盾构进出洞洞门加固方案
盾构进出洞加固设计采用管棚注浆,可采用跟踪注浆技术,便于在施工过程中跟踪注浆,并每次注浆后及时冲洗袖阀管,以便下次注浆使用。 管棚注浆指标:管棚注浆浆液为水泥浆液,初拟参数:水泥浆液水灰比
0.8:1~1:1,注浆压力:采用0.2~0.4mPa,施工中应根据地质情况,并通过试验确定相关施工参数。加固后地层的无侧限抗压强度应不小于1Mpa,若达不到要求,则需要进行补注浆液。
盾构洞门加固段采用Φ108大管棚作为加固的主要形式,利用车站或区间工作井明挖基坑作管棚工作室。管棚工作室可根据施工机具设施及施工工艺要求调整设计。
盾构施工给前搭设管棚,管棚布置如图所示,管棚上边缘紧贴洞门钢环内侧,钢管环向中心间距400mm根据地质适当调整,以保证盾构机顺利出洞,外插角约1°。 钢管采用Φ108mm,壁厚6mm的无缝钢管,管棚分节为5m*3=15m。两节之间用丝扣连接,丝扣螺纹长度段大于150mm。相邻两根钢花管的接头要错接,其错接长度不小于1m。钢管上钻注浆孔,孔径Φ10mm,孔间距200mm,呈梅花型布置。钢管尾部(孔口段)2.0m,不钻花孔作为注浆段。
从管棚导向管按设计钻孔,钻孔时将钢管随钻头一起钻入地层中,当达到设计深度后停机,钻头用长约150mm的Φ121的钢管,并在钢管一端管口焊接合金制成。钻头与钢管、钢管与钢管之间用丝扣连接。
淮南三中向管棚钢管内注浆,注浆顺序先下后上,全孔可采用后退分段注浆方式。
1大管棚加固施工
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1.1大管棚加固施工设计要求
1、管棚布置如图1-1所示范围。管棚孔口位置沿隧道拱部开挖轮廓线外200mm布置,钢管环向中心间距400mm,外插角约1-2°。设计要求需要进行19根大管棚钻孔、注浆施工,钻机平台位置可根据机具及工艺情况确定。
图1.1-1 管棚打设布置图碳的化学性质
2、钢管采用Φ108mm,壁厚6mm的无缝钢管,单个管棚长为15m,分节按照,管棚分节为:3×5=15m。两节之间用丝扣连接,丝扣螺纹段长度大于150mm,相邻两根钢花管的接头要错开不小于1.0m的距离。注浆钢管上钻注浆孔,孔径Φ10mm,孔间距200mm,呈梅花型布置。钢管尾部(孔口段)2.0m不钻孔,作为止浆段。连接套钢管直径Φ121mm,壁厚6mm,长0.4m。
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图1.1-2 钢管构造图
3、管棚注浆采用水泥浆,注浆压力拟采用0.2~0.4MPa,施工中应根据实际地质情况,并通过试验再作调整。
4、管棚导向管采用Φ133mm,壁厚4mm,长1.2m钢管。管棚导向管应严格定位,管棚钻进过程中应采用水平测斜仪经常量测管棚的偏斜度,发现偏斜出设计要求时,应及时纠偏。
图1.1-3 管棚导向管图
5、钻孔水平偏距沿相邻钢管方向小于100mm,垂直偏距沿隧道内侧方向小于200mm。
1.2大管棚施工方法
根据工程设计,结合施工场区地面条件、工程地质与水文地质条件,选用“有线仪器定向,一次性跟管钻进工法”,即成孔和埋设棚管一次完成,在完成跟管钻孔深度后,撤出内部导向钻具,然后封闭管口
向内部泵入水泥砂浆,直到管外返出水泥浆为止。
1、管棚工作平台:花桥明挖段、B、A站端头井,能够满足施工要求。
2、钻进成孔:采用FDP—15B型全液压钻机,按水平方向钻进成孔。
3、钢管加工及安装:φ108钢管加工成2m和1m两种,两端加工成φ108×5mm梯形丝扣连接。沿管壁钻孔,孔径Φ10mm,孔间距200mm,梅花型布置。钢管前导端加工成尖形,以利于入孔;后部固定端2m范围不钻注浆眼,以利于封闭孔口进行压浆。
4、注浆工艺:采用φ42注浆管下入至φ108钢管底部,先注入清水清除孔内残留岩屑和泥浆,然后封堵孔口进行压浆。注浆压力为0.2-0.4Mpa。
1.3 施工工艺
施工工艺流程见下图1-4。
图1.3-1 管棚施工工艺流程图
1、安装导向管:
导向管在施作车站主体结构时埋设,导向管与主体结构主筋焊为整体,注意焊接前检查和校正角度,围护结构段采用钻机钻孔,其后钢管沿隧道周边以1°外插角直接打入围岩。管棚导向管应严格定位,管棚钻进过程中应采用水平测斜仪经常量测管棚的偏斜度,发现偏斜出设计要求时,应及时纠偏。
2、搭设可调整高度的作业平台
管棚沿拱顶呈弧形布置,因此要搭设可调整高度的作业平台以满足钻机就位的需要。
图1.3-2 管棚施工平台示意图
干事创业作业平台具体施工要求如下:
A、作业平台采用Φ48×3.5mm钢管搭设,并用管构件连接紧固。上下设可调整高度的调节螺栓支撑,采用150×150木枋@1000×1000布置。
B、平台上面铺设1.8cm厚胶合板,以利于工作人员行走;机械底座垫20×30cm枕木,以利于棚架的均衡受力,并可利用枕木高速机台高度。
C、立柱和横拉均按@1.0×1.0m间距布置,斜拉和斜撑@2m布置。
D、平台面钢管加密至@50cm布置,以满足铺设胶合板的需要。
E、立柱必须支撑在砼表面或方木上。
3、钻机安装就位和对中
洞口管棚施工时利用吊车把机械设备垂直吊放至施工平台。
钻机安装前,先行测量布置管棚各个方向的后视点,可在后方的明挖支撑上作标记。
钻机安装底座水平,机身稳固可靠。调整钻机高度,立轴对正孔位,将钻具放入孔口管内,使孔口管、立轴和钻杆在一条直线上,用罗盘、水平尺和辅助线
林兆华