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管棚管又称钢花管、钢锚管、锁脚锚管、是隧道工程掘进施工过程中的一种工艺方法,主要用于自稳时间段的软弱破碎带、浅埋段、洞口偏压段、砂层段、砂卵石段、断层破碎带等地段的预支护。
1管棚管是稳定开挖工作面的一种非常有效的辅助施工方法。在软弱及破碎岩层施工中,超前小导管对松散岩层起到加固作用,注浆后增强了松散、软弱围岩的稳定性,有利于完成开挖后与完成初期支护时间内围岩的稳定,不至于围岩失稳破坏直至坍塌。
2钢花管注浆适用于隧道拱部软弱围岩,松散、无粘结土层、自稳能力差的砂层及砂砾(卵)石层级破碎岩层。
3通过钢花管注浆能改变围岩状况及稳定性,浆液注入软弱、松散地层或含水破碎围岩裂隙后,能与之紧密接触并凝固。浆液以充填,劈裂等方式,置换土颗粒间和岩石裂隙中的水分及空气后占据其位置,经过一定时间凝结,将原有的松散土颗粒或裂隙胶结成一个整体,形成一个结构新,强度大,防水性能良好的固结体,使得围岩松散破碎状况得到大幅度改善。
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。
超前小导管与管棚管有什么区别?超前小导管为壁厚4mm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,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。管棚一般用在围岩条件较差或者塌方方量比较大无法用双层小导管穿过时用,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。
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