盾构进出洞洞门加固方案

盾构进出洞洞门加固方案

盾构进出洞加固设计采用管棚注浆，可采用跟踪注浆技术，便于在施工过程中跟踪注浆，并每次注浆后及时冲洗袖阀管，以便下次注浆使用。

管棚注浆指标：管棚注浆浆液为水泥浆液，初拟参数：水泥浆液水灰比

0.8:1~1:1，注浆压力：采用0.2~0.4mPa，施工中应根据地质情况，并通过试验确定相关施工参数。加固后地层的无侧限抗压强度应不小于1Mpa,若达不到要求，则需要进行补注浆液。

盾构洞门加固段采用Φ108大管棚作为加固的主要形式，利用车站或区间工作井明挖基坑作管棚工作室。管棚工作室可根据施工机具设施及施工工艺要求调整设计。

盾构施工给前搭设管棚，管棚布置如图所示，管棚上边缘紧贴洞门钢环内侧，钢管环向中心间距400mm根据地质适当调整，以保证盾构机顺利出洞，外插角约1°。

钢管采用Φ108mm，壁厚6mm的无缝钢管，管棚分节为5m*3=15m。两节之间用丝扣连接，丝扣螺纹长度段大于150mm。相邻两根钢花管的接头要错接，其错接长度不小于1m。钢管上钻注浆孔，孔径Φ10mm,孔间距200mm，呈梅花型布置。钢管尾部（孔口段）2.0m，不钻花孔作为注浆段。

从管棚导向管按设计钻孔，钻孔时将钢管随钻头一起钻入地层中，当达到设计深度后停机，钻头用长约150mm的Φ121的钢管，并在钢管一端管口焊接合金制成。钻头与钢管、钢管与钢管之间用丝扣连接。

向管棚钢管内注浆，注浆顺序先下后上，全孔可采用后退分段注浆方式。

1大管棚加固施工

1.1大管棚加固施工设计要求

1、管棚布置如图1-1所示范围。管棚孔口位置沿隧道拱部开挖轮廓线外200mm布置，钢管环向中心间距400mm，外插角约1-2°。设计要求需要进行19根大管棚钻孔、注浆施工，钻机平台位置可根据机具及工艺情况确定。

图1.1-1 管棚打设布置图

2、钢管采用Φ108mm，壁厚6mm的无缝钢管，单个管棚长为15m，分节按照，管棚分节为：3×5=15m。两节之间用丝扣连接，丝扣螺纹段长度大于150mm，相邻两根钢花管的接头要错开不小于1.0m的距离。注浆钢管上钻注浆孔，孔径Φ10mm，孔间距200mm，呈梅花型布置。钢管尾部（孔口段）2.0m不钻孔，作为止浆段。连接套钢管直径Φ121mm，壁厚6mm，长0.4m。

图1.1-2 钢管构造图

3、管棚注浆采用水泥浆，注浆压力拟采用0.2～0.4MPa，施工中应根据实际地质情况，并通过试验再作调整。

4、管棚导向管采用Φ133mm，壁厚4mm，长1.2m钢管。管棚导向管应严格定位，管棚钻进过程中应采用水平测斜仪经常量测管棚的偏斜度，发现偏斜出设计要求时，应及时纠偏。

图1.1-3 管棚导向管图

5、钻孔水平偏距沿相邻钢管方向小于100mm，垂直偏距沿隧道内侧方向小于200mm。

1.2大管棚施工方法

根据工程设计，结合施工场区地面条件、工程地质与水文地质条件，选用“有线仪器定向，一次性跟管钻进工法”，即成孔和埋设棚管一次完成，在完成跟管钻孔深度后，撤出内部导向钻具，然后封闭管口向内部泵入水泥砂浆，直到管外返出水泥浆为止。

1、管棚工作平台：花桥明挖段、B、A站端头井，能够满足施工要求。

2、钻进成孔：采用FDP—15B型全液压钻机，按水平方向钻进成孔。

3、钢管加工及安装：φ108钢管加工成2m和1m两种，两端加工成φ108×5mm梯形丝扣连接。沿管壁钻孔，孔径Φ10mm，孔间距200mm，梅花型布置。钢管前导端加工成尖形，以利于入孔；后部固定端2m范围不钻注浆眼，以利于封闭孔口进行压浆。

4、注浆工艺：采用φ42注浆管下入至φ108钢管底部，先注入清水清除孔内残留岩屑和泥浆，然后封堵孔口进行压浆。注浆压力为0.2-0.4Mpa。

1.3 施工工艺

施工工艺流程见下图1-4。

图1.3-1 管棚施工工艺流程图

1、安装导向管：

导向管在施作车站主体结构时埋设，导向管与主体结构主筋焊为整体，注意焊接前检查和校正角度，围护结构段采用钻机钻孔，其后钢管沿隧道周边以1°外插角直接打入围岩。管棚导向管应严格定位，管棚钻进过程中应采用水平测斜仪经常量测管棚的偏斜度，发现偏斜出设计要求时，应及时纠偏。

2、搭设可调整高度的作业平台

管棚沿拱顶呈弧形布置，因此要搭设可调整高度的作业平台以满足钻机就位的需要。

图1.3-2 管棚施工平台示意图

作业平台具体施工要求如下：

A、作业平台采用Φ48×3.5mm钢管搭设，并用管构件连接紧固。上下设可调整高度的调节螺栓支撑，采用150×150木枋@1000×1000布置。

B、平台上面铺设1.8cm厚胶合板，以利于工作人员行走；机械底座垫20×30cm枕木，以利于棚架的均衡受力，并可利用枕木高速机台高度。

C、立柱和横拉均按@1.0×1.0m间距布置，斜拉和斜撑@2m布置。

D、平台面钢管加密至@50cm布置，以满足铺设胶合板的需要。

E、立柱必须支撑在砼表面或方木上。

3、钻机安装就位和对中

洞口管棚施工时利用吊车把机械设备垂直吊放至施工平台。

钻机安装前，先行测量布置管棚各个方向的后视点，可在后方的明挖支撑上作标记。

钻机安装底座水平，机身稳固可靠。调整钻机高度，立轴对正孔位，将钻具放入孔口管内，使孔口管、立轴和钻杆在一条直线上，用罗盘、水平尺和辅助线

检测方向和外插角。

4、成孔作业

成孔设备：采用FDP—15B型全液压钻机，该钻机具有分体结构重量轻、钻进效率高、成孔质量好等特点。采用Φ121mm，长度150mm的钢管做钻头。

全站仪量测，并在钻杆方向和角度满足设计要求后方可开钻。钻孔开始时选用低档，待钻到一定深度后，退出、接钻杆，继续钻进。钻孔过程中要始终注意钻杆角度的变化，并保证钻机不移位。因为管棚长度不长，钻进3m时用仪器复核钻孔的角度是否正确，以确保钻孔方向。

5、钢管制作及安装入孔内

管棚采用外径φ108×5mm的垫轧无缝钢管，φ108钢管加工成5m～3.0m短节，两端车φ108×5mm梯形丝扣连接。沿管壁钻两排φ20压浆孔@500梅花型布置。钢管前导端加工成尖形，以利于入孔。

钢管在地面加工场加工成型后，按设计对每个钻孔的钢管进行配管和编号，保证相邻钢管的搭接错开1.0m。

6、安装注浆管及清孔

注浆管采用φ42mm镀锌管，加工成3.5m每节，采用丝扣连接，由钢管内安放至底端。注浆前先注入清水进行洗孔，将孔内浓泥浆置换。清孔时间不得超过15min，清孔后立即进行注浆。

7、管棚充填注浆

管棚施工完成一根，注浆一根，其目的是充填管棚，增加管棚的刚度。注浆时钢管尾部设止浆塞，并在止浆塞上设注浆孔和排气孔，当排气孔出浆后，应立即停止注浆。水泥浆水灰比为0.8:1～1:1。注浆前应预先做好配合比试验。

采用高速拌浆机拌浆，并注意控制原材料用量及水灰比，使浆液既满足强度要求又有良好的泵送性能，注浆泵采用注浆泵KUBJ型或UB-3型注浆泵。

注浆施工流程如下：

浆液搅拌→储浆池→注浆泵→注浆管→注浆接头→棚管→钻头出水口→管外环状间隙→回水阀门出浆→关闭回水阀门→增压→保压→注浆终止。