大管棚施工方法

大管棚施工方法管棚管孔是依据其导向管来控制其方向和外插角在导向管内施钻，孔深12m（15m），采用地质钻机一次钻进。此管棚用于隧道进出口加强段：左线出口F1K41+793.000～F1K41+781，管棚长12m。右线出口2K41+796.000～2K41+784，管棚长12m。左线进口F1K41+202～F1K41+237，管棚长15m。右线进口2K41+243～2K41+258，管棚长15m。前管棚材料采用外径φ108mm，壁厚6mm的热轧无缝钢管，钢管前端加工成尖锥状，尾部焊接加劲箍，沿管壁按梅花形布设2排φ10～16mm压浆孔，待该管加工成型后，将此管用机械吊装，辅以人工插入已钻好的成孔内，然后灌注M20水泥浆，灌浆压力0.6MPa。管棚施工:管棚具体做法图：管棚示意图:管棚示意图导向墙内导管布置示意图:大样大管棚钻孔工艺流程：安装导向拱（或做套拱）测量布孔钻杆分节退出卸下搭设钻孔工作平台钻杆准备钻机就位校正钻孔及接长钻杆提升工作平台钻头准备顶管工艺流程：钻管棚孔顶第一节管棚管接第n节管棚管管内注浆顶第n节管棚管顶第二节管棚管接第二节管棚管孔口段人工下第一节管棚管1.使用地质钻机（油压xu-300型）施钻钻孔，钻杆长度为2.0～2.45m，分多次接杆。钻孔时随着孔深的增长，需要对回转扭矩、冲击力及推力进行控制和协调，尤其是推进力要严格控制，不能过大；2.为了防止钻杆在自重、推力和旋转扭矩的作用下，产生过大的摆动，导致钻孔不直，钻孔时钻头安装在由一节φ108钢管联接成的长管上，钻头组合段长约3～9m，其刚度大于钻杆。由于孔口导向管和钻头组合段的共同导向作用，可以保证钻孔方向偏差在允许范围内.3.钻头是由合金钢片与φ108钢管组成，合金片直接焊在钢管端部，遇土层可由高压水排除粉沫，遇岩石可钻进或退出钻杆排渣或取岩芯；大管棚施工技术要求：4.钻孔角度由导向拱上的导向套管控制，导向拱采用20b号工字钢加工和组装，拱架间距0.6m，安装四榀，纵向用钢筋联接加固，其刚度必须满足抗振动的要求。导向套管直径133mm，其位置由测量仪器精确定位后，焊接固定在导向拱上，导向套管的间距，角度与管棚相同，角度为1～3°.5.钻机开钻时，转速宜低，钻深20cm后转入正常钻进；6.第一根钻杆入岩层尾部剩余20～30cm时钻进停止，用两把管钳人工卡紧钻杆（注意不得卡丝扣），钻机低速反转，脱开钻杆，钻机退回原位，人工装入第二根钻杆，钻机低速送至第一根钻杆尾部，对准后联接成一体，每次接长钻杆，均可按上述方法进行操作；大管棚施工技术要求：大管棚施工技术要求：7.换钻杆时，要注意检查钻杆是否弯曲，有无损伤，中心喷水孔是否畅通等，不符合要求的应及时更换，以确保正常作业；8.钻孔时应随时观测钻进速度，孔内排水颜色等，并做好记录，以此判断前方是土层还是岩层，是孤石还是基岩，进一步摸清钻孔前方的地质情况。9.管件制作：棚管采用φ108×6无缝钢管。管壁钻有两排间距为15～20cm的梅花形布置的扩浆小孔，孔径φ10～16㎜。10.顶管作业：先将棚管对准已钻好的引导孔，前几节可用人工缓慢推进，当人工推进较困难时，再将顶进联接套与棚管联接，用钻机低速推进棚管，推进压力控制在2.0～4.0Mpa范围内。大管棚施工技术要求：11.接管：当前一节棚管推进孔内，孔外剩余20～40cm时，开动钻机反转，使顶进联接套与棚管脱离，钻机退回原位，人工装上后一节棚管，并焊接将棚管联接到位，使其联接成一体，再用钻机推进压力低速推进棚管。根据管棚设计长度，按同样方法继续接长棚管。12.按设计将管棚钢管顶进后，应先用钻头淘尽管内残渣。再注入水泥浆，水泥浆的水灰比控制在0.5:1.5～1.0:1.5之间，注浆初压力为0.5～1.0Mpa，终压力为2.0～2.5Mpa，使浆液通过管壁小孔扩散到岩土层的缝隙内，达到预加固围岩的目的。光面爆破Ⅲ、Ⅳ级围岩一般洞段开挖钻爆采用光面爆破，其施工工艺流程见下图：地质情况调查光面爆破设计测量放线钻孔钻孔质量验收装药与堵塞连接起爆网络起爆通风危石处理装药计算爆破材料准备网路检查光爆效果与质量检查台架就位光面爆破施工技术要求：1.周边眼的装药结构周边眼的装药结构是实现光面爆破的重要条件，严格控制周边眼装药量，采用合理的装药结构，尽量使炸药沿孔深均匀分布。施工时采用不偶合装药结构，不偶合装药系数一般控制在1.4～2.0范围内。2.测量放线钻孔前测量放样，准确绘出开挖轮廓线及周边眼、掏槽眼和辅助眼的位置。每次测量放线的同时，要对上次爆破断面进行检查。严格控制超欠挖，杜绝欠挖。3.掏槽方式根据隧道各部开挖方式、开挖断面大小及循环进尺的要求，同时结合Ⅳ级围岩和钻孔设备配备情况，采用减振效果较好的几种掏槽方式。光面爆破施工技术要求：4.钻孔作业钻眼前，钻工要熟悉炮眼布置图，严格按钻爆设计实施。特别是周边眼和掏槽眼的位置、间距及数量，未经项目总工程师同意不得随意改动。定人定位，周边眼、掏槽眼由经验丰富的司钻工司钻。准确定位凿岩机钻杆，使钻孔位置误差不大于5cm，保持钻孔方向平行，严禁相互交错。周边眼眼底不得超出开挖断面轮廓线15cm。同类炮眼钻孔深度要达到钻爆设计要求，眼底保持在一个铅垂面上。5.围岩爆破根据岩石强度选用不同猛度爆速的炸药，有水地段及周边眼选用乳化炸药，其余均用2号岩石硝铵炸药。周边眼用φ25×200小药卷，不偶合装药，其余炮眼用φ32×200药卷。采用非电毫秒塑料导爆管起爆。1、洞身开挖爆破方法：隧道开挖作业根据不同围岩等级分别采取不同的开挖方法。Ⅴ级围岩段主要采用机械辅以人工开挖，Ⅴ级围岩需爆破段采用分部微药量爆破开挖，Ⅲ、Ⅳ级围岩需爆破段采用分部光面爆破开挖，开挖用的脚手架一律使用自制整体移动式操作平台。（1）钻眼：爆破孔、锚杆孔采用风动YT-28风动凿岩机，一字形合金钻头，孔径38～42mm；钻注浆小导管导孔时使用Φ50柱齿钻头。（2）爆破：洞身开挖爆破采用二号岩石硝铵炸药，密度0.85～1，05g／cm3，药卷直径Φ22，线装药密度0.37kg／m.起爆方式均采用非电毫雷管分段起爆。2、隧道开挖爆破设计：（1）炮眼布置①掏槽眼，Ⅴ级、Ⅳ级围岩按楔形掏槽布置，Ⅲ级围岩按无空眼直眼掏槽布置。②爆破眼，按圆弧等间距布置，间距0.8～1.0m，抵抗线为0.7～1.1m，周边光爆眼间距为0.4～0.5m，光爆层0.6～0.7m。（2）循环进尺①Ⅴ级围岩钻眼深度1.1m，炮眼利用率按85%计，循环进尺为1.0m。②Ⅳ级围岩钻眼深度1.7m，炮眼利用率按85%计，循环进尺为1.6m。③Ⅲ级围岩钻眼深度2.4m，炮眼利用率按85%计，循环进尺为2.1m。（3）炸药品种及药卷直径①采用2号岩石硝铵炸药，爆破眼用Φ32药卷，线装药密度0.78kg／m;光爆眼用Φ22药卷，线装药密度为0.37kg／m;②由渗漏水地段炮眼使用乳化炸药，药卷直径与2号岩石硝铵炸药相同，线装药密度按炸药密度为1.05～1.35g／cm3计算。（4）雷管类型及使用①选用非电毫秒雷管为起爆器材，段别为1～20段。②雷管跳段使用，塑料导爆管（脚线）长5.0，网络采用并簇联方式。（5）炮眼装药量及单耗q①每米炮眼装药长度以装填系数（%）表示，掏槽眼装填系数为55～70%，辅助眼为45～55%，周边眼为70%。②炸药消耗量q(kg／m3),Ⅴ级围岩q=0.6～0.8kg／m3,Ⅳ级围岩q=0.7～1.0kg／m3,Ⅲ级围岩q=0.9～1.2kg／m3;(6)钻爆设计示意图（见下图）Ⅲ级围岩开挖钻爆设计示意图说明：1、本图尺寸以厘米为单位；适合Ⅲ级围岩，循环进尺2.0m；2、炮眼装填2号岩石硝铵炸药，用非电毫秒雷管分段起爆；3、周边眼采用φ22光爆药卷，连续装药，非电雷管起爆；4、单位耗药量：q=0.9kgm3，每平方米炮眼数量为1.87个。601593250601Ⅲ级围岩开挖钻爆设计示意图17191513119756085859090907585909090707070707070707070707080454580909090908270444433221无空眼直眼掏槽布置35254030454545450.57φ22702.2MS-151.031.031.031.03φ3260602.22.2φ3270装药系数(％）药卷直径(mm)1.31单孔药量(kg)11.79总装药量(kg)φ32φ32φ32φ32606060651.2214.8214.4217.518.549炮孔数量(个）14141772.22.22.22.42.4炮孔深度（m)φ321.0321.6324.7222.23153.5621243915160Ⅲ级围岩钻爆药量分配表炮眼部位名称全断面开挖周边眼内圈眼辅助眼掏槽眼铺助眼铺助眼铺助眼铺助眼雷管段别MS-13MS-11MS-9MS-7MS-5MS-1～4合计底板眼18.301.22φ32652.4MS-19MS-17Ⅳ级围岩开挖钻爆设计示意图991311975318080708075311001008565816060605070808065818080816067809010012266666547547350610周边眼不耦合装药结构示意图雷管φ22药卷堵孔材料导爆管64合计MS-1MS-3MS-5MS-7MS-92.050φ320.786.24铺助眼铺助眼二台眼底板眼周边眼下半断面MS-1MS-3MS-5MS-7MS-9MS-11雷管段别铺助眼铺助眼铺助眼铺助眼掏槽眼内圈眼周边眼小计上半断面炮眼部位名称Ⅳ级围岩钻爆药量分配表1318198126332210.140.7850φ3216.9214.8293.2417.1617.160.52φ22炮孔深度（m)2.22.02.02.02.013191613炮孔数量(个）1011.1814.8212.4810.140.8655505050φ32φ32φ32φ32总装药量(kg)10.30单孔药量(kg)1.03药卷直径(mm)装药系数(％）60φ32小计6190505570φ32φ32φ220.780.940.523.1251.24144.482.02.02.02.02.22.05070φ320.780.780.780.78MS-13说明；1、本图尺寸以厘米为单位；适合Ⅳ级围岩，循环进尺1.8m；2、炮眼装填2号岩石硝铵炸药，用非电毫秒雷管分段起爆；3、周边眼采用φ22光爆药卷，连续装药，非电雷管起爆；4、单位耗药量：q=0.84kgm3，每平方米炮眼数量为2.0个。说明；1、本图尺寸以厘米为单位；适合Ⅴ级围岩，循环进尺1.5m；2、炮眼装填2号岩石硝铵炸药，用非电毫秒雷管分段起爆；3、周边眼采用φ22光爆药卷，连续装药，非电雷管起爆；4、单位耗药量：q=0.64kgm3,每平方米炮眼数量为1.66个；5、上台阶与中台阶相距3.5～5.0m，中台阶与下台阶相距20～30m。131Ⅴ级围岩开挖钻爆设计示意图119780555135753175659010090901007560806070801001101001041104080804080656969563.5563.5360314315下导坑95.78MS-9MS-7MS-5MS-337.322.8812.6010.086.160.360.700.560.56φ22φ32φ32φ32605045451.61.81.61.6166558181811合计小计周边眼底板眼二台眼辅助眼MS-15.600.56φ32451.610辅助眼MS-1铺助眼570.360.560.560.70φ2245601.61.61.61.61.628.100.360.56φ22φ32604554φ3255装药系数(％）药卷直径(mm)0.77单孔药量(kg)4.62总装药量(kg)φ32φ32φ32φ32504545550.772.807.287.281.546炮孔数量(个）4131321.81.61.61.81.8炮孔深度（m)φ320.566.8430.365.045.605.04φ325