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时间:2018-10-26
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1、穆陵关隧道大管棚施工技术:介绍30m长大管棚超前支护的施工技术,并在隧道施工参数、钻孔机具选择、施工进度、质量控制四个方面作了具体介绍。 关键词:隧道大管棚超前支护施工技术质量控制 1工程概况 国家高速公路X长春至深圳线青州至临沭段高速公路,穆陵关隧道位于山东省沂水县境内,为双线分离式隧道。隧道东线起讫里程为K75+620~K76+370,全长750米,西线起讫里程为K75+615~K76+390,全长775米,隧址位于构造剥蚀低山地貌区,地表植被较发育,齐长城穆陵关遗址位于山坡上,隧道洞身地形中部高,两出口地段地形低,地形起伏较大,
2、局部呈陡崖状,隧道最大埋深约32m。 根据新奥法原理开展隧道施工,上、下行线临沭端洞口浅埋段最薄覆盖层分别是2.67m和4.05m,强风化、弱风化花岗岩主要分布于洞口35m范围以内,顶板是残坡积层,风化裂隙,发育具块状镶嵌结构,局部为散体结构,围岩容易坍塌,稳定较差。用长30m的大管棚作为洞口段的超前支护。沿隧道衬砌外缘一定距离纵向打入一排钢管,而且为了固结软弱围岩,还要向钢管内注浆来填充钢管与孔壁之间的空隙,从而提高钢管的强度。开挖后安装拱形钢架支撑,构成棚状支护结构。 2施工工艺 2.1长管棚设计参数 ①管棚长度为30m; ②
3、钢管规格:热轧无缝钢管Φ108mm,壁厚6mm,节长3m、6m;管臂四周钻2排Φ12mm压浆孔,梅花形。 ③管距:钢管环向之间保持40cm的距离;钢花管心和二次衬砌设计外廓线之间保持31.6cm的距离; ④倾角:仰角1°(不包括路线纵坡),方向:与路线中线平行; ⑤用长15cm的丝扣连接钢管接头。为使钢管接头错开,钢管的编号是奇数,则将第一节钢管的长度设置为3m,偶数编号的第一节钢管长6m,之后每节钢管的长度都为6m; ⑥套拱孔口管为Φ133mm无缝钢管,壁厚6mm,节长2m; ⑦管棚内安装Φ42×4mm钢管,外侧焊接φ20钢筋4
4、根。 2.2施工机具选择 机具选择如表1所示。 表1机具选择表 ■ 2.3施工工艺流程 ■ 管棚施工工艺流程图 2.4操作流程 管棚施工工序主要是:喷锚防护明洞边坡和仰坡的开挖;施作套拱;制备钢花管,搭建钻孔平台,装设钻机;钻孔、清孔、验孔;装设管棚钢管;注浆。因为工序复杂,为避免操作失误,必须严格按照操作规范施工。 2.4.1明洞边坡仰坡开挖支护 ①结束洞顶截水沟施工后再开始明洞段的开挖。 ②同时进行边坡防护和明洞开挖:明洞边坡的锚杆、挂设钢筋X、喷射混凝土及时封闭坡面。 2.4.2施作套拱 ①混凝土套拱是长管
5、棚的导向墙,要在明洞外廓线外施作,套拱内埋设4榀I20b工字型钢拱架,在其中布设51个Ф133孔口管,孔口管通过Ф16钢筋固定在I20b工字上。 ②孔口管作为管棚的导向管,要确保管棚的质量,必须准确安装孔口管。利用坐标法通过全站仪在工字钢架上确定其平面位置;采用水准尺与坡度板相互配合以确定孔口管的倾角;通过前后差距法来确定孔口管的外插角。利用φ16钢筋在Ⅰ20b工字钢上焊接孔口管,避免混凝土浇筑过程中发生位移,确保孔口管位置准备。 2.4.3搭钻孔平台安装钻机 ①钻机平台用开挖碎石碴整平然后垫枕木,采用2台型号为KQG165的钻机对称
6、着从孔位较高的一端向孔位低的一端对钻孔,这样有利于确定钻机的方位,尽量节省搭建平台、移动钻机的时间。 ②平台支撑必须着地,且要牢固连接,以免在钻进过程中钻机摆动、发生位移和不均匀下沉,破坏钻孔质量。 ③钻机定位:钻机必须平行于已设好的孔口管的方向,钻机位置一定要准确无误。通过全站仪、挂线、钻杆导向相结合的方式,对钻机钻杆的位置进行调整,保证孔口管轴线和钻机钻杆轴线相吻合。 2.4.4钻孔 ①采用直径为Φ125mm的钻头,以便顺利进行钢管的安装工作。 ②优质岩石的钻孔可一次成孔;钻进过程中,若出现卡钻和坍孔事故,应该在二次注浆后再继
7、续钻进施工。 ③钻孔施工初期,钻机要低速低压的运行,成孔1.0m后再按照地质情况逐步提高钻速和风压。 ④钻进时,一般都通过测斜仪测定钻机的位置,然后按照钻机钻进的具体情况对成孔质量做出判断,如存在偏孔现象,要及时采取纠偏措施。 ⑤钻进时,合金钻头、扶正器和动力器必须按照同心圆运作。 ⑥及时记录钻进过程,并描述和判断孔口岩屑的地质状况。记录的资料将成为洞身开挖的地质预测,对洞身开挖施工起到指导作用。 2.4.5清孔验孔 ①地质岩芯钻杆与钻头(Φ125mm)相配合来回扫孔,将浮渣清理干净,保证钻孔的直径和深度满足施工要求,以免堵孔。
8、 ②通过高压气清理孔底到孔口的钻渣。 ③通过测斜仪、全站仪等仪器对外插角、倾角和孔深进行测定。 2.4.6装设管棚钢管 ①通过专用管床对钢花管丝扣进行加工,在棚管附近钻出
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