CN110359926A - 浅埋富水带隧道钢管砼辅助成拱施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及隧道工程技术领域,具体涉及浅埋富水带隧道钢管砼辅助成拱施工方法;包括以下步骤:A、安装套拱拱架和管棚套管,将套拱现浇成型达到强度后,首先对管棚钻取奇数孔眼,然后安装有孔钢花管,再注入水泥浆及水玻璃双液浆;B、对有孔钢花管尾端采用M30水泥砂浆封堵,然后再钻取偶数孔眼,接着安装无缝钢管,在无缝钢管尾部安装带阀门的注浆连接管,同时采用混凝土输送泵注入C30泵送混凝土,将压注终压控制为8Mpa;C、待混凝土达到初凝后再拆掉注浆连接管;本发明在不完全依赖加固后的土体自稳及自拱能力的情况下,采用钢管混凝土优先辅助成拱,抵抗上覆土体变形沉降,控制洞内收敛,大大提高施工安全性。
Description
技术领域
本发明涉及隧道工程技术领域,具体涉及浅埋富水带隧道钢管砼辅助成拱施工方法。
背景技术
常规隧道进出洞施工中,往往采用超前大管棚用做超前预加固,并注入水泥浆、水玻璃或泡沫尿烷等材料增大管棚的刚度和周边土体的固结力,使得管棚与周围松散土体连接成一个整体,从而极大地增强了土层的稳定性;但针对浅埋富水带隧道,土体处于自然富水条件下,土骨架间孔隙基本由水体充填,致使注浆困难从而达不到预计的浆液扩散比,且常规注浆材料易被土体孔隙水稀释,难以实现加固周边土体的目的。
发明内容
本发明的目的是为了克服背景技术中,提供一种可大大提高施工安全性的浅埋富水带隧道钢管砼辅助成拱施工方法。
为实现上述目的,本发明采取以下技术方案:
浅埋富水带隧道钢管砼辅助成拱施工方法,包括以下步骤:
A、安装套拱拱架和管棚套管,将套拱现浇成型达到强度后,首先对管棚钻取奇数孔眼,然后安装有孔钢花管,再注入水泥浆及水玻璃双液浆;
B、对有孔钢花管尾端采用M30水泥砂浆封堵,然后再钻取偶数孔眼,接着安装无缝钢管,在无缝钢管尾部安装带阀门的注浆连接管,同时采用混凝土输送泵注入C30泵送混凝土,将压注终压控制为8Mpa;
C、待混凝土达到初凝后再拆掉注浆连接管。
进一步的是,A步骤中,所述管棚采用φ108×6mm钢管制作而成,管棚包括有孔钢花管和无缝钢管;对有孔钢花管采用电钻进行钻取φ16的注浆孔。
进一步的是,所述注浆孔采用梅花型分布设置,注浆孔之间间距为15cm;所述有孔钢花管的长度分别为3m、6m、9m。
进一步的是,所述有孔钢花管的两端设置有四向切槽,还包括内撑连接管,该内撑连接管为为40cm的φ89×6mm钢管,所述内撑连接管套在四向切槽内。
进一步的是,所述四向切槽的长度为10cm,宽度为2cm。
进一步的是,所述内撑连接管一端套在有孔钢花管一端,通过在四向切槽内塞焊将内撑连接管和有孔钢花管固定连接在一起,所述内撑连接管另一端预留段长度为20cm,该预留段与下一节段有孔钢花管连接。
进一步的是,所述管棚套管采用φ127×4mm钢管制作而成,其长度切割为2m。
进一步的是,A步骤中,所述拱架根据设计节段长度和尺寸采用智能型钢弯曲机制作,采用等离子及火焰切割机制作连接钢板,钢板拱架连接采用CO2保护焊,并配备高强螺栓。
进一步的是,A步骤中,将已制作好的钢拱架采用高强螺栓连接,然后焊接φ22纵向连接筋控制拱架间距及垂直度,管棚按照环向间距安装套管,套管采用φ22定位钢筋焊接固定于拱架上,并调整套管上挑角度;采用辅助支撑结构支撑钢拱架。
本发明的有益效果是:
本发明在不完全依赖加固后的土体自稳及自拱能力的情况下,采用钢管混凝土优先辅助成拱,抵抗上覆土体变形沉降,控制洞内收敛,大大提高施工安全性;无缝管压入混凝土,增加无缝管刚度,提高单管承压能力;通过控制钢管混凝土结构环向间距及纵向长度,抵抗浅埋覆盖层土体下沉而辅助成拱;采用本发明施工方法无需考虑围岩土体自拱能力,快速推进隧道的进出洞施工;有效控制拱顶下沉变形,避免塌方、漏顶及地表开裂导致土体滑移,保障隧道施工安全。
附图说明
图1是本发明中管棚结构示意图;
图2是本发明中有孔钢花管钻孔示意图;
图3是本发明中有孔钢花管四向切槽结构示意图;
图4是本发明有孔钢花管与内接连接管连接示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
结合附图1、图2、图3及图4:
本发明提供浅埋富水带隧道钢管砼辅助成拱施工方法,包括以下步骤:
A、安装套拱拱架和管棚套管2,将套拱现浇成型达到强度后,首先对管棚1钻取奇数孔眼,然后安装有孔钢花管3,再注入水泥浆及水玻璃双液浆;管棚1采用φ108×6mm钢管制作而成,包括有孔钢花管3和无缝钢管,有孔钢花管采用电钻钻取φ16注浆孔,按梅花型布设,间距15cm,钢管加工节段长度为3m、6m、9m,单节段钢管两端采用四向切槽4(槽宽×长=2×10cm),即在单节段钢管两端开设四个槽,用作塞焊焊槽,加工时单端采用长40cm的φ89×6mm钢管用作内撑连接管5,并满焊塞槽固定,预留20cm用于连接下一节段有孔钢花管。
在套拱现浇成型过程中,先浇筑套拱基础,固定钢拱架,再进行套拱内模安装,外模先安装高度1.0m左右,采用地泵浇筑,边浇筑边采用插入式振捣器振捣,然后逐渐加高外模模板,模板高度控制高于混凝土面0.5m即可,直至浇筑完成,浇筑过程中应左右交替进行,控制拱架偏移,将模板拆模后,采用土工布洒水养护,养护期严格控制土工布湿润情况。
清理套管口及管内水泥浆液,在套管上方套拱面沿左向右喷漆编号。钻取奇数孔眼应采用跳孔钻取,钻进过程中进行反复扫孔,清除浮渣,确保孔径、孔深符合要求,防止堵孔,并采用高压风从孔底向孔口清理钻渣。
安装有孔钢花管采用推进击法安装,两管相接时,插入预留内撑管,满焊塞焊焊缝,有孔钢花管安装第一个孔位时,第一节段长度3m,依次安装6m、9m、3m……,直至装到设计位置,安装第二个孔位时,第一节段长度为6m,依次安装9m、3m、6m…,按照此规律安装所有孔钢花管,安装完成后在钢管尾端安装止浆阀,并将端口孔隙封堵严密。
B、对有孔钢花管尾端采用M30水泥砂浆封堵,然后再钻取偶数孔眼,接着安装无缝钢管,在无缝钢管尾部安装带阀门的注浆连接管,同时采用混凝土输送泵注入C30泵送混凝土,将压注终压控制为8Mpa;
采用双液注浆泵注水泥净浆+水玻璃双液浆,注浆压力初压0.5~1.0Mpa,终压2.0Mpa注浆结束后用M30水泥砂浆密实填充钢管,注浆效果主要采用注浆压力控制。
在钻取偶数孔眼时,偶数孔眼应采用跳孔钻取,钻进过程中进行反复扫孔,清除浮渣,确保孔径、孔深符合要求,防止堵孔,并采用高压风从孔底向孔口清理钻渣。
安装无缝钢管:无缝钢管采用推进击法安装,两管相接时,插入预留内撑管,满焊塞焊焊缝。无缝钢管安装第一个孔位时,第一节段长度9m,依次安装3m、6m、9m…,直至安装到设计位置,安装第二个孔位时,第一节段长度为3m,依次安装6m、9m、3m…,按照此规律安装所有孔位无缝管,安装完成后在钢管尾端安装止浆阀,止浆阀管径与无缝钢管内径相同。
压注混凝土:调整C30泵送混凝土塌落度,易于管内压注混凝土;压注混凝土前,压入少量水湿润无缝管壁,单管压注分3次间歇式压注,第一次压注至压力3Mpa,第二次压注至压力6Mpa,第三次压注至终压8Mpa,按此工艺压注全部无缝钢管,压注完成后,待混凝土达到初凝后方可拆卸止浆阀。
C、压注的混凝土达到初凝后再拆掉注浆连接管。
以上所述是本发明的较佳实施例及其所运用的技术原理,对于本领域的技术人员或外科医师来说,来说,在不背离本发明的精神和范围的情况下,任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变,均属于本发明保护范围之内。
Claims (9)
1.浅埋富水带隧道钢管砼辅助成拱施工方法,其特征在于:包括以下步骤:
A、安装套拱拱架和管棚套管,将套拱现浇成型达到强度后,首先对管棚钻取奇数孔眼,然后安装有孔钢花管,再注入水泥浆及水玻璃双液浆;
B、对有孔钢花管尾端采用M30水泥砂浆封堵,然后再钻取偶数孔眼,接着安装无缝钢管,在无缝钢管尾部安装带阀门的注浆连接管,同时采用混凝土输送泵注入C30泵送混凝土,将压注终压控制为8Mpa;
C、待混凝土达到初凝后再拆掉注浆连接管。
2.根据权利要求1所述的浅埋富水带隧道钢管砼辅助成拱施工方法,其特征在于:
A步骤中,所述管棚采用φ108×6mm钢管制作而成,管棚包括有孔钢花管和无缝钢管;对有孔钢花管采用电钻进行钻取φ16的注浆孔。
3.根据权利要求2所述的浅埋富水带隧道钢管砼辅助成拱施工方法,其特征在于:所述注浆孔采用梅花型分布设置,注浆孔之间间距为15cm;所述有孔钢花管的长度分别为3m、6m、9m。
4.根据权利要求3所述的浅埋富水带隧道钢管砼辅助成拱施工方法,其特征在于:所述有孔钢花管的两端设置有四向切槽,还包括内撑连接管,该内撑连接管为为40cm的φ89×6mm钢管,所述内撑连接管套在四向切槽内。
5.根据权利要求4所述的浅埋富水带隧道钢管砼辅助成拱施工方法,其特征在于:所述四向切槽的长度为10cm,宽度为2cm。
6.根据权利要求5所述的浅埋富水带隧道钢管砼辅助成拱施工方法,其特征在于:所述内撑连接管一端套在有孔钢花管一端,通过在四向切槽内塞焊将内撑连接管和有孔钢花管固定连接在一起,所述内撑连接管另一端预留段长度为20cm,该预留段与下一节段有孔钢花管连接。
7.根据权利要求6所述的浅埋富水带隧道钢管砼辅助成拱施工方法,其特征在于:所述管棚套管采用φ127×4mm钢管制作而成,其长度切割为2m。
8.根据权利要求7所述的浅埋富水带隧道钢管砼辅助成拱施工方法,其特征在于:A步骤中,所述拱架根据设计节段长度和尺寸采用智能型钢弯曲机制作,采用等离子及火焰切割机制作连接钢板,钢板拱架连接采用CO2保护焊,并配备高强螺栓。
9.根据权利要求8所述的浅埋富水带隧道钢管砼辅助成拱施工方法,其特征在于:A步骤中,将已制作好的钢拱架采用高强螺栓连接,然后焊接φ22纵向连接筋控制拱架间距及垂直度,管棚按照环向间距安装套管,套管采用φ22定位钢筋焊接固定于拱架上,并调整套管上挑角度;采用辅助支撑结构支撑钢拱架。
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