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管棚施工的具体工艺步骤如下:
一、施做导向墙
超前大管棚采用潜孔钻造孔,钢管采用钻机推进器顶进,高压注浆泵注浆。在洞口里程外起拱线以下路基土石方留一长约5m平台,然后在洞外洞口交界处架立钢架,间距按施工图要求,用连接筋焊接成一整体。在钢支撑上安设导向钢管,数量、环向间距和外插角与大管棚一致。导向钢管的安装要测量精确定位,使钢管位置与方向准确无误,导向钢管与钢架焊为整体。支立模板,然后灌注导向墙,导向墙完成后,喷射混凝土封闭周围仰坡面,以防止浆液从周围仰坡渗漏。搭设钻孔平台脚手架、安装钻机。
二、钻孔
采用潜孔钻机,从导向管内隔孔钻孔。开孔时,低压满转,待成孔1.0m后,适当加压,钻进过程中利用倾斜仪等测量设备有效控制钻孔质量,保证终孔偏斜率在1/2000以内。
三、安装大管棚钢管
管棚钢管安装顶进前先进行孔道扫空作业,目的是清除孔内岩碴,和顺通孔道。管棚钢管由机械顶进,钢管节段间用丝扣连接,顶进时,采用6m或3m节长的管节交替使用,以保证隧道纵向同一断面内的接头数不大于50%,管壁上按照设计钻注浆孔。管棚顶到位后,钢管与导向管间隙用速凝水泥等材料堵塞严密,以防注浆时冒浆。
四、注浆
注浆前先将孔内泥浆清干净(可用高压水冲洗),再进行注浆。浆液采用水泥砂浆,注浆压力1.0~2.0Mpa,注浆参数根据现场试验予以调整。施工过程中为了防止注浆过程中发生串浆,每钻完一个孔,随即安设该孔的钢管并注浆,然后再进行下一孔的施工。
五、灌浆
管棚封堵塞设有进浆孔和排气孔,当排气孔流出浆液后,关闭排气孔,继续灌浆,达到施工图标示注浆量或注浆压力时,方可停止注浆。
根据渗透注浆理论中国的球形扩散理论和柱形扩散的理论,浆液的粘度和浆液的扩散半径是成反比的关系的。浆液粘度不但会影响到浆液扩散的半径的,而且会影响到注浆压力、注浆流量等注浆的参数的。浆液稳定性能越好,就对注浆效果的影响越小的,对于水泥类颗粒型注浆材料,根据斯托克斯定律,水灰比是影响浆液稳定性的主要因素。
然后用带喷头的洗孔水管插入到管棚管底部,用高压水边冲洗边上提,冲洗留在管棚管内的水泥浆,以疏通出浆孔。清洗完毕后开始正式灌浆,灌浆分多次,灌浆压力依次提高,初始压力一般控制在0.5MPa左右,每注完一定量(大约10kg/m)的水泥浆,需要休息片刻,然后继续灌注。一般注5次左右,水泥用量约水泥用量约200kg/m左右,每次灌注完需要休息半小时左右,再用压力水冲洗管壁,再进行下依次灌浆。
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