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管棚管又称管棚管、钢锚管、锁脚锚管、是隧道工程掘进施工过程中的一种工艺方法,主要用于自稳时间段的软弱破碎带、浅埋段、洞口偏压段、砂层段、砂卵石段、断层破碎带等地段的预支护。
1管棚管是稳定开挖工作面的一种非常有效的辅助施工方法。在软弱及破碎岩层施工中,超前小导管对松散岩层起到加固作用,注浆后增强了松散、软弱围岩的稳定性,有利于完成开挖后与完成初期支护时间内围岩的稳定,不至于围岩失稳破坏直至坍塌。
2管棚管注浆适用于隧道拱部软弱围岩,松散、无粘结土层、自稳能力差的砂层及砂砾(卵)石层级破碎岩层。
3通过管棚管注浆能改变围岩状况及稳定性,浆液注入软弱、松散地层或含水破碎围岩裂隙后,能与之紧密接触并凝固。浆液以充填,劈裂等方式,置换土颗粒间和岩石裂隙中的水分及空气后占据其位置,经过一定时间凝结,将原有的松散土颗粒或裂隙胶结成一个整体,形成一个结构新,强度大,防水性能良好的固结体,使得围岩松散破碎状况得到大幅度改善。
产品特点
1.通过注浆技术将水泥砂浆液渗透进岩层的岩土体中,能有效改善岩土体的物理力学性能,提高岩层自身的抗滑能力;
2.注浆后钢管留在岩层中,提供一定的锚固和阻滑作用,提高了岩层的安全稳定系数。
管棚施工的具体工艺步骤如下:
一、施做导向墙
超前大管棚采用潜孔钻造孔,钢管采用钻机推进器顶进,高压注浆泵注浆。在洞口里程外起拱线以下路基土石方留一长约5m平台,然后在洞外洞口交界处架立钢架,间距按施工图要求,用连接筋焊接成一整体。在钢支撑上安设导向钢管,数量、环向间距和外插角与大管棚一致。导向钢管的安装要测量精确定位,使钢管位置与方向准确无误,导向钢管与钢架焊为整体。支立模板,然后灌注导向墙,导向墙完成后,喷射混凝土封闭周围仰坡面,以防止浆液从周围仰坡渗漏。搭设钻孔平台脚手架、安装钻机。
二、钻孔
采用潜孔钻机,从导向管内隔孔钻孔。开孔时,低压满转,待成孔1.0m后,适当加压,钻进过程中利用倾斜仪等测量设备有效控制钻孔质量,保证终孔偏斜率在1/2000以内。
三、安装大管棚钢管
管棚钢管安装顶进前先进行孔道扫空作业,目的是清除孔内岩碴,和顺通孔道。管棚钢管由机械顶进,钢管节段间用丝扣连接,顶进时,采用6m或3m节长的管节交替使用,以保证隧道纵向同一断面内的接头数不大于50%,管壁上按照设计钻注浆孔。管棚顶到位后,钢管与导向管间隙用速凝水泥等材料堵塞严密,以防注浆时冒浆。
四、注浆
注浆前先将孔内泥浆清干净(可用高压水冲洗),再进行注浆。浆液采用水泥砂浆,注浆压力1.0~2.0Mpa,注浆参数根据现场试验予以调整。施工过程中为了防止注浆过程中发生串浆,每钻完一个孔,随即安设该孔的钢管并注浆,然后再进行下一孔的施工。
五、灌浆
管棚封堵塞设有进浆孔和排气孔,当排气孔流出浆液后,关闭排气孔,继续灌浆,达到施工图标示注浆量或注浆压力时,方可停止注浆。
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