管棚無孔鋼花管
一、管棚無孔鋼花管
管棚無孔鋼花管主要用于對(duì)于圍巖變形及地表下沉有較嚴(yán)格限制要求的軟弱破碎圍巖隧道工程中,如軟弱、沙礫地層和軟巖、巖堆、破碎帶地段。
管棚無孔鋼花管通??煞譃殚L管棚鋼花管和短管棚鋼花管。
短管棚鋼花管:長度小于10m的小鋼管,一次超前量小,基本上與開挖作業(yè)交替進(jìn)行,占用循環(huán)時(shí)間較大,但鉆孔安裝或頂入安裝較易。
長管棚鋼花管:長度為10-45m,直徑較粗,一次超前量大,單次鉆入或打入長鋼管作業(yè)時(shí)間較長,但減少了安裝鋼管次數(shù),減少了與開挖作業(yè)之間的干擾。
管棚無孔鋼花管無孔鋼花管一般選用直徑80-180mm,壁厚4-8mm的無縫鋼管。管節(jié)長度視工程具體情況而定,一般情況下每節(jié)長小于10m,長管棚無孔鋼花管采用的鋼管每節(jié)長度大于10m。
二、管棚無孔鋼花管法施工
管棚無孔鋼花管法施工或稱傘拱法,是地下結(jié)構(gòu)工程淺埋暗挖時(shí)的超前支護(hù)結(jié)構(gòu)。其實(shí)質(zhì)是在擬開挖的地下隧道或結(jié)構(gòu)工程的襯砌拱圈隱埋弧線上,預(yù)先鉆孔并安設(shè)慣性力矩較大的厚壁鋼管,起臨時(shí)超前支護(hù)作用,防止土層坍塌和地表下沉,以保證掘進(jìn)與后續(xù)支護(hù)工藝安全運(yùn)作。
三、管棚無孔鋼花管施工作用
管棚無孔鋼花管施工在軟弱圍巖的隧道施工究竟起了什么作用?這涉及到設(shè)計(jì)和施工的理念。日本實(shí)施的管棚無孔鋼花管法由于管棚無孔鋼花管的直徑大、剛度大,同時(shí)又是密排布置的,當(dāng)鋼管的兩端支撐梁的剛度達(dá)到足夠的值之后,開挖引起的變形量非常??;管棚無孔鋼花管在實(shí)際工程中起簡支梁作用,而兩端的支撐梁便是簡支梁的彈性支撐,上覆地層的變形主要包括兩部分:
1、管棚無孔鋼花管的撓曲變形量;
2、端頭支撐梁的變形。所以其變形控制主要通過提高管棚無孔鋼花管和端頭支撐梁的剛度來實(shí)現(xiàn)。在日本和韓國該方法應(yīng)用于隧道穿越既有鐵路線或公路線,這樣可以控制隧道開挖對(duì)既有線路產(chǎn)生的不良影響。
四、管棚無孔鋼花管施工要點(diǎn)
1、管棚無孔鋼花管支護(hù)的長度和鋼管外徑應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求??v向搭接長度應(yīng)不小于3m。在鋼架上沿隧道開挖輪廓線縱向鉆設(shè)管棚無孔鋼花管孔,其外插角以不侵入隧道開挖輪廓線越小越好??咨畈灰诵∮?0m,孔徑比管棚無孔鋼花管鋼管直徑大20-30mm,鉆孔順序由高孔位向低孔位進(jìn)行。
2、管棚無孔鋼花管鋼管外徑宜為70-180mm,單根長度宜為4-6m。接長管棚無孔鋼花管鋼管時(shí),接頭應(yīng)采用厚壁管箍,上滿絲扣,絲扣長度不應(yīng)小于150mm。接頭應(yīng)在隧道橫斷面上錯(cuò)開。鋼花管上按設(shè)計(jì)要求鉆孔。
3、管棚無孔鋼花管定位:以套拱內(nèi)預(yù)埋的孔口管定向、定位,嚴(yán)格控制其上抬量和角度。
4、鉆孔施工采用管棚無孔鋼花管鉆機(jī),利用套管跟進(jìn)的方法鉆進(jìn)、長管安裝一次完成。為保證長管棚無孔鋼花管施工質(zhì)量,在拱腳部位,選2個(gè)孔作為試驗(yàn)孔,找出地層特點(diǎn),并進(jìn)行注漿和砂漿充填試驗(yàn)。
5、安裝鋼管時(shí),先打有孔鋼花管,注漿后再打無孔鋼管。每鉆完一孔便頂進(jìn)一根鋼管。
6、為確保注漿質(zhì)量,在鋼花管安裝后,管口用麻絲和錨固劑封堵鋼管與孔壁間空隙,鋼管自身利用孔口安裝的封頭將密封圈壓緊,壓漿管口上安裝三通接頭。7、用雙液注漿泵按先下后上,先單液漿、再雙液漿,先稀后濃的原則注漿。注漿量由壓力控制,初壓0.5-1.0Mpa,終壓為2.0MPa。達(dá)到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)后,停止注漿。
8、注漿后,掃排管內(nèi)膠凝漿液,用水泥砂漿緊密充填,增強(qiáng)管棚無孔鋼花管的剛度和強(qiáng)度;對(duì)于非壓漿孔,直接充填即可。