隧道主要施工工艺Word格式.docx
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管棚应按设计位置施工,应先打有孔钢花管,注浆后在打无孔钢花管,无孔管可作为检查管,检查注浆质量,钻机立轴方向必须准确控制,以保证孔口的孔向正确,每钻完一孔便顶进一根钢管,钻进中应经常采用测斜仪量测钢管钻进的偏斜度,发现偏斜超过设计要求,及时纠正。
钢管接头采用丝扣连接,丝扣长15㎝,为使钢管接头错开,编号为奇数的第一节管采用3米钢管,编号为偶数的第一节管采用6米钢管,以后每节均采用6米长钢管.
B管棚施工机械:
n钻孔机械:
配备XY-28-300电动钻机,钻进并顶进长管棚;
n注浆机械:
BW-250/50型注浆泵2台;
C注浆参数:
n
采用水泥-水玻璃浆液。
水泥浆与水玻璃体积比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;
注浆压力初压0.5~1.0MPA;
终压2.0MPA。
2、小导管
A
超前小导管采用外径42㎜、壁厚3.5㎜的热扎无缝钢管,钢管前端呈尖锥状,尾部焊上¢6加劲箍,管壁四周钻8㎜压浆孔,但尾部有1米不设压浆孔,超前小导管施工时,钢管与衬砌中心线平行以10°
~30°
外插角打入拱部围岩,钢管环向间距20~50㎝。
每打完一排钢管后,应立即喷浆封闭开挖面,然后注浆.注浆后,架设钢拱架,初期支护完成后,每隔(2~3米,试图纸而定)再另打一排钢管,超前小导管搭接长度一般为1.0米。
B注浆参数:
n水泥浆与水玻璃体积比:
1:
n水泥浆水灰比1:
n水玻璃浓度35波美度;
n注浆压力0.5~1.0MPA;
必要时在孔口设置止浆塞。
3、超前锚杆:
外插角必须大于14度,注浆饱满,搭接长度不小于1米。
三、
预埋件施工:
预埋件按设计尺寸采用木版作成设计形状,安装于二衬魔板台车中,且位置准确(误差±
50CM),固定牢固不得晃动,有管的必须中间穿铁丝通过。
四、调平层施工
模板安装的要求,在调平层两侧预先标定的位置上安装模板。
侧模采用[10#槽钢模板,顶面标高应与相应里程的路面标高一致,允许偏差±
2mm,用水准测量调整、确定标高。
模板每隔一定距离内外固定,保证不位移,模板的接头应紧密平顺,不得有离缝、歪斜和不平整等现象,模板接头及底部均不得漏浆。
砼灌注前,底层砼面上必须清洗干净。
当砼运达施工地点时,直接倒向安装好模的路槽内,并用人工找补均匀。
摊铺时应考虑砼震捣后的沉降量。
虚高可高出10%,使震实后的面层标高与设计相符。
砼震捣时靠近边角等处用插入式震捣器顺序震捣;
用平板式震捣器纵横交错全面震捣,每个位置的捣时间以砼不再下沉,不再冒出大量气泡,并以在表面出现水泥砂浆为准,一般不少于15s,亦不宜过长;
然后用震捣梁沿纵向震捣拖平,多余的砼随着震捣梁的拖移被刮去,低陷处则应随时找平震实;
最后用直径75~100mm的无缝钢管滚压,作进一步整平。
严禁在刚做好的面层上洒水、撒水泥。
五、水、电缆沟施工
安设沟墙钢筋,要求位置准确,必须挂线施工。
安设沟墙摸板,要求摸板位置准确,纵向一条线。
最大矢度不大于3㎜,模板面与沟墙顶面齐,经检查合格后方可灌注砼,在靠原边墙侧部分必须凿毛,并注意预埋件的位置准确。
模板采用定型摸板。
六、洞门施工
清理现场,进行施工放样。
按设计尺寸要求挖端墙基础。
砌筑M7.5#浆砌片石。
模板安装,要求摸板位置准确,纵向一条线,并及时检查模板坡度。
浇注砼15#片石砼,待砼强度达到70%以上进行明洞拱顶回填。
明洞拱顶回填应对称分层夯实。
每层厚度不大于0.3M,其两侧回填面高差不大于0.5M,回填至拱顶平齐后分层压实至设计高度,使用机械碾压时,必须用人工夯填至拱顶1.0M以上,方可采用机械夯实
七:
施工过程安全及环保的控制
进洞必须佩带安全帽、防止坠落,洞内车速限制5KM、照明必须每10米一灯、火攻品材料存放必须规范,派专人看管。
弃渣场地必须排水通畅、且必须砌筑挡墙,防止洪水,形成泥石流。
八:
施工过程中已发生问题的处理:
二衬施工完毕后渗水的处理:
细小裂缝用丙烯酸、水泥浆或环氧树脂等涂刷和嵌缝,效果较理想;
对较大裂缝,可用10号水泥砂浆或膨胀水泥砂浆嵌缝较合适有效;
对大裂缝(缝宽大于5MM),(若有渗漏水,可用切割机沿裂缝切割一宽2~4CM左右小槽深度大约10CM以上,在水源处,切割一5×
5CM立方的小洞室,然后把水管插入一块4×
4CM
MF7塑料盲沟内,一同压入切割好的槽内,把水引入纵向排水沟,最后用水泥与水玻漓混合砂浆封闭切割槽)若无渗水,宜用环氧树脂砂浆,或采用压浆、钢筋网喷射砼等补强。
资料简介(隧道管棚施工方案)
一、施工方法:
管棚由钢管和钢架组成,并辅助锚杆和喷射砼,管棚直径为80~180mm,一般采用108mm×
4.5mm厚热扎无缝钢管,管与管的中心间距采用2.5~3倍管径30~50cm,管棚长度不宜小于10m,根据地质,机械设备及施工条件确定,长度一般为10~40m,如需设置管棚段落过长,可分组设置,纵向两组管棚的搭接长度不小于3.0m。
先施作好的超前管棚,在管棚的超前支护下,采用上半断面法掘进,上部开挖后及时安设拱部钢拱架和锚、网、喷等初期支护,钢架采用型钢拱架或格栅拱架,待完全作好拱部支护后,开挖下部,下部左右两侧交错施工,待一侧的钢架和初期支护施作完毕后,再开挖另一侧。
钢支架采用型钢或φ22格栅钢筋拱架,锚杆采用φ22钢筋,喷射砼采用20号砼,钢拱架的受力计算要承受2~4m的松散岩体爱力,采用型钢拱架时,不计算喷射砼的受力(如施工图已有设计,按设计方案执行)。
长大管棚在隧道浅埋段的施工技术
陈荣典林爱芬
(福建省第一公路工程公司,福建泉州362000)
摘要:
介绍福建省首例采用40m长大管棚超前支护的施工技术,并在参数确定、机具选择、进度情况、质量控制与成本分析5个方面作了具体介绍。
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1365m,右线长为1340m。
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367m、405m,在洞口35m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40m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50cm;
(3)管心与衬砌设计外廓线间距为40cm;
(4)倾角:
(不包括路线纵坡);
(5)钢管施工误差:
径向不大于20cm;
(6)管棚长度为40m,热轧无缝钢管φ108mm,壁厚6mm,节长3m、6m;
(7)孔口管为天缝钢管φ127mm,壁厚6mm,节长2m。
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50mm16~40〖〗mk5型〖〗钻杆外径80mm24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φ115mm。
(2)岩质较好的可以一次成孔;
钻进时产生坍孔、卡钻,需补注浆后再钻进。
(3)钻机开钻时,可低速低压,待成孔10m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(φ115mm)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φ8出浆孔(靠掌子面45m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(φ115mm),然后可用10t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1m。
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∶05;
水泥浆水灰比1∶1;
水玻璃模数24。
(3)采用kby50/70液压注浆机将双液浆注入管棚钢管内,初压05mpa~10mpa,终压2mpa,持压15min后停止注浆。
注浆量一般为钻孔圆柱体的15倍,若注浆量超限,未达到压力要求,应调整浆液浓度继续注浆,直至符合注浆质量标准,确保钻孔周围岩体与钢管周围孔隙均为浆液充填,方可终止注浆。
(4)注浆结束后及时清除管内浆液,并用30号水泥砂浆充填,增强管棚的刚度和强度。
2.5劳动力组织
管棚施工工序多,工种杂、技术性强、要求技术工人具有各方面独立操作能力,又能处理管棚施工中一般的故障,管棚施工的质量很大程度上取决于钻孔和注浆的质量。
一台钻机三班作业劳力组织为:
技术人员1人、机长1人、班长3人、修理工1人、电工1人、电焊工1人、钻工15人、合计23人。
3进度情况
钻机就位、加固:
钢管47h/t
钻进:
钢管95h/t
扫孔、顶管:
钢管11h/t
注浆:
钢管55h/t
4质量控制
(1)钻孔前,精确测定孔的平面位置、倾角、外插角。
并对每个孔进行编号。
(2)钻孔仰角的确定应视钻孔深度及钻杆强度而定,一般控制在1°
~15°
,钻机最大下沉量及左右偏移量为钢管长度的1%左右,并控制在20cm~30cm。
(3)严格控制钻孔平面位置,管棚不得侵入隧道开挖线内,相邻的钢管不得相撞和立交。
(4)经常量测孔的斜度,发现误差超限及时纠正,至终孔仍超限者应封孔,原位重钻。
(5)掌握好开钻与正常钻进的压力和速度,防止断杆。
(6)在遇到松散的堆积层和破碎地质时,在钻进中可以考虑增加套管护壁,确保钻机顺利钻进和钢管顺利顶进。
5管棚费用评价
管棚费用主要包括管棚的套拱费用、管棚施工的人工费、管棚施工的机械台班费、管棚施工的材料费4大部分。
现以福宁高速公路杨梅岭隧道进口左洞40m管棚(沿拱顶150°
范围内布设33根长度各为40m注浆钢管,管棚的钢管总重量为21t)为例,分析管棚在现场施工中的实际费用。
5.1套拱费用
(1)套拱ⅰ18工字钢:
15675t×
6000元/t=9405元;
(2)孔口管(φ127×
4mm无缝钢管):
080058t×
5000元/t=40029元;
(3)固定钢筋(φ25钢筋):
045738t×
4000元/t=18295元;
(4)普通混凝土(c25):
4126m3×
400元/m3=16504元。
5.2人工费
(1)加工管棚钢管:
2145工日×
40元/工日=8580元。
包括割、焊钢管锥形探头,钢管施钻φ8mm出浆孔等;
(2)加工钢管丝扣接头:
20元/个×
231个=4620元;
(3)搭工作架、布设水、电、气管路等准备工作:
18工日×
40元/工日=720元;
(4)钻机就位、钻孔、扫孔、顶管、注浆:
51576h×
4元/h=206304元。
5.3机械台班费
(1)地质潜孔钻机:
5376台班×
432元/台班=2322432元;
(2)电动空压机(20m3/h):
674元/台班=3623424元;
(3)压浆机(50l):
1449台班×
36元/台班=52164元;
(4)拌浆机:
20元/台班=2898元。
5.4材料费
(1)锯木:
352m3×
800元/m3=14080元(按两次摊销);
(2)钢管:
21t×
4200元/t=88200元;
(3)砂浆(30#):
10m3×
240元/m3=2400元;
(4)水泥(325级):
4371t×
330元/t=144243元;
(5)水玻璃(35波美度):
3848t×
900元/t=34632元;
(6)磷酸氢二钠(缓凝剂):
088t×
4600元=4048元。
4项费用合计:
2843461元;
管理费与税收按15%计:
4265191元;
管棚费用按每吨钢管计:
(2843461+4265191元)/21t
=1557133元/t。
按隧道延米计:
(2843461+4265191元)/40m
=817495元/m。
6结语
6.1对于隧道洞口的软弱破碎围岩地段、浅埋地段采用长大管棚施工工艺,提前发挥超前支护作用,增加了施工安全度,提高隧道的长期稳定性,具有显著的经济效益和社会效益。
6.2在管棚支护下开挖,可减少地表下沉和防止围岩坍塌。
6.3管棚钻孔可作为地质预探预报,地质资料可指导洞身开挖提供依据。
6.4管棚施工工艺的引用,对福建省隧道施工技术的探索迈开新的步伐。
参考文献
[1]公路工程预算定额北京:
人民交通出版社,1998
[2]福建省高速公路施工技术规范福建省高速公路建设总指挥部,1999
[3]tlejgf—93—27岩溶隧道管棚支护工法北京:
人民交通出版社,1993
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