2008-12-17 09:59 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
摘要:介紹福建省首例采用40m長大管棚超前支護的施工技術,并在參數(shù)確定、機具選擇、進度情況、質量控制與成本分析5個方面作了具體介紹。
關鍵詞:長大管棚;施工技術;參數(shù)確定;機具選擇;質量控制;成本分析
1、工程概況
楊梅嶺隧道設計為上下行分離式4車道高速公路隧道,隧道左線長1365m,右線長為1340m.全隧道按新奧法設計和施工,進口左洞和出口右洞洞口淺埋段最薄覆蓋層分別為3.67m、4.05m,在洞口35m范圍內為強風化、弱風化花崗巖,頂板為殘坡積層,風化裂隙,發(fā)育具塊狀鑲嵌結構,局部散體結構,圍巖不穩(wěn)定,易塌。福建省首次采用40m長大管棚對洞口段進行超前支護。沿隧道襯砌外緣一定距離打入一排縱向鋼管,并且在插入鋼管后,再往管內注漿以固結軟弱圍巖、充填鋼管與孔壁之間的空隙,使管棚與圍巖固結緊密,以提高鋼管的強度。開挖后架設拱形鋼架支撐,形成牢固的棚狀支護結構。
2、施工工藝
2.1施工工藝流程
2.2管棚參數(shù)
。1)鋼管布設在圓心角為150°的隧道拱部;
(2)鋼管環(huán)向間距為50cm;
。3)管心與襯砌設計外廓線間距為40cm;
。4)傾角:仰角1°(不包括路線縱坡);
。5)鋼管施工誤差:徑向不大于20cm;
。6)管棚長度為40m,熱軋無縫鋼管φ108mm,壁厚6mm,節(jié)長3m、6m;
。7)孔口管為天縫鋼管φ127mm,壁厚6mm,節(jié)長2m.
2.3機具選擇
管棚施工主要工序有開挖支護明洞邊坡、仰坡;施作套拱;搭鉆孔平臺、安裝鉆機;鉆孔;清孔、驗孔;安裝管棚鋼管;注漿。工序技術要求高,工藝復雜,現(xiàn)分別敘述如下。
2.4.1明洞邊坡仰坡開挖支護
。1)明洞段開挖應在洞頂截水溝施工完成后進行,應盡量避開雨季施工。
。2)邊坡防護應與明洞開挖同步進行:及時施工明洞邊坡的錨桿、掛設鋼筋網、噴射混凝土及時封閉坡面。
。3)對邊坡滲水要及時排、引到坡面外,加強對坡面的防護。
2.4.2施作套拱
。1)混凝土套拱作為長管棚的導向墻,套拱在明洞外廓線以外施作,套拱內埋設4榀工字型鋼支撐,鋼支撐與管棚孔口管焊成整體。
(2)孔口管作為管棚的導向管,它安設的平面位置、傾角、外插角的準確度直接影響管棚的質量。用經緯儀以坐標法在工字鋼架上定出其平面位置;用水準尺配合坡度板設定孔口管的傾角;用前后差距法設定孔口管的外插角?卓诠軕喂毯附釉诠ぷ咒撋,防止?jié)仓炷習r產生位移。
2.4.3搭鉆孔平臺安裝鉆機
(1)鉆機平臺可用枕木或鋼管腳手架搭設,搭設平臺應一次性搭好,鉆孔由兩臺鉆機由高孔位向低孔位對稱進行,可縮短移動鉆機與搭設平臺時間,便于鉆機定位。
。2)平臺支撐要著實地,連接要牢固、穩(wěn)定。防止在施鉆時鉆機產生不均勻下沉、擺動、位移等影響鉆孔質量。
。3)鉆機定位:鉆機要求與已設定好的孔口管方向平行,必須精確核定鉆機位置。用經緯儀、掛線、鉆桿導向相結合的方法,反復調整,確保鉆機鉆桿軸線也孔口管軸線相吻合。
2.4.4鉆孔
(1)為了便于安裝鋼管,鉆頭直徑采用φ115mm.
。2)巖質較好的可以一次成孔;鉆進時產生坍孔、卡鉆,需補注漿后再鉆進。
。3)鉆機開鉆時,可低速低壓,待成孔1.0m后可根據(jù)地質情況逐漸調整鉆速及風壓。
。4)鉆進過程中經常用測斜儀測定其位置,并根據(jù)鉆機鉆進的現(xiàn)象及時判斷成孔質量,并及時處理鉆進過程中出現(xiàn)的事故。
。5)鉆進過程中確保動力器,扶正器、合金鉆頭按同心圓鉆進。
。6)認真作好鉆進過程的原始記錄,及時對孔口巖屑進行地質判斷、描述。作為開挖洞身的地質預探預報,作為指導洞身開挖的依據(jù)。
2.4.5清孔驗孔
。1)用地質巖芯鉆桿配合鉆頭(φ115mm)進行來回掃孔,清除浮渣至孔底,確?讖、孔深符合要求、防止堵孔。
。2)用高壓氣從孔底向孔口清理鉆渣。
。3)用經緯儀、測斜儀等檢測孔深,傾角,外插角。
2.4.6安裝管棚鋼管
。1)鋼管應在專用的管床上加工好絲扣,棚管四周鉆φ8出漿孔(靠掌子面45m的棚管不鉆孔);管頭焊成圓錐形,便于入孔。
。2)棚管頂進采用大孔引導和棚管機鉆進相結合的工藝,即先鉆大于棚管直徑的引導孔(φ115mm),然后可用10t以上卷揚機配合滑輪組反壓頂進;也可利用鉆機的沖擊力和推力低速頂進鋼管。
。3)接長鋼管應滿足受力要求,相鄰鋼管的接頭應前后錯開。同一橫斷面內的接頭數(shù)不大于50%,相鄰鋼管接頭至少錯開1m.
2.4.7注漿
。1)安裝好有孔鋼花管后即對孔內注漿,注漿后再施工無孔鋼管,無孔鋼管可以作為檢查管,檢查注漿質量。
。2)注漿參數(shù):水泥漿與水玻璃體積的比例為1∶0.5;水泥漿水灰比1∶1;水玻璃濃度35波美度;水玻璃模數(shù)2.4.
。3)采用kby50/70液壓注漿機將雙液漿注入管棚鋼管內,初壓0.5mpa~1.0mpa,終壓2mpa,持壓15min后停止注漿。注漿量一般為鉆孔圓柱體的1.5倍,若注漿量超限,未達到壓力要求,應調整漿液濃度繼續(xù)注漿,直至符合注漿質量標準,確保鉆孔周圍巖體與鋼管周圍孔隙均為漿液充填,方可終止注漿。
。4)注漿結束后及時清除管內漿液,并用30號水泥砂漿充填,增強管棚的剛度和強度。
2.5勞動力組織
管棚施工工序多,工種雜、技術性強、要求技術工人具有各方面獨立操作能力,又能處理管棚施工中一般的故障,管棚施工的質量很大程度上取決于鉆孔和注漿的質量。一臺鉆機三班作業(yè)勞力組織為:技術人員1人、機長1人、班長3人、修理工1人、電工1人、電焊工1人、鉆工15人、合計23人。
3、進度情況
4、質量控制
。1)鉆孔前,精確測定孔的平面位置、傾角、外插角。并對每個孔進行編號。
。2)鉆孔仰角的確定應視鉆孔深度及鉆桿強度而定,一般控制在1°~1.5°,鉆機最大下沉量及左右偏移量為鋼管長度的1%左右,并控制在20cm~30cm.
。3)嚴格控制鉆孔平面位置,管棚不得侵入隧道開挖線內,相鄰的鋼管不得相撞和立交。
。4)經常量測孔的斜度,發(fā)現(xiàn)誤差超限及時糾正,至終孔仍超限者應封孔,原位重鉆。
(5)掌握好開鉆與正常鉆進的壓力和速度,防止斷桿。
。6)在遇到松散的堆積層和破碎地質時,在鉆進中可以考慮增加套管護壁,確保鉆機順利鉆進和鋼管順利頂進。
5、管棚費用評價
管棚費用主要包括管棚的套拱費用、管棚施工的人工費、管棚施工的機械臺班費、管棚施工的材料費4大部分,F(xiàn)以福寧高速公路楊梅嶺隧道進口左洞40m管棚(沿拱頂150°范圍內布設33根長度各為40m注漿鋼管,管棚的鋼管總重量為21t)為例,分析管棚在現(xiàn)場施工中的實際費用。
5.1套拱費用
5.2人工費
5.3機械臺班費
5.4材料費
6、結語
6.1對于隧道洞口的軟弱破碎圍巖地段、淺埋地段采用長大管棚施工工藝,提前發(fā)揮超前支護作用,增加了施工安全度,提高隧道的長期穩(wěn)定性,具有顯著的經濟效益和社會效益。
6.2在管棚支護下開挖,可減少地表下沉和防止圍巖坍塌。
6.3管棚鉆孔可作為地質預探預報,地質資料可指導洞身開挖提供依據(jù)。
6.4管棚施工工藝的引用,對福建省隧道施工技術的探索邁開新的步伐。
參考文獻
[1]公路工程預算定額北京:人民交通出版社,1998
[2]福建省高速公路施工技術規(guī)范福建省高速公路建設總指揮部,1999
[3]tlejgf—93—27巖溶隧道管棚支護工法北京:人民交通出版社,1993
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