40米长管棚施工技术

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1、40 m长大管棚超前支护的施工技术关键词：长大管棚；施工技术；参数确定；机具选择；质量控制；成本分析1 工程概况杨梅岭隧道设计为上下行分离式4车道高速公路隧道，隧道左线长1 365 m，右线长为1 340 m。全隧道按新奥法设计和施工，进口左洞和出口右洞洞口浅埋段最薄覆盖层分别为367 m、405 m，在洞口35 m范围内为强风化、弱风化花岗岩，顶板为残坡积层，风化裂隙，发育具块状镶嵌结构，局部散体结构，围岩不稳定，易塌。福建省首次采用40 m长大管棚对洞口段进行超前支护。沿隧道衬砌外缘一定距离打入一排纵向钢管，并且在插

2、入钢管后，再往管内注浆以固结软弱围岩、充填钢管与孔壁之间的空隙，使管棚与围岩固结紧密，以提高钢管的强度。开挖后架设拱形钢架支撑，形成牢固的棚状支护结构。2 施工工艺2.1 施工工艺流程施工工艺流程如图1所示。2.2 管棚参数(1)钢管布设在圆心角为150°的隧道拱部；(2)钢管环向间距为50 cm；(3)管心与衬砌设计外廓线间距为40 cm；(4)倾角：仰角1°(不包括路线纵坡)；(5)钢管施工误差：径向不大于20 cm；(6)管棚长度为40 m，热轧无缝钢管Φ 108 mm，壁厚6 mm，节长3 m、6 m；(7)孔口管为

3、天缝钢管Φ 127 mm，壁厚6 mm，节长2 m。2.3 机具选择机具选择如表1所示。表1机具选择表管棚长度（m）〖〗管棚机型号〖〗管棚机参数8～16〖〗KSZ100型〖〗钻杆外径50 mm16～40〖〗MK5型〖〗钻杆外径80 mm24工艺说明管棚施工主要工序有开挖支护明洞边坡、仰坡；施作套拱；搭钻孔平台、安装钻机；钻孔；清孔、验孔；安装管棚钢管；注浆。工序技术要求高，工艺复杂，现分别叙述如下。2.4.1 明洞边坡仰坡开挖支护(1)明洞段开挖应在洞顶截水沟施工完成后进行，应尽量避开雨季施工。(2)边坡防护应与明洞开挖

4、同步进行：及时施工明洞边坡的锚杆、挂设钢筋网、喷射混凝土及时封闭坡面。(3)对边坡渗水要及时排、引到坡面外，加强对坡面的防护。2.4.2 施作套拱(1)混凝土套拱作为长管棚的导向墙，套拱在明洞外廓线以外施作，套拱内埋设4榀工字型钢支撑，钢支撑与管棚孔口管焊成整体。(2)孔口管作为管棚的导向管，它安设的平面位置、倾角、外插角的准确度直接影响管棚的质量。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。2.4. 3

5、搭钻孔平台安装钻机(1)钻机平台可用枕木或钢管脚手架搭设，搭设平台应一次性搭好，钻孔由两台钻机由高孔位向低孔位对称进行，可缩短移动钻机与搭设平台时间，便于钻机定位。(2)平台支撑要着实地，连接要牢固、稳定。防止在施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移等影响钻孔质量。(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，确保钻机钻杆轴线也孔口管轴线相吻合。2.4.4 钻孔(1)为了便于安装钢管，钻头直径采用Φ 115 mm。(2)岩质较好的可以一次成孔；钻进时产

6、生坍孔、卡钻，需补注浆后再钻进。(3)钻机开钻时，可低速低压，待成孔10 m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，并根据钻机钻进的现象及时判断成孔质量，并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。作为开挖洞身的地质预探预报，作为指导洞身开挖的依据。2.4.5 清孔验孔(1)用地质岩芯钻杆配合钻头(Φ 115 mm)进行来回扫孔，清除浮渣至孔底，确保孔径、孔深符合要求、防止堵

7、孔。(2)用高压气从孔底向孔口清理钻渣。(3)用经纬仪、测斜仪等检测孔深，倾角，外插角。2.4.6 安装管棚钢管(1)钢管应在专用的管床上加工好丝扣，棚管四周钻Φ 8出浆孔(靠掌子面45 m的棚管不钻孔)；管头焊成圆锥形，便于入孔。(2)棚管顶进采用大孔引导和棚管机钻进相结合的工艺，即先钻大于棚管直径的引导孔(Φ 115 mm)，然后可用10 t以上卷扬机配合滑轮组反压顶进；也可利用钻机的冲击力和推力低速顶进钢管。(3)接长钢管应满足受力要求，相邻钢管的接头应前后错开。同一横断面内的接头数不大于50%，相邻钢管接头至少错开

8、1 m。2.4.7 注浆(1)安装好有孔钢花管后即对孔内注浆，注浆后再施工无孔钢管，无孔钢管可以作为检查管，检查注浆质量。(2)注浆参数：水泥浆与水玻璃体积的比例为1∶05；水泥浆水灰比1∶1；水玻璃浓度35波美度；水玻璃模数24。(3)采用KBY50/70液压注浆机将双液浆注入管棚