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鐵路隧道鋼花管施工技術
發布時間:2023-01-13 瀏覽

鐵路隧道鋼花管施工技術

鐵路隧道鋼花管施工技術

通過衢寧鐵路(福建段)前乾隧道的施工實踐,詳細總結了隧道鋼花管超前支護的施工工藝及施工控制要點,為今后隧道超前支護施工提供更有力的技術支持。

一、工程概況

中鐵十二局集團承建的衢寧鐵路(福建段)前乾隧道起于福建省屏南縣白玉村附近,止于福建省屏南縣吳峰村東北側1.6公里,隧址區為中低山區,進口段為丘陵溝谷區,山體陡峻,流水侵蝕切割劇烈,地形起伏較大,自然坡度約30*~50*,局部為陡崖。植被較發育,主要為松樹林、杉木、毛竹及灌木叢。測區內更高標高1303.2m,更低標高276.2m,相對高差1027m。隧道進口通有道路,交通較為便利,出口處于山區,交通不便利。隧道全長7815.27m,單線單洞,更大埋深約858m。

二、鋼花管施工

(一)鋼花管施工工藝流程見圖1

(二)管棚的加工制作。鋼花管直徑一般為70mm~180mm熱軋無縫鋼管,單節長度通常為4~6m,接頭采用15~30cm長螺紋套管連接(套管采用內螺紋,鋼管端部采用外螺紋)以保證連接強度和順直;鋼花管孔徑宜為10~16mm,間距10~15cm,一周四排左右,呈梅花形排列,前端為尖形,尾部不小于1m范圍內不鉆孔作為止漿段。

(三)測量定位。根據設計的鋼花管和導向墻的位置,分別用全站儀和精密水準儀進行管棚位置和導向墻位置放樣,特別要控制鋼花管位置與隧道開挖線之間的距離,以免出現鋼花管位置侵入隧道初期支護空間范圍的現象。

(四)開挖工作室、施作導向墻。在洞內為提供管棚鉆孔施工空間,應開挖工作室,工作室的開挖尺寸應根據鉆機的規格確定,一般應超出隧道外輪廓線0.5m~1.0m,并設鋼支架。施作導向墻:為便于施鉆和鉆孔精度,在明挖和暗挖交界處設置混凝土導向墻。

圖1管棚施工工藝流程圖

1、導向墻在隧道外輪廓線以外施作,內埋設3~4榀工字鋼支撐,鋼支撐與管棚導向管焊成整體,導向管孔徑比鋼花管大20~30mm。

2、導向管間距、位置及方向應準確。用全站儀在工字鋼架上定出其平面位置,用激光導向儀設定導向管外插腳,導向管與鋼架焊接牢固,避免澆筑混凝土過程中脫落。

(五)安裝鋼花管。
1、清孔。成孔后先利用高壓風或高壓水進行沖洗,然后用特制清孔鉤認真進行清孔。
2、管件制作。管棚ф108mm無縫鋼管,預制鋼管時,根鋼管前端要焊上合金鋼片空心鉆頭。以防管頭頂彎或劈裂,鋼管間聯接用加工好的管節聯接套,預先焊在每節鋼管兩端,以便于聯接。相鄰管的接頭應前后錯開,避免接頭在同一截面上,隧道縱向同一橫斷面內的接頭數不大于50%,且兩相鄰管接頭必須錯開1m以上,以滿足管棚受力要求。
3、頂管。頂進鋼管利用電動機啟動液壓馬達,以及挖掘機配合人工作業。偶數號孔采用無縫鋼管,奇數號孔采用注漿鋼花管。當根鋼管推進孔內,孔外剩余30~40cm時,人工進行接管,嚴格控制角度,人工持鏈鉗進行鋼管聯接,使兩節鋼管在聯接套處聯成一體。然后再低速推進鋼管,根據管棚設計長度,按同樣方法繼續接長鋼管。

(六)管棚注漿。1、止漿墻制作。注漿前,必須進行堵露處理。沿插管周圍噴射20cm厚C20混凝土一圈,封閉該工作面,再用木塞和紙塞把無縫鋼管未注漿的管頭堵死,這樣,止漿墻便形成。噴射砼時加入一定量的速凝劑,以滿足施工要求。2、漿液配置。注漿漿液多采用水泥砂漿或水泥-水玻璃雙漿液。水泥砂漿漿液水膠比宜為(0.5:1)~(1:1);雙漿液配合比為水泥漿:水玻璃(體積比)=1:1。水泥一般采用42.5R以上普通硅酸鹽水泥。3、注漿控制。(1)注漿管路連接好后,先壓水檢查管路是否漏水,待設備正常后,對圍巖做壓水實驗,以沖洗巖石裂隙,擴大漿液通路,增加漿液擴散密實性,核實圍巖的滲透性。(2)注漿分兩步完成,當次注漿的漿液充分收縮后,進行第二次注漿。注漿由拱腳至拱頂左右對稱交替進行。初壓0.5~1MPa為宜,終壓控制在2MPa,持壓3~5min后停止注漿。(3)注漿結束后及時清除管內漿液,并用等級不低于30MPa的水泥砂漿填充,增強管棚的剛度和強度。(4)注漿時要記錄注漿時間及注漿量。

三、施工控制要點

(一)鉆孔施工控制要點:1、鉆孔角度誤差控制在0.5°以內,平面誤差小于或等于1cm。2、鋼管管節聯接絲扣要認真檢查,有脫扣裂紋的管節棄用。3、施鉆時鉆頭選擇:必須大于棚管外徑1~2cm,以便于頂管。4、施工時鋼管采用奇偶數編號進行制作,頂管時應實行“對號入座”。

(二)注漿施工控制要點:1、注漿時如遇竄漿或跑漿,必須及時進行封堵處理,然后方可注漿。2、注漿時如發現泵壓突然升高,先判斷是否堵塞,若堵管則進行堵管處理,否則往管道內注入清水,待泵壓正常后再繼續進行單液注漿。3、注漿一般采用由下向上、左右交替進行。4、注漿時應準確掌握漿液配合比,并使漿液在管內充填密實。

 

 

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