某隧道超前大管棚施工工艺

某隧道超前大管棚施工工艺1.管棚主要设计参数大管棚管径为φ108～159mm，壁厚5.5～8mm，环向间距33～50cm。根据洞内作业条件和施工机具性能，大管棚采用3～6m的管节，由对口丝扣联结，并进行焊接处理，接头承受拉力在150KN以上，避免扩孔夯管时接头出现断裂现象。管内填充水泥砂浆，以增加管棚刚度。隧道内施工大管棚时，需要工作室，提供钻机的施作空间。夯进钢管施工完后，根据钢管内沉积泥砂情况采用高压风进行钢管内泥砂清除，清除完后根据情况采用UB-8型砂浆泵进行管棚注浆施工，该型砂浆泵最大作压力能达6Mpa，最大排量达8m3/h，最大水平输送距离达250m，在性能上能满足长管棚注浆要求；根据注浆实际情况，必要时可进行二次注浆，浆液均为纯水泥浆液。2.施工工艺流程本次管棚施工根据现场具体工作空间等实际情况，工艺主要分为：导向孔钻进→扩孔夯管→管棚注浆，具体工艺流程如图1所示。泥浆搅拌泥浆搅拌导向系统浆液配置砂浆泵就位钢管加工施工准备钻机就位导向孔钻进扩孔管棚钢管清洗管棚注浆进入下一循环夯进钢管图1长管棚工艺流程图导向孔施工采用国产黄海机械厂FPD-15A型水平定向钻机施工，导向系统根据管棚埋深情况选用ECLIPSE无线普通探棒和加强型探棒，导向孔孔径为Φ90㎜。导向孔护壁采用膨润土泥浆护壁。扩孔夯管在导向孔成孔后立即进行，扩孔径为Φ159㎜，夯进钢管为Φ108×5㎜钢管，钢管接头采用丝扣联结并进行点焊。钢管内泥砂采用高压风吹压出钢管内，管棚注浆在清孔完后采用UB-8型砂浆泵压注纯水泥浆液。3.主要工序施工方法及技术措施管棚施工方法工序主要有导向孔钻进、扩孔施工、夯进钢管施工、管棚注浆施工。(1)导向孔钻进导向孔作为管棚施工关键工序，导向孔成功与否是管棚施工成败的关键。导向孔钻进采用FDP-15A水平定向钻机钻进，钻机就位放置平稳，钻杆纵向坡度与设计坡度保持一致；导向系统采用ECLIPSE地磁定位系统，采用地磁地下定位系统时导向孔孔径为Φ90mm；施工中根据地层情况采用不同掺量的膨润土泥浆护壁，膨润土根据地层情况可选用国产膨润土或美国进口膨润土，必要时可掺外加剂。①钻机就位本次管棚施工，水平定向钻机长4.5m，宽1.5m，高0.9m，钻杆中心离钻机底平面高度为0.76m，为确保钻杆中心与设计管棚中心位置对齐，采用支架进行钻机固定；由于管棚位置沿拱部弧形布置，钻机支架位置与管棚中心位置保持一致，因此每次管棚施工前对支架及钻机进行对位，确保水平定向钻机钻杆中心位置与管棚中心保持一致(包括横向位置及纵向坡度0.3%)；支架根据隧道结构形式搭设，支架与格栅连接固定。②导向系统叶由于隧道律埋深工在婆9柔～虏12吧m绘范围内，饺结稀合尿ECLI塑PS白E汉无线地下醋定位系统难及地磁定第位系统探朴测深度的芒不同，当傲埋深墓在鞠8叙m欣以下时采今用地磁地染下定位系合统。居ECLI叼PS狗E凤地磁地下循定位系统锯是通过有钟线方式进睡行钻头位龟置信号的阻传递，事目先通过设挨计纵向位誉置及高程筹埋深在电妄脑上确定赌一条设计架钻进线路伯，包括纵理向线路的满磁偏角，给发射棒在歌放置入导夹向钻头前凭先沿纵向柔磁偏角方赢向放置，片通过电脑民确定该钻时进线路的女磁偏角及请入口位置粉，钻进过脉程中以该迁磁偏角及夕入口处埋区深为参照晴点，从而谨非常容易干的确定钻货进线路与君该点的相篮对位置；傲地磁发射擦棒放置在蔬导向钻头胸内，钻头世内发射棒克通过连接贼电缆线把佣钻头位置差信息传递县到电脑上拥，钻机操缎作员通过躁电脑上的经设计钻进加线路和实汗际钻进线踏路比较，番发现偏位但及时通过惠调整导向缓钻头导向四板的表面沉值对钻机车线路进行形调整，确融保导向孔孕钻进线路厦沿设计轨击迹行进。丧③窝泥浆系统徒超前长管季棚通过地淡层为：粉固质粘土层蚕、粉细砂馒层；其中吼粉质粘土共层具有一粥定的自稳燥能力，而斩粉细砂间粗歇较小，梳遇水容易育渗透坍塌宝。因而膨煌润土泥浆疏在导向孔捡钻进过程丙中作用就目相当明显宅，泥浆起重作护壁、习冷却钻头逃、排除钻莫屑的作用难。摔在粉质粘侦土层中导溜向孔钻进书，由于粉承质粘土层姐具有一定练的自稳能伐力，在泥巡浆配置过灵程中，掺队量每立方菠加窝20梅0炊公斤，控赏制泥浆套的珠P摧H比值龄在烦8-1婶0抗之间，马永氏漏斗粘沿度值配在识3还0郑秒左右，常搅拌均匀甲；同时流池出的泥浆四经过回收柄处理后也例可以继续查利用，通律过沉淀把逃部分泥砂脾沉积在容检器底，通控过测定上棍部泥浆欠的描P才H绑值及马氏您漏斗粘度复，确定重六新利用后壁往搅拌桶剑内需加入杀的膨润土乓量。将在粉细砂越层中钻进矿由于该类本地层自稳川能力较差眠且遇水后蛛渗透强烈萌，严格控艳制泥配合级比，从而磨对钻屑的凡排出考虑维到关键作腔用；粉细予砂层，掺林量每立方庸加肺30押0公公斤左右避，膨润土价泥酬浆旦P尽H炉值控制井在种9.呀5续左右，马额氏漏斗粘诸度值摧在赛3截8请秒左右，傲搅拌均匀夸后方可使忧用；所有树回收泥浆酱经过处理回重新利用协，且严格防测定膨润筒土泥浆恶的幅P生H劈值和粘度洲。丽④回导向孔钻哪进原理冻本次使用策钻机配置取为国产钻刃机，钻机毒最大回拖堡力蜻为引150K撞N课，最大扭拘矩束为蠢4200低K工N阅，钻杆采椅用庸Φ瞎6疲0陡㎜型摩擦员焊接钻杆妨，每节钻姐杆长度自为禁2谊m汉，钻杆采柱用人工装题卸，导向阁孔钻进根较据钻机钻龄杆内的高里压射流泥徒浆，通过凯旋转射流蛋对导向钻株头前的土爪体进行切桂割，破除燃部分土体田，再通过慈导向钻头侮导向板进瓶行旋转切外割，膨润盗土泥浆渗扫透到导向庙孔内，对肃周围土体菠进行护娇壁阵替，同时由掠于钻头旋溪转摩擦生亦热，浆液生起到冷却哭钻头的目骂的，避免闸钻头内的塞探棒因高毕温而烧坏屡，且由于全钻杆比导懂向钻头小茄，钻屑在康膨润土泥肿浆悬浮下废通过空隙巧往外排出胃，从而达完到钻进成肉孔的目的炎。晕(2廉)赴扩孔晌导向孔钻永进成功后给及时进行凑扩孔施工色，由于钢苦管直径估为阵Φ暮108m草m贡，本次扩抓孔采朴用宅Φ莫159m送m层扩展，先映卸下导向讨钻头，然局后换好扩扫孔器，进锈行扩孔施唯工，扩孔捷施工过程反中采用膨匙润土泥浆尚护壁；施混工过程中讯膨润土泥薄浆中膨润适土用量与处相应地层虫中导向钻弦进中的配填置一致，妄确保扩孔郑顺利进行口，防止孔摇壁坍塌。龟同时控制高扩孔速度园，扩孔过岸程中的钻岩机扭矩控召制在钻机蜓额定功力纯范围内，爱出现回转雨费力时减洒慢扩孔速烘度，必要设时可加大抓膨润土泥瘦浆用量，盟提高粘度胡，同时可宏在原地回篇转一定时率间后继续屯扩孔。刑(3硬)荐夯进钢管棍当事先采威用扩孔器差扩孔完成模后，移开壁钻机，铺汇设导轨，徒进行钢管搅夯进施工蹈，夯管选急用德娱国巡T晃T寺夯管锤，驴钢管接头逆采用丝扣元联结并在钞连接好的誓丝扣钢套心上点焊，仆确保接头锦连接牢固鼻，防止出初现接头断案裂现象的晕发生，同暗时晚舍夯进钢管向过程中保茅持扛膨润土泥姥浆进行护酒壁润滑孔细壁敢罢，膨润土条泥浆配置桌同相应地隶层导向钻能孔钻进泥雪浆配置。占(4咏)遗管棚注浆湾在夯进钢梳管完成后盯，采用高外压风进行殃钢管内泥煮砂处理，深通过高压倒风使部分揪沉积在钢由管内的泥钳砂排出管亦内，确保循注浆管路指畅通，且转使部分钢匀管上的孔纸眼畅通，拴通过调整占注浆压力吩使浆液通司过注浆孔狭渗透到钢倘管外的空害隙及周围丽土体内，蓬形成管棚丢，确保管漂棚周围土胜体密实，接提高地层艺强度及刚暑度，达到向加固地层蜘的目的。狸管棚注浆亡机经过比情选采眨用女UB-挖8袜型砂浆泵睬，该型砂殊浆泵最大与工作压力边能惕达浩6Mp姿a妥，最大水斥平输送距驼离泛达痒250鹊m绞。狗注浆前在误钢管出口娱预留通气蜻孔，并在衬钢管出口夹焊接好注饲浆管及注爸浆阀后对讲进口喷射愈混凝土封暮闭管棚进蜜口掌子面汤，然后开蹈始注浆施半工。欢浆液采用迹纯水泥浆态，并根据神现场具体鉴情况掺加树适量的增红加浆液和堆易性的外香加剂，同般时掺适量甚的微膨胀垃剂申淘，待浆液庄凝固后确帅保钢管内秒浆液及钢姑管周围土杀体密实。锹注浆压力目控制蝴在跟2Mp伟a矿左右。雄浆液灌注较根据现场蒸地质情况汇及成孔效卵果，可采拦用多次注酸浆，通过号调整注浆梳压力对钢秤管内及钢伸管周围空成隙进行多业次填充。遇浆液搅拌疤采用专用四搅拌桶进省行搅拌，来浆液配置锻严格按照怨试验配合缩比进行，引浆液在搅记拌桶内搅光拌好后，旋流放到容榆器内，并梦在容器内结人工轻微竭搅拌防止晚浆液沉淀腐。工4祸.固施工注意稍事项搜(1鸟)责为确保导叶向孔成孔糊精确，首队先复核管朝棚的设计咱位置，当魂采纹用姜ECLI俩PS悼E堂无线地磁车定位系统哥时，先在抗地下采用锅全站仪定该出管棚精估确位置，壤放线采用喇两级复核筋制，复核缝无误后进惑行施工。昌(2溉)忌钻机就位船严格按设虽计轴线就碗位，确保煌钻机钻杆渠中心线与厅设计管棚需轴线一致馒，从入射冈口就严格豆控制钻进丹轨迹，从努而有利于密对钻进线否路进行全挪过程的控裕制。浓(3蔽)方为确保施妄工过程中毯的连续性朱，钻机操艺作人员严笛格按照说套明书要求野及相关规中定操作，检并在使用耽前检查钻抬机及动力撒站的油表戒、水位等络，确保钻嘴机在使用拜过程中的抖正常运转哈。扁(4预)冒严格控制肾钢管就位既，确保钻笋孔的纵环嘱向间距及县孔径，便读于二次压析注水泥浆尿施工；同秘时为确保震接头连接盏牢固，在促丝扣连接挽后采用电储焊机点焊课加固接头晴。岸(5蜻)抬严格进行列泥浆配置筋，根据不娃同地质情胜况采用不须同的配合枝比，控制蜓膨润土和昨外加剂的务掺量，并恋进行浆液砖的和P咐H床值测试梨，覆P凉H玉控制郊在恳8姥～职1奥0嗽，确保泥员浆的马氏室漏斗粘度谊符合要求梨，搅拌均鄙匀，确保犬膨润土泥驼浆达到护址壁冷却钻数头、悬浮枕钻屑的目烫的，防止假孔壁坍塌咏。秩(6北)捷施工前对爆操作人员鼻进行技术划交底，并拍做好施工宝记录，以暑便于分析胸研究，为滥下一次的叶进一步提恼高奠定基未础。惯(7类)凝严格试验征验收制度山，每道工乖序严格检誉查。泰(8烦)筛钻进过程摧中加强导立向系统的籍监测并及内时对钻进渗轨迹进行把调整，确眉保钻进线大路符合设乖计要求，断尽量使导水向孔的偏枝差控制摔在郊10c魄m蛙之内。笔(9片)腐严格二次插纯水泥浆货液灌注，匠在管棚注醋浆前对进陪口进行喷蛋射回填，启确保注浆瞧压力有效掉的达到管乘棚端部；近钢管完成氧后，对钢庙管内沉积软的泥砂进隆行清除，锈确保注浆米管路畅通唉，在清除腾完沉积泥体砂后及时丝进行浆液虽灌注，加杂强观测，重确保管壁此四周土体瞒密实。达(10吐)北在施工管最棚前严格歌检查钻机逮及动力站附的机械性造能，确保捏钻机的正怜常运转，猪防止油路访等原因造相成油管爆喘裂发生。尤(11称)脸为使水平幅定向钻机系钻杆中心扮与设计管灯棚轴线一唱致，因而喷孔口部位忠位置管棚兴施工钻机应悬空，支锄架焊接牢旺固，确保蛮水平定向严钻机在支矩架上平稳麻牢固，并陕在支架两虎侧焊防护跨网，确保敞钻机操作孙人员安全关作业。秘(12晋)新膨润土泥档浆采用人滴工搅拌，超先放水再浓加膨润土秧，待膨润扮土融化后许进行搅拌款，防止由携于膨润土靠灰层造成蠢对环境及脾人体的伤端害。雷(13蓝)特水平定向形钻机钻杆靠装卸人员撒在支架上隶装卸钻杆牢时，只能钳一根一根侨的移动钻钓杆，避免苍对钻机的纸强烈震动锦。该(14询)清水平定向访钻机移位灰时确保支衰架下无人厚，同是时衰在移动钻搁机前对下妹一支架的逆稳定性进寨行检验，琴支架稳定真后再移动栋钻机就位茅。六(15瞒)储管棚注浆畅前严格检纸查买U混B固－恶8勇砂浆泵的意机械状况之，避免注挽浆过程中洒出现机械披事故，同海时在灌注男过程中人侮员躲开注怎浆管接头变处，防止恩管节断裂唤引起浆液答喷射伤人拒。猛5替.难施工机具讯配置见下汤表踪裤映乱管棚施工口主