管棚法施工或称伞拱法,是地下结构工程浅埋暗挖时的超前支护结构。其实质是在拟开挖的地下隧道或结构工程的衬砌拱圈隐埋弧线上,预先钻孔并安设惯性力矩较大的厚壁钢管,起临时超前支护作用,防止土层坍塌和地表下沉,以保证掘进与后续支护工艺安全运作。一、应用管棚超前支护法是近年发展起来的一种在软弱围岩中进行隧道掘进的新技术。管棚法早是作为隧道施工的一种辅助方法,在软岩隧道施工中穿越破碎带、松散带、软弱地层,涌水、涌砂层发挥了重要作用。由于预埋超前管棚做顶板及侧壁支撑.为后续的隧道开挖奠定了坚实的基础,且施工快、安全性高、工期短.被认为是隧道施工中解决冒顶的有效合理的施工方法。随后管棚法被用于城市地下铁道的暗挖施工,在建筑物密集、交通繁忙的城市中心地区.采用明挖法施工地下工程必须拆迁大量的地层管网和地面建筑物,随着人们对环境保护的呼声越来越高及对环保的日益重视,承包商们不得不放弃既影响交通又不利于环境保护的明挖法而改用暗挖施工法,管棚法作为一种重要的暗挖施工法在日本、美国及欧洲各国被采用。管棚钻机是管棚法施工技术中关键的设备,它的作用是沿着隧道断面外轮廓超前钻进并安设管棚。先行施设的管棚,以掌子面和后方支撑为支点,形成一个梁式结构。贵州隧道管棚支护
在实际注浆施工前宜进行现场原位注入试验,确定优注浆参数等来指导注浆,以保证注浆效果。为防止出现塌孔或注浆窜孔,可在钻孔时隔孔位钻孔,加大孔与孔之间的距离,待注浆完成凝固后再钻相连孔位,这样可有效保证钻孔和注浆质量,管棚和注浆混凝土形成厚拱,实现管棚纵向成梁、横向成拱的承载作用。为减少相邻管孔注浆间的相互影响,注浆顺序通常采用由下往上,左右对称进行;但由于塌体内有许多块石相互支架,致使塌体内空洞大而多,这些空洞有的直接与塌空区相连,注浆时浆液在压力作用下通过这些空洞泄流至塌空区,而不能在管棚附近均匀扩散,从而使注浆加固带无法形成,为此,根据经验采用间歇注浆法,即当长时间注浆压力上不来时,说明浆液顺空隙泄流至塌空区,这时将浆液凝结时间调整至30-50秒,注浆1-5分钟,停40秒,待原注入浆液初凝变稠后再注,如此反复,则原先的泄浆通道逐渐变小并终堵塞,浆液即在管棚周围达到均匀扩散的目的。管棚超前支护技术发展趋势在目前的超前支护方法中,主要有超前锚杆、超前小导管注浆和超前管棚。超前锚杆和超前小导管注浆具有施工便捷、技术易掌握、机械化配套程度要求不高等优点,但支护长度小(3~5m)。贺州隧道管棚批发市场地层改良法就是提高开挖面周围地层土的特性的方法。
管棚管施工常见质量问题及处理措施3.1注浆压力不上升或有所下降原因:(1)浆液向地表溢出或流入地层大裂隙。(2)浆液被地下水稀释,凝结时间变长。3.2压力上升后又突然下降且不恢复原因:(1)管棚管周围堵塞,浆液流失。(2)注浆速度过快,破坏了地层原结构。(3)浆液流入软土层或土的大孔隙。3.3压力上升后突然下降,后又上升原因:浆液凝结堵塞了浆液通道,当注浆通道内压力大到某一数值后,冲破堵塞,引起压力所有下降,浆液通道重新被堵塞,压力又开始上升。3.4压力不停顿上升原因:(1)土体密实,浆液不能注入。(2)浆液凝结时间过快)管棚管堵塞。
管棚管与超前小导管的区别管棚管超前支护法是一种地下暗挖施工工法,主要用于隧道施工工程中,隧道施工工程的实施离不开超前小导管和管棚管两种材料的使用,那么管棚管与超前小导管的区别有哪些呢?下面施工人员为您讲解:一、什么是超前小导管?超前小导管是隧道工程掘进施工过程中的一种工艺方法,为了保证掌子面在开挖过程中土体不会塌方或产生流沙,开挖前需对前方土体采取超前支护、注浆加固等辅助措施。超前小导管注浆加固地层技术,是通过沿隧道开挖轮廓线外纵向向前倾斜安设注浆管,并注入浆液,达到超前加固围岩和止水的目的,同时超前小导管还可起到超前管棚管预支护作用。二、什么是管棚管?管棚管是利用钢管或钢插板作为纵向预支撑、钢拱架作为横向环形支撑,构成纵、横向整体刚度较大的支护系统,阻止和限制围岩变形,提前承受早期围岩压力。一般管棚管是沿地下工程断面的一部分或全部,以一定的间距环向布设,形成钢管棚管护。三、管棚管与超前小导管的区别有哪些?超前小导管为壁厚5mm的钢管,直径一般为42mm,处理范围一般也就6米左右。是通过超前小导管浆将掌子面前方的较为破碎的围岩进行固结的一种方法,使围岩形成一个整体后再进行下一步工序。为保证施工质量,在实际注浆施工前宜进行现场原位注入试验,确定优注浆参数等来指导注浆。
钢拱架布置间距根据塌方体的松散与开挖难易程度及施工效果,可在40-80cm范围内调整选择,特殊情况下需加密。根据对工程实例的地质条件、工程断面尺寸、埋深等影响因素的总结和对比分析,得出以下经验结论,可用于地下工程支护的施工依据:管棚钢管环向间距的确定管棚钢管直径范围一般为φ70-180mm,我们可将管棚支护按管径分类为小管棚、中管棚、大管棚。小管棚管径一般在φ32~50mm范围内,多采用管径为φ42mm的钢管,管长以,环向间距一般取,水平搭接长度。中管棚管径一般在φ50-φ89mm范围内,管长一般不超过20m,环向间距一般取,水平搭接长度1-2m。大管棚一般可选用φ89-φ159mm的钢管,常用管径φ108mm,管长以不超过40m为宜,钢管一般分节长4m或6m,以丝扣连接,丝扣长不小于150mm,环向间距一般不大于3-5倍管径为宜。外插角的合理确定角度过小,将可能导致管棚远端下垂至隧道开挖幅员内影响后期施工;相反,角度过大,管棚离开挖幅员距离过大,管棚下方的三角土体坍塌给洞身开挖支护带来很大困难,还应根据管棚钻机工作室空间大小,以及钻杆长度等情况综合考虑确定。小管棚外插角常取5º-15º,中管棚常取2º-8º,长管棚多取1º-3º。钢拱架支撑一般用工字钢。掌子面爆破产生的冲击波传播和爆生气体扩展遇管棚密集环形孔槽后被反射、吸收或绕射。新疆隧道管棚现货
管棚工法是隧道超前预支护开挖施工中用以防止掌子面坍塌并限制围岩变形的一种预支护手段。贵州隧道管棚支护
小管棚外插角常取5º-15º,中管棚常取2º-8º,长管棚多取1º-3º。钢拱架支撑一般用工字钢,或工字钢与格栅钢架间隔使用,间距一般不大于1米,特殊情况下需加密。管棚布置形式门型布置全周布置与上部一侧布置管棚布置形式管棚施工工艺流程钻孔流程注浆流程成孔方法常用的施工方法有夯管法、顶管法、钻孔等。但钻孔法是目前常用的成孔方法。随着钻探设备的专业化分工越来越细,管棚钻机也应运而生。但管棚钻进为近水平钻进,性质上与勘探钻孔有所不同,对钻孔方向(空间位置)的精度要求很高,终孔测量一旦发现孔斜或超出设计允许偏差,会造成严重的后果。钻孔方法潜孔锤跟管钻进“土星”跟管钻进法“海王星”跟管钻进法潜孔锤跟管钻具按钻头能否改变直径可分为两大类:即钻头变径跟管钻具和钻头不变径跟管钻具。钻头变径跟管钻具目前主要有单偏心变径跟管钻具、双(三)偏心变径跟管钻具和径向变径跟管钻具等结构。除单偏心变径跟管钻具属于偏心跟管外,其余结构的钻头变径跟管钻具由于钻头翼瓣在张敛的过程中沿钻具中心轴线是对称的,因此应属于同心跟管钻具。钻头不变径跟管钻具均采用内外钻头结构,一般套管需要回转,此类钻具属同心跟管钻具。贵州隧道管棚支护
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