液壓鉆孔臺(tái)車施作長(zhǎng)大管棚工法

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)液壓鉆孔臺(tái)車施作長(zhǎng)大管棚工法(TLEJGF-92-27)鐵道部第十九工程局前言隧道施工中最困難的是通過不良地質(zhì)地段，尤其是遇到富水?dāng)鄬?破碎帶時(shí)，在開挖中往往來不及支護(hù)即發(fā)生塌方。如何解決這一問題，一直為工程界所關(guān)注。采用超前長(zhǎng)大管棚支護(hù)先支后挖方法，是解決這一問題的有效途徑之一。但長(zhǎng)大管棚施工往往需要配備專用鉆孔頂管設(shè)備。一次性投入大，一般施工企業(yè)在施工不連續(xù)的情況下難以承受。我們?cè)谙锞€八盤嶺隧道破碎斷層帶施工中，在國(guó)內(nèi)首次開發(fā)出一套用瑞典液壓鉆孔臺(tái)車先鉆深孔、后頂

2、進(jìn)棚管支護(hù)的施工方法，不僅拓寬了鉆孔臺(tái)車的應(yīng)用范圍，做到一機(jī)多用，而且速度快，作業(yè)安全，技術(shù)可靠，取得良好效果。該項(xiàng)技術(shù)獲1991年中國(guó)鐵道建筑總公司科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。一、工法特點(diǎn)和適用范圍(一)工法特點(diǎn)本工法系采用瑞典液壓鉆孔臺(tái)車鉆深孔下鋼管施作管棚，速度快，效率遠(yuǎn)高于地質(zhì)鉆，具體比較情況見表1。2.操作方便，靈活機(jī)動(dòng)，定位較準(zhǔn)確，易于掌握、推廣。3.利用現(xiàn)場(chǎng)既有的液壓鉆孔臺(tái)車，不必另配鉆機(jī)，節(jié)省工程成本。(二)適用范圍本工法的管棚支護(hù)長(zhǎng)度15m，鋼管直徑為89mm左右，適用于鐵路、公路隧道及地下工程破碎圍巖的超前支護(hù)，也可用于處理各種溶洞和坍體，以及洞口坡積層等松散體的進(jìn)洞施工。二、鉆深孔的

3、工藝流程及操作要點(diǎn)(一)鉆深孔工藝流程(見圖1)(二)鉆深孔的操作要點(diǎn)1.液壓鉆孔臺(tái)車的鉆桿長(zhǎng)度為4.3m、5.525m，鉆深孔時(shí)必須接桿。因此，隨著孔深的增長(zhǎng)，需要對(duì)回轉(zhuǎn)扭矩、沖擊功及推力進(jìn)行控制和協(xié)調(diào)，尤其要嚴(yán)格控制推力，不能過大。2.為了確保鉆桿接頭有足夠的強(qiáng)度、鋼度和韌性，鉆桿聯(lián)接套應(yīng)與鉆桿材質(zhì)相同，兩端加工內(nèi)螺扣(配合鉆桿首尾端外螺扣)，聯(lián)接套的壁厚10mm。聯(lián)接套及連接方式見圖2。為防止鉆桿在推力和振動(dòng)力的雙重作用下，上下顫動(dòng)，導(dǎo)致鉆孔不直，鉆孔時(shí)，應(yīng)把扶直器套在鉆桿上，隨鉆桿鉆進(jìn)向前平移。3.臺(tái)車就位固定后，由測(cè)量工站在臺(tái)車臂托籃上準(zhǔn)確畫出鉆孔位置。4.施鉆時(shí)，臺(tái)車大臂必須頂緊在

4、掌子面上，以防止過大顫動(dòng)影響施鉆精度。5.鉆機(jī)開孔時(shí)鉆速宜低，鉆進(jìn)20cm后轉(zhuǎn)入正常鉆速。6.第一節(jié)鉆桿鉆入巖層，尾部剩余2030cm時(shí)停止鉆進(jìn)，人工用兩把管鉗卡緊鉆桿(注意不得卡絲扣)，鉆機(jī)低速反轉(zhuǎn)，脫開鉆桿。鉆機(jī)沿導(dǎo)軌退回原位，人工裝入第二根鉆桿，并在鉆桿前端安裝好聯(lián)接套，鉆機(jī)低速送至第一根鉆桿尾部，方向?qū)?zhǔn)后聯(lián)接成一體。起拱線以上的孔位，由于臺(tái)車大臂離地面較高，不便裝卸鉆桿，這時(shí)應(yīng)將大臂落下，人工在地面安好鉆桿后，大臂重新升起就位。每次接長(zhǎng)鉆桿，均可按上述方法進(jìn)行。7.換鉆桿時(shí)，要注意檢查鉆桿是否彎曲，有無(wú)損傷，中心水孔是否暢通等，不符合要求的應(yīng)更換，以確保正常作業(yè)。8.引導(dǎo)孔直徑應(yīng)比棚

5、管外徑大1520mm，孔深要大于管長(zhǎng)0.5m以上。9.鉆孔達(dá)到要求深度后，按同樣方法拆卸鉆桿，鉆機(jī)退回原位。三、頂管的工藝流程及工藝原理(一)頂管工藝流程(見圖3)(二)頂管工藝本工法采用大孔引導(dǎo)和棚管鉆進(jìn)相結(jié)合的工藝，即先鉆大于棚管直徑的引導(dǎo)孔，然后利用鉆機(jī)的沖擊和推力(頂進(jìn)棚管時(shí)鑿巖機(jī)不使用回轉(zhuǎn)壓力，不產(chǎn)生扭矩)將安有工作管頭的棚管沿引導(dǎo)孔頂進(jìn)，逐節(jié)接長(zhǎng)棚管，直至孔底。(三)鋼管頂進(jìn)的作業(yè)要點(diǎn)1.管件制作：棚管采用89普通鋼管，鋼管節(jié)長(zhǎng)為6m，管棚長(zhǎng)度1215m，因此必須接長(zhǎng)二次以上。棚管接長(zhǎng)時(shí)先將前一根鋼管頂入鉆好的孔內(nèi)再聯(lián)接。事先加工好的管節(jié)聯(lián)接套(見圖4)，要預(yù)先焊接在每節(jié)鋼管兩端，

6、便于聯(lián)接。第一根鋼管前端要焊上合金鋼片空心鉆頭，以防管頭頂彎或劈裂。2.接長(zhǎng)管件應(yīng)滿足管棚受力要求，相鄰管的接頭應(yīng)前后錯(cuò)開，避免接頭在同一斷面受力。3.使用H174雙臂液壓鉆孔臺(tái)車施作大管棚施工時(shí)，一個(gè)大臂用于鉆引導(dǎo)孔(102沖擊鉆頭)，另一大臂用于頂進(jìn)89棚管。在頂管大臂的鑿巖機(jī)上必須安裝與管棚直徑相應(yīng)的鋼管頂進(jìn)聯(lián)接套，并在大臂上改換特制鋼管扶直器(詳見圖6)。待引導(dǎo)孔鉆好后，使用頂管大臂進(jìn)行頂進(jìn)作業(yè)。 4.頂管作業(yè)：將鋼管安放在大臂上后，鑿巖機(jī)對(duì)準(zhǔn)已鉆好的引導(dǎo)孔，低速推進(jìn)鋼管，其沖擊壓力控制在1.82.0MPa,推進(jìn)壓力控制在46MPa。5.接管：當(dāng)前一根鋼管推進(jìn)孔內(nèi)，孔外剩余3040cm

7、時(shí)，開動(dòng)鑿巖機(jī)反轉(zhuǎn)，使頂進(jìn)聯(lián)接套與鋼管脫離，鑿巖機(jī)退回原位，大臂落下，人工裝上后一節(jié)鋼管，大臂重新對(duì)正，鑿巖機(jī)緩慢低速前進(jìn)對(duì)準(zhǔn)前一節(jié)鋼管端部(嚴(yán)格控制角度)，人工持鏈鉗進(jìn)行鋼管聯(lián)接，使兩節(jié)鋼管在聯(lián)接套處聯(lián)成一體。鑿巖機(jī)再以沖擊壓力和推進(jìn)壓力低速頂進(jìn)鋼管。6.棚管補(bǔ)強(qiáng)：為了加強(qiáng)管棚的剛度和強(qiáng)度，按設(shè)計(jì)將管棚鋼管全部打好后，應(yīng)先用鉆頭掏盡鋼管內(nèi)殘碴，進(jìn)行棚管補(bǔ)強(qiáng)。補(bǔ)強(qiáng)方法：一般地段，在鋼管內(nèi)注入水泥砂漿，形成鋼管混凝土；坍方及圍巖破碎且富水地段，鋼管內(nèi)先放置20鋼筋籠，再向管內(nèi)注水泥漿(水灰比為11)或水泥水玻璃漿液(雙液比為10.5，水玻璃濃度為3035B)。四、機(jī)具設(shè)備和勞力組織(一)機(jī)具設(shè)備

8、(見表2)(二)勞力組織本工法可分2個(gè)工班進(jìn)行作業(yè)，每工班12人，其中：施工指揮1人；施工技術(shù)指導(dǎo)1人；測(cè)量工1人(負(fù)責(zé)布孔、定位、量測(cè)、質(zhì)量檢查)；臺(tái)車鑿巖司機(jī)1人(負(fù)責(zé)鉆孔、下管)；普通工4人(負(fù)責(zé)裝卸鉆桿、裝接鋼管)；電工1人(負(fù)責(zé)供水供電工作)；電焊工1人；汽車司機(jī)1人(負(fù)責(zé)運(yùn)料)；洞外調(diào)度1人。五、安全措施本工法除遵照鐵路隧道施工安全規(guī)則及相應(yīng)的規(guī)范外，為確保安全，還應(yīng)采取以下措施：1.進(jìn)行全員安全意識(shí)教育。2.針對(duì)長(zhǎng)大管棚施工特點(diǎn)和要求，參照有關(guān)安全規(guī)則制定安全規(guī)章制度。3.加強(qiáng)對(duì)圍巖進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控量測(cè)，實(shí)行信息化管理，科學(xué)地組織施工。4.拆卸鉆桿時(shí)，要統(tǒng)一指揮，明確聯(lián)絡(luò)信號(hào)，扳鉗卡

9、鉆方向應(yīng)正確，防止管鉗及扳手打傷人。5.鋼管內(nèi)注漿時(shí)，操作人員應(yīng)戴口罩、眼鏡和膠手套。6.要有良好的照明條件。六、質(zhì)量要求1.鉆孔前，按設(shè)計(jì)精確畫出鉆孔位置。2.鉆孔臺(tái)車應(yīng)在技術(shù)人員和測(cè)量工的指導(dǎo)下擺正大臂，按設(shè)計(jì)調(diào)整好鉆孔角度。開鉆時(shí)速度要慢，待鉆桿進(jìn)入巖體30cm左右后，常速鉆進(jìn)。3.鉆孔平面誤差15cm，鉆孔角度誤差0.5。4.控制鉆孔角度，尤其接長(zhǎng)鉆桿后鉆進(jìn)角度應(yīng)嚴(yán)格控制。成孔要孔壁圓、角度準(zhǔn)、孔身直、深度夠。5.臺(tái)車大臂送管時(shí)，要檢查管節(jié)兩端聯(lián)接絲扣，有脫扣和裂紋的管節(jié)不得使用。6.棚管四周鉆10出漿孔眼(靠掌子面一端2m不鉆)，孔間距5060cm。管內(nèi)放置鋼筋前，應(yīng)掏孔清除管內(nèi)殘物

10、。7.注漿時(shí)應(yīng)準(zhǔn)確掌握漿液配比，并使?jié){液在管內(nèi)充填密實(shí)。8.大管棚接頭處要錯(cuò)開，以利整體受力。七、效益分析本工法采用高效的液壓鉆臺(tái)車鉆孔、頂管，每小時(shí)能施作棚管10m，每個(gè)工班能完成長(zhǎng)15m的棚管5根，工效為普通地質(zhì)鉆機(jī)的15倍。對(duì)于搶坍方和通過軟弱破碎圍巖地段，由于縮短作業(yè)時(shí)間，提前發(fā)揮超前支護(hù)作用，增加了施工的安全度，加快了施工進(jìn)度，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。以溪田改線八盤嶺隧道12m塌方段(DK67+463DK67+475)為例，采用長(zhǎng)大管棚超前支護(hù)，不僅使工期縮短三個(gè)月，而且與傳統(tǒng)處理方法相比，降低造價(jià)25萬(wàn)元。八、工程實(shí)例溪田改線八盤嶺隧道250m(DK67+250DK67+500)斷層破碎帶，位于隧道縱深腹部。斷層巖石破碎嚴(yán)重，是上下連通的富水帶，水量大，平均每晝夜萬(wàn)噸以上。1991年2月底，出口端施工接近F7斷層，由于DK67+463開挖斷面右側(cè)拱部出水未 能及時(shí)整治，發(fā)生了大塌方，坍體堵塞全洞，坍穴高度距隧頂40m,坍方量近3000m3，涌水量平均為800m3/d左右。根據(jù)塌方嚴(yán)重，涌水量大的情況，現(xiàn)場(chǎng)采用雙液注漿堵水與超前長(zhǎng)大管棚相結(jié)