大管棚实验方案.doc

1、实验目的:
通过试验,完成大管棚施工的机具配套。
掌握大管棚施工的进度、经济指标,和旋喷桩等超前支护方案进行对比,合理选择超前支护方式。
锻炼工人,使其熟练掌握管棚施工艺,为后续工作打下基础。
通过开挖时监控量测的结果,对大管棚控制沉降的效果作出评价。
对于地层岩样进行土工试验,取得土层的孔隙率、颗粒指标等与设计勘察结果进行对比,以合理调整大管棚注浆及开挖支护参数。
通过开挖判定大管棚效果评定该土层中现有的各项参数,以便实际施工中进一步调整。
,得出大管棚对控制沉降和防坍的实际效果。
2、实验场地:
从工期、工序干扰以及试验地点的代表性几方面进行比选,决定在崇~东区间右线K7+~K7+。
3、试验设备
由于崇~东区间隧道上方多为无基础或浅基础民房,部分民房经鉴定已属危房,因此在此地段使用大管棚超前加固,需解决管棚施作期间的沉降。根据有关资料显示,在砂砾层、粉细砂层采用常规钻机成孔困难,且沉降量较大(一般情况下可达到14mm)沉降速率3mm/d。而根据设计要求整个施工期间累计沉降量应控制在15mm以内。因此,本次试验拟采用跟管钻进的工艺。管棚施作主要设备见下表:
设备名称
设备型号
设备用途
设备数量
备注
跟管钻机
管棚成孔
2台
自购
双液注浆泵
KBY50-70
管棚注浆
1台
自购
砂浆泵
沙浆充填钢管
1台
自购
止浆塞
水囊式
止浆
3个
自购
钻床
加工管棚
1台
委外
4、主要试验材料
序号
材料名称
单位
数量
备注
1

吨

2
30~32Be’水玻璃
吨

3
XPM外加剂
吨

4
φ108无缝钢管
米
980
管棚钢管
5
φ133无缝钢管
米
98
作导向管
5、管棚试验施工方案
管棚参数
a、钢管规格:综合考虑跟管钻进时顶管困难和所需承载力要求,采用φ108无缝钢管,,一般节长3m,特殊节1m、2m、4m。导向管采用φ133无缝钢管,壁厚5mm,。
b、管棚长度:20m。
c、管棚间距:环向间距中至中30cm。
d、外插角:°。
e、管棚布设:拱部180°范围内。


注浆场地布置、设备调试
施工准备
测量定位
安设导向架
钻机进场、钻机就位
钻孔
插入管棚钢管
孔口密封处理
管棚注浆
效果检查
结束
管棚钢管加工
管棚运入现场
安装注浆搅拌机具
大管棚施工工艺流程见下图。
大管棚施工工艺流程图

⑴大管棚施工准备
大管棚在隧道拱部180°范围内布置,需要49根,各管节长度及数量见下表:
序号
钢管长度
数量
总长度(m)
备注
1
1m
16
16
用于孔口
2
2m
33
66
用于孔底及孔口
3
3m
278
834
4
4m
16
64
用于孔底
①管棚制作:长管棚的管节长度及数量按上表,各管节间用丝扣连接,为保证管棚的准直度,钢管堆放时避免其翘曲。管棚加工见下图。
钢管加工及止浆塞安装示意图
A点大样图
②封闭工作面及加固临时仰拱:为避免掌子面长时间暴露造成坍塌,需用20cm厚的网喷砼封闭掌子面。钻机要在现有的临时仰拱上施工,钻机就位前要
在临时仰拱下添加竖向支撑,以保证钻孔时人员及设备安全。
⑵测量定位
在工作断面前搭设钻机操作平台,由测量放出隧道开挖轮廓线,在隧道开挖轮廓线以外20cm范围内画出钻孔的位置。孔位布置见下图。
超前管棚孔位布置图
⑶钻孔顺序
钻孔按由下至上,隔一钻一,再由上至下隔一钻一的顺序进行。
⑷钻孔
管棚的外插角为3°。钻机选用跟管钻机,开孔前,用全站仪测量钻杆首尾端的空间方位,以保证钻机转轴及钻杆的轴线与管棚孔的轴线相一致。
用Φ108钻头低速低压开孔,成孔2~3m,下入Φ108的管棚钢管,检查钻孔方向无误后,换91钻头,钻机转速升至正常转速。钻进中以Φ108的管棚钢管作套管跟管钻进,钻至设计孔深。
钻孔过程中要始终注意钻杆角度的变化,并保证钻机不移位。每钻进3~4m用仪器复核钻孔的角度是否正确,以确保钻孔方向。
⑸下管
下管前要预先按设计对每个钻孔编号,并对每个孔的钢管进行配管和编号,顺序相连的3个孔的第一节管棚钢管长度分别为2m、3m、4m,以后每节长度为3m,以保证同一断面上的管接头数小于50