大管棚施工工艺与要点

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1项目概况

民主隧道为特长隧道，按左右线分隔布局。隧道穿过高原中山地貌区，为单独隧道。该隧道左右线进出口均采用削竹式洞门，超前大管棚支护布置。左线隧道起讫里程Z4K29+770～Z4K33+650，全长3880m，盘县端洞口进口里程为Z4K29+770，明暗分界设在Z4K29+783，明洞长13m，洞口设计标高1907．142m，兴义端洞口出口里程为Z4K33+650，洞口设计标高1828．462m，坡度－0．923%～－2．250%，隧道最大埋深约372．05m。右线隧道起讫里程K29+734～K33+635，全长3901m，盘县端洞口进口里程为K29+734，明暗分界设在K29+747，明洞长13m，洞口设计标高1907．213m，兴义端洞口出口里程为K33+635，洞口设计标高1828．246m，坡度－0．840%～－2．250%，隧道最大埋深约367．06m。

2管棚施工工艺

2．1施工准备。大管棚施工前首先要进行施工套拱，套拱在洞身外轮廓线以外施作，里程为Z4K29+781～Z4K29+783，拱80cm厚的C25混凝土作为长管盖拱，拱长2m，拱埋在3榀I20a工字梁内，工字梁垂直Φ22钢连接，间距1m。管口与钢支架一体连接;作为管口导管，采用坐标法安装孔口管，确定全站仪工型钢架的平面位置;并且通过前后间隙法设定孔口管的倾斜角度。孔口管的外插角以前后差距法设定。孔口管热扎无缝钢管Φ127mm，壁厚6mm，节长2m，共37根、间距40cm，为了有效避免浇筑混凝土时产生位移，可以用Φ25钢筋牢固焊接在工字钢上。2．2搭设钻孔平台、安装钻机。用潜孔钻机来钻进，钻孔以先奇数后偶数的顺序进行。当钻孔前复测孔口管位置确认无误后，开始进行钻孔施工，在套拱预留核心土上搭设钻机平台，搭设前清理平整预留核心土顶面，调整钻机钻头中心线与孔口管中心线，使他们保持一致，施工中为了大大的保证钻机钻杆轴线与孔口管轴线相吻合，采用全站仪、钻杆、挂线导向相结合的方法，反复调整。2．3钻孔。钻孔按照间隔跳钻的方法进行，且钻完一根随即安装一根管棚。钻孔开钻时均以较低的速度向前钻进，当钻进1m钻头基本稳定后，可适当调高钻速以及风压，管棚首件施工钻进过程中的清除孔内浮渣工程，始终使用钻头来回扫空。钻进过程中钢管位置用全站仪测定，每钻进2m，发现偏斜超过设计要求的，必须及时纠正，及时补救。探头角度变化情况必须由现场技术人员时刻观察，并根据钻机钻进的现象及时判断成孔质量。钻孔完毕后实测孔深及倾角均符合设计要求。2．4清孔验孔。清孔为防止堵塞，先与钻孔钻头往复钻孔，取出浮渣;然后高压气体从底部钻孔清除钻孔残渣;最终全站仪检测孔，倾角和外推角。2．5安装管棚钢管。钢管在特殊加工中良好的管螺纹，管口周围钻有Φ10灌浆孔，注浆孔以15×15cm梅花形布置，将第一根钢管管头前10cm焊成圆锥形，便于钢管安装入孔。采用特制连接件进行钢管连接，连接件型号与管棚一样，连接件用机床加工丝扣，管棚加工内丝，丝长均为15cm。利用钻机的冲击力和推力低速顶进管棚，每钻完一孔后必须经现场监理工程师同意后进行顶管作业。在顶管结束后安装止浆阀。2．6注浆。在安装好有孔钢花管后，立即对孔内注浆，注浆浆液由拌和站集中搅拌，注浆顺序为19#、21#、5#、29#，浆液以初压控制在1．0MPa，终压2．0～2．5MPa的压强注入管棚钢管内，持压15min后停止注浆。为了增强管棚的刚度和强度，灌浆结束后及时取出浆料，同时用M20水泥砂浆紧紧灌装。

3管棚施工要点

(1)管材生产:φ108mm热轧无缝钢管棚。第一根管子进入第一个孔，进入一个好的孔，然后连接到长管连接。管道连接采用特殊连接件，外部尺寸连接件和管道口外尺寸相同，确保管道在流畅的过程中顺畅，不会划伤孔壁。第一钢管焊接在前锥体上，防止头部弯曲或分裂。然后取长管件应满足管口的要求，为了避免同一段中的接头受力，相邻管接头应交错排列。(2)使用井下钻机在大规模生产过程中，用钻进φ108mm管口。在顶杆上的钻机上必须安装相应的管径管接头进入联接套，并在臂上更换管矫直装置。钻出要引导的孔后，使用顶部管臂进行顶升操作。(3)顶管操作:将钢管放置在手臂上，钻头在导孔处钻一个低速钢管，以0．5～1．0MPa来进行冲击压力控制，在2．0MPa来进行推进压力控制。

4结语

(1)管棚施工设备的质量和先进程度直接影响到施工控制的精准度从而影响到施工质量。(2)合适先进的管棚施工工艺可以保证施工质量，同时可以提高施工效率和安全性。(3)施工实践表明，本项目采用的管棚施工设备和施工工艺是合理先进的，可以为以后管棚施工提供宝贵的经验。

作者:刘敏 单位:贵州陆通工程管理咨询有限责任公司

参考文献:

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［2］毕俊丽，王伟锋，刘昌林．浅埋双连拱隧道进洞口管棚预支护参数分析［J］．隧道建设，2008，(4):438－444，455．

［3］傅思亮．下穿公路干线隧道长管棚施工技术［J］．铁道标准设计，2011，(5):69－70，75．