导向跟管钻进大管棚施工工艺探讨.doc

导向跟管钻进大管棚施工工艺探讨 【摘 要】本文针对中南部铁路通道工程干阳沟黄土隧道险情段处理具体施工情况，对在施工过程中采用“导向跟管钻进技术”进行超长大管棚施工，把该技术作为险情段软弱围岩超前支护的主要辅助措施，单向一次性打设管棚长度60m，在施工中取到了明显的成效。通过对“导向跟管钻进技术”原理、工艺、施工控制的介绍，指出该技术的优点，希望对类似工程的施工有一定的参考和指导价值。 【关键词】超前支护；大管棚；跟管钻进；指导 在隧道施工过程中，因区域围岩情况的变化，隧道在掘进过程中常会遇到围岩失稳、漏顶等工程问题。在出现险情后，多采用大管棚工法作为险情段超前支护的主要措施。传统管棚施工工法具有很多局限性，费时费工且费料。但如何行之有效的进行大管棚施工，已成为控制工程质量和进度的关键。本文针对中南部铁路通道工程干阳沟隧道险情段的险情处理措施，考虑到施工难度和工效问题，有针对性的选用了大管棚的“导向跟管钻进技术”进行长管棚施工，单向一次性打设管棚长度60m，在施工中得到了成功应用，取得了明显的施工效果。 1 工程、地质情况 干阳沟隧道是山西中南铁路通道工程（洪洞至日照）线路上以黄土围岩为主的一条双线长隧道，全长8463m，隧道最大埋深约200m，最小埋深为10m。属于中南部铁路通道工程高风险隧道，也是整个中南部铁路通道工程的控制性工程。 该隧道进口掌子面当施工到距离洞口505m时，由于遇到异常暴雨天气，在dk362+215~dk362+245范围洞顶发生了透顶事故。透顶区域山顶沉陷宽度25m，长度30m，深度2~3m。洞内土体涌到dk362+184.1二衬处，且二衬台车1/3被塌方土体掩埋，由于人员撤离及时，无人员伤亡。 干阳沟隧道塌方发生段地质构造为中低山丘陵区，地层以松散堆积层为主，主要包括第四系全新统冲洪积砂质黄土、黏质黄土、粉土、上第三系上第三系粉质黏土、粉土、粗圆砾土，第四系上更统砂质黄土、中更新统黏质黄土，上第三系粉质黏土、粉土、粗圆砾土，属贫水段，工程地质较差。施工单位联合设计单位对现场地质和塌方体进行了详细的勘察和论证后，认为塌方土体总体较松散，土质以黄土为主，无自稳能力，后续塌方段险情处理，应采用超长大管棚进行超前棚护的方案，管棚钻机采用“导向跟管钻进技术”打设60m超长管棚，一次性进入原状土体，从而保证后续施工的安全，防止险情处理时次生灾害的发生。 2 超长大管棚施工准备 根据大管棚施工方案使用yq100e型潜孔钻机采用“潜孔锤冲击成孔送管法”先打设两环10m的大管棚，然后再打设长度为60m的超长大管棚。先打设的两环10m的大管棚，为后续超长管棚的打设创造工作空间。具体施工断面示意如图一所示： 本文主要来讨论60m超长大管棚的施工工艺， 10m长管棚的打设不再赘述。 3 超长管棚的导向跟管钻进原理及布设 导向跟管钻进是用管棚代替钻杆，其最前端加装自制导向钻头，钻进过程使用导向仪能准确测定钻头在前方的位置和方向，据此确定钻进轨迹。同设计轨迹相比较，利用能进行方向控制的楔型钻头改变钻进方位，从而按设计轨迹钻通孔道，来保证后续开挖隧道的平面位置和纵向坡度不受影响。管棚连接采用内丝扣进行接长，利用水平定向钻将管棚分节依次旋转顶进围岩中。当管棚在定位传感器指引下打至设计长度后，安装加工好的钢筋笼，再进行注浆、封闭等工序作业，这样也就完成了一根超长大管棚的施工。其他管棚施工就是间隔一定的距离进行打设，施工工艺相同。超长管棚之间间隔距离应根据地质土层注浆板结效果而定，在这里我们定为间距33cm。 4 超长管棚施工工艺和问题处理 4.1 施工工艺流程 施工准备→工作平台搭建→测量放线→钻机就位及调试→钻头的加工→导向孔的打设→钻进作业→安装钢筋笼→孔口封闭→注浆 4.2 施工过程控制 4.2.1 施工准备 施工准备主要是施工作业人员和机械设备的配置和调试。根据需要，每台钻机需配备4-6名操作工人，钻机采用se-hg-500型专用管棚钻机。该型钻机给进力15t，安装在可自由行走的轨道机架上，最大行程6m，轨道上行进可以保证钻机安装牢靠且移动方便，施工时不易偏斜；管棚专用导向仪采用sex-200型管棚专用导向仪，并配套有线数据棒，精度可达0.3ordm;,倾角分辨率可达0.1ordm;；另外还需一台bw-250型注浆泵和两台ghj180灰浆搅拌机，为管棚打设到位后进行注浆加固。 4.2.2 工作平台搭建 由于作业场地狭小和充分利用施工现场资源，我们利用两榀i25a工字弧形钢拱架作为导轨，拱架沿隧道纵向间距为4.5m，前拱架比后拱架高20cm，这样就可以较为方便调整钻机的上倾角。平台支撑要牢固，采用i20工字钢进行纵向的稳固连接。为了防止在施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移等影响钻孔角度、位置等，两榀i25a工字弧形钢拱架拱架处