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管棚是利用钢管或钢插板作为纵向预支撑、钢拱架作为横向环形支撑,构成纵、横向整体刚度较大的支护系统,阻止和限制围岩变形,提前承受早期围岩压力。一般管的软弱破碎围岩隧道工程中,如软弱、沙砾地层和软岩、岩堆、破碎带地段。
管棚管的作用:
管棚主要用于对于围岩变形及地表下沉有较严格限制要求的软弱破碎围岩隧道工程中,如软弱、沙砾地层和软岩、岩堆、破碎带地段。管棚通常可分为长管棚和短管棚。
(1)顶管工艺:根据快速施工的要求,决定采用大引导孔和棚管钻进相结合的工艺,及先钻大于钢管外径的引导孔,然后利用钻机的冲击和推力(顶进管棚时凿岩机不使用回转压力,不产生扭矩)将安有工作管头棚管沿引导孔顶进,逐节接长管棚,直至孔底。
(2)管件制作:管棚采用Φ108的无缝钢管,钢管采用3m、6m管节逐段接长,连接接头采用厚壁箍,上满丝扣,丝扣长度为15cm;为保证受力均匀性,钢管接头应纵向错开,偶数一节用3m,奇数一节用6m,以后各节均用6m。管棚入土长度为24m。管棚接长时先将前一根钢管顶入钻好的引导孔后再行连接。一根钢管前段要焊上合金钢片式空心钻头,以防止端部顶弯或劈裂。
(3)清孔检查钻孔合格后,安装钢管,应每钻完1孔便顶进1钢管,钻进中应经常采用测量仪量测钢管钻进的偏斜度,发现偏斜超过设计要求及时纠正。接长管件应满足管棚受力的要求,相邻管的接头应前后错开,避免接头在同一个断面受力。
(4)顶管作业:将钢管安放在台车大臂上后,凿岩机对准已钻好的引导孔,低速推进钢管,其冲击力控制在18~20MPa,推进压力控制在4.0~6.0MPa。
(5)接管:当一根钢管推进孔内,孔外剩余30~40cm 时,开动凿岩机反转,使顶进联接套与钢管脱离,凿岩机退回原位,大臂落下,人工装上第二节钢管,大臂重新对正,凿岩机缓、慢、低速前进对准一节钢管端部(严格控制角度),人工持链钳进行钢管联接,使两节钢管在联接套处联成一体。凿岩机再以冲击压力和推进压力低速顶进钢管。根据管棚设计长度,按同样方法继续接钢管。
(6)封闭钢管尾部先用麻布条封堵管棚钻孔空隙,后用环形楔环顶紧,最后用电焊将楔形环焊接在管棚上。