管棚施工總結(jié)

1、北京首爾工程技術(shù)有限公司大管棚施工方法總結(jié)LOGO大管棚施工的一般方法大管棚施工的一般方法 大管棚施工的一般方法為：使用水平鉆機(jī)在隧道開挖前的拱部區(qū)域按設(shè)計孔數(shù)、間距和深度鉆設(shè)水平孔，埋設(shè)管壁預(yù)鉆有孔眼的鋼管，并通過管壁預(yù)鉆孔眼注入水泥漿以加固土體和提高鋼管的剛度，使隧道拱部預(yù)先形成一傘狀鋼管棚，此結(jié)構(gòu)本身具抗剪性能, 可有效承載上覆局部松軟土體的荷載，且使被加固土體的抗剪強(qiáng)度有較大幅度的提高，從而在隧道開挖而拱部支護(hù)未施工或未發(fā)揮作用時，提供上覆土體所需的支撐力，減小或消除因隧道開挖引起的地面沉降和臨近管線的變形，確保隧道開挖安全。 LOGO1 1、大管棚應(yīng)用范圍、大管棚應(yīng)用范圍隧道出入口、

2、淺覆蓋地帶穿越軟弱地層、破碎帶下穿高速公路、鐵路及其他建筑物對地面沉降有特別要求的地段下穿河底、湖底或海底LOGO2 2、大管棚作用機(jī)制、大管棚作用機(jī)制 大管棚的作用機(jī)制主要是起到簡支梁的效果：管棚的一端深入隧道前方地層中，另一端在已有支護(hù)的上方。這樣通過管棚可以將局部的應(yīng)力特別是正開挖的拱部應(yīng)力均勻分布到前后，避免局部的應(yīng)力集中而失穩(wěn)。LOGO3、大管棚應(yīng)用中存在的問題 打設(shè)方法存在問題 管棚施作精度低 施工距離較短 缺少專用機(jī)械，工效低 缺乏相關(guān)規(guī)范LOGO打設(shè)方法存在的問題打設(shè)方法存在的問題 通常的管棚打設(shè)方法是先用鉆機(jī)通過鉆桿、鉆頭等鉆具打設(shè)比管棚管要大的孔，然后撤出鉆桿、鉆頭，再將管

3、棚管送入已打好的孔中。這樣在一些較松散、軟弱的地層中不易成孔，有些施工隊伍為了將管棚鋼管送入，反復(fù)打孔、掃孔，對地層擾動很大，往往是以后事故的主要原因。特別對一些含水地層，如果不采取特殊措施避免在管棚施工過程中產(chǎn)生非可控的水土流失，一般都會產(chǎn)生或大或小的事故。LOGO管棚施作精度低管棚施作精度低 一般管棚都設(shè)計有導(dǎo)向墻，導(dǎo)向墻作用有二：其一是取定孔位和定入孔角度的作用，其二是希望通過導(dǎo)向管使得鉆孔方向在一定的深度內(nèi)能保持大致不變。 即使有了導(dǎo)向墻，超過30米的管棚的打設(shè)精度還是難以保證。實際施工中一般管棚入孔角度超過 3 度就是為了避免管棚侵限。 由于管棚打設(shè)精度低，也不可能一次性施作太長。L

4、OGO缺少專用機(jī)械缺少專用機(jī)械 國內(nèi)目前還缺乏大推力大扭矩的專用管棚鉆機(jī)，施工單位多用小型的地質(zhì)鉆機(jī)采用潛孔鉆或水鉆成孔。小型鉆機(jī)的主要缺點是可控性差，施鉆時隨意性多，打多深算多深。由于動力不足，打孔時間長，施工時對地層擾動大，鉆頭也容易下扎。 另外，管棚施工時搭臺架費時費力，這也在一定程度上限制了管棚的應(yīng)用。 因此開發(fā)出適合國內(nèi)隧道施工的專用大功率管棚鉆機(jī)是當(dāng)務(wù)之急。LOGO缺乏相關(guān)規(guī)范缺乏相關(guān)規(guī)范 管棚作為超前支護(hù)的主要輔助方法在我國應(yīng)用非常廣泛，但至今仍然沒有相應(yīng)的規(guī)范。 應(yīng)該加緊制定管棚的相關(guān)設(shè)計規(guī)范、設(shè)備要求、針對不同的地質(zhì)水文條件及現(xiàn)場情況的管棚施工規(guī)范和相應(yīng)的質(zhì)量控制和驗收標(biāo)準(zhǔn)。

5、LOGO針對上述問題：針對上述問題： 我們經(jīng)過探索、試驗并吸取經(jīng)驗教訓(xùn)，制定出一整套我們經(jīng)過探索、試驗并吸取經(jīng)驗教訓(xùn)，制定出一整套較完善的大管棚施工方法：較完善的大管棚施工方法： 導(dǎo)向跟管鉆進(jìn)法拉管法（管幕法）風(fēng)循環(huán)鉆進(jìn)施工法潛孔錘跟管鉆進(jìn)法潛孔鉆成孔下管法LOGO導(dǎo)向跟管鉆進(jìn)法原理導(dǎo)向跟管鉆進(jìn)法原理 導(dǎo)向跟管鉆進(jìn)是借鑒水平定向鉆進(jìn)技術(shù)發(fā)展而來。水平定向鉆進(jìn)是非開挖管線施工的一種方法，其要旨在：鉆進(jìn)過程中能準(zhǔn)確測定鉆頭在地下的位置和方向，據(jù)此確定鉆進(jìn)軌跡同設(shè)計軌跡的差異，利用能進(jìn)行方向調(diào)節(jié)的導(dǎo)向鉆頭（楔型鉆頭）改變鉆進(jìn)方向。 管棚施工中，用管棚管代替鉆桿，其最前端加裝導(dǎo)向鉆頭，后續(xù)管之間采用絲

6、扣進(jìn)行連接，利用水平定向鉆機(jī)將管棚管依次打入土體中。在鉆進(jìn)過程中，依據(jù)導(dǎo)向鉆頭內(nèi)置的定位傳感器傳出的角度信號，對鉆進(jìn)角度進(jìn)行調(diào)節(jié)，按設(shè)計軌跡鉆進(jìn)。LOGO拉管法原理拉管法原理 拉管法同導(dǎo)向跟管鉆進(jìn)法的原理相似。拉管法是采用專用導(dǎo)向鉆頭和鉆桿，先打設(shè)導(dǎo)向孔，然后將比導(dǎo)向孔更粗的鋼管從另一端拉入。 同導(dǎo)向跟管鉆進(jìn)法相比，拉管法需要跟蹤導(dǎo)向，且兩端有工作面，因此拉管法的精度要高，不會有地面沉降，質(zhì)量控制也更好。LOGO導(dǎo)向鉆頭構(gòu)造示意圖如下： 如上圖所示：導(dǎo)向鉆頭內(nèi)裝有特制的定位傳感器，傳感器通過信號線穿過鉆桿連接孔外的顯示器。顯示器顯示導(dǎo)向鉆頭的傾角和面向角(顯示器上有一角度指示鐘，導(dǎo)向板斜面朝下

7、時為12點)。導(dǎo)向鉆頭鉆進(jìn)角度如果偏下可以把導(dǎo)向鉆頭調(diào)到12點，即導(dǎo)向板斜面朝下，直接頂進(jìn)，此時由于導(dǎo)向板底板斜面面積大,受到一個向上的托力，導(dǎo)向鉆頭軌跡就會朝上運移。同理,在6點時糾偏可以使鉆頭鉆進(jìn)軌跡朝下，9點、3點時分別為左、右糾偏方向。如果角度合適，鉆機(jī)勻速旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，導(dǎo)向鉆頭的鉆進(jìn)軌跡是平直的。LOGO導(dǎo)向跟管鉆進(jìn)法的優(yōu)點導(dǎo)向跟管鉆進(jìn)法的優(yōu)點（1）精度高 能有效控制棚管打設(shè)方向，精度 0.3-0.8%；（2）工效高 管棚施作距離較長，一次性施作可超過100米；（3）沉降小 將管棚鋼管作鉆桿直接打入，不擴(kuò)孔，擾動小；（4）可在富水及承壓水情況下作業(yè)；（5）孔底注漿，孔口返漿，封孔壓漿,注

8、漿質(zhì)量可控；（6）能按特殊要求的軌跡鉆進(jìn)，在隧道內(nèi)打設(shè)管棚可不設(shè)管棚 工作室。LOGO導(dǎo)向跟管鉆進(jìn)法施工的部分超長管棚實例導(dǎo)向跟管鉆進(jìn)法施工的部分超長管棚實例（1）北京地鐵十號線黃莊站，05年，126米，中鐵十四局（2）北京地鐵十號線花園路站，05年，90米，中鐵十六局（3）武廣客專金沙洲隧道出口，07年，100米，中鐵四局（4）鄭西客專高橋隧道，07年，93-110米，中鐵二十三局（5）太原晉祠隧道，10年，120米，中鐵十五局（6）太原晉祠隧道，10年，140米，中鐵十五局（7）長治新紡煤業(yè)斜井，11年，170米，新紡煤業(yè)LOGO導(dǎo)向跟管鉆進(jìn)法管棚打設(shè)參數(shù)導(dǎo)向跟管鉆進(jìn)法管棚打設(shè)參數(shù)管棚長度

9、 20-80m，特殊情況 100m200m管棚管中心距250-400mm常用直徑 108mm、133mm、159mm鋼管壁厚 6-10mm內(nèi)接管壁厚1012mm 絲扣連接管棚中心距開挖線 200-350mm孔位偏差2cm外插角0.5%-1.5%導(dǎo)向精度0.5%注漿方式管內(nèi)注漿 孔口返漿 封孔壓漿注漿花管不需要管棚工作室一般外擴(kuò)50cm，可無管棚工作室導(dǎo)向墻無需專門導(dǎo)向墻LOGO拉管法管棚打設(shè)參數(shù)拉管法管棚打設(shè)參數(shù)管棚長度 20-500m管棚管中心距350-500mm常用直徑 219mm、299mm、610mm鋼管壁厚 6-10mm內(nèi)接管壁厚68mm 焊接管棚中心距開挖線 200-300mm孔位

10、偏差2cm外插角無導(dǎo)向精度20 cm 以內(nèi)注漿方式管內(nèi)注漿注漿花管可另設(shè)管棚工作室兩邊都要工作面導(dǎo)向墻無需專門導(dǎo)向墻LOGO跟管同拉管工法比較跟管同拉管工法比較導(dǎo)向跟管鉆進(jìn)法導(dǎo)向跟管鉆進(jìn)法 拉管法拉管法鉆具臨時制作專用鉆具角度測量上下測、左右不測上下、左右都測精度5-820cm以內(nèi)管徑159159沉降3mm無施工長度較短長可控性較弱強(qiáng)工作面要求可單工作面必須雙工作面LOGO不同的管棚打設(shè)方法適用條件不同的管棚打設(shè)方法適用條件導(dǎo)向跟管鉆進(jìn)法 富水、軟弱、松散地層拉管法（管幕法） 兩端有工作面，較大口徑鋼管風(fēng)循環(huán)鉆進(jìn)施工法 濕陷性黃土潛孔錘跟管鉆進(jìn)法 卵石、斷層、松散含石地層潛孔錘成孔下管法 中風(fēng)化、弱風(fēng)化有一定自穩(wěn)性地層LOGO相關(guān)圖片相關(guān)圖片LOGOLOGOLOGOLOGOLOGO導(dǎo)向鉆頭導(dǎo)向鉆頭LOGO加工后的管棚鋼管加工后的管棚鋼管LOGO準(zhǔn)備連接鋼管準(zhǔn)備連接鋼管LOGO無管棚工作室施工無管棚工作室施工LOGO復(fù)雜地層管棚支護(hù)竣工狀況復(fù)雜地層管棚支護(hù)竣工狀況LOGO 地鐵四號線下穿長安街地鐵四號線下穿長安街325325大管棚大管棚L(fēng)OGO南水北調(diào)下穿石太高速公路南水北調(diào)下穿石太高速公路LOGO高橋隧道濕陷性黃土地層管棚下大斷面開挖高橋隧道濕陷性黃土地層管棚下大斷面開挖LOGO地鐵十號線花園路站