多功能鉆機(jī)在隧道穿越高壓富水區(qū)及煤礦采空區(qū)施工情況介紹

多功能鉆機(jī)在xx隧道施工中的應(yīng)用近年來(lái)，城市地鐵的施工安全已得到了足夠的重視，但是施工中的安全形勢(shì)依然不容樂(lè)觀，安全基礎(chǔ)工作薄弱的局面沒(méi)有根本改變，特別是隧道施工設(shè)備老舊、工藝落后等問(wèn)題尤為突出。多功能鉆機(jī)憑借其快速的鉆進(jìn)及各種獨(dú)特的施工工法能高質(zhì)量的完成超前鉆探、防突、注漿止水以及管棚、搶險(xiǎn)救助等工作，對(duì)快速安全的通過(guò)不良地質(zhì)段起到了至關(guān)重要的作用，保障了隧道的施工安全。本文闡述了多功能鉆機(jī)在隧道穿越高壓富水區(qū)、煤礦采空區(qū)施工中的應(yīng)用。1工程概況1.1工程概述xx市軌道交通六號(hào)線二期xx隧道位于xx市南岸區(qū)，隧道進(jìn)洞口在南岸區(qū)竹林灣附近，線路出xx高架站后以隧道形式穿越xx向上新街車站延伸，與軌道交通六號(hào)線一期工程起點(diǎn)相接。xx隧道全長(zhǎng)5633.373m，為xx軌道交通第一長(zhǎng)山嶺隧道，其中復(fù)合式TBM施工長(zhǎng)度為2692m，鉆爆法施工長(zhǎng)度為2941.373m。1.2水文地質(zhì)條件（1）水文條件xx隧道地下水類型有兩種，一種為碎屑巖類空隙裂隙水，另一種為碳酸鹽巖裂隙溶洞水。地下水主要由大氣降水補(bǔ)給，降水經(jīng)過(guò)溶隙、溶溝和落水洞貯存在溶孔、溶隙和溶蝕管道之中，并以管道形式由北向南運(yùn)移。原設(shè)計(jì)巖溶段涌水量4302m3/d，雨期涌水量8604m3/d，實(shí)際施工過(guò)程中，最大單孔涌水量15000m3/d，水壓1.3Mpa。（2）地質(zhì)條件總體地質(zhì)構(gòu)造：xx為狹窄的條狀山脈，頂部常見(jiàn)“一山二嶺”或“一山三嶺”，間以石灰?guī)r槽狀谷地。隧道東西向穿越南溫泉背斜，嘉陵江組灰?guī)r組成背斜軸，須家河組砂泥巖組成背斜兩翼，東緩西陡，發(fā)育F1斷層。不良地質(zhì)：巖溶槽谷區(qū)長(zhǎng)880米，均為高壓富水區(qū)；4段較大規(guī)模煤系地層，均被采空，且采空區(qū)`橫穿整個(gè)隧道。分段地質(zhì)描述：圖1xx隧道分段地質(zhì)描述2.多功能鉆機(jī)及主要功能介紹xx隧道地質(zhì)條件復(fù)雜，特殊地質(zhì)多，其中以高壓富水段和煤礦采空區(qū)為主，為滿足特殊地質(zhì)施工需要，我們購(gòu)進(jìn)了日本礦研RPD-150C和RPD-75SL-H2多功能鉆機(jī)各一臺(tái)。其使用的主要功能：有快速長(zhǎng)距離超前地質(zhì)鉆探；取芯；超前帷幕注漿止水；初期支護(hù)表面徑向注漿止水；基底注漿加固、止水；超前支護(hù)；管棚作業(yè)；搶險(xiǎn)救助。酬表弦1葉蠟閣傭穴多功能甚鉆機(jī)結(jié)構(gòu)蕩RPD-15個(gè)0C棟RPD-75辭SL-H2蹤鉆機(jī)結(jié)構(gòu)津鉆機(jī)單元和動(dòng)駐力單元一體蜻鉆機(jī)單元和動(dòng)慧力單元分體釘夾具耳能夠完成自動(dòng)中拆卸，由內(nèi)桿繼夾具、外桿夾莫具、拆卸扳手嘉三部分組成裳能夠完成鉆桿震的自動(dòng)拆卸，疼由夾具、拆卸受扳手兩部分組罷成愛(ài)液壓油缸站主要件由蠅5戀個(gè)液壓油缸組換成振大臂油缸若（咐-1委7跟度炸～棚4需5乳度）、襯傾斜油缸陳（嘉-9圓0讀度界～拌3犧0框度）、橫擺動(dòng)油缸送（緒-4研0盲度匠～旗1獄0搖度）、倒旋轉(zhuǎn)油缸欠（現(xiàn)-1識(shí)5稼度懲～貫9流0榴度）、墳滑動(dòng)油缸舉（欣1400m飽m伐）顫鉆機(jī)主體部分扁由殘4斬個(gè)液壓缸組成串距2燭個(gè)用于調(diào)節(jié)豎扒直面作業(yè)姿態(tài)攻，可以實(shí)現(xiàn)正免向敏90現(xiàn)o沈~-90傷o尺的角度調(diào)節(jié)。皆擺2談個(gè)用于調(diào)節(jié)水索平面作業(yè)位置宏其中滑動(dòng)油缸現(xiàn)可以實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)長(zhǎng)導(dǎo)架前后移動(dòng)誓，橫滑油缸可慘以實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)導(dǎo)穗架橫筆向份350m友m煙的移動(dòng)，底座綢上設(shè)有液壓轉(zhuǎn)頁(yè)盤，可以使導(dǎo)難架挑360肅o些旋轉(zhuǎn)。通過(guò)配揭合可以使鉆機(jī)擁主體橫向移動(dòng)音。匙操作臺(tái)喉操作臺(tái)移動(dòng)液氧壓化，控制盤烘可上下移新動(dòng)啊50c仿m滴及鴨18窄0敗度擺動(dòng)徐固定在鉆機(jī)一惰側(cè)，不可以移匆動(dòng)梳表外2逼膜鑰都青純多功能鉆機(jī)性販能參數(shù)式RPD-15廳0C陶RPD-75散SL-H2犬鉆孔直態(tài)徑椅(苗mm)蠢65~225娛65~157沖鉆孔深鳴度毅(抬m)扛max15易0at6寄5mm搖max10誰(shuí)0at6莫5mm正鉆孔范圍屢正績(jī)向穗娃工作仰爸角屠45優(yōu)o顛~-90率o陣仰亡角溝90慕o腥~-90篩o老鉆機(jī)導(dǎo)架丙可杰360暮o將旋轉(zhuǎn)融水平最龜高辮3.圖6通米缸水平最快低貞2.姑3賭米護(hù)側(cè)向膏角忠度長(zhǎng)-90柔o壁~90艱o料水平最辱高徒2.呼2旗米右水平最文低項(xiàng)0.獻(xiàn)5擠米仿動(dòng)力頭怒型號(hào)巡KD-800褲B致KD-610盯A癢推進(jìn)裝置狗推進(jìn)方式擱液壓和鏈條組健合趁液壓和鏈條組損合企動(dòng)力單元減發(fā)動(dòng)機(jī)破111kw/末1800rp仔m透（柴油機(jī)）橋55kw-4愧P器(猛電動(dòng)膏機(jī)要)糖液壓輸出壓力測(cè)最某大凝28Mpa芒最需大歷23Mpa閑尺寸某（根LxW佛x貓H愿）渣mm員7220x滑2450澡x2550后主機(jī)單元合3250x典1890哥x1370視軍動(dòng)力單元姻1500x鏡1000觸x1300命機(jī)體重量辨12000肝kg吉主機(jī)單元宅2500k碼g袋動(dòng)力單元估1500kg銹3.撒隙多功能鉆機(jī)在棋隧道施工中的栗應(yīng)用繳3.1煉部超前地質(zhì)鉆探端塌MWD剖施買工層工法違：撓該系統(tǒng)通過(guò)測(cè)趨定、分析鉆機(jī)然鉆孔時(shí)采集到河的數(shù)據(jù)（鉆孔概深度、鉆孔速瘋度、轉(zhuǎn)速、扭榮矩、旋轉(zhuǎn)壓力叢、打擊能、打芒擊數(shù)、打擊壓勁力、推進(jìn)力、結(jié)送水量、排水柿量、送水壓力斑、排水壓力）退掌握掌子面前父方的地質(zhì)狀況暴，如：緊巖盤（地質(zhì)）躬軟硬；有無(wú)涌宮水；有無(wú)空洞影（溶洞）等。稍趁位工法特點(diǎn)：自沸動(dòng)采集裝置采余集到的數(shù)據(jù)和喉曲線圖表可以恨即時(shí)反應(yīng)在顯遵示器上，操作覺(jué)員可以邊觀測(cè)癢顯示器的數(shù)據(jù)厚變化邊進(jìn)行鉆部孔作業(yè)。鉆探釀數(shù)據(jù)可即時(shí)保聾存在數(shù)據(jù)卡上桌便于后期研究非分析。抄直xx鍵隧道超前地質(zhì)仰鉆探每循灣環(huán)腸3育0娛米，拱部及拱很腳兩側(cè)共施怪做劃3雙個(gè)探孔。結(jié)合糖地下水壓情況鈔，為確保掌子姨面能承受地下京水壓及最大注屬漿壓力，每循遭環(huán)預(yù)宮留未6震米巖盤，搭接梳進(jìn)行下一循環(huán)鄉(xiāng)鉆探。漁一體化的液動(dòng)激錘設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)述了各種復(fù)雜地浸質(zhì)情況下的快握速鉆進(jìn)失，跳3壁0惱米超前鉆探用戴時(shí)住2-匠3哨小時(shí)，顛克服了思傳統(tǒng)設(shè)備因水刮壓過(guò)大無(wú)法鉆歷進(jìn)等問(wèn)題。聞3.2循沖擊式鋼絲繩媽取紋芯趁工拳法速（宵PS-W彼L符）茅：副僚飾使用一個(gè)取芯杠器，無(wú)需拔出赤鉆桿就可以水斥平糕、量烏垂直進(jìn)行任何蠶巖層的快速、燦連續(xù)鉆孔取芯阻。不拔出的鉆總桿起到防止孔爸壁坍塌的套管棵功流能蒙,漂專非常適合軟弱傾破碎巖層的取呈芯作業(yè)蔥，多硬而且加入沖擊悼功能后可以實(shí)秀現(xiàn)鵝卵石和砂每礫層的快速取華芯到。倘罵取芯的過(guò)程是職：樓街①很鉆孔膚；側(cè)②憐連接鋼絲繩水侍轉(zhuǎn)換器撈；刻③嗽連接取芯打撈閑器燭；公④挨用水壓壓送打高撈器荒；鑰⑤淘回收取芯器筋；匪⑥兔連接交換用取捧芯器律；冒⑦伯壓送取芯器羨；往⑧盡連接鉆桿并鉆拌孔。取芯配件府包括：取芯器孫、打撈器、鋼嘆絲繩、水轉(zhuǎn)換常器和卷?yè)P(yáng)機(jī)害。虧貫冠森自閉嬌盞蔑炕絨圖宋2托哭沖擊式鋼絲繩售取芯工法示意姻圖吵3.3夜跡超前帷幕注漿仁堵水諸瑞頂（鎮(zhèn)1堅(jiān)）超前探孔出叮水情況介紹：由此次超前探孔師出水點(diǎn)位于南旗溫泉背斜巖溶吐槽谷段，隧道歪埋騰深桃26護(hù)0腔米，斜上方為項(xiàng)破碎帶飽水區(qū)居（縱卻向碑88紙0述米，橫向巨近光5遍公里）。破碎胳帶穿過(guò)飽水區(qū)危與隧道相交，層同時(shí)，高壓地包下水經(jīng)破碎帶嶄從超前探孔涌換出。單孔最大垃涌水量陶達(dá)繡1.森5既萬(wàn)陰m圣3說(shuō)/他d扎，趴水嶼壓湯1.3Mp柏a何。襯日繼圖夫3墓剃超前地質(zhì)鉆食探鍛盤窩體筍鞠圖項(xiàng)4叉臘超前探孔出水爬情況僑絹地碗優(yōu)圖血5稅乒出水位置地質(zhì)環(huán)水文情況站衣技（廈2收）超前帷幕注坡漿意踏投注漿設(shè)備：酸日本礦茂研董RPD-15曾0爪C攤鉆注一體機(jī)、嫁西安探好礦熟ZJB(BP璃)-3榨0改注漿泵、劣2TGZ-I削I葉型注漿機(jī)。注宗漿材料：伐普通水泥單液?jiǎn)螡{、普通水犧泥叔-顆水玻璃雙液漿也、硫鋁酸鹽水振泥單液漿虛冬否注漿堵水工法賴：到多功能快速鉆會(huì)機(jī)可直接通過(guò)敲鉆桿實(shí)現(xiàn)單管宏和套管注漿，芒提高施工效率泳，降低施工成提本。根據(jù)不同遠(yuǎn)地質(zhì)情況可采班用不同注漿工已法，梢xx館隧道注漿堵水清主要采用了孔竹口注漿、后退弓式分段注漿、承前進(jìn)式分段注擇漿三種工法。市圍巖較完整，遍水壓水量不大箱，可采用孔口碑注漿的工法；混圍巖較破碎，狡水壓水量不大方，采用后退式允分段注漿；水沈壓水量較大，特則采用前進(jìn)式綢分段注漿。芒圖費(fèi)6唐笛帷幕注漿堵水享施工份防突如裝瓣置接：兔多功能鉆機(jī)，纖鉆具內(nèi)部設(shè)有聲單向閥，鉆孔晃過(guò)程中可阻止貝地下突發(fā)水通預(yù)過(guò)鉆具涌出掌歷子面；此外在駛鉆機(jī)上可安裝耽耐高壓的止水冬閥及密封裝置擴(kuò)，防止高壓地聰下水通過(guò)系統(tǒng)勻空間進(jìn)入。根柔據(jù)不同地質(zhì)條皺件，采用不同襯耐壓的孔口止馬水裝置。唱竭鬧淋船圖虧7夜碼鉆具內(nèi)單向閥執(zhí)及孔口止水裝插置圈3.4笑峰初支表面徑向貨注漿止水存實(shí)施超前帷幕蔽注漿需占用掌爭(zhēng)子面，影響隧逆道正常開(kāi)挖，采而實(shí)施開(kāi)挖支艇護(hù)后徑向注漿增基本不會(huì)對(duì)掌愈子面形成影響建，因而當(dāng)?shù)刭|(zhì)丙條件適合時(shí)應(yīng)涂?jī)?yōu)先選擇徑向斜注漿。羞xx爽隧道選擇徑向斧注漿的三個(gè)邊卻界條件：地質(zhì)勿條件，不適宜仰于動(dòng)水條件下懷充填溶洞；水評(píng)文條件，超前吹探孔單孔涌水熟量小齒于瓶30m匹3下/修h照，斷面總涌水疼量小善于陪100m邪3儉/甜h犬；軟弱段長(zhǎng)度沙條件，涌水破御碎段長(zhǎng)度小伍于千3貪m凍。泊采用多功能鉆哭機(jī)進(jìn)行徑向注貼漿，其優(yōu)越性惹在于：鉆孔完去成后，直接從苦孔底進(jìn)行注漿群，可減小注漿較對(duì)初期支護(hù)的訊影響，避免了粥初期支護(hù)變形令或開(kāi)裂；水壓避相對(duì)較大時(shí)，歪傳統(tǒng)的注漿設(shè)濤備無(wú)法在不影針響初支的情況館下達(dá)到止水效捧果，多功能鉆饅機(jī)可通過(guò)適當(dāng)塞提高注漿壓力零，孔底注漿的央方法有效的止負(fù)水；省去了安得裝孔口管、止級(jí)漿閥的時(shí)間，艦降低了施工成認(rèn)本。此跪圖政8兄展徑向止水施訪工港型豎追圖臭9絹鼻隧道底板注漿惕止水蜘3.5爪笨隧道底板加固晶、止水蝕動(dòng)偶xx緞隧道在穿越煤糟礦采空區(qū)或巖鋪溶富水段時(shí)，億隧道底板下方惡出現(xiàn)了采空、話溶腔、涌水等津地質(zhì)問(wèn)題。多腳功能鉆機(jī)以其摩靈活、多角度姐的打孔注漿方搜式發(fā)揮了重要儲(chǔ)的作用。極采空區(qū)、溶腔沫處理：根據(jù)地勺質(zhì)雷達(dá)探測(cè)結(jié)紋果，對(duì)規(guī)模不妥大的采空區(qū)、街溶洞進(jìn)行注漿堡加固回填。首傭先確定打孔注冰漿范圍、深度純，再采用普通芽水泥漿進(jìn)行注譜漿，完成后通枝過(guò)取芯檢驗(yàn)注越漿效果。脾底板涌水處理約：圍巖破碎的不情況下，注漿姓前隧道全幅施愈做只30c央m飄素混凝土止?jié){篇板，然后從涌拆水量較小一側(cè)癥逐步往涌水量棚較大一側(cè)注漿耕，最終整個(gè)底麻板全部注漿封旺閉。完成后，洽通過(guò)檢查孔檢狐查注漿止水效故果。鍋3.6永者過(guò)煤礦采空區(qū)釣管棚施工粱礙多功能鉆機(jī)在增管棚施工中采摩用套管作業(yè)。儲(chǔ)即：首先使用烤套管鉆進(jìn)后撤鞏出內(nèi)桿，留在由孔內(nèi)部的外桿閱起到防止孔壁缸坍塌的作用；玉然后插入管棚輝用的鋼桿，最服后拔出外桿。例遇到較軟地層瓜時(shí)，也可使用塊邁式管棚桿直飯接鉆進(jìn)。糖xx么隧道所遇到的機(jī)煤礦采空區(qū)橫柜切整個(gè)隧道，喬采空區(qū)內(nèi)為松對(duì)散渣體，采用衰普通鉆機(jī)進(jìn)行肚管棚施工難以倘成孔，即便成芝孔后，由于巖汗體松散，無(wú)法有順利安裝管棚符。后采用多功浴能鉆機(jī)套管法延施工，成功解醉決成孔難、管虧棚安裝難等問(wèn)窄題，同時(shí)保證碌了管棚定位準(zhǔn)沾確，避免了管載棚侵入開(kāi)挖輪捆廓線等問(wèn)題。驅(qū)仰掠椒蹈撫躍鹽蛋稍圖繩10漠醋多功能鉆機(jī)管束棚施工暑3.7激搶險(xiǎn)救助嗚掘在出現(xiàn)險(xiǎn)情時(shí)附，喝結(jié)合上述方法咽，書可快速完成險(xiǎn)欠情地帶的地質(zhì)左探測(cè)、地質(zhì)改向良和支護(hù)作業(yè)匆；若出現(xiàn)地下任空