洞口管棚施工工艺相同,洞内管棚施工只说明施工要点。
本作业指导书适用于新建张呼铁路隧道工程.2 作业准备施作管棚套拱先安装套拱内拱架和导向钢管,立模、浇筑套拱混凝土后再钻孔、顶管、注浆、封口,即完成管棚施工.管棚完成后,借助上半断面台阶高度,进行暗洞侧壁导坑的上台阶开挖与支护工作,掘进约10~15m左右,开挖明挖段的下半断面。
明挖段下半断面随挖随喷混凝土防护,挖至两侧墙底标高后,及时施作两侧浆砌片石挡墙,同时进行暗挖段导坑下台阶开挖支护。
2。
1 机械配备表1 机械设备配置表表2 人员配备表洞口土方开挖须避开雨季施工。
开挖前先施工截水沟、天沟等排水系统,后进行洞口开挖。
明挖段开挖应自上而下逐层进行,随开挖随喷混凝土进行边、仰坡防护。
至暗挖段拱顶开挖轮廓线高度时,垂直下挖至设定的上半断面底部,临时喷设混凝土封闭暗洞掌子面.沿开挖轮廓线环向掏槽,安装3榀型钢钢架(型钢尺寸按设计文件),浇筑混凝土,为暗洞开挖作准备.如图1所示。
图1 明挖段开挖示意4 施工工艺流程及操作要点4.1 套拱施工管棚施工前应先施工套拱,利用套拱进行导向,同时借助混凝土套拱稳定仰坡面山体。
富水砂层长距离过江顶管施工工法富水砂层长距离过江顶管施工工法一、前言富水砂层长距离过江顶管施工工法是在大型江河两岸基础施工中应用的一种新兴技术,它通过利用顶管技术和富水砂层水力孔隙压力平衡原理,实现了在长距离、深水区域进行顶管施工,充分满足了现代城市发展对交通和供水排水的需求。
二、工法特点1. 可在大江大河等深水区域进行施工,大大提高了项目范围和难度的适用性;2. 采用顶管技术,不需要大面积地开挖,对河床和河岸的破坏较小;3. 通过与富水砂层的的水力孔隙压力平衡来保证顶管的稳定性,避免管道地沉下陷等问题;4. 工程周期相对较短,对河流交通的干扰较小。
三、适应范围1. 深水河道:该工法适用于深水河道的跨越,能够有效解决交通、供水排水等需求;2. 富水砂层:工法依赖于富水砂层的水力孔隙压力平衡,因此富水砂层覆盖区为施工的主要适应范围。
四、工艺原理富水砂层长距离过江顶管施工工法的原理是通过采取以下措施实现施工的顺利进行:1. 计算设计,确定顶管施工方案;2. 在河底预埋工字钢槽道,为施工提供基础支撑;3. 利用水平钻孔机开展富水砂层接管孔的施工;4. 在两岸沉管井内安装沉管,保证施工的准确性;5. 利用水压平衡的原理控制富水砂层的水位压力,以确保施工的稳定性。
五、施工工艺1. 预埋槽道施工:在河床中心布置基础施工设备,通过挖掘开口,完成钢槽道的布置;2. 水平钻孔施工:在两岸分别布置水平钻孔设备,进行富水砂层接管孔的开挖;3. 沉管安装:在两岸沉管井内组装好沉管,通过水平控制装置将沉管缓慢推进至钢槽道水平线处,然后进行固定;4. 水压平衡施工:通过控制富水砂层的水位压力,将顶管与沉管之间形成压力平衡,以保证施工的稳定。
六、劳动组织1. 施工方应成立一个由专业工程师和技术人员组成的施工团队,明确各个施工阶段的具体责任和工作任务;2. 各个施工阶段需要合理安排人员,确保施工工艺的尽快实施。
七、机具设备该工法需要使用的机具设备包括:1. 钢槽道开挖机;2. 水平钻孔机;3. 沉管吊装设备;4. 水平控制装置。
机低速送至第一根钻杆尾部,方向对准后联结成一体。
为确保杆接头有足够强度、刚度和韧性,钻杆联结套与钻杆同材质,两端加工成内螺旋,联结套的最小壁厚大于10mm。
换钻杆时,要注意检查钻杆是否弯曲、有无损伤,中心喷水孔是否畅通等,不符合要求的及时更换以确保正常工作。
钻进过程中要注意钻杆的方向和角度,防止相邻孔位发生对穿现象。
同时在钻进过程中要注意围岩地质的变化,并适时记录,为以后的洞身开挖提供第一手资料。
钻孔达到要求深度后,按照同样方法拆卸钻杆,钻机退回准备进行下一个孔的钻进。
2、安装管棚奇数钢管每节长为6m,接长4次,管棚长度24m,再接长一根3m的管棚,管棚总长27m;偶数钢管先安装一根3m的管棚,再接长4次6m管棚,总长度27m。
管棚接长时先将第一节钢管顶入钻好的孔内,再逐根联接。
第一根钢管前端要焊接成锥状,以防止管头顶弯或劈裂。
当第一根钢管推进孔内,孔外剩余30〜40cm时,人工装上第二节钢管。
人工持链钳进行钢管联结,使两节钢管联成一体。
根据管棚的设计长度,按同样方法继续接长钢管。
3、管棚注浆注浆前平整注浆所需场地,检查机具设备,并准备注浆材料。
注浆材料严格按照实验室提供的配料单进行,且准备要足够充分。
注浆要严格按照实验室提供的配合比进行,且注浆前必须向监理工程师报检。
注浆顺序为先注无水孔,后注有水孔,从拱顶顺序向下进行。
如遇窜浆或跑浆,则可间隔一孔或数孔灌注。
注浆结束后,利用止浆塞保持孔内压力,直至浆液完全凝固。
浆液的浓度、胶凝时间符合设计要求,不得随意变更。
4、保证施工工艺的技术措施施工前根据地质情况用水平锚杆、挂网、喷混凝土等加固措施加固岩面,保证施工安全。
管棚施工前对主要材料进行材质检验,符合要求后方可施工。
钢管内可增设钢筋笼,以提高导管的抗弯能力,钢筋笼由四根主筋和固定环组成。
在四棉钢拱架上,按管棚设计位置(间距和水平标高、仰角),准确的焊上套管,套管外端焊一个法兰盘,用来平衡钻孔和压浆的后座力,里面一端用胶纸封,以防砂浆流入。
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Ф108*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13.2、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(具体开挖见横断面图2)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ф150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。
钻机结构见图3。
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。
富水流砂地层长管棚施工工法中铁隧道集团有限公司: 康永胜陈根一、前言在我国华东地区地下水位较高,第四系地层以淤泥质土、粉土及粉细砂为主,渗透系数较小,易液化。
在这种特殊地层进行开挖时,小导管法、锚杆法等很难保证工程施工安全及质量。
因此,急需采取一种长超前、安全可靠的支护措施。
而长管棚支护技术作为一种新的支护手段,对大跨度、超浅埋,工程地质条件复杂的工程都有很好的支护效果。
但是,饱和淤泥质土、粉土及粉细砂地层含水无法成孔,管棚施工必须采取适合该地层特殊技术措施和施工工艺。
杭州解放路延伸工程位于上述地层,由道路和隧道两部分组成。
隧道穿越越解放路、环城东路交叉口三角地、环城东路、沪杭铁路、贴沙河、杭州清泰自来水厂、凯旋路及众多地下管线,暗挖段隧道最小覆土厚度仅有2.6m。
暗挖隧道全部采用长大管棚超前支护与注浆加固。
针对工程的重点和难点,我们开展了相应的科研攻关,研发了特殊的钻具,在工程实践中开发应用了适合该地层特殊跟管施工工艺,保证了整个工程安全顺利建成,在此基础上总结出《富水流砂地层长管棚施工工法》。
二、工法特点(一)超前支护长长管棚支护长度根据地层,钻进技术,钻进设备等有所不同,一般为20~40m。
如遇较长区间时,需分割成几段进行支护。
它具有以下优点:1、可跨越松弛区,伸入原状土部位,使地层不至沉陷或流塌,稳妥可靠,能保证施工安全。
2、开挖段增长,可减少超前支护施工施作次数,缩短施工时间。
(二)大管棚直径大,管壁厚,刚度较高,受力均匀,支护效果可靠。
(三)技术新颖、难度大1、需采用特殊的钻具和跟管钻进技术。
2、安装导向管时,须根据设计角度逐根认真测量,精确定位。
3、施工过程中,对钻速、给进压力的选择十分严格,否则会引起偏斜量加大。
4、要求注浆达到钢管内充填密实,浆液在地层中的渗透加固良好。
三、使用范围本工法适用于埋深浅、覆盖薄、跨度大、结构受力复杂的饱和粉土及粉细砂地层中的各类工程进行开挖支护和地层加固的长大管棚施工。
四、工艺原理在地下洞室掌子面后部,以一定的间隔钻设一排或两排水平的环向钻孔,然后布设长大管棚,对地层进行注浆加固。
通过钻孔,下设钢管,注浆等一系列工序施作,使钢管超越前方地层松弛区后,远远伸入到未受到施工影响的部位,保障开挖时掌子面和周围土体的稳定,起到骨架、格栅作用。
通过注浆使浆液从钢花管孔眼中压出,以一定的压力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,产生由钢管和注浆加固体在开挖体上方及周围形成的“棚式”防护结构。
若需加固的地层较长,则随着向前掘进,每隔一定距离重复上述作业。
五、工艺流程及操作要点(一)管棚施工工艺流程 管棚施工工艺流程参见图1。
(二)操作要点 1、套拱施工套拱为包裹管棚后端的一层混凝土或钢筋混凝土,起保护前方地层、便于开钻作业、精确定位管棚和增强管棚口部结合强度的作用。
套拱一般厚0.3m ~0.5m ,长1.5~2.5 m ,混凝土标号多为C 20,前端和底部均嵌入地层。
施工时,在每根管棚位置预埋一节内径比管棚外径略大的钢管(导向管),以精确定位每根管棚的口部位置。
当套拱混凝土强度达到要求后,按一定的间隔和顺序沿导向管引导的方向往地层中进行钻孔,并进行管棚布设的全程作业。
(1)开挖与核心土为了便于施工、节省方木、保持工作面的安全和稳定,开挖时,视场地情况预留一定的核心土。
同时,挖够套拱嵌入岩层的深度。
当地层稳定性差时,对两侧和前方暴露的地层进行喷锚封闭。
(2)套拱混凝土施工利用核心土搭设必要的工作平台,进行放样、钢筋绑扎、预埋件安装、立模、预埋件准确定位、混凝土一次灌注成型和养护,当混凝土强度达到要求后拆除模板,完成全部套拱作业。
2、搭设平台沿核心土环向用方木搭设施工平台,如无留核心土,则用钢管搭门型架后,再用方木搭设施工平台。
管棚施工人员多,机械重,顶管推力大平台受力大。
要求平台搭设一定稳固,方能保证施工安全和工程质量。
3、钻机定位由于管棚钻孔质量要求高,施工中的各工序都非常关键。
钻孔设备也是其中一项。
因此,开钻前,必须对钻机进行校正,精确定位,然后固定在稳定的平台上。
钻进期间,应经常检查钻机是否移动,若移动必须及时纠正,否则会引起钻孔偏斜。
图1 管棚施工工艺流程图 搅拌钢管拆除平 注 成孔及钢管跟搭钻机套拱4、开孔如每段暗挖的开口需先穿过钢筋混凝土围护结构时,用金刚石钻头钻孔破桩。
为保证开孔精度,要求岩芯管长度大于2.5m,以保证有良好的导向性。
5、钢管加工钢管采用管螺纹车床加工,长度按设计要求切割或根据材料长度情况而定,钢管丝扣采用地质通用的方丝,丝长5~6cm,每根钢管一头加工为公丝,一头加工为母丝,要求公母丝配合紧密。
花管孔加工用钻床或氧气切割,采用梅花型布置,间距以30cm左右为好。
6、成孔及钢管跟进管棚施工通过地层为砂质粉土层,含水量大,施工难度大,加之管棚施工对钻孔精度要求非常高,如何选择钻具、作业人员钻孔技术的高低都是管棚施工的关键,对钻孔质量起决定性作用。
另外,管棚施作前要在洞口实施降水,把洞口水位降止管棚位置以下,以避免水土自涌。
(1)钻具的选择由于地层为砂质粉土层,自身承重能力差,易液化,没有自稳能力,无法成孔,不能采取传统的先成孔后顶进钢管施工方法,应采用扭矩较大、导向较好的钻机,配备跟管钻具进行跟管施作。
跟管采用自行研制的钻具,钻杆与钢管配合,使钢管随钻杆一次安置,岩芯从钢管内排出。
要求钢管联结紧密,必要时在丝扣加销、加焊,以防钢管扣滑丝。
此外,相临钢管丝扣错开至少1米。
(2)钻进参数施工中对钻进参数的选择非常关键,主要控制两个方面:一是转速宜为25~35rad/min左右,转速过大易引起钻具在孔内摆动幅度大,对地层的影响加大,加大偏斜量。
二是钻机的压力控制应根据钢管顶进情况随时调整,以进尺最快为宜,一般为1Mpa。
(3)参数配合钻进中对转速及压力的要求不是一成不变的,要视具体情况和地层特点合理选配,需要一支有经验、技术好的施工队伍,需要熟练的技术工人来适时掌握,而不是单纯的靠一台好的设备来完成。
7、注浆管棚注浆是管棚施工的关键环节之一,注浆效果的优劣同样影响着整个管棚的施工质量。
因此,在设计给出浆液种类、预期注浆效果等条件下,为保证施工质量,在实际注浆施工前进行现场原位注入试验,确定科学的注浆方法和最优的注浆参数,以保证注浆效果。
(1)管棚钢管孔口安装注浆前,为防止浆液从导向管和钢管间的间隙内外流,要把此间隙密封。
为保证注浆效果,孔口宜设排气孔。
如果管棚下倾,在特制封头上设一排气孔加上排气阀即可。
如果管棚上仰,则需在钢管内设一根排气管至孔底,其孔口装置同前。
注浆时,把排气阀打开排气,等浆液从排气阀流出时,再把排气阀关掉。
(2)注浆顺序采用钻一注一的方法。
(3)管棚注浆注浆浆液必须搅拌均匀,经滤网放入储浆桶,再由注浆泵经管路注入到钢花管中。
注浆时,控制好注浆压力和速度,在注浆泵及钢管孔口处要设专人操作,认真观察压力表和孔口有无异常现象。
每注完一桶,或注浆工作暂时间隙时,要把孔口注浆阀关闭,以防注浆液倒流。
按要求注完浆液后,管内再注入砂浆进行充填。
对无孔实管只注砂浆进行充填,要求充填要饱满密实。
(4)注浆结束标准钢花管注浆一般按单孔注浆量达到设计浆量作为注浆标准。
当注浆压力达到设计终压不小于20分钟,进浆量仍达不到设计注浆量时,也可结束注浆。
另外,当注浆压力达到终压的80﹪时,出现较大的跑浆,经间歇注浆后,也可结束注浆。
(5)注浆施工注意事项①、注浆前认真检修机具,对管路系统如混合器、接头、阀门等,如有破损应予更换。
②、所有注浆材料应无杂物,水泥应无结块。
③、在注双液浆时,为防止管路堵塞,先开水泥浆泵,后开水玻璃泵。
结束注浆时,先关水玻璃泵,后关水泥浆泵。
④、注浆作业要前后配合,统一指挥。
否则,不能保证注浆计划的实现,不能达到预期的目的和效果。
⑤、认真作好注浆记录,包括每孔注浆量、注浆压力、有无跑浆、窜浆情况等都要及时填写清楚。
8、注浆效果检测管棚注浆施工完毕后,为探明注浆加固效果,需采取一定的检测手段对注浆结果加于评定,从中找出不足,加以改进,不断提高注浆技术水平。
①、钻探取芯法从取出的岩芯可以直观地观察并判断浆液扩散半径以及通过对岩芯做室内三轴强度试验、剪切试验等,准确评价是否满足设计要求,从而判定注浆效果的好坏。
②、根据开挖后实际情况进行判断此方法为钻探取芯法的补充,虽为推迟检测法,不能及时对已施工完成的管棚所存在的缺陷加以补救,但可以此来进行下一步调整完善下一循环的管棚施工,改进注浆参数。
六、机具设备(一)长大管棚作业主要机具设备(参见表1)长大管棚作业主要机具设备配备表表1序号机具名称型号及规格单位数量用途1坑道钻机MK-5台2钻进成孔2泥浆泵BW-150台2注浆3泥浆搅拌桶各种型号台1拌制浆液4电焊机各种型号套1焊接导向管(二)主要设备技术参数1、MK-5坑道钻机的技术参数(参见表2)MK-5坑道钻机主要技术参数表表2此钻机广泛应用于坑道地质勘探,锚固、旋喷注浆等工程施工作业。
钻机采用全液压动力头结构,由主机、泵站、操作台三部分组成。
管棚施工时,为减轻重量,泵站可放置地面上,搬迁升降方便。
此钻机稳定性好,给进压力大,顶管或跟管方便。
2、BW-150泥浆泵的技术参数(见表3)BW-150泥浆泵主要技术参数表 表3七、劳动组织(一)人员组织1、根据管棚施工生产及各工序需要,对施工人员的组织参见表4。
管棚施工生产人员配备表 表4技术参数 指标技术参数 指 标钻孔深度(m )500 输出扭矩(N.m )2000 钻杆直径(mm ) 50 主轴通孔直径(mm )75 开孔直径(mm )150 给进压力(KN )50 终孔直径(mm ) 911 起拔能力(KN ) 50 主轴转速(r/min ) 10~375 电机功率(KW ) 30 技术参数 指 标 技术参数指 标 缸径(mm )70 流程(L/min ) 150,90,58,38,125,72,47,32行程(mm ) 70 活塞冲次(次/分)222,130,86,57,183,107,71,47额定排出压力(Mpa ) 1.8,3.2,4.8,7.0,2.3,4.0,6.0,7.0重量(kg )配电机5162、人员要合理组织与分配,定岗定员,责任到人,逐级管理。
为此,根据各生产环节需要,现场设立若干职能组,其职能组织形式如图2。
3、对各个职能组织其岗位责任要求如下:现场指挥组:负责整个工程的指挥协调及安全质量。
技术组:负责技术交接、技术把关、施工工艺研究及资料整理等工程质量全过程,全程严格控制、监督。
施钻组:负责管棚钻孔作业及下设钢管,严格按技术要求进行操作,作好施工记录。