劉敏
(貴州陸通工程管理咨詢有限責(zé)任公司,貴州貴陽550014)
大管棚施工工藝及要點研究
劉敏
(貴州陸通工程管理咨詢有限責(zé)任公司,貴州貴陽550014)
以民主隧道進口端左線洞口大管棚首件工程為研究對象,闡述了30 m大管棚施工工藝;通過對影響管棚施工的幾個主要因素的分析,得到管棚施工中的工作要點,為以后同類型管棚施工提供一定的參考價值。
管棚施工工藝;施工設(shè)備;影響因素;施工要點
民主隧道為特長隧道,按左右線分隔布局。隧道穿過高原中山地貌區(qū),為單獨隧道。該隧道左右線進出口均采用削竹式洞門,超前大管棚支護布置。
左線隧道起訖里程Z4K29+770~Z4K33+ 650,全長3 880 m,盤縣端洞口進口里程為Z4K29+ 770,明暗分界設(shè)在Z4K29+783,明洞長13 m,洞口設(shè)計標(biāo)高1 907.142 m,興義端洞口出口里程為Z4K33+650,洞口設(shè)計標(biāo)高1 828.462 m,坡度-0.923%~-2.250%,隧道最大埋深約372.05 m。
右線隧道起訖里程K29+734~K33+635,全長3 901 m,盤縣端洞口進口里程為K29+734,明暗分界設(shè)在K29+747,明洞長13 m,洞口設(shè)計標(biāo)高1 907.213 m,興義端洞口出口里程為K33+635,洞口設(shè)計標(biāo)高1 828.246 m,坡度-0.840%~-2.250%,隧道最大埋深約367.06 m。
2.1 施工準(zhǔn)備
大管棚施工前首先要進行施工套拱,套拱在洞身外輪廓線以外施作,里程為Z4K29+781~Z4K29+783,拱80 cm厚的C25混凝土作為長管蓋拱,拱長2 m,拱埋在3榀I20a工字梁內(nèi),工字梁垂直Φ22鋼連接,間距1 m。管口與鋼支架一體連接;作為管口導(dǎo)管,采用坐標(biāo)法安裝孔口管,確定全站儀工型鋼架的平面位置;并且通過前后間隙法設(shè)定孔口管的傾斜角度。孔口管的外插角以前后差距法設(shè)定。孔口管熱扎無縫鋼管Φ127 mm,壁厚6 mm,節(jié)長2 m,共37根、間距40 cm,為了有效避免澆筑混凝土?xí)r產(chǎn)生位移,可以用Φ25鋼筋牢固焊接在工字鋼上。
2.2 搭設(shè)鉆孔平臺、安裝鉆機
用潛孔鉆機來鉆進,鉆孔以先奇數(shù)后偶數(shù)的順序進行。當(dāng)鉆孔前復(fù)測孔口管位置確認無誤后,開始進行鉆孔施工,在套拱預(yù)留核心土上搭設(shè)鉆機平臺,搭設(shè)前清理平整預(yù)留核心土頂面,調(diào)整鉆機鉆頭中心線與孔口管中心線,使他們保持一致,施工中為了大大的保證鉆機鉆桿軸線與孔口管軸線相吻合,采用全站儀、鉆桿、掛線導(dǎo)向相結(jié)合的方法,反復(fù)調(diào)整。
2.3 鉆孔
鉆孔按照間隔跳鉆的方法進行,且鉆完一根隨即安裝一根管棚。鉆孔開鉆時均以較低的速度向前鉆進,當(dāng)鉆進1 m鉆頭基本穩(wěn)定后,可適當(dāng)調(diào)高鉆速以及風(fēng)壓,管棚首件施工鉆進過程中的清除孔內(nèi)浮渣工程,始終使用鉆頭來回掃空。鉆進過程中鋼管位置用全站儀測定,每鉆進2 m,發(fā)現(xiàn)偏斜超過設(shè)計要求的,必須及時糾正,及時補救。探頭角度變化情況必須由現(xiàn)場技術(shù)人員時刻觀察,并根據(jù)鉆機鉆進的現(xiàn)象及時判斷成孔質(zhì)量。鉆孔完畢后實測孔深及傾角均符合設(shè)計要求。
2.4 清孔驗孔
清孔為防止堵塞,先與鉆孔鉆頭往復(fù)鉆孔,取出浮渣;然后高壓氣體從底部鉆孔清除鉆孔殘渣;最終全站儀檢測孔,傾角和外推角。
2.5 安裝管棚鋼管
鋼管在特殊加工中良好的管螺紋,管口周圍鉆有Φ10灌漿孔,注漿孔以15×15 cm梅花形布置,將第一根鋼管管頭前10 cm焊成圓錐形,便于鋼管安裝入孔。采用特制連接件進行鋼管連接,連接件型號與管棚一樣,連接件用機床加工絲扣,管棚加工內(nèi)絲,絲長均為15 cm。利用鉆機的沖擊力和推力低速頂進管棚,每鉆完一孔后必須經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理工程師同意后進行頂管作業(yè)。在頂管結(jié)束后安裝止?jié){閥。
2.6 注漿
在安裝好有孔鋼花管后,立即對孔內(nèi)注漿,注漿漿液由拌和站集中攪拌,注漿順序為19#、21#、5#、29#,漿液以初壓控制在1.0 MPa,終壓2.0~2.5 MPa的壓強注入管棚鋼管內(nèi),持壓15 min后停止注漿。為了增強管棚的剛度和強度,灌漿結(jié)束后及時取出漿料,同時用M20水泥砂漿緊緊灌裝。
(1)管材生產(chǎn):φ108 mm熱軋無縫鋼管棚。第一根管子進入第一個孔,進入一個好的孔,然后連接到長管連接。管道連接采用特殊連接件,外部尺寸連接件和管道口外尺寸相同,確保管道在流暢的過程中順暢,不會劃傷孔壁。第一鋼管焊接在前錐體上,防止頭部彎曲或分裂。然后取長管件應(yīng)滿足管口的要求,為了避免同一段中的接頭受力,相鄰管接頭應(yīng)交錯排列。
(2)使用井下鉆機在大規(guī)模生產(chǎn)過程中,用鉆進φ108 mm管口。在頂桿上的鉆機上必須安裝相應(yīng)的管徑管接頭進入聯(lián)接套,并在臂上更換管矯直裝置。鉆出要引導(dǎo)的孔后,使用頂部管臂進行頂升操作。
(3)頂管操作:將鋼管放置在手臂上,鉆頭在導(dǎo)孔處鉆一個低速鋼管,以0.5~1.0 MPa來進行沖擊壓力控制,在2.0 MPa來進行推進壓力控制。
(1)管棚施工設(shè)備的質(zhì)量和先進程度直接影響到施工控制的精準(zhǔn)度從而影響到施工質(zhì)量。
(2)合適先進的管棚施工工藝可以保證施工質(zhì)量,同時可以提高施工效率和安全性。
(3)施工實踐表明,本項目采用的管棚施工設(shè)備和施工工藝是合理先進的,可以為以后管棚施工提供寶貴的經(jīng)驗。
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U455.4
C
1008-3383(2017)04-0151-02
2017-01-03
劉敏(1971-),男,貴州貴陽人,高級工程師,主要從事路、橋、隧監(jiān)理、管理、咨詢及工程結(jié)構(gòu)試驗與檢測等。