潛孔錘成孔送管管棚施工技術(shù)在隧道施工中應(yīng)用

1、潛孔錘成孔送管管棚施工技術(shù)在隧道施工中應(yīng)用【摘要】本文以晉寧隧道下穿昆玉高速公路，管棚 超前支護(hù)施工的技術(shù)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(shù)在隧道管棚施工中的應(yīng) 用，希望能對今后同類工程施工有一定的參考價值。【關(guān)鍵詞】隧道施工；潛孔錘成孔；管棚1. 工程概況1.1工程設(shè)計(jì)晉寧隧道全長2025米，進(jìn)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(cè)壁導(dǎo)坑法施工，設(shè)一環(huán)159mm高 精度定向大管棚（壁厚8mm）超前支護(hù)，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(qiáng)支護(hù)，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(shè)計(jì)采用 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工，設(shè)一環(huán)159mm大管棚（壁厚8mm）超 前支護(hù)，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(qiáng)支護(hù)，鋼架縱向間距0. 5m。1.2 x程地質(zhì)該段巖層為，黃褐色、灰白色薄中層狀泥質(zhì)板巖夾炭 質(zhì)板巖，弱強(qiáng)風(fēng)化，局部呈砂土狀；節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體 破碎、松散，層間結(jié)合差，層面

3、節(jié)理面上有鐵質(zhì)侵染，掌子 面稍濕，圍巖完整性、穩(wěn)定性差。巖層產(chǎn)狀st=95° z43° o1.3現(xiàn)場施工情況晉寧隧道進(jìn)口掌子面里程d2k43+295,隧道進(jìn)尺340m, 仰供里程 d2k43+276. 5,進(jìn)尺321. 5m,二襯里程 d2k43+254. 5, 進(jìn)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(shè)計(jì)完成管棚工作室及管棚工作室加強(qiáng)支護(hù) 工作。2. 施工方案根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)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(fēng)動力驅(qū)動潛孔錘沖擊器震動 沖擊，利用水平鉆機(jī)及特制鉆桿先打設(shè)水平孔，水平孔形成 后，再將管

4、棚鋼管送入孔內(nèi)達(dá)設(shè)計(jì)長度，然后進(jìn)行注漿加 固圍巖的施工方法。2.1潛孔沖擊鉆進(jìn)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(zhuǎn)動力頭聯(lián)接，如下圖所示，用空壓機(jī) 排出的壓縮空氣使?jié)摽族N頭產(chǎn)生錘擊振動，將鉆桿依次打 入，直至達(dá)到設(shè)計(jì)長度。2.2送管方法簡介水平孔打設(shè)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(zhuǎn)動

5、力頭連接，如圖所示，鉆 機(jī)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(nèi)后利用有線導(dǎo)向儀進(jìn)行測斜，保證管棚鋼管不侵入開挖 線，若發(fā)現(xiàn)水平孔進(jìn)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(shè)數(shù)據(jù)調(diào)整水平孔的入孔角 度。3. 施工工藝流程三通一平一人員設(shè)備進(jìn)場一鋪設(shè)“h”鋼軌道一 設(shè)備組裝調(diào)試空壓機(jī)安裝調(diào)試一調(diào)試鉆機(jī)（方位、傾 角）鉆具組裝進(jìn)孔f 鉆進(jìn)f 回次加尺鉆進(jìn)f 直至設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)深度一終孔管內(nèi)及環(huán) 狀間隙注漿一移至下一孔位。4. 管棚打設(shè)工法4. 1施工現(xiàn)場準(zhǔn)備根據(jù)現(xiàn)場情況，應(yīng)將三個臺階分別平整，鉆

6、機(jī)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(yīng)堆放在第三個臺階。鉆機(jī)安裝平臺長度不得低于 5m,為保證鉆機(jī)穩(wěn)定，場地應(yīng)硬化。因鉆機(jī)距離掌子面較遠(yuǎn), 因此應(yīng)在第一個臺階(最高臺階)處安裝2-3個三角架， 架設(shè)準(zhǔn)備打設(shè)的管棚鋼管。為確保施工安全，兩個臺階之間的坡面應(yīng)噴錨支護(hù)。4. 2設(shè)備組裝前的準(zhǔn)備工作及鉆機(jī)設(shè)備安裝4. 2. 1設(shè)備組裝前的準(zhǔn)備工作(1) 設(shè)備檢查。檢查是否有缺件及好壞程度；電機(jī)、 空壓機(jī)、鉆機(jī)、泵等測試，運(yùn)轉(zhuǎn)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(bǔ)焊;(3) 各種部件是否有變形，

7、有則進(jìn)行校正。4. 2. 2鉆機(jī)設(shè)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(chǔ)固定要牢，強(qiáng)度要高；(2) h型鋼軌找平誤差4. 2.4鉆具組裝(1) 錘頭旋轉(zhuǎn)直徑4) 180mm；(2) 鉆具前部的潛孔沖擊器，必須經(jīng)檢驗(yàn)，保證質(zhì)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(jī)使用前要經(jīng)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(nèi)孔；(3) 連接一水管并配起霧裝置用于降塵。4. 2. 6鉆進(jìn)(1) 鉆進(jìn)前應(yīng)對鉆機(jī)定位情況、方位、傾角情況，孔 口管對中情況，空壓機(jī)情況進(jìn)行全面復(fù)檢，確認(rèn)正

8、常后進(jìn)行 試鉆；(2) 鉆進(jìn)前須先開氣，待壓縮空氣流通正常后，方可 鉆進(jìn)；(3) 鉆進(jìn)時，空氣壓力應(yīng)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(jìn)；(4) 現(xiàn)場須及時進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄和鉆具前端長度及每次 加管長度詳細(xì)記錄；(5) 每鉆進(jìn)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(jìn)行質(zhì)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(nèi)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(jìn)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(shè)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(shè)驗(yàn)收合格后，通過管內(nèi)壓注水泥漿，對 管內(nèi)及管外環(huán)狀間隙進(jìn)行充填；(3) 單孔驗(yàn)收合格后，在現(xiàn)場立即辦理驗(yàn)收合格簽證, 再轉(zhuǎn)入下一孔位施工。4. 2. 9施工主要難點(diǎn)(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(chǎn)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(zhì)量，鉆機(jī) 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?yàn)樘矫鞯貙忧闆r，應(yīng)先施工連拱連接處的管棚，該處管 棚施工完畢后待地質(zhì)情況了解好即施工中拱頂部管棚，由此 向兩側(cè)施工。注漿后土體強(qiáng)度很大，不利再進(jìn)行潛孔沖擊鉆 進(jìn)作業(yè)。5. 總結(jié)晉寧隧道施工中過程中通過應(yīng)用潛孔錘成孔送管管棚 施工技術(shù)，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(shí)踐 證明，在特殊情況下使用潛孔錘成孔送管管棚施工，實(shí)現(xiàn)對 管棚鉆進(jìn)方向的可控性，準(zhǔn)確