工程與服務(wù)
管幕施工
1 .管幕工法簡(jiǎn)介
管幕法是一種獨(dú)特的地下空間建設(shè)方法,它利用較大直徑的鋼管在地下密排并相互咬合預(yù)先形成鋼管帷幕，然后在此鋼管帷幕的保護(hù)下進(jìn)行開(kāi)挖，從而建造大斷面的地下空間。是一種安全可靠的地下暗挖技術(shù)。我公司先后開(kāi)發(fā)出普通管幕工法，小口徑鎖扣管幕工法。其中，普通管幕不帶鎖扣，為剛性大管棚結(jié)果，小口徑鎖扣管幕工法以單根鋼管鋪設(shè)為基礎(chǔ)，多根鋼管平行咬合，密布在隧道周圍形成穩(wěn)定的支護(hù)結(jié)構(gòu)。該管幕結(jié)構(gòu)縱向成梁、橫向成拱，為開(kāi)挖作業(yè)提供了可靠的保護(hù)。對(duì)于地質(zhì)情況復(fù)雜，地面沉降要求高、超淺覆蓋等地下空間的建設(shè)小口徑鎖扣管幕是優(yōu)先選擇的超前支護(hù)方案。2.小口徑鎖扣管幕施工方法
小口徑鎖扣管幕工法采用螺旋出土套管跟進(jìn)工藝進(jìn)行施工。管幕鋼管作為套管，內(nèi)部安裝帶有專門(mén)鉆頭的螺旋鉆桿。管幕機(jī)提供螺旋鉆桿的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力和套管的頂推力。管幕機(jī)頂進(jìn)時(shí)，螺旋鉆桿向鉆頭傳遞鉆壓和扭矩切削土層，并將鉆渣由管內(nèi)螺旋排到孔口管外。邊頂進(jìn)、邊切削、邊出渣，將管幕鋼管逐段向前頂進(jìn)。每根鋼管的兩側(cè)均焊接有提供下一孔位鋼管滑行并卡位的軌道即鎖扣。后續(xù)孔位鋼管與相鄰鋼管的鎖扣咬合頂進(jìn)，在鎖扣的作用下管與管橫向扣接，在開(kāi)挖線外形成縱向成梁、橫向成拱的鋼管帷幕。為開(kāi)挖作業(yè)提供了可靠的保護(hù)。另外，為了確保鋼管頂進(jìn)精度，管幕施工的第一根孔作為標(biāo)準(zhǔn)孔，標(biāo)準(zhǔn)孔的精度決定了整個(gè)管幕的施工精度。因此，標(biāo)準(zhǔn)孔頂進(jìn)時(shí)要全程進(jìn)行嚴(yán)格地光學(xué)測(cè)量偏差，如有偏差隨時(shí)進(jìn)行糾偏。若標(biāo)準(zhǔn)孔位置基本處于正常的設(shè)計(jì)位置，后續(xù)孔位鋼管的精度就有了保證。標(biāo)準(zhǔn)孔完成后，采用“面向角導(dǎo)向方法”可高精度、高效地進(jìn)行管幕的后續(xù)孔位鋼管的頂進(jìn)。
3.小口徑鎖扣管幕施工流程
4. 小口徑鎖扣管幕施工特點(diǎn)
⑴螺旋出土套管跟進(jìn)工藝避免了地層的變形
螺旋出土套管跟進(jìn)工藝在一定程度上可以避免地層的變形。管幕施工時(shí)，管幕機(jī)提供螺旋鉆桿的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力和套管的頂推力。管幕機(jī)頂進(jìn)時(shí)，螺旋鉆桿向鉆頭傳遞鉆壓和扭矩切削土層，并將鉆渣由管內(nèi)螺旋排到孔口管外。鋼管頂進(jìn)過(guò)程中，調(diào)整頂進(jìn)速度控制螺旋出土量，確保實(shí)際出土量≤計(jì)算出土量，適當(dāng)對(duì)地層進(jìn)行擠密，減少對(duì)地層的擾動(dòng)，保證鋼管頂進(jìn)、土體切削、出渣的同步進(jìn)行。
實(shí)際施工中，我們會(huì)根據(jù)實(shí)際地層情況及施工要求采用不同尺寸的鎖扣尺寸。鎖扣尺寸指的是公扣或母扣上邊緣與下邊緣的距離，當(dāng)鎖扣尺寸較大時(shí)，公扣及母扣的上下邊緣越接近鋼管的上下兩端，此時(shí)，相鄰鋼管之間的約束力越大，連接強(qiáng)度較高，在實(shí)際的施工實(shí)踐中常采用此方法增加管幕鋼管連接強(qiáng)度。
⑶面向角導(dǎo)向方法能大幅提高控制精度
精度控制是鎖扣管幕的施工難點(diǎn)之一。鋼管頂進(jìn)過(guò)程中，施工鋼管與成孔鋼管鎖扣間存在一定的偏轉(zhuǎn)間隙。該偏轉(zhuǎn)間隙的存在可使得施工鋼管易發(fā)生偏轉(zhuǎn)，施工鋼管的位置與設(shè)計(jì)位置發(fā)生偏差，公母鎖扣之間發(fā)生相互作用力，若不及時(shí)糾正，可能會(huì)發(fā)生侵線、公母扣脫扣等現(xiàn)象。小口徑鎖扣管幕施工方法采用面向角導(dǎo)向方法及時(shí)進(jìn)行角度糾偏，確保鋼管頂進(jìn)精度。
所謂面向角導(dǎo)向是采用導(dǎo)向設(shè)備對(duì)鋼管頂進(jìn)進(jìn)行預(yù)導(dǎo)向或預(yù)控制，根據(jù)成孔鋼管的面向角及傾角變化情況，對(duì)施工鋼管的角度及方位變化進(jìn)行判斷和定位。若需要施工鋼管逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)，使則應(yīng)及時(shí)在鎖扣位置處加墊塊，以阻止其順時(shí)針偏轉(zhuǎn)。采用此方法，可提高整個(gè)施工的控制精度，保證相鄰鋼管間的鎖扣咬合及整個(gè)管幕鋼管的打設(shè)精度，避免侵線事故的發(fā)生。
⑷長(zhǎng)短程結(jié)合的管幕機(jī)提高了施工效率
小口徑鎖扣管幕采用長(zhǎng)短程結(jié)合的專利設(shè)備SE-GMJ-1200 螺旋出土跟管頂進(jìn)管幕機(jī)施工（見(jiàn)圖7）。管幕鉆機(jī)設(shè)有短行程的頂推油缸及長(zhǎng)行程的傳動(dòng)馬達(dá)、傳動(dòng)鏈條，可實(shí)現(xiàn)管幕鋼管的快速頂進(jìn)及機(jī)頭的快速回拖，二者有效結(jié)合，提高了施工工效。
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