公路隧道超前预支护长大管棚施工技术.ppt

钻孔与清孔 根据管棚穿越泥岩及砂砾层地质条件，泥岩层含水量较大、粘性强，无水干钻法容易出现抱钻现象，而砂砾层富水、松散，成孔难度大，钻孔过程易出现塌孔、卡钻现象，采用先成孔后送管方式，虽工艺简单，但钻孔过程存在塌孔现象，送管困难，根据特殊地层条件，钻孔中需解决抱钻、塌孔、卡钻等难题，成孔后需解决送管过程钢管与孔壁摩阻力大难题，且一次送管长度达到37.5m，最终采用国内较为先进的潜孔锤冲击跟管钻进施工工艺成孔和送管。 4 施工工艺流程及操作要点 钻进时潜孔冲击器震动冲击中心钻头，中心钻头传递冲击给管棚钻头并带动管棚钢管钻头转动钻进，每根管棚之间靠螺纹连接到钻孔所需的长度，管棚与回转动力头无连接。冲击器与内钻杆联接，内钻杆联接到钻孔所需的长度通过连接头的内螺纹与回转动力头连接，回转动力头通过连接头传递扭矩给管棚和钻杆，钻进时的排渣通过管棚和内钻杆的间隙排出，当钻进到所需长度时，反向旋转内钻杆90度即可将中心钻头与管棚钻头分离，将内钻杆全部取出孔外，即可将管棚留在孔内。 4 施工工艺流程及操作要点 采用跟管钻进施工方案的同时，为保证φ133大管径钢管顺利穿越松散砂砾地层,送管长度符合要求，采用水泥浆液护壁钻孔，水泥浆液对孔壁取润滑作用，减小钻进过程钢管与孔壁摩阻力，浆液渗入围岩能起到固结作用，提高围岩稳定性和整体性，进一步减少钻孔过程易塌孔、卡钻现象，解决了砂砾层中普通钻孔工艺成孔困难难题。 4 施工工艺流程及操作要点 潜孔垂钻头 4 施工工艺流程及操作要点 跟管钻进示意 4 施工工艺流程及操作要点 管棚安装 安装每节钢管前必须进行质量检查，管材不得有弯曲，丝扣四周壁厚均匀，丝扣完好，管材内的铁屑、杂物及锈皮等必须清除干净。 钻进中，每次加尺时要观察丝扣连接是否紧密，如果松动和间隙，将丝扣拧紧并进行焊接，保证跟管钻进过程不掉管。 完成管棚钻孔和送管工作后，应及时将钢管与钻孔壁间缝隙填塞密实, 在钢管外露端焊上法兰盘、止浆阀。 4 施工工艺流程及操作要点 4 施工工艺流程及操作要点 浆液制备与注浆 浆液制备 提高注浆效果，注浆浆液采用水泥水玻璃浆液，水玻璃掺量为水泥重量5％，水泥浆液水灰比采用1:1；水玻璃浓度35波美度，模数为2.4。 制备浆液加水的同时，将水玻璃按一定比例加入搅拌筒，让水玻璃充分溶解，再加入水泥，搅拌时间2～3min。 配置好的浆液存放于低速搅拌器的储浆罐内，防止浆液随存放时间产生沉淀、离析现象。 4 施工工艺流程及操作要点 4 施工工艺流程及操作要点 注浆前先检查管路畅通和机械运转状况, 确认机械正常后进行浆液各项检验指标试验, 确定合理的注浆参数； 注浆前掌子面必须先素喷一层混凝土作为止浆墙, 对掌子面进行封闭，确保 注浆过程不漏浆； 管棚注浆方式采用间歇式注浆，即一机两孔换孔注浆。间歇时间不能大于1.5小时，让浆液有一定的凝固时间，防止连续注浆过程浆液无限制扩散。 注浆顺序为先低孔后高孔，先注无水孔后注有水孔，从两拱脚向拱顶对称进行。 注浆标准为单管注浆量达到设计值或注浆压力达到终压并稳压20分钟以上，孔内不再进浆，方可停止注浆。 4 施工工艺流程及操作要点 注浆结束后及时封闭止浆阀，注浆过程中检查孔口、邻孔、覆盖层较薄部位有无串浆现象, 如发生串浆,应立即停止该孔注浆，采用间歇式注浆封堵串浆口,间隔一孔或数孔注浆，也可采用麻纱、木楔、快硬水泥砂浆或锚固剂封堵, 直至不再串浆时再继续注浆, 注浆过程中压力如突然升高, 则可能发生堵管, 应停机检查； 注浆过程应派专人负责填写《注浆记录表》，记录注浆时间、浆液量、注浆压力等数据, 观察压力表值。 4 施工工艺流程及操作要点 4 施工工艺流程及操作要点 注浆及浆液扩散示意图 4 施工工艺流程及操作要点 隧道开挖 待管棚注浆达到一定强度,可开始进行隧道开挖,开挖时根据围岩地质状况决定开挖方式、开挖进尺及具体施工方案。南阳山隧道因管棚区穿越松散砂砾层，采用预留核心土上中下微台阶法开挖施工，预留变形量15cm，上中下台阶高分别按3m、2.5m、2.8m进行，每循环开挖进尺按50～100cm控制，初期支护紧跟开挖完成，及时将仰拱封闭成环，组织二次衬砌施工。施工中，加强监控量测工作。 4 施工工艺流程及操作要点 隧道开挖 4 施工工艺流程及操作要点 隧道监控量测 根据《康临高速公路KL6合同段南阳山隧道监控量测实施方案》，对SK50+460断面从开挖初期支护完成至二衬封闭进行了全过程测量。SK50+460断面共埋设7个测点，分别位于拱顶中心布置的A点，起拱线以上垂直距离3m拱腰处B、C点，起拱线处D、E点及下导坑路面