❶ 简述隧道施工方法
一、 洞口段施工:1、边仰坡开挖:全站仪测量放样,利用挖掘机自上而下逐段开挖,不得掏底开挖或上下重叠开挖,清除洞口与上方有可能滑塌的表土,灌木及山坡危石等,石质地层仰坡开挖需要爆破时,应以浅眼松动爆破为主。局部也可人工配合修整,开挖时应随时检查边坡和仰坡,如有滑动、开裂等现象,应适当放缓坡度。2、成洞面支护:仰坡刷坡完成后,及时用坡度板检查坡度,待坡度检查合格后,及时打设系统锚杆,并将锚杆头外露,挂设金属扩张网与锚杆头焊接成整体。挂网完成后立即喷射混凝土,并反复喷射,直到达到设计厚度为止。3、截水沟施工: 在距仰坡坡口5米处开挖截水沟,截水沟开挖以机械为主,人工配合修整,修整完后,立即砌筑7.5#浆砌片石,并用砂浆抹面。二、辅助施工:1、长管棚:套拱施工:施工放样,模板安装、钢筋绑扎、导向管放样,127导向管安装,砼浇注。管棚施工:钢管规格:热扎无缝钢管¢108㎜,壁厚6㎜,节长3米,6米;n 管距:环向间距50㎝;n 倾角:仰角1°(实际施工按2°施工),方向与线路中线平行;n 钢管施工误差:径向不大于20㎝;n 隧道纵向同一截面内接头数不大于50%,相邻钢管的接头至少错开1米。A 管棚施工方法: 测量人员准确放样,标出洞中心线及拱顶标高,开挖预留核心土作为管棚施工的工作平台,开挖进尺为2.5米,开挖结束后,人工两边对称开挖(品字型)工作平台,台阶宽度1.5米,高度2.0米,作为施工套拱和管棚施钻的平台。管棚应按设计位置施工,应先打有孔钢花管,注浆后在打无孔钢花管,无孔管可作为检查管,检查注浆质量,钻机立轴方向必须准确控制,以保证孔口的孔向正确,每钻完一孔便顶进一根钢管,钻进中应经常采用测斜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。钢管接头采用丝扣连接,丝扣长15㎝,为使钢管接头错开,编号为奇数的第一节管采用3米钢管,编号为偶数的第一节管采用6米钢管,以后每节均采用6米长钢管.B 管棚施工机械:n 钻孔机械:配备XY-28-300电动钻机,钻进并顶进长管棚;n 注浆机械:BW-250/50型注浆泵2台;C 注浆参数:n 采用水泥-水玻璃浆液。水泥浆与水玻璃体积比1:0.5;水泥浆水灰比1:1;水玻璃浓度35波美度;水玻璃模数2.4;注浆压力初压0.5~1.0MPA;终压2.0MPA。2、小导管 A 超前小导管采用外径42㎜、壁厚3.5㎜的热扎无缝钢管,钢管前端呈尖锥状,尾部焊上¢6加劲箍,管壁四周钻8㎜压浆孔,但尾部有1米不设压浆孔,超前小导管施工时,钢管与衬砌中心线平行以10°~30°外插角打入拱部围岩,钢管环向间距20~50㎝。每打完一排钢管后,应立即喷浆封闭开挖面,然后注浆.注浆后,架设钢拱架,初期支护完成后,每隔(2~3米,试图纸而定)再另打一排钢管,超前小导管搭接长度一般为1.0米。B 注浆参数:n 水泥浆与水玻璃体积比:1:0.5;n 水泥浆水灰比1:1;n 水玻璃浓度35波美度;水玻璃模数2.4;n 注浆压力0.5~1.0MPA;必要时在孔口设置止浆塞。 3、超前锚杆:外插角必须大于14度,注浆饱满,搭接长度不小于1米。三、 预埋件施工:预埋件按设计尺寸采用木版作成设计形状,安装于二衬魔板台车中,且位置准确(误差±50CM),固定牢固不得晃动,有管的必须中间穿铁丝通过。四、调平层施工模板安装的要求,在调平层两侧预先标定的位置上安装模板。侧模采用[10#槽钢模板,顶面标高应与相应里程的路面标高一致,允许偏差±2mm,用水准测量调整、确定标高。模板每隔一定距离内外固定,保证不位移,模板的接头应紧密平顺,不得有离缝、歪斜和不平整等现象,模板接头及底部均不得漏浆。砼灌注前,底层砼面上必须清洗干净。当砼运达施工地点时,直接倒向安装好模的路槽内,并用人工找补均匀。摊铺时应考虑砼震捣后的沉降量。虚高可高出10%,使震实后的面层标高与设计相符。
❷ 大型洞内压力钢管自动化工艺研究
下面是中达咨询给大家带来关于大型洞内压力钢管自动化工艺的相关内容,以供参考。
摘要:在水电站安装工程中,压力钢管的设计制造安装始终是工程控制的关键环节之一,本文着重于钢管洞内施工的现代机械自动化工艺研究,为水电站的规划设计和施工组织设计的优化提供技术支持。
一、前言
继十三陵、二滩等国内已建工程和三峡、龙滩在建的重大水电工程之后,大型电站输水压力钢管和钢衬(以下简称钢管)的结构等变化十分明显,第一:尺寸巨大,长江三峡大坝的管钢直径为12.4m,乌江彭水水电站管钢最大直径为14m,超过了国内外已有的大型压力钢管尺寸;第二:管壁钢板强度等级高,500MPa级应用广泛,600MPa级调质钢得到了较大范围的推广。第三:工程数量大而建设工期短,制造安装生产强度高。为了适应这样的形势变化,钢管制造安装技术在传统的技术基础上得到了大的发展,自动焊接技术在压力钢管制造中得到了较为广泛的运用,大型专用施工设备在坝内钢管安装中发挥了重要的作用,相对而言,由于施工空间的限制,大型钢管在洞内埋管方面受到限制,通常的运输吊装设备不能发挥作用,特别对于地处高山峡谷地带的大型水电工程,钢管在工地运输和安装时存在较大困难,目前的施工方法还过多地依赖于传统的土法运输和手工焊接,这些问题将导致施工工期较长并可能在支洞开挖等方面多花费数以百万计的费用。因此,针对近期即将大规模开发建设的水电站(如瀑布沟、溪洛渡、向家坝、锦屏等)大型洞内钢管工程的共同特点,结合现代工程的先进技术,研究与之相适应的洞内钢管制造安装工艺是十分必要的。
二、国内外相关行业发展状态
为提高生产效率,降低工人劳动强度,国外焊接生产机械化、自动化已达到很高的程度。工业发达国家焊接机械化、自动化程度已达到熔敷金属量的65%以上。气体保护焊作为高效优质节能节材的焊接方法在国外已得到广泛应用,日本在1998年已达到熔敷金属量的77.6%.国外大型造船厂开始应用的门架式钢板纵缝拼焊机技术,采用多丝高速埋弧焊工艺,配真空吸盘平台或电磁平台,其最大焊接行程达12m,一次行程可焊板厚最大为40mm.一些高效优质的焊接方法如电子束焊、激光焊、等离子焊、焊接机器人工作站、焊接柔性生产系统、窄间隙焊接技术、双丝高效气体保护焊技术等在国内已经得到运用,但我国焊接自动化率为熔敷金属量的约30%-50%,应用的广度和水平与工业发达国家相比尚有一定的差距。
目前,国际上技术先进的重型焊接滚轮架最大的承载重量达1600T,自动防窜滚轮架的最大承载重量达800T,采用PLC和高精度位移传感器控制,防窜精度为±0.5mm.变位机的最大的承载重量达400T,转矩可达450KNm.框架式焊接翻转机和头尾架翻转机的最大承载重量达160T.焊接回转平台的最大承载重量达500T.立柱横梁操作机和门架式的操作机的最大行程达12m.龙门架操作机的最大规格为8m×8m.我国已能生产6m×6m以上大型立柱—横梁埋弧焊或窄间隙埋弧焊操作机,500T重型滚轮架及重型、轻型自动防窜滚轮架,防窜精度为±1.5mm,100T大型变位机和大、中型翻转机等。批量生产H型钢和箱形梁焊接生产线以及各种类型的按用户需要定制的专用成套焊接设备,并大量采用交流电机变频调整技术,PLC控制技术和伺服驱动及数控系统,焊接装备的自动化程度有了很大的提高,某些操作机还配备了焊缝自动跟踪系统和工业电视监控系统。近年来,在厚壁管道生产中,窄间隙MAG焊、窄间隙热丝TIG焊等工艺的应用范围日趋扩大,因此为窄间隙设备发展提供了有利的条件。从600MW锅炉开始采用了8000吨油压机压制汽包筒体瓦瓣片和窄间隙埋弧自动焊工艺焊接筒体纵缝,实现了厚壁长筒节(单节最大长度7000mm,最大厚度250mm)压制工艺自动化和焊接工艺高效率化。新型燃气加热器和电加热设备得到广泛的应用,例如,红外燃气加热器,引射式液化气加热器等比传统的燃气加热器提高热效率30%以上,而且更加安全和方便。
自动控制技术在制造业中的广泛应用正在彻底改变传统制造业的面貌,其中焊接生产过程的全自动化已成为一种迫切的需求,它不仅可大大提高焊接生产率,更重要的是可确保焊接质量,改善操作环境。随着整个制造业水平的提高,企业的经营理念发生了很大的变化,高产量已让位于高质量、劳动密集型已逐步被知识密集型所取代。大量采用自动化焊接专机,生产线和柔性制造系统已成为一种不可阻挡的趋势,这同样也是水电金属结构专业发展的大方向。
三、大型钢管结构及现有工艺分析
大型洞内钢管的结构型式由设计根据发电枢纽结构要求及岩土力学条件,结合施工要求确定,一般为单管单机布置,基本的结构有四种:
一、水平管,包括水平或接近水平的直管、锥管(渐变段),二、弯管,分上弯管和下弯管。三、斜井直管。四、竖井直管。实际钢管结构多为水平管与其它结构的组合,形成“?N”型、单梯度或多梯度型式布置,也有完全以水平管布置的。不难理解,对于施工而言采用水平管是最有利的,电站输水隧洞工程的优化方案多采用此种结构,而多梯度型式的施工较为困难。隧洞结构要求每个钢管的内径是渐变的,但主要部分的公称尺寸相同且变化幅度不大,说明每个工程的钢管结构的单一性,其直径相对最大有约30%的变化,事实上每个大型钢管工程都是由数百以至上千个结构尺寸相近的瓦片组成。
在现有工艺方面,以龙滩为例,典型的大型洞内钢管的整个制造安装工艺流程是:
①材料采购;②钢材运输;③钢管下料;④坡口加工;⑤卷板:1/3(或1/4圆弧);⑥钢管组圆;⑦纵缝焊接;⑧矫形;⑨加劲环安装焊接;⑩内支撑安装;11焊接检验;12厂内防腐;13出厂验收;14凹心台车公路立运(钢管轴线与汽车轴线平行,高度大于宽度,故名)运输;15交通支洞运输(台车平运);16主洞运输(台车立运);17安装就位;18安装环缝焊接;19安装检验;20钢管砼回填后安装防腐。其中,①~②由业主方直接负责,③~12由制造承包方在现场钢管厂完成,14~20由安装承包商实施。部分工程(例如三峡、天生桥等)在现场钢管厂内进行管节大组和环缝焊接。
根据钢管的施工时间顺序和工作状况可以整个制造安装过程分为五个方面:
(1)材料采购供应,(2)运输,(3)制造,(4)安装,(5)防腐,以下分别进行针对性的工艺分析。
(1)材料采购供应
通常在正式的施工设计图具备后,即具备采购条件。钢板的长度和宽度尺寸应当由制造安装工艺确定。可以计算,钢管焊缝总长度为管壁的纵缝环缝与加劲环环缝之和,即
F=mLπDL/B2πDn(1)
m为钢管制造分瓦片数量,L为钢管长度,D为钢管直径,B为钢管板宽,
n为钢管加劲环数量
大型钢管的瓦片数量为2个到5个,钢板的长度尺寸为1/3或1/4周长,这对材料运输和保证卷板速度更为有利。当钢管直径长度加劲环等结构尺寸确定后,焊接工作量的大小与板宽成正比。以往,我国工业基础较差,钢板轧制、卷板等配套设备能力不足,大多采用了2m左右宽度的钢板。现在,不仅我国水电、石化、冶金等行业均有现代化的数控卷板机,宽度均按3-4m宽度设计,而且市场上可以采购到国内外生产的3m以上板宽钢管用材。在设备条件许可时,钢管板宽增加自然地形成了施工效率同比例的增长,若以2m板宽为基准,板宽每增加10%,每条钢管的环缝数量可以相应减少约10%,减少比率Q
Q=(B-2)/B×100%(2)
可以节省的实际焊缝数量W
W=L×πD×(B-2)/B(3)
现有的情况是:我们在采购钢板时可能少花费10%的费用,却增加了30%的制造安装成本及50%的施工时间。这是目前的一个盲点,站在社会经济宏观价值角度考虑,我们可以制定相应的行业技术标准,从一个方面提高我国节能降耗水平。可以认为,钢管宽度的确定只是受到了钢铁厂生产能力和陆路运输的限制(例如汽车、火车),综合分析,对于大多数钢管工程2.5m-3.2m板宽是一个适合的宽度选择范围。
(2)钢管制造
最常用的制作程序是:划线、切割、刨边、卷板、对圆、纵缝焊接、纵缝矫正、探伤、调圆、装加劲环、焊加组环、除锈、涂装、大节组装、环缝焊接、出厂检验。
钢管厂规划方式的不同形成不同的生产工艺,主要有两种,一种是钢管全部在现场加工的模式,另一种为全部瓦片在水工厂卷制的模式。龚嘴、隔河岩等水电站的实践证明,将划线到卷板的程序放在工厂完成,是一种很有特点的做法,特别是在现有技术和市场条件下更据优势,原因在于:
一、瓦片制作工艺简单,质量易于保证,为提高钢管的拼装质量和自动焊接工艺提供有利条件;
二、在工厂易于实现规模化生产,大型的卷板机、数控切割机和刨边机等设备利用率可以大大增加,工效高成本低,一台大型的数控卷板机年产量可以达到20000吨左右,而目前一般只有20%的利用率;
三、氧气乙炔等主要消耗性材料可就近采购;
四、临建工程量投入减少,施工人员减少,工程建设期征地相应减少。有利于钢管生产的节能降耗和施工环保,对所有在高山峡谷地区电站的施工规划有重要的借鉴意义。
钢管的对圆传统上采用了平组(管口向上)的方式,其投入小,可同时多位焊接、矫形、安装加劲环内支撑容易等,其适应尺寸范围大,应用非常普遍。但我们也不应忽略实现钢管立组(轴线水平)后可能带来的优点,管壁的纵缝和环缝均为平焊,在立组状态下可容易地实现更高效的自动焊接,钢管在对圆中逐步用纵向操作的全自动焊机完成纵缝焊接以及矫正,并完成加劲环的安装和焊接,可以在钢管制造阶段形成机械化,所有的纵缝和环缝实现自动化焊接,可以有效地减小翻身等吊装工作。它的另一个优点是占地面积小,以直径10m的钢管为例,立组时每个平台的面积为120m2,而平组只需要50m2,即使在隧洞狭小的作业空间内也能够方便地组装钢管,这为大型洞内钢管工艺改进提供了必要的条件。当然,实现钢管立组的关键在于设计制造一种大型专业的立式回转平台,要求其结构稳定,操作方便,外形尺寸紧凑,具有旋转驱动机构,设备自身运输安装拆卸方便,配备专用的活动内支撑、装夹工具和多台自动焊接设备后,具备完成钢管对圆、纵缝焊接、纵缝矫正、探伤、调圆、安装加劲环焊接的工作条件。
无论如何,高效的自动焊接设备是优先的选择,因大多数钢管的壁厚设计在20-50mm之间,将多丝高速埋弧焊工艺应用到水电站钢管的焊接中是非常必要的,这与水电金属结构业目前流行的全自动氩弧焊工艺比较在效率和成本上存在较大的优势,而加劲环的焊接采用CO2气体保护自动焊则是既高效又经济的工艺。
(3)钢管运输
运输工作包括材料运输、管节公路运输和洞内运输,运输工具为汽车、火车或轮船,其中汽车运输是必不可少的,材料运输可以使用通用的运输工具完成,国内水电工程较多地采用了火车和汽车运输方式,部分水运条件较好的采用轮船远程运输后,汽车或火车倒运到现场,管节运输除个别工程外,都采用特制汽车拖车运输。运输的最后阶段是由平板台车完成的(垂直管例外),平板台车由卷扬机进行牵引。
实际上,钢管在现场的运输是工程规划和施工的一个关键点。绝大部分水电工程施工道路设计为二级公路,根据国家公路技术标准,其宽度在7m~9m之间,当钢管外形尺寸在9m以内时,公路具备钢管平运条件,但必须在钢管节运输时对所经过的路段实施交通管制,由专用运输车通过,特殊情况下,可以采用凹心台车的方式拖运,但由于运输时钢管重心高,钢性差,装车难,运输速度低,近年较少采用。若管径大于9m时,可能为此提高公路的设计等级,当然施工交通洞的等级也要相应地提高,钢管运输所经过的公路和隧洞将产生大量的土石扩挖和砼回填工程量,产生的直接费用是以百万计算的。与此相对应,最大程度地减小汽车运输尺寸可能产生的数以百万计的经济价值,同时可以减少交通干扰、节省施工时间,并且有利于环境保护,无疑对工程建设是十分有利的。
(4)钢管安装
大量的工程实践表明,钢管安装质量和进度的关键控制点的是其焊缝的焊接,这一点在大中型钢管中更为明显。我国在云峰电站建设中首次将埋弧自动和焊滚焊台车结合应用于钢管环缝焊接,可以将两节钢管组成大节后运输,有效地减少了安装焊缝,较好地提高了环缝焊接效率和质量,被广泛地用于在工地钢管厂钢管制造,但是由于运输尺寸和重量的限制,四十多年来滚焊台车和埋弧自动焊的工艺设备技术在水电行业中没有得到大的发展,与国内外相关行业技术发展水平形成了巨大的差异,同时也表明,在钢管安装技术上存在巨大的开发潜力。我们完全可以设想,直接将大型的滚焊台车安装施工部位,比如输水隧洞的主洞内,这样,可以进行两节或两节以上的大节组装,70%以上的环缝可以实现自动化焊接,钢管安装环缝减到更少,与此同时,钢管主洞以外的运输的尺寸可以继续减小,钢管主洞内的运输的尺寸反而可以增大,事实上,尺寸越大的钢管越有这种必要,主洞以外的运输工具通常用汽车,尺寸越小其稳定性更好,速度可以相应提高,对施工交通的干扰减少,而钢管主洞内的运输由于洞挖结构的限制只能立运,在钢管大节组装之后其宽高比成倍增加,无论在平洞还是斜洞段运输的稳定性变得更好了,有利于整个的施工安全。更一步地设想,若在滚焊台车上设置行走驱动机构,代替以往结构功能简单的运输台车,钢管水平运输的效率有望从根本上得到提高,可以达到一举多得的效果,这对以水平结构为主的钢管工程无疑是理想的施工设备。
(5)防腐
现在水电站钢管绝大部分防腐工作是分两个阶段进行:大面积的工厂防腐和钢管安装后防腐。目前我国的防腐技术标准和国外是基本一致的,国外类似工程的防腐使用寿命可以达到20~30年,而我国普遍为3-5年,差别巨大。在岩滩等工程中,钢管防腐在安装和浇筑混凝土后一次完成,质量明显较好,这与国外成功经验相同的。由于安装过程和混凝土回填施工中不可避免要伤害到工厂防腐的部位,这些部位与安装焊缝区域的防腐一样成为钢管内壁防腐的薄弱环节。用“围桶理论”的观点分析,提高安装阶段的防腐质量是提高其使用寿命的关键板。现在,越来越多的工程技术专家达成一致,应当在安装后一次性地完成防腐涂装工作,为了进一步提高我国钢管施工水平,我们不仅应当在钢管工程设计和施工规范中加以明确,而且借签国内外石油、化工等相关行业的先进技术工艺以及设备应用经验,可以研制高效、清洁的自动喷砂和自动喷涂设备,解决长期以来钢管防腐用简易的设备进行大量的手工操作产生的高污染、低效率局面,满足防腐质量要求和工程的进度要求。
四、现代大型钢管工程的基本要求
1、满足工程设计工期和质量的要求
针对目前钢管制造安装量在和质量要求高的趋势,应当尽可能选用技术成熟、自动化程度高的工艺和设备。无论是在材料采购,还是在钢管制造、安装、焊接、防腐及相应的检测过程都应当体现。
在我国大规模开发大中型水电站的背景下,为符合钢管工程结构的单一性、高强度和质量要求,研制大型钢管制造的自动化焊接单机十分必要,借鉴国内外的先进焊机技术,采用多丝高速埋弧焊工艺,完全可以从根本上解决大型钢管工程的焊接效率和质量控制难题。
2、降低工程总造价
根据洞内钢管工程的特点,其成本包括材料采购和制造安装等直接费用,同时应计算为此工程产生的临时工程投入的大小,并尽可能减少后期运行管理成本。
3、生产系统具有柔性,可以适应结构和尺寸相近的钢管需要
由具有自适应焊缝跟踪系统功能的单台或多台焊接操作机与工件装夹,机械组合而成的加工中心适用于产品规格多变的小批量生产。大型自动化焊接装备或生产线的一次投资额相对较高,在设计这种焊接装备时必须考虑柔性化,形成柔性制造系统,以充分发挥装备的效能,满足同一工程或类似工程不同的生产需要。
4、减少交叉作业,避免施工互相干扰:
这一点在洞内施工时尤为关键,不合理的工艺线路设计不仅影响到钢管的安装安全和质量,而且极可能影响到整个隧洞工程的施工进度。
5、实现均衡生产,避免劳动力、施工设备等资源使用出现大的波动,工程施工易于实现过程控制,可以有效地降低施工管理难度。
6、创造有利的施工环境,这既符合国家相关法律(《劳动法》《环境保护法》等),又是现代企业以人为本的文化价值观的直接体现。
五、大型洞内钢管新型自动化工艺及其特点
在以上的工艺分析的基础上,结合现代技术的原则,我们可以确定这样一个新的大型洞内钢管的自动化工艺,它分为三个阶段:
1、钢板加工卷制;2、钢管组圆焊接及安装;3、钢管防腐。
1、钢板加工卷制
一钢管下料、切割刨边:钢板宽度在3m左右较为合理;
二钢管卷板(根据情况制作成1/2、1/3或1/4圆弧);
三加劲环制造:可以数控切割;
四圆弧钢板运输,包括长途运输到施工洞内,或仓储后二次运输到施工洞内。
2、钢管组圆焊接及安装
一洞内组圆及纵缝焊接:组圆采用大型的立式组圆回转平台,焊接方法为全自动埋弧焊接或气体保护焊接;
二钢管矫圆,采用可移动的半自动液压校形机;
三安装钢管活动内支撑;
四两个或多个管节组圆及环缝焊接:在大型滚焊台车上进行全自动埋弧焊接或气体保护焊接;
五钢管加劲环安装及焊接;
六台车运输到安装部位,调正,焊接,检验。
「这是新工艺最关键的部分,采用了洞内立组的方法,结合立式回转平台、大型或超大型滚焊台车和高效的自动焊接设备,将形成一套移动的钢管拼装焊接生产线,代替现有工地钢管厂的功能,同时调整现有的安装工艺,拼装和焊接的自动化程度大大地提高了,大量复杂的钢管大件运输吊装以及翻身换位工作没有了,起重、安装、焊接及其探伤的劳动强度降低了,施工安全和质量可靠性增加,钢管制造安装的强度易于提高。此项工艺突破了现有技术的限制,将促使水电站压力钢管制造安装实现量变到质变的飞跃发展,更能体现我国大型水电站建设规划中高技术高质量高效率低投入少(施工)人员的现代设计理念。」
3、钢管防腐:回填管壁外混凝土及灌浆后,内壁防腐,采用高效、清洁的自动喷砂、喷涂设备。
新型钢管工艺的特点是:
1.钢管初步加工可由设备完善的机械厂或钢结构制造厂完成,将切割划线、下料、刨边、卷板形成流水线作业。大型钢管专用的弧形钢板形成集中工厂加工的方式,促进钢管制造向标准化、专业化和规模化方向发展。可能形成一个工厂对多个中小工程或多个工厂对一个大工程的市场网格状态的分布,实现市场资源的合理配制。
2.现场的钢管制造和安装由专业化的机械设备进行组圆,焊接和防腐工作自动化程度大大提高,既能保证施工质量,又可以加快总体施工进度。
3.施工安全性提高,钢管运输只在主洞内进行,大件的运输和吊装工作量大为减少,运输效率易于提高,完全避免了现有工程中通常存在的大型钢管运输造成施工交通受阻的现象。
4.节省了现场钢管厂的建造,与此相关的公路、施工支洞等可以按普通标准设计施工等级降低,此方面可以节省大量前期投入。不仅如此,还将节省了工地钢管厂的建设费用和数控切割机、刨边机、数控卷板机等大型设备的一次性投入。目前一个中等规模的工地钢管厂的临时建设费用在300万以上,相应的设备投入约1000万,占地总面积在10000m2以上。
5.专用设备投入增加,需要设计制造大型钢管立式旋转组装平台,选择适合大型钢管的滚焊台车,并开发钢管内壁防腐专用的自动化设备,但这些在技术上没有大的难题,而且相关设备费用可由多个工程分摊,总体设备投入与现有工艺相当或适当降低。
6.工作环境改善,劳动强度降低,现场施工人员减少,主要表现为焊接和起重技术工人数量减少,通常一个中型规模的工地钢管厂需要200人左右,而按照此工艺只需要50-60人左右,施工人员劳动生产率将提高2-4倍,管理工作量相应减少。
7.与此相关的土建工程开挖量和临时建筑减少,相应地减少了对施工区域自然环境的影响。
8.随着整个施工过程机械化自动化程度的提高,特别是手工焊条电弧焊只在少量环缝和加劲环接头等局部使用,焊接自动化程度将达到熔敷金属量的70%以上,生产能耗相对降低,使钢管制造安装工艺技术得到大的提升,达到甚至超过发达国家的先进水平。
9.既适用于交通运输或场地条件有限的水电站大型钢管工程,也非常适用于钢管直径大数量不多的水电站中小型钢管工程。
六、结束语
水电站钢管工程是一个系统的工程,涉及到水电站建设的规划、设计和施工等多个环节,其发展与现代冶金、机械制造、交通运输以及水电建筑等基础工业的发展密切相关,钢管的新型自动化工艺是一个既符合我国大规模水电站开发建设的高质量快速施工原则,又能大幅提升钢管制造安装水平的现代化施工工艺,它可以综合钢板机械加工、数控卷板与全自动焊接等多项国内外成熟的工程技术,可以应用先进的大型数控卷板机、大型钢管滚焊台车、多丝高速埋弧焊焊接工艺及设备等,同时提出了大型钢管立式组圆回转平台、大型钢管内壁自动喷砂、自动喷涂设备研发的新课题。
水电站洞内钢管的新工艺十分适应我国目前日益发展的工业化水平和市场经济要求,符合改革开放条件下的中国现代水电建设管理思想,通过进一步的技术开发利用,不仅可以为水电建设的优化方案提供技术支持,有利于节约电站投资,有利于改善施工环境,有利于提高工效,有利于工程质量控制,有利于提高施工管理效率,而且,在大规模推广应用之后,能充分利用市场资源,提高能源利用效率,展示我国水电站建设现代化水平,使我国水电站钢管制造安装的技术达到国际领先水平。
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❸ 铁路隧道施工工艺介绍
现阶段,我国铁路隧道施工工艺情况怎么样?基本概况如何?中达咨询小编整理铁路隧道基本内容如下:
中达咨询通过本网站建筑知识专栏的知识整理,铁路隧道工程基本本情况如下:
铁路隧道的勘测、设计、贯通控制测量和施工等工作。铁路隧道是修建在地下或水下并铺设铁路供机车车辆通行的建筑物。根据其所在位置可分为山岭隧道、水下隧道和城市隧道三大类。为缩短距离和避免大坡道而从山岭或丘陵下穿越的称为山岭隧道;为穿越河流或海峡而从河下或海底通过的称为水下隧道;为适应铁路通过大城市的需要而在城市地下穿越的称为城市隧道。这三类隧道中修建最多的是山岭隧道。
中达咨询通过相关内容梳理,现阶段,铁路隧道施工技术——浅埋暗挖法主要施工工艺如何,基本情况如下:
1超前大管棚施工隧道拱部采用超前大管棚进行注浆加固。管棚沿隧道开挖线外200mm布设,管棚采用Φ108mm壁厚8mm无缝钢管,外插角小于1°,环向间距为400mm,。
管棚施工的主要施工工序有:(1)南北站厅明挖围护桩施工完成后,开挖基坑,边挖边撑。基坑开挖至适当位置施工管棚导向墙并预埋好管棚导向管。根据钻机型式及工艺设备的需要,在适当位置施工钻机工作平台然后施工大管棚。(2)从管棚导向管按设计钻孔,采用间隔钻孔,先两侧后中间的顺序,利用钻杆的柔性在导向系统的监测下沿设计线路轨迹钻进,到达目的地,卸下钻头换上回扩器进行回扩孔,拖管时将钢管随钻头一起钻入地层内,当达到设计深度后停机。(3)管棚安装完成后,安放钢筋笼,在管棚钢管孔口用法兰盘连结上孔口管(Φ42mm壁厚4mm,长500mm)。(4)向管棚钢管内注浆,注浆顺序先下后上,全孔可采用一次性注浆。注浆浆液采用水泥浆,浆液水灰比:0.6:1~1:1;注浆压力拟采用0.6~1.0MPa。为使钻孔定位准确,在拱部设置导向墙,导向墙中预埋!133mm、壁厚8mm、长120cm管棚导向管。钢管采用分节安装。管棚的分节长度为:5.4m共5节,每两节之间用丝扣连接,丝扣螺纹段长大于150mm。相邻两根钢花管的接头要错接,其错接长度不小于1.0m。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不钻花孔作为止浆段。为提高钢管的刚度和强度,钢管内增设由4根Φ16mm螺纹钢筋和固定短环组成的钢筋笼,固定环采用外径Φ42mm,壁厚8mm,长60mm的短管环,短管间距1m。本工程管棚施工的关键控制环节为钻孔质量控制,由于地下有管线、人防洞和排污涵等,角度控制稍有差错将铸成事故,此外由于钻进通过砂层容易出现塌孔及涌水现象,因此必须做好泥浆系统、导向系统。
(1)泥浆系统
本工程地层为砂层、土层,自稳能力稍差,导向孔钻进及钢管回拖成功与否泥浆起到关键作用,泥浆采用易钻膨润土,并在膨润土内掺少量的聚合物,粘度在40秒左右,PH值控制在8.5~10,泥浆采用机械搅拌,并进行二次回收利用。
(2)导向系统
本工程钻孔线路沿线有管线、混凝土基础等,对导向系统信号发射有一定干扰,施工中采用美国DCI公司生产的ECLIPSE无线地下定位系统,加强型探棒,探棒发射信号强,探测深度为19.8m,加强型探棒电池采用DCI公司生产的专用锂电池。导向系统确保了钻孔不破坏人防洞、混凝土排水涵。
2超前小导管及边墙注浆管施工
超前小导管施工:隧道采用的超前小导管为Φ42无缝钢管,小导管单根长度为3.0m,壁厚3.5mm,布设于拱部和边墙上部范围,外插角10°,环向间距0.4m,纵向间距为1.8m超前小导管注浆施工工序包括:封闭掌子面、钻孔、安设小导管、注浆、效果检查等。小导管采用手持式凿岩机钻孔。插管时采用风动锤振入,注浆采用注浆泵。边墙注浆管施工与超前小导管施工方法基本相同。
3全断面注浆施工
本站站厅联络通道施工时,对<3-2>淤泥质砂、<4-1>冲洪积土层、<5-1>残积土层作全断面注浆加固处理。
全断面注浆加固利用全断面打设超前注浆管进行注浆,注浆前利用喷射砼封闭掌子面,浆液采用水泥-水玻璃浆液,水灰比1∶0.75~1∶1,水玻璃浓度为35°,Be′模数为2.6。注浆范围为隧道开挖轮廓线外1.5m以内的<3-2>、<4-1>、<5-1>地层。浆液扩散半径:R=0.65m,注浆孔孔底间距为1m,梅花型布置。注浆采用长套管护壁后退式注浆工艺,注浆顺序为先隧道周边后中间,隔孔交替注浆。注浆方法为在砂层中采用渗透注浆,在土层中采用劈裂注浆。
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❹ 水电站压力钢管安装及焊接技术分析
近年来,我国的水电工程项目逐渐增多,在水电工程中压力钢管的安装施工必不可少。压力钢管的安装应该是水电工程施工的质量控制重点环节,它对水电工程运行的平稳性和安全性,有着重要的意义。本文以四川省阿贝州黑水县登棚一级水电站为例,对压力钢管的安装技术及质量控制进行了具体的分析。
工程实例
登棚一级水电站位于阿坝州松潘县毛儿盖镇境内,首部枢纽分别位于罗纳沟与哈雅审沟交汇处上游6.6km的罗纳沟河段上和罗纳沟与哈雅审沟交汇处上游6.5km的哈雅审沟河段上,引水隧洞位于毛尔盖河二级支流罗纳沟的下游段左岸和哈雅审沟的下游段右岸,调压井、压力管道及厂址位于毛尔盖河二级支流罗纳沟和哈雅审沟交汇处上游约60m的哈雅审沟右岸,系高水头引水式电站,电站装机容量2×10000=20000KW,引用流量6.6m3/s,工作水头370m。
压力管道采用一管两机的联合供水布置方式。管道采用明管敷设。主管内径l.4m,总长703.84m,其中上平段长65.3lm,斜管及上下弯管段长63l.4m,下平段长7.l3m。岔管为卜形布置,采用月牙肋岔管型式,分岔角60o。支管内径0.8m,2支管总长23.0m。压力钢管主管材料为l6MnR,厚度为l0-22mm,支管材料为l6MnR,岔管材料为16MnR。
1、压力钢管的施工质量组织方案
在压力钢管的安装施工过程中,为保证水利枢纽工程电站厂房工程的整体工程质量和工期,必须对压力钢管的安装质量控制方案和组织管理方式进行科学制定,从而保证项目施工的质量管理有据可依。施工现场成立以项目经理负责人为主的质量保证体系,对压力钢管的安装质量进行全面控制和管理,并依据《国家建筑设备施工安装给水工程验收规范》BJ242-82,及《水利水电工程施工质量评定表》 来加强单元工程(或工序质量)的质量控制。施工过程中,要严格按三检制度施工,上道工序未经验收不得进行下道工序,每一个单元工程结束后,必须进行单元工程质量评定。压力钢管施工质量控制应该包括,施工前准备工作检查的质量控制、施工过程中的质量控制以及工程竣工时的质量验收.
2、压力钢管安装及质量控制
在本工程中,为了对压力钢管的安装质量进行有效控制,针对压力钢管安装技术工艺和工程条件,在压力钢管的安装施工过程中,应该认真对待每个环节施工工艺和技术方法,进行全程的质量控制
1)压力钢管安装前的质量控制
根据本工程实际情况,在工地设钢管制作厂,所有直管段和弯管段管节在钢管制作厂制作,在场内组对后,分成管节运到工地制作厂进行防腐处理。制作完成后,用载重车将管节通过道路运到压力管隧洞内,在压力管隧洞内用台车和轨道进行运输,运到位后进行安装 压力钢管在安装之前需要进行严格的质量检验,运到现场的压力钢管必须具有制作出场的验收合格证明。现场的钢管管节应该作好安装标记,并有明显的管节号、流向及水平和垂直中心线。钢管的厚度、焊接质量、涂装质量都必须经过检验并保证合格,安装前的钢管要求不存在变形、脱漆和污染等问题,以保证压力钢管的安装质量。
2)压力钢管安装的工艺流程
为了保证压力钢管的安装质量,应该首先对压力钢管的安装进行无损检测。压力管道的无损检测主要包括焊缝表面无损检测和焊缝内部的无损检测,针对与管道表面和内部质量问题进行检测。
2.1 表面无损检测
表面无损检测主要采用的是:射线、超声、磁粉、渗透和涡流等五种,一般对于钢管的焊缝采用超声波检测,而岔管部分通常采用的是射线探伤。
以用于对管道表面的缺陷等进行检测,监检中发现如下问题:
一些设计单位不按照表面无损检测标准执行检测;管道图纸上的无损检测与实际检测位置不符;一些不合格的焊缝,其无损检测扩探比例在执行过程中不符合要求;
2.2 内部无损检测
内部无损检测按设计单位设计要求使用超声波探伤或者是射线,主要是针对裂纹、夹渣、气孔和未焊等焊接缺陷检测,一般存在以下问题:
检测前没有对检测设备和检测环境进行严格检查;一些检测单位的检测人员证书失效,甚至一些人员是外聘非专业检测人员;检测时,监检人员没有进行有效监督控制,没有对底片等进行抽查审查;对安装压力钢管进行高程、中心调整,要求测量人员必须具有专业的测量资格。本工程压力钢管的具体安装流程为:
管道运输
始装节弯管水平管从施工支洞运输,用5T卷扬机牵引至洞内安装位置,顶起运输台车上的螺旋千斤顶把钢管安装至设计位置之后,进行加固。
②钢板的划线、切割和坡口处理
在标准平台上进行划线。并用钢印、油漆和冲眼标记分别标出钢管编号、水流方向、轴线、灌浆孔位置、坡口角度以及切割线等符号。
钢板的切割及开坡口处理采用半自动切割机,并用角向磨光机打磨处理。
在切割过程中产生的熔渣、毛刺和裂口等使用磨光机清除并修整。
③卷板
压力机进行弧度的预制后。用卷板机施行“整卷工艺”,弧度通过样板进行检查,纵缝对接在卷板机上完成。
④钢管焊接加固及接头涂装
纵缝的焊接方式以手工焊为主,埋弧自动焊为辅。纵缝的焊缝变形处理采用压力机配制专用矫形工装进行矫正处理。
钢管的联段在联段台车上完成,管段的环缝焊接在环缝组焊区的滚焊台车上完成;焊接方式为埋弧自动焊,焊缝的缺陷处理为手工焊。
⑤钢管安装质量的检查和验收
在钢管安装过程中,会同监理人对每条现场焊缝(包括灌浆孔封堵焊缝)进行检查和验收。不合格的焊缝应进行返修和重新检验,直至监理人认为合格为止。验收记录须经监理人签认。
压力钢管安装时必须严格按照工艺流程及规范要求施工,对各个施工环节质量必须严格控制,在上道工序完全复合规范要求后,才能进行下道工序。
3、压力钢管的安装质量控制
首装节安装过程及质量控制
首装的安装质量非常重要,按本工程的施工顺序,拟将下弯管水平管段作为安装起始节。经过检查合格后,即可用型钢将钢管临时固定于预埋的锚筋上,经检查固定牢固后,将第二节管段运至安装位置,以第一节钢管为基准调整第二节钢管的中心和高程,进行连接和加固焊接。为防止加固焊接时,因焊接收缩造成钢管位移,加固型钢有一端焊缝,应为搭接焊,且应在最后焊接。第一节、第二节下弯管段安装好后,为保证管道不发生位移,可先浇筑二期混凝土,浇筑前应对该段的焊接进行检测,合格后方可浇筑。
竖管段、弯管的安装及混凝土浇筑及质量控制
为保证此次工程的质量,在进行弯管安装时要注意,各节弯管下中心的吻合和管口倾斜,当下弯管安装时,即将其下中心对准首装节钢管的下中心。在此次施工中发现偏移后,采用了在相邻管口上,各焊一块定位板,当两节压力钢管管口定位板相互咬合后,这时候两节压力钢管的中心就是一致重合的。弯管安装2~3节后,必须检查调整,以免误差积累,造成以后处理困难。
岔管的安装及质量控制
岔管采用在加工场组装检查合格后,再分段用汽车运至施工点安装的方法。安装过程与直管段基本相同,先将岔管分成两部分运到安装地点组合好,之后再与两支管同时进行对接。当岔管全部组装完毕无误后将临时支撑焊牢,方可进行施焊工作。
4、压力钢管的焊接及检验 在压力钢管焊接和对它成果的检验中最不可缺少的备份就是焊工了,如果说在水电站压力钢管焊接技术中钢管制造是最重要的第一道工序,那么第二道重要工序就是焊工的检验。就是所以焊工在水电站钢管焊接中是不可缺少的一部分。 4.1焊工资格 焊工必须经过培训中心的培训,并且持有我国劳动人事部颁发的“锅炉压力容器焊工合格证”,质检总局发的锅炉和合格证书或者电力、水力主管部门颁发的证书。要求持证必须在有效的时间范围内。 4.2 压力钢管的焊接及检验 焊工也是分等级的,由于焊工的种类不同,所负责的钢材种类也会不同个,焊接的位置也会不同;检验也就根据区域进行划分了。 外观的检验,外观的检查无非就是产看表面焊缝的质量,说细致点就是不允许有裂缝和凹凸不平的地方,而且外观焊缝的边缘必须符合实际的要求,应该达到一定要能够圆滑的连接原材料,达到一定的美观度。检查便面裂纹主要采用渗透技术进行检验。 5、焊接后处理 在进行了压力光管的焊接后,会有一定的热量存在,把热量降低就是很重要的了,有些钢管整的整体热处理很困难,低合金钢就处于其中的一个。当遇到这种情况时,可以从两方面左手,首先要测量出焊缝加热的宽度,然后从内部进行降温,降温的时候要使钢管内部的温度和钢管外部的温度均匀,这样可以防止钢管变形和影响道光管的一些性能。在进行消除热处理的之前,一定要经过多次试验,然后指定一套相应的方案,否则会出现很多不必要的问题,不要同时进行热处理要从局部着手。 为了能够消除焊接残余得得应力会采用爆炸发,所谓的应力就是钢管在接收到一系列的力之后会受到弹性的压缩,这样就产生了一些残留的应力,应力对钢管的承载有着很大的破坏性,所以我们会采取相应的措施来消除应力。要想有效地消除应力其实很简单就是缩短钢管本身所产生的塑性。
总之,在水利枢纽工程电站厂房工程中压力钢管安装的施工过程中,对压力钢管安装工艺和安装质量进行有效的控制,不仅保证了工程质量,也不同程度地提高了工程的效益,进而为水电工程的压力钢管安装提供大量的工程经验。以上部分数据以修改。
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❺ 水利水电工程压力钢管设计规范
《水利水电工程压力钢管设计规范》(SL/T281—2020)是在《水电站压力钢管设计规范》(SL281—2003)的基础上修订而成,共11章和6个附录,主要技术内容包括布置、材料、水力计算、结构分析、构造要求、管道防腐、水压试验、安全监测等。
法律依据:
《中华人民共和国建设工程安全生产管理条例》
第六条建设单位应当向施工单位提供施工现场及毗邻区域内供水、排水、供电、供气、供热、通信、广播电视等地下管线资料,气象和水文观测资料,相邻建筑物和构筑物、地下工程的有关资料,并保证资料的真实、准确、完整。建设单位因建设工程需要,向有关部门或者单位查询前款规定的资料时,有关部门或者单位应当及时提供。
第七条建设单位不得对勘察、设计、施工、工程监理等单位提出不符合建设工程安全生产法律、法规和强制性标准规定的要求,不得压缩合同约定的工期。
第八条建设单位在编制工程概算时,应当确定建设工程安全作业环境及安全施工措施所需费用。
第九条建设单位不得明示或者暗示施工单位购买、租赁、使用不符合安全施工要求的安全防护用具、机械设备、施工机具及配件、消防设施和器材。
第十条建设单位在申请领取施工许可证时,应当提供建设工程有关安全施工措施的资料。
依法批准开工报告的建设工程,建设单位应当自开工报告批准之日起15日内,将保证安全施工的措施报送建设工程所在地的县级以上地方人民政府建设行政主管部门或者其他有关部门备案。
❻ 隧道初期及超前预支护超前小导管施工要点
下面是中达咨询给大家带来关于隧道初期及超前预支护超前小导管施工要点,以供参考。
(1)钻孔:采用YT-28型风钻钻孔,孔深应适当超深。
(2)钢管加工及施工
将前端加工成尖锥状,尾部焊φ6筋,除尾部1m外,管壁四周钻φ8mm的压浆孔,以便浆液向围岩内压注。施工时,用人工手持风钻钻孔,再将钻杆换成特殊钎尾将导管贯入孔中。
(3)钢管插入及孔口密封处理
钢管由专用顶头顶进,顶进钻孔长度不小于90%管长。钢管末端除焊上述挡圈外,再用胶泥麻筋缠箍成楔形,以便钢管顶进孔后其外壁与孔岩壁间隙堵塞严密。钢管尾端外露足够长度,并与格栅拱架焊接在一起。
(4)注浆
注浆前导管孔口应达到密闭标准,以防漏浆,然后按设计比例配浆,采用双液电动注浆机压注,注浆压力为0.5~1.0Mpa,一般按单管达到设计注浆量作为结束标准。注浆结束后,将管口封堵,以防浆液倒流管外。
(5)施工注意事项
①由于地质条件差,在小导管成孔后,应及时快速安设小导管,保证在钻孔稳定时将小导管送到孔底。
②小导管方向与隧道中线平行,外插角要符合设计要求。
③当注浆压力达到设计终压(1.0~1.5Mpa)不少于5分钟,进浆量仍达不到注浆终量时,亦可结束注浆。
④钢管顶进时,注浆保护管口不受损变形,以便注浆连接。
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❼ 压力钢管的压力钢管其制作工艺和方法主要有以下特点
(1) 钢板切割下料采用数控切割机或靠模半自动气割方法进行。数控切割可以在平台上一次性完成高精度的切割作业。而靠模为一薄钢带,用磁性压铁沿划线放出的线压定,引导半自动切割机走向,这种下料方法既能达到精度要求,又经济实用。
(2) 卷板采用3辊或4辊带液压前后托架的卷板机进行。由于液压托架能使长钢板卷制成型,随卷制弧度托起,不用吊车配合,重力变形小,瓦块卷制成型质量好。 (3) 加劲环的制作和组装。压力钢管加劲环每圈由多个弧形钢板拼焊而成,在钢管上组装焊接成环。加劲环与钢管组装,用“U”型附件点焊在钢管壁上,用千斤顶把加劲环压向钢管,使间隙在0~3 mm范围之内。 (4) 在传统的压力钢管制造工艺中,从钢板卷制成半圆瓦块到安装间焊成管段的整个制作运输组焊过程,都是竖直状态,只是在钢管管段吊运到引水道洞口,准备进洞安装时,才在翻转平台上翻转90°放平。大型或超大型钢管自动化制造技术则采取瓦片水平状态放置,由轨道小车运输到组焊装置下端,之后机械装夹瓦片、自动焊接钢管纵缝,钢管焊接完成后,最适合的方式是直接由轨道小车运送到安装部位。 (5)钢管焊接可以采用埋弧自动焊接、气体保护全自动焊接、气体保护半自动焊接或手工焊条电弧焊等方式。埋弧焊为最经济高效的焊接工艺,且具有无弧光烟尘的环保特性,但只能用于平焊或平角焊位置的焊接。气体保护全自动焊在钢管纵缝焊接中有较多应用,其特点是焊接质量优异,但效率不高、综合成本较高。半自动焊工艺多用于加劲环焊接。手工焊条电弧焊的特点是适应性强,但工效最低,且受限于焊工水平、情绪等主观因素,在工业发达的国家或地区仅作为补充方式。 (6) 为了减小吊装变形,瓦块、管节、管段均采用3点式平衡梁立式吊运。 (7) 无损探伤工作在各制作工位上进行,现在大多采用超声波探伤,若采取X射线探伤则需在晚上无人工作时进行。 (8) 焊接预热或后热一般采用带集中控制器的电热履带板加热,也可采用液化石油气燃烧器,直接用火焰预热焊缝。 (9) 工地雨季1年中不到4个月,因此,钢管制作除了钢管内壁除锈、刷漆工作在铁皮房中进行外,其他工作都在露天进行。
❽ 隧洞施工方案
隧洞施工方案
一、 洞口段施工:
1、边仰坡开挖:
全站仪测量放样,利用挖掘机自上而下逐段开挖,不得掏底开挖或上下重叠开挖,清除洞口与上方有可能滑塌的表土,灌木及山坡危石等,石质地层仰坡开挖需要爆破时,应以浅眼松动爆破为主。局部也可人工配合修整,开挖时应随时检查边坡和仰坡,如有滑动、开裂等现象,应适当放缓坡度。
2、成洞面支护:
仰坡刷坡完成后,及时用坡度板检查坡度,待坡度检查合格后,及时打设系统锚杆,并将锚杆头外露,挂设金属扩张网与锚杆头焊接成整体。挂网完成后立即喷射混凝土,并反复喷射,直到达到设计厚度为止。
3、截水沟施工:
在距仰坡坡口5米处开挖截水沟,截水沟开挖以机械为主,人工配合修整,修整完后,立即砌筑7.5#浆砌片石,并用砂浆抹面。
二、辅助施工:
1、长管棚:
套拱施工:施工放样,模板安装、钢筋绑扎、导向管放样,127导向管安装,砼浇注。
管棚施工:钢管规格:热扎无缝钢管¢108㎜,壁厚6㎜,节长3米,6米;
n 管距:环向间距50㎝;
n 倾角:仰角1°(实际施工按2°施工),方向与线路中线平行;
n 钢管施工误差:径向不大于20㎝;
n 隧道纵向同一截面内接头数不大于50%,相邻钢管的接头至少错开1米。
A 管棚施工方法:
测量人员准确放样,标出洞中心线及拱顶标高,开挖预留核心土作为管棚施工的工作平台,开挖进尺为2.5米,开挖结束后,人工两边对称开挖(品字型)工作平台,台阶宽度1.5米,高度2.0米,作为施工套拱和管棚施钻的平台。管棚应按设计位置施工,应先打有孔钢花管,注浆后在打无孔钢花管,无孔管可作为检查管,检查注浆质量,钻机立轴方向必须准确控制,以保证孔口的孔向正确,每钻完一孔便顶进一根钢管,钻进中应经常采用测斜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。钢管接头采用丝扣连接,丝扣长15㎝,为使钢管接头错开,编号为奇数的第一节管采用3米钢管,编号为偶数的第一节管采用6米钢管,以后每节均采用6米长钢管.
B 管棚施工机械:
n 钻孔机械:配备XY-28-300电动钻机,钻进并顶进长管棚;
n 注浆机械:BW-250/50型注浆泵2台;
C 注浆参数:
n 采用水泥-水玻璃浆液。水泥浆与水玻璃体积比1:0.5;水泥浆水灰比1:1;水玻璃浓度35波美度;水玻璃模数2.4;注浆压力初压0.5~1.0MPA;终压2.0MPA。
2、小导管
A 超前小导管采用外径42㎜、壁厚3.5㎜的热扎无缝钢管,钢管前端呈尖锥状,尾部焊上¢6加劲箍,管壁四周钻8㎜压浆孔,但尾部有1米不设压浆孔,超前小导管施工时,钢管与衬砌中心线平行以10°~30°外插角打入拱部围岩,钢管环向间距20~50㎝。每打完一排钢管后,应立即喷浆封闭开挖面,然后注浆.注浆后,架设钢拱架,初期支护完成后,每隔(2~3米,试图纸而定)再另打一排钢管,超前小导管搭接长度一般为1.0米。
B 注浆参数:
n 水泥浆与水玻璃体积比:1:0.5;
n 水泥浆水灰比1:1;
n 水玻璃浓度35波美度;水玻璃模数2.4;
n 注浆压力0.5~1.0MPA;必要时在孔口设置止浆塞。
3、超前锚杆:外插角必须大于14度,注浆饱满,搭接长度不小于1米。
三、 预埋件施工
预埋件按设计尺寸采用木版作成设计形状,安装于二衬魔板台车中,且位置准确(误差±50CM),固定牢固不得晃动,有管的必须中间穿铁丝通过。
四、调平层施工
模板安装的要求,在调平层两侧预先标定的位置上安装模板。侧模采用[10#槽钢模板,顶面标高应与相应里程的路面标高一致,允许偏差±2mm,用水准测量调整、确定标高。模板每隔一定距离内外固定,保证不位移,模板的接头应紧密平顺,不得有离缝、歪斜和不平整等现象,模板接头及底部均不得漏浆。砼灌注前,底层砼面上必须清洗干净。当砼运达施工地点时,直接倒向安装好模的路槽内,并用人工找补均匀。摊铺时应考虑砼震捣后的沉降量。虚高可高出10%,使震实后的面层标高与设计相符。砼震捣时靠近边角等处用插入式震捣器顺序震捣;用平板式震捣器纵横交错全面震捣,每个位置的捣时间以砼不再下沉,不再冒出大量气泡,并以在表面出现水泥砂浆为准,一般不少于15s,亦不宜过长;然后用震捣梁沿纵向震捣拖平,多余的砼随着震捣梁的拖移被刮去,低陷处则应随时找平震实;最后用直径75~100mm的无缝钢管滚压,作进一步整平。严禁在刚做好的面层上洒水、撒水泥。
五、水、电缆沟施工
安设沟墙钢筋,要求位置准确,必须挂线施工。安设沟墙摸板,要求摸板位置准确,纵向一条线。最大矢度不大于3㎜,模板面与沟墙顶面齐,经检查合格后方可灌注砼,在靠原边墙侧部分必须凿毛,并注意预埋件的位置准确。模板采用定型摸板。
六、洞门施工
清理现场,进行施工放样。按设计尺寸要求挖端墙基础。砌筑M7.5#浆砌片石。
模板安装,要求摸板位置准确,纵向一条线,并及时检查模板坡度。浇注砼15#片石砼,待砼强度达到70%以上进行明洞拱顶回填。
明洞拱顶回填应对称分层夯实。每层厚度不大于0.3M,其两侧回填面高差不大于0.5M,回填至拱顶平齐后分层压实至设计高度,使用机械碾压时,必须用人工夯填至拱顶1.0M以上,方可采用机械夯实
七、施工过程安全及环保的控制
进洞必须佩带安全帽、防止坠落,洞内车速限制5KM、照明必须每10米一灯、火攻品材料存放必须规范,派专人看管。
弃渣场地必须排水通畅、且必须砌筑挡墙,防止洪水,形成泥石流。
八、施工过程中已发生问题的处理:
二衬施工完毕后渗水的处理:
细小裂缝用丙烯酸、水泥浆或环氧树脂等涂刷和嵌缝,效果较理想;
对较大裂缝,可用10号水泥砂浆或膨胀水泥砂浆嵌缝较合适有效;
对大裂缝(缝宽大于5MM),(若有渗漏水,可用切割机沿裂缝切割一宽2~4CM左右小槽深度大约10CM以上,在水源处,切割一5×5CM立方的小洞室,然后把水管插入一块4×4CM MF7塑料盲沟内,一同压入切割好的槽内,把水引入纵向排水沟,最后用水泥与水玻漓混合砂浆封闭切割槽)若无渗水,宜用环氧树脂砂浆,或采用压浆、钢筋网喷射砼等补强。
❾ 隧道浅埋偏压段进洞工艺
隧道浅埋偏压段进洞工艺是非常重要的,工艺的每个细节都包含在实际施工中,不仅美观更关系到质量。中达咨询就隧道浅埋偏压段进洞工艺和大家介绍一下。
一、工程概况
龙井隧道位于贵州省遵义县板桥镇境内,是崇(溪河)遵(义)高速公路较长大隧道之一。隧道总长2326m(左线1196m,右线1130m),单洞净跨10.4m,净高6.7m,双车道单向行使。隧道高程在931~1168m之间,地形起伏较大,地质构造复杂,属典型的喀斯特地形。
二、工程地质、水文地质及地形条件
隧道区内为寒武系中统高台组及寒武系中上统娄山关群第一段,属于碳酸盐岩台地沉积。覆盖层为第四系残、坡积层砂质粘土、碎石土、块石土。隧道工区位于潘家山复式(背斜)褶皱构造的北东翼、娄山关大断裂的南西盘(上盘)。受大断裂影响,区内有F1断层(龙井断层)为纵断层,表现为地层岩性不延续;F2断层为横断层,在出口端(K89+400处)斜交穿过隧道,断层两盘地层产状差异较大,地层岩性不延续。K89+400至出口端K89+660区内有多处小断层(张性),断层岩石风化作用强烈,风化节理较发育,岩石呈砂屑状或碎屑状。隧道工区白云岩、泥质白云岩、角砾状白云岩和泥质粉砂岩均为透水层,由于断裂构造影响,区内除大气降水补给,部分渗入基岩,形成基岩裂隙水,还部分接受F1断层上盘地下水的渗入,地下水丰富。地下水位埋层较浅,均在隧道顶板上。
隧道出口端,岩体程碎块状结构,节理裂隙发育,处于强风化带中,隧道顶板较薄(2~4m),覆盖层为土层。右洞岩层倾角较大与设计地质不符。岩土分界从拱顶至线路前进方向右侧拱脚外环大部为土层,该处属典型的浅埋、偏压隧道,成洞困难,地表易塌陷、开裂。
三、进洞方案
1.洞口段矿山法施工
洞口段原设计Ⅱ类围岩支护参数如下:φ114超前大管棚长30m,环距50cm,纵向外插角10,共29根;C20混凝土套拱长80cm;径向锚杆RD25N,长3.5m,间距80×80cm,喷混凝土厚20cm;φ8钢筋网20×20cm,钢筋格栅钢架间距80cm,模筑混凝土60cm。
经地质勘察和围岩鉴定为Ⅰ类围岩,调整支护参数。根据已往施工经验,在大管棚施工中,容易出现掉棚(管棚侵入洞内),调整了外插角和管棚半径,外插角改为30,管棚半径由设计6.13m改为6.28m,其余不变。由于右洞岩层倾角较大,为防止套拱下沉,线路前进方向右侧,套拱拱脚深挖至岩层,并将基础扩大为1.5m纵向×2m横向×3m深,套拱长度由0.8加长到1.5m;径向锚杆、钢筋网片、模筑混凝土的参数不变;初期支护中增加φ42超前小导管,环距30cm,4.5m长,2.4m一环,施作范围拱部1600;格栅钢架改为20b工字钢拱架,间距60cm,喷射混凝土厚度改为25cm。右洞拱脚处每榀工字钢增加2排锁脚,用φ42小导管5m长注浆加固,用水泥、水玻璃双液浆,比例1:0.5。
2.具体进洞方案
(1)清表
首先,将洞顶地表范围植被清除,将稻田水疏干,使土体由液塑状态变为干硬状态。
(2)天沟
洞口地表地势较平缓,又处于沟谷,雨水将汇集洞口,故进洞前施作天沟,以截除地表水。
(3)地表加固
根据龙井右线出口的地形、地质情况,隧道开挖时必然造成上断面两侧产生沉降而出现山体偏压失稳,将使隧道位移、变形,甚至出现初期支护表面产生裂缝。另外根据覆盖层情况,开挖过程中必然造成地表沉降、开裂。
根据普氏理论,松散体在隧道开挖后,其上方形成抛物线形的平衡拱,平衡拱的跨度与开挖宽度相等。在松散体中施工时出现的大规模冒顶就是该平衡拱失稳造成的结果。地表加固注浆能有效地减小隧道坍方的可能性。因为,地表花管注浆加固后,类似于一根摩擦桩,制约土体相对向下移动。更为主要的是,此法将成为其周围土体的一个核心,由于相邻两花管间距离远远小于隧道的开挖宽度,必然使得平衡拱的矢高大大减小,保证了施工安全。为此,在进洞前,我们采取了以下办法:
将地表整平,挂网锚喷混凝土将地表封闭。
隧道中线至线路前进方向左侧拱顶为岩石,右侧为土层,开挖后将产生不均匀沉降。在洞顶地表隧道中线至线路右侧12m范围、纵向20m范围竖向打入φ76花管注浆加固,注浆浆液采用水泥、水玻璃双液浆,配比为1:0.5,初始压力0.5~1Mpa,终压2~2.5Mpa,注浆顺序为先两侧后中间,纵向先洞口后洞身。管壁厚5.5mm、间距80cm,梅花型布置,管底以拱顶外缘和打入基岩1.0m控制,但不得低于隧道边墙基底标高。
(4)进洞措施
人工按里程、坡比清刷边仰坡后挂网锚喷混凝土;浇筑混凝土套拱,在套拱内预埋φ120钢管定位,待混凝土强度达到设计强度的80%后,施工大管棚注双液浆。
以上各项工作完成后,就开始上半断面开挖进洞。
(5)洞内开挖方法
因洞口段为Ⅰ类围岩,故采用长台阶法先作上半断面,上半断面净高4.8m,循环进尺60~80cm.依据“短进尺、弱爆破”的原则,主要采用人工风镐或挖掘机挖掘,辅以弱爆破,严禁放大炮。当上半断面掘进60~80m后,开始侧壁拉槽,左右跳槽错开开挖,严禁相对开挖。二衬台车及时加工,二衬距掌子面的距离不宜超过120m。
(6)监控量测及信息反馈
监控量测是NATM法施工的重要手段,是指导施工方案中的支护参数、施工工艺及各工序的作业时间的重要方法。龙井隧道出口段进行了地表下沉、拱顶沉降和周边收敛的监控量测。从量测结果可以知道地表下沉量最大20cm,拱顶下沉最大值为2mm,周边收敛最大值2.1mm。施工至今已有两年,变形基本稳定,施工方案基本合理,初期支护、地表加固及时有效。
四、结语
总结龙井隧道洞口段的施工方案,有以下几点体会:在复杂条件下成洞应结合各种方法,综合治理,才能确保施工的安全;在松散地层中注浆加固使较松散的土层胶结成一个整体,同时洞内加强了超前支护、调整了初期支护参数,较顺利的完成了进洞,解决了浅埋偏压段隧道施工难度大的难题。
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❿ 在压力钢管上设置进人孔主要有哪几个原则
在压力钢管上设置进人孔主要原则有:
(1) 压力钢管人孔一般都设置在管段的下游镇墩的上方。
(2) 没有特殊情况时,人孔在钢管断面的位置为水平直径以下45度角处,应设在交通方便的一侧。
(3) 特殊情况下,人孔可以设置在钢管顶部或水平直径45度以上。