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管幕施工

日期:2018-07-11

管幕模拟图

1 .管幕工法简介

管幕法是一种独特的地下空间建设方法,它利用较大直径的钢管在地下密排并相互咬合预先形成钢管帷幕,然后在此钢管帷幕的保护下进行开挖,从而建造大断面的地下空间。是一种安全可靠的地下暗挖技术。我公司先后开发出普通管幕工法,小口径锁扣管幕工法。其中,普通管幕不带锁扣,为刚性大管棚结果,小口径锁扣管幕工法以单根钢管铺设为基础,多根钢管平行咬合,密布在隧道周围形成稳定的支护结构。该管幕结构纵向成梁、横向成拱,为开挖作业提供了可靠的保护。对于地质情况复杂,地面沉降要求高、超浅覆盖等地下空间的建设小口径锁扣管幕是优先选择的超前支护方案

2.小口径锁扣管幕施工方法

 小口径锁扣管幕工法采用螺旋出土套管跟进工艺进行施工。管幕钢管作为套管,内部安装带有专门钻头的螺旋钻杆。管幕机提供螺旋钻杆的旋转动力和套管的顶推力。管幕机顶进时,螺旋钻杆向钻头传递钻压和扭矩切削土层,并将钻渣由管内螺旋排到孔口管外。边顶进、边切削、边出渣,将管幕钢管逐段向前顶进。每根钢管的两侧均焊接有提供下一孔位钢管滑行并卡位的轨道即锁扣。后续孔位钢管与相邻钢管的锁扣咬合顶进,在锁扣的作用下管与管横向扣接,在开挖线外形成纵向成梁、横向成拱的钢管帷幕。为开挖作业提供了可靠的保护。另外,为了确保钢管顶进精度,管幕施工的第一根孔作为标准孔,标准孔的精度决定了整个管幕的施工精度。因此,标准孔顶进时要全程进行严格地光学测量偏差,如有偏差随时进行纠偏。若标准孔位置基本处于正常的设计位置,后续孔位钢管的精度就有了保证。标准孔完成后,采用面向角导向方法可高精度、高效地进行管幕的后续孔位钢管的顶进。

3.小口径锁扣管幕施工流程

流程

4. 小口径锁扣管幕施工特点

⑴螺旋出土套管跟进工艺避免了地层的变形




螺旋出土套管跟进工艺

螺旋出土套管跟进工艺在一定程度上可以避免地层的变形。管幕施工时,管幕机提供螺旋钻杆的旋转动力和套管的顶推力。管幕机顶进时,螺旋钻杆向钻头传递钻压和扭矩切削土层,并将钻渣由管内螺旋排到孔口管外。钢管顶进过程中,调整顶进速度控制螺旋出土量,确保实际出土量≤计算出土量,适当对地层进行挤密,减少对地层的扰动,保证钢管顶进、土体切削、出渣的同步进行。


⑵拉大锁扣尺寸增加管幕钢管连接强度


 锁扣尺寸

实际施工中,我们会根据实际地层情况及施工要求采用不同尺寸的锁扣尺寸。锁扣尺寸指的是公扣或母扣上边缘与下边缘的距离,当锁扣尺寸较大时,公扣及母扣的上下边缘越接近钢管的上下两端,此时,相邻钢管之间的约束力越大,连接强度较高,在实际的施工实践中常采用此方法增加管幕钢管连接强度

⑶面向角导向方法能大幅提高控制精度

  精度控制是锁扣管幕的施工难点之一。钢管顶进过程中,施工钢管与成孔钢管锁扣间存在一定的偏转间隙。该偏转间隙的存在可使得施工钢管易发生偏转,施工钢管的位置与设计位置发生偏差,公母锁扣之间发生相互作用力,若不及时纠正,可能会发生侵线、公母扣脱扣等现象。小口径锁扣管幕施工方法采用面向角导向方法及时进行角度纠偏,确保钢管顶进精度。

所谓面向角导向是采用导向设备对钢管顶进进行预导向或预控制,根据成孔钢管的面向角及倾角变化情况,对施工钢管的角度及方位变化进行判断和定位。若需要施工钢管逆时针偏转,使则应及时在锁扣位置处加垫块,以阻止其顺时针偏转。采用此方法,可提高整个施工的控制精度,保证相邻钢管间的锁扣咬合及整个管幕钢管的打设精度,避免侵线事故的发生。

面向角


⑷长短程结合的管幕机提高了施工效率

  小口径锁扣管幕采用长短程结合的专利设备SE-GMJ-1200 螺旋出土跟管顶进管幕机施工(见图7)。管幕钻机设有短行程的顶推油缸及长行程的传动马达、传动链条,可实现管幕钢管的快速顶进及机头的快速回拖,二者有效结合,提高了施工工效。



管幕机

基于以上施工特点,可知小口径管幕造价低、地层扰动小、工期较短,避免了大口径管幕“高大长”等缺点,且相比于管棚施工方法,其施工效果更突出,更能有效保证隧道开挖安全,因此小口径锁扣管幕更值得推广。对于车站等一些特大断面隧道、一些重要下穿工程或超浅覆盖情况、对地面沉降要求较高而地质情况特别复杂的情况及需要止水的地下空间的开发,小口径锁扣管幕方法将成为优先选择的超前支护方案之一。 


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