潛孔錘成孔送管管棚施工技術在隧道施工中應用

1、潛孔錘成孔送管管棚施工技術在隧道施工中應用【摘要】本文以晉寧隧道下穿昆玉高速公路，管棚 超前支護施工的技術控制為例，著重闡述了隧道下穿高速公 路，潛孔錘成孔送管管棚施工技術在隧道管棚施工中的應 用，希望能對今后同類工程施工有一定的參考價值?！娟P鍵詞】隧道施工；潛孔錘成孔；管棚1. 工程概況1.1工程設計晉寧隧道全長2025米，進口里程d2k42+930,位于晉寧 縣昆陽鎮(zhèn)渠東里村，出口里程d2k44+955,位于晉寧縣上蒜 鎮(zhèn)三多村。隧道所處位置屬滇中高原丘陵-中低山區(qū)剝蝕、 溶蝕地貌，地形略有起伏，丘槽相間。隧道于d2k43+295d2k43+355段下穿昆玉高速，該處 隧道埋深46m,采用

2、雙側壁導坑法施工，設一環(huán)159mm高 精度定向大管棚（壁厚8mm）超前支護，鋼管長度60m,鋼 管環(huán)向間距0.4m,共43根。該段采用全環(huán)i22bx字鋼鋼架 加強支護，鋼架縱向間距0. 5m ；隧道于d2k43+375 d2k43+405段下穿s102省道，該處隧道埋深43m,設計采用 雙側壁導坑法施工，設一環(huán)159mm大管棚（壁厚8mm）超 前支護，鋼管長度40m,鋼管環(huán)向間距0.4m,該段采用全環(huán)i22b工字鋼鋼架加強支護，鋼架縱向間距0. 5m。1.2 x程地質該段巖層為，黃褐色、灰白色薄中層狀泥質板巖夾炭 質板巖，弱強風化，局部呈砂土狀；節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體 破碎、松散，層間結合差，層面

3、節(jié)理面上有鐵質侵染，掌子 面稍濕，圍巖完整性、穩(wěn)定性差。巖層產狀st=95° z43° o1.3現(xiàn)場施工情況晉寧隧道進口掌子面里程d2k43+295,隧道進尺340m, 仰供里程 d2k43+276. 5,進尺321. 5m,二襯里程 d2k43+254. 5, 進尺299.5m,仰供距掌子面距離18. 5m,二襯距掌子面距離 40. 5mo現(xiàn)場已按設計完成管棚工作室及管棚工作室加強支護 工作。2. 施工方案根據(jù)現(xiàn)場地質條件，該管棚施工宜采用潛孔錘沖擊成孔 后再送管的施工方法，即利用風動力驅動潛孔錘沖擊器震動 沖擊，利用水平鉆機及特制鉆桿先打設水平孔，水平孔形成 后，再將管

4、棚鋼管送入孔內達設計長度，然后進行注漿加 固圍巖的施工方法。2.1潛孔沖擊鉆進方法簡介用©73鉆桿為鉆具，前端裝有潛孔沖擊器和潛孔錘頭, 潛孔錘沖擊器后緊跟3米長的©146鉆桿（g146鉆桿起扶 正器的作用，防止水平孔往下墜），©146鉆桿后面跟"73 鉆桿，©73鉆桿與回轉動力頭聯(lián)接，如下圖所示，用空壓機 排出的壓縮空氣使?jié)摽族N頭產生錘擊振動，將鉆桿依次打 入，直至達到設計長度。2.2送管方法簡介水平孔打設完成后，將4>73鉆桿及潛孔錘頭拔出，把 4）159管棚鋼管鉆頭做成20度斜口，管棚鋼管之間采用絲扣 連接，管棚鋼管通過變徑與回轉動

5、力頭連接，如圖所示，鉆 機將管棚鋼管依次送入水平孔中，將單根管棚所有鋼管送入 孔內后利用有線導向儀進行測斜，保證管棚鋼管不侵入開挖 線，若發(fā)現(xiàn)水平孔進入了開挖線，則已送入的管棚鋼管拔出 注漿后重打，且根據(jù)前面的打設數(shù)據(jù)調整水平孔的入孔角 度。3. 施工工藝流程三通一平一人員設備進場一鋪設“h”鋼軌道一 設備組裝調試空壓機安裝調試一調試鉆機（方位、傾 角）鉆具組裝進孔f 鉆進f 回次加尺鉆進f 直至設計深度一回取鉆具、錘頭一送管棚鋼管測量一回次 加尺一送管棚鋼管測量一直至設計深度一終孔管內及環(huán) 狀間隙注漿一移至下一孔位。4. 管棚打設工法4. 1施工現(xiàn)場準備根據(jù)現(xiàn)場情況，應將三個臺階分別平整，鉆

6、機安裝在第 二個臺階，油泵、泥漿泵、攪漿桶等安裝在第三個臺階，其 他材料應堆放在第三個臺階。鉆機安裝平臺長度不得低于 5m,為保證鉆機穩(wěn)定，場地應硬化。因鉆機距離掌子面較遠, 因此應在第一個臺階(最高臺階)處安裝2-3個三角架， 架設準備打設的管棚鋼管。為確保施工安全，兩個臺階之間的坡面應噴錨支護。4. 2設備組裝前的準備工作及鉆機設備安裝4. 2. 1設備組裝前的準備工作(1) 設備檢查。檢查是否有缺件及好壞程度；電機、 空壓機、鉆機、泵等測試，運轉是否正常，所有部件是否完 好；空壓系統(tǒng)是否通暢泄漏，密封完好度；(2) 檢查所有焊接部位是否有開焊、牢靠，有則補焊;(3) 各種部件是否有變形，

7、有則進行校正。4. 2. 2鉆機設備安裝(1) 鋼墊板規(guī)格二長x寬=250x250mm；脹管螺栓直 徑=巾16mm；鋼墊板與基礎固定要牢，強度要高；(2) h型鋼軌找平誤差4. 2.4鉆具組裝(1) 錘頭旋轉直徑4) 180mm；(2) 鉆具前部的潛孔沖擊器，必須經檢驗，保證質量 合格，性能可靠，安裝齊全。4. 2.5空壓系統(tǒng)連接(1) 空壓機使用前要經過全面檢修，通氣管連接要可靠;(2) 在通氣管的端頭另外安裝一小氣管，隨時清理鉆 桿內孔；(3) 連接一水管并配起霧裝置用于降塵。4. 2. 6鉆進(1) 鉆進前應對鉆機定位情況、方位、傾角情況，孔 口管對中情況，空壓機情況進行全面復檢，確認正

8、常后進行 試鉆；(2) 鉆進前須先開氣，待壓縮空氣流通正常后，方可 鉆進；(3) 鉆進時，空氣壓力應控制在0. 6-1. ompa,泵量為 15-20l/min為宜。保持中低壓力，勻速中速鉆進；(4) 現(xiàn)場須及時進行數(shù)據(jù)記錄和鉆具前端長度及每次 加管長度詳細記錄；(5) 每鉆進一定距離須排一次沙土以防抱鉆。4. 2. 7回次加尺(1) 每根管在下坑前必須進行質量檢查。管材不得有 彎曲，絲扣四周壁厚均勻，絲扣完好合格。管材內的鐵屑、 贓物及銹皮等必須清除干凈。下坑時避免與硬物相碰，以免 損傷管扣；(2) 鉆進中，每次加尺時要觀察絲扣連接是否可靠.如果較松須拎緊后加焊。4. 2. 8錘頭回取送管及

9、終孔注漿(1) 水平孔打設完成后，下管棚鋼管時要勤測量，若 發(fā)現(xiàn)水平孔侵入了開挖線，則終止送管棚鋼管，或拔出已送 入的管棚鋼管，注漿重打水平孔；(2) 單孔打設驗收合格后，通過管內壓注水泥漿，對 管內及管外環(huán)狀間隙進行充填；(3) 單孔驗收合格后，在現(xiàn)場立即辦理驗收合格簽證, 再轉入下一孔位施工。4. 2. 9施工主要難點(1) 本區(qū)地層為泥夾孤石狀填充物，夾泥可塑，不 易成孔，易卡鉆；(2) 沖擊時會產生大量的粉塵，影響施工人員健康。(3) 因現(xiàn)場沒有管棚工作室，為保證管棚質量，鉆機 不宜安裝在距離掌子面最近的臺階，而是安裝在第二個臺階 上，這樣，露在孔外的鋼管比較長，給施工造成較大難度。4. 2. 10施工順序為探明地層情況，應先施工連拱連接處的管棚，該處管 棚施工完畢后待地質情況了解好即施工中拱頂部管棚，由此 向兩側施工。注漿后土體強度很大，不利再進行潛孔沖擊鉆 進作業(yè)。5. 總結晉寧隧道施工中過程中通過應用潛孔錘成孔送管管棚 施工技術，最大程度的滿足現(xiàn)場施工需要，減少了工序，節(jié) 約了工期，保證了隧道施工的安全，取得了成功。通過實踐 證明，在特殊情況下使用潛孔錘成孔送管管棚施工，實現(xiàn)對 管棚鉆進方向的可控性，準確