1K413045熟悉管棚施工技术
管棚超前支护是喷锚暗挖(矿山)施工隧道超前加固的辅助施工方法(简称管棚法)。
本条文简要介绍管棚法的施工技术。
一、结构组成与适用条件
(一)结构组成
1.管棚法为防止隧道开挖引起的地表下沉和围岩松动,开挖掘进前沿开挖工作面的 上半断面设计周边打人厚壁钢管,在地层中构筑的临时承载棚防护下,为安全开挖预先提
供增强地层承载力的临时支护方法,与小导管注浆法相对应,通常又称为大管棚超前支护法。
2.管棚是由钢管和钢拱架组成。钢管人土端制作成尖靴状或楔形,沿着开挖轮廓线,以较小的外插角,向开挖面前方打人钢管或钢插板,末端支架在钢拱架上,形成对开挖面 前方围岩的预支护。
3.管棚中的钢管应按照设计要求进行加工和开孔,管内应灌注水泥浆或水泥砂浆,以便提高钢管自身刚度和强度。
(二)适用条件
1.适用于软弱地层和特殊困难地段,如极破碎岩体、塌方体、砂土质地层、强膨胀性地层、强流变性地层、裂隙发育岩体、断层破碎带、浅埋大偏压等围岩,井对地层变形有严格要求的工程。
2.通常,在下列施工场合应考虑采用管棚进行超前支护:
(1)穿越铁路修建地下工程;
(2)穿越地下和地面结构物修建地下工程;
(3)修建大断面地下工程;
(4)隧道洞口段施工;
(5)通过断层破碎带等特殊地层;
(6)特殊地段,如大跨度地铁车站、重要文物保护区、河底、海底的地下工程施工等。
二、技术要点
(一)主要材料要求
1.管棚所用钢管一般选用直径70~180mm,壁厚4~8mm无缝钢管。管节长度是工程具体情况而定,一般情况下短管棚采用的钢管每节长小于lOm,长管棚采用的钢管每节长大于lOm,或可采用出厂长度。
2.水泥砂浆主要成分为P.042.5级及以上的硅酸盐水泥,水泥砂浆宜采用中砂或粗砂;外加剂应视不同地层选用;配比应根据工程土质条件,经试验确定。
(二)施工技术要点
1.施工工艺流程:
测放孔位一钻机就位一水平钻孔一压入钢管一注浆(向钢管内或管周围土体)一封口一开挖。
2.管棚一般是沿地下工程断面周边的一部分或全部,以一定的间距环向布设,形成钢管棚护,沿周边布设的长度及形状主要取决于地形、地层、地中或地面及周围建筑物的状况,有帽形、方形、一字形及拱形等。
3:管棚钢管环向布设间距对防止上方土体坍落及松弛有很大影响,施工中须根据结构埋深、地层情况、周围结构物状况等选择合理间距。一般采用的间距为2.0~2.5倍的钢管直径。纵向两组管棚搭接的长度应大于3m。在铁路、公路正下方施工时,要采用刚度大的钢管连续布设。
三、施工质量控制要点
(一)钻孔精度控制
1.钻孔开始前应在管棚孔口位置埋置套管,把钢管放在标准拱架上,测定钻孔孔位和钻机的中心,使两点一致。为了防止钻孔中心振动,钢管应用U形螺栓与拱架稍加固定,以仿止弯曲,并应每隔5m(视情况可调整,一般为2~6m)对正在钻进的钻孔及插入钢管的弯曲及其趋势进行孔弯曲测定检查。
2.在松软地层或不均匀地层中钻进时,管棚应设定外插角,角度一般不宜大于30。避免管节下垂进入开挖面,应注意检测钻孔的偏斜度,发现偏斜度超出要求应及时纠正。
(二)钢管就位控制
1.钢管的打入隧钻孔同步进行,并按设计要求接长,接头应采用厚壁管箍,上满丝扣,确保连接可靠。
2.钢管打人土体就位后,应及时隔(跳)孔向钢管内及周围压注水泥浆或水泥砂浆,使钢管与周围岩体密实,并增加钢管的刚度。
(三)注浆效果控制
1.严格控制管棚间距,防止管棚出现间距过大或出现偏离。
2.严格按试验参数,控制注浆量,防止注浆效果不好、出现流沙等现象。
3.必要时宜与小导管注浆相结合,开挖时可在管棚之间设置小导管。
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