管棚超前支护法是近年发展起来的一种在软弱围岩中进行隧道掘进的新技术。管棚法作为隧道施工的一种辅助方法,在软岩隧道施工中穿越破碎带、松散带、软弱地层,涌水、涌砂层发挥了重要作用。管棚是利用钢管作为纵向支撑,钢拱架作为横向环形支撑,构成纵、横向整体,不仅沿隧道纵向具有梁结构的作用,在横断方向还具有拱形结构支护效果。由于其刚度较大,因此能够很好的阻止和限制围岩变形,并能提前承受早期围岩压力。工艺工法概况目前,管棚在隧道工程中较常采用,尤其是洞口位置处,围岩多风化破碎,岩质较差,为保证其进洞安全,常采用管棚作为超前支护。对于一些松散破碎的软弱围岩,采取常规的管棚施工工艺,成孔困难,套管推进不到位,管棚施工质量无法保证,可采取跟管钻机对于软弱围岩管棚施工。管棚的成孔方式主要有两种:一是管棚引孔顶入法,当钻进地层易成孔时,一般采用先钻孔、后插管得方法,即钻孔完成经查合格后,将管棚连续接长,由钻机旋转顶进将其装入孔内;二是管棚跟管钻进法,当地质状况复杂,遇有砂卵石、岩堆、漂石或破碎带不易成孔时,可采用跟管钻进工艺,即将套管及钻杆同时钻入,成孔后取出钻杆,顶入管棚,拔出外套管。工艺原理管棚支护结构。管棚施工在实际工程中起简支梁作用,而两端的支撑梁便是简支梁的弹性支撑。管棚厂家
即当长时间注浆压力上不来时,说明浆液顺空隙泄流至塌空区,这时将浆液凝结时间调整至30-50秒,注浆1-5分钟,停40秒,待原注入浆液初凝变稠后再注,如此反复,则原先的泄浆通道逐渐变小并终堵塞,浆液即在管棚周围达到均匀扩散的目的。管棚超前支护技术发展趋势在目前的超前支护方法中,主要有超前锚杆、超前小导管注浆和超前管棚。超前锚杆和超前小导管注浆具有施工便捷、技术易掌握、机械化配套程度要求不高等优点,但支护长度小(3~5m),锚杆或小导管伸入工作面前端滑动线内距离短,开挖循环进尺受限制,一般在浅埋松散地层中循环进尺多控制在15~17m,循环次数增加,工序交换频繁,特别是在自稳能力极差的围岩中,锚杆和导管前端仍在滑移面内,起不到超前支撑保护的作用,极易造成工作面失稳,存在较大的安全隐患。因此,长管棚的应用越来越普遍。长管棚超前支护施工技术的支护作用机理在于,主要是钢管与浆液固结体共同作用的结果,一方面进行钻孔、下设钢管,当钢管穿过松散软弱围岩、岩石(土)等破坏区后,伸入到原状土部位时,有力地保障了开挖掌子面岩土体的稳定,起到骨架、格栅作用;另一方面通过注浆使浆液从钢花管孔眼中压出。乌鲁木齐管棚价格先行施设的管棚,以掌子面和后方支撑为支点,形成一个梁式结构。
管棚施工过程中要对Ⅴ类围岩及洞口进洞地段进行管棚管注浆超前支护有助于洞口进洞时安全得到保障,也使洞内软弱围岩地段施工能顺利进行,确保人员、机械的安全,也使隧道开挖工作能顺利进行具有现实的意义。管棚管注浆量的计算公式如下:1、计算管棚管注浆材料及配合比注浆浆液采用水泥-水玻璃双液浆,水泥采用425普通硅酸盐水泥,水玻璃采用Ⅱ型水玻璃,体积质量为1.25g/cm3,水玻璃浓度为35Be°,水泥浆液水灰比为0.6:1~1:1,水泥与水玻璃浆体积比为1:0.5。2、了解注浆压力注浆压力为:0.5~1.2MPa。3、了解浆液扩散半径浆液扩散半径公式:R=0.7×0.3=0.21m,取0.3m。4、计算单根钢管注浆量计算公式:Q=π·r2·L+π·R2·L·η·α·β式中:r—钢管半径,0.108/2=0.054m;L—钢管长度,考虑与钻机连接,取24m;R—浆液扩散半径,取0.3m;η—地层孔隙率,堆积体经测试为11%;α—浆液有效充填率,取0.9;β—浆液损耗系数,取1.15。经计算,单根钢管注浆量:Q=0.992m3。
管棚管施工要求:
(1)为保证成孔质量,防止邻孔钻进时前面的成孔坍塌,钻孔间隔进行。先钻奇数孔,后钻偶数孔,成孔直径为φ140mm,以便顺利安装φ108×6mm钢花管。即采用大引导孔施工,很大程度上克服在顶管施工作业中送管难的情况发生。
(2)施作长管棚时(φ108×6mm),打孔角度洞口段为1°~3°,环向间距40cm,每根长40m(每节长9m,采用长89cm套管连接),施作时每段应交错搭接3m,管棚管上按间距15cm梅花形钻10mm的小孔。1节管棚管顶端做成锥型,以便顶进。φ108×6mm管棚管采用4.0m和6.0m两种规格,奇数孔首根4.0m,偶数孔首根6.0m,其余的均为6.0m,以避免管棚管接头在同一断面上。管棚管采用套管联接。
(3)为了确保钻杆接头有足够的强度、刚度和韧性,钻杆连接套应与钻杆材质一致,两端加工内螺纹(配合钻杆端外螺扣),连接套的壁厚≥10mm。为防止钻杆在推力和振动力的双重作用下,上下颤动,导致钻孔不直,钻孔时,应把扶直器套在钻杆上,随钻杆向前钻进向前平移。 注浆管棚注浆是管棚施工的关键环节之一,注浆效果的优劣同样影响着整个管棚体系的施工质量。
管棚管与超前小导管的区别有哪些?超前小导管为壁厚5mm的钢管,直径一般为42mm,处理范围一般也就6米左右。是通过超前小导管浆将掌子面前方的较为破碎的围岩进行固结的一种方法,使围岩形成一个整体后再进行下一步工序;而管棚管通常在洞口段使用,外插角在3度以内,长度根据岩土体状况和洞口段埋深情况而定,但蕞长不宜超过40米,环向间距20-40cm,管径90-100cm,不宜超过110cm。管棚管不一定只在洞口用的,在比较大的塌方中用得也很多,管棚管和超前小导管作用都是超前支护,只是作用范围和大小不一样。管棚管一般用在围岩条件较差或者塌方方量比较大无法用双层超前小导管穿过时用,但施工周期很长,如果条件允许,一般用超前小导管,施工周期短,施工简单。至于外插角,其实一般在3到7度。管子越长,角度一般用小的。管棚管与超前小导管的区别就为您讲到这里。无论是哪一种材料,在隧道施工的过程中都是离不开的,我们在使用的过程中可以根据地质情况来进行选择和使用。管棚不一定只在洞口用的,在比较大的塌方中用得也很多。楚雄管棚采购
管棚法作为隧道施工的一种辅助方法。管棚厂家
管棚管的应用范围:管棚的作用有哪些?随着建筑物越来越密集,城市的空间就变得越来越有限,如果采取明挖方法来改建,势必对于交通及环境都不利,因此管棚施工的出现正好解决了这一难题。管棚施工是一种地下铁道的暗挖施工方法,在施工过程中管棚是必需要使用到的一种材料,那么管棚的作用有哪些呢?
1、控制地表沉降在隧道穿越既有线、下穿既有建筑物、构筑物等时,管棚的作用主要就是控制地表沉降,防止既有线路、建筑物、构筑物因隧道开挖而遭到破坏,确保既有线路、建筑物和构筑物的安全及隧道开挖的顺利进行。此种情况管棚的钢管直径可偏大(φ299)。
2、加固围岩土体强度提高围岩土体强度,提高开挖线拱部土体承载力,加固隧道围岩,确保隧道施工安全。注浆浆液经管壁孔压入围岩裂隙中,使松散岩体胶结、固结,从而改善了软弱(破碎)围岩的物理力学性质,增强了围岩的自承受能力,达到了加固管棚周边围岩的目的。在隧道穿越破碎带、松散带、软弱地层、涌水、涌沙等地段时,管棚的这种作用比较明显。
3、确保施工安全管棚支护刚度较大,施工时如再次发生塌方,塌渣也是落在管棚上部岩渣上,起到缓冲作用。即使管棚失稳,其破坏也较缓慢。 管棚厂家