应用领域

郑万高铁向家湾隧道自钻式管棚支护项目

>项目背景


该标段位于湖北省宜昌市兴山县,起点是古夫镇,经南阳镇、昭君镇、止于高桥乡境内。该标段总长约33公里,包括3.5座隧洞共29.634公里,4座桥梁共4.16公里,其中向家湾进口隧道4663.23米。

郑万高铁向家湾隧道自钻式管棚支护项目

>项目概览


1.项目工期:2017年4月15日—2020年5月4日

2.服务范围:锚固材料及现场技术服务

3.应用场景:铁路隧道自钻式超前管棚

4.应用结构:自钻式中空锚杆用作超前管棚支护

5.项目用量:4000m

6.地质条件:隧道区域属剥蚀中山地貌。区内地势北高南低,山顶浑圆,河谷纵横,溪沟由北向南深切。隧道通过三叠系泥岩砂岩互层夹泥灰岩、泥质灰岩、泥岩夹砂岩、泥灰岩、灰岩夹泥灰岩、白云岩、岩溶角砾岩、灰岩、岩溶角砾岩。

>问题与挑战


山体岩层为破碎围岩,遇见塌孔现象导致花管无法正常插入;使用自钻式锚杆作为超前管棚支护,代替传统花管管棚。

郑万高铁向家湾隧道自钻式管棚支护项目

>解决方案


台阶法施工,两台大型机械化凿岩台车同时钻孔,掌子面端面顶部每环50个孔,孔间距400mm,孔深20米,孔向上斜插角度1-2°,钻孔直径76mm,每孔安装R51中空锚杆,每环管棚搭接间隔距离4米。钻孔完成后注浆,水泥浆水灰比0.5,注浆压力1.5-2.5MPa,管口用止浆塞封堵。每环钻孔50个,管棚钻孔20米(4*5米长锚杆)。

自钻式锚杆结构图

>施工工艺


安装超前管棚:每排50根、每根20m、两根之间间距0.4m,进行开挖并支护,每次进尺为3榀(约1.8m),循环进尺达到16m左右。每循环的步骤为:钻爆破孔—爆破—排险—排渣—初喷混凝土—立设钢架—挂钢筋网—焊接钢架连接筋同时安装锁脚锚杆—复喷混凝土—安装系统锚杆-安装下一排管棚(两排管棚之间搭接4m)。

>施工设备


钻机:铁建重工三臂凿岩台车ZYS113,蒙特贝动力头HC 110,钎尾规格T38。

施工效率:两台凿岩台车同时钻进,平均钻进速度1.2m/min。

郑万高铁向家湾隧道自钻式管棚支护项目三臂凿岩台车

>项目测试


该隧道地质条件较为复杂,自钻式管棚施工中克服了塌孔卡钻等困难,锚杆钻进安装效果好,钻进速度快。比传统管棚效率提升明显,台车两臂同时作业钻进效率高。

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