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管幕施工

日期:2018-07-11

管幕模擬圖

1 .管幕工法簡介

管幕法是一種獨特的地下空間建設方法,它利用較大直徑的鋼管在地下密排并相互咬合預先形成鋼管帷幕,然后在此鋼管帷幕的保護下進行開挖,從而建造大斷面的地下空間。是一種安全可靠的地下暗挖技術。我公司先后開發出普通管幕工法,小口徑鎖扣管幕工法。其中,普通管幕不帶鎖扣,為剛性大管棚結果,小口徑鎖扣管幕工法以單根鋼管鋪設為基礎,多根鋼管平行咬合,密布在隧道周圍形成穩定的支護結構。該管幕結構縱向成梁、橫向成拱,為開挖作業提供了可靠的保護。對于地質情況復雜,地面沉降要求高、超淺覆蓋等地下空間的建設小口徑鎖扣管幕是優先選擇的超前支護方案

2.小口徑鎖扣管幕施工方法

 小口徑鎖扣管幕工法采用螺旋出土套管跟進工藝進行施工。管幕鋼管作為套管,內部安裝帶有專門鉆頭的螺旋鉆桿。管幕機提供螺旋鉆桿的旋轉動力和套管的頂推力。管幕機頂進時,螺旋鉆桿向鉆頭傳遞鉆壓和扭矩切削土層,并將鉆渣由管內螺旋排到孔口管外。邊頂進、邊切削、邊出渣,將管幕鋼管逐段向前頂進。每根鋼管的兩側均焊接有提供下一孔位鋼管滑行并卡位的軌道即鎖扣。后續孔位鋼管與相鄰鋼管的鎖扣咬合頂進,在鎖扣的作用下管與管橫向扣接,在開挖線外形成縱向成梁、橫向成拱的鋼管帷幕。為開挖作業提供了可靠的保護。另外,為了確保鋼管頂進精度,管幕施工的第一根孔作為標準孔,標準孔的精度決定了整個管幕的施工精度。因此,標準孔頂進時要全程進行嚴格地光學測量偏差,如有偏差隨時進行糾偏。若標準孔位置基本處于正常的設計位置,后續孔位鋼管的精度就有了保證。標準孔完成后,采用面向角導向方法可高精度、高效地進行管幕的后續孔位鋼管的頂進。

3.小口徑鎖扣管幕施工流程

流程

4. 小口徑鎖扣管幕施工特點

⑴螺旋出土套管跟進工藝避免了地層的變形




螺旋出土套管跟進工藝

螺旋出土套管跟進工藝在一定程度上可以避免地層的變形。管幕施工時,管幕機提供螺旋鉆桿的旋轉動力和套管的頂推力。管幕機頂進時,螺旋鉆桿向鉆頭傳遞鉆壓和扭矩切削土層,并將鉆渣由管內螺旋排到孔口管外。鋼管頂進過程中,調整頂進速度控制螺旋出土量,確保實際出土量≤計算出土量,適當對地層進行擠密,減少對地層的擾動,保證鋼管頂進、土體切削、出渣的同步進行。


⑵拉大鎖扣尺寸增加管幕鋼管連接強度


 鎖扣尺寸

實際施工中,我們會根據實際地層情況及施工要求采用不同尺寸的鎖扣尺寸。鎖扣尺寸指的是公扣或母扣上邊緣與下邊緣的距離,當鎖扣尺寸較大時,公扣及母扣的上下邊緣越接近鋼管的上下兩端,此時,相鄰鋼管之間的約束力越大,連接強度較高,在實際的施工實踐中常采用此方法增加管幕鋼管連接強度

⑶面向角導向方法能大幅提高控制精度

  精度控制是鎖扣管幕的施工難點之一。鋼管頂進過程中,施工鋼管與成孔鋼管鎖扣間存在一定的偏轉間隙。該偏轉間隙的存在可使得施工鋼管易發生偏轉,施工鋼管的位置與設計位置發生偏差,公母鎖扣之間發生相互作用力,若不及時糾正,可能會發生侵線、公母扣脫扣等現象。小口徑鎖扣管幕施工方法采用面向角導向方法及時進行角度糾偏,確保鋼管頂進精度。

所謂面向角導向是采用導向設備對鋼管頂進進行預導向或預控制,根據成孔鋼管的面向角及傾角變化情況,對施工鋼管的角度及方位變化進行判斷和定位。若需要施工鋼管逆時針偏轉,使則應及時在鎖扣位置處加墊塊,以阻止其順時針偏轉。采用此方法,可提高整個施工的控制精度,保證相鄰鋼管間的鎖扣咬合及整個管幕鋼管的打設精度,避免侵線事故的發生。

面向角


⑷長短程結合的管幕機提高了施工效率

  小口徑鎖扣管幕采用長短程結合的專利設備SE-GMJ-1200 螺旋出土跟管頂進管幕機施工(見圖7)。管幕鉆機設有短行程的頂推油缸及長行程的傳動馬達、傳動鏈條,可實現管幕鋼管的快速頂進及機頭的快速回拖,二者有效結合,提高了施工工效。



管幕機

基于以上施工特點,可知小口徑管幕造價低、地層擾動小、工期較短,避免了大口徑管幕“高大長”等缺點,且相比于管棚施工方法,其施工效果更突出,更能有效保證隧道開挖安全,因此小口徑鎖扣管幕更值得推廣。對于車站等一些特大斷面隧道、一些重要下穿工程或超淺覆蓋情況、對地面沉降要求較高而地質情況特別復雜的情況及需要止水的地下空間的開發,小口徑鎖扣管幕方法將成為優先選擇的超前支護方案之一。 


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