・１７８・ 第４０卷第１期 ２ ０ １ ４年１月 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ 山 西 建 筑 Ｖｏ１．４０ Ｎｏ．１ Ｊａｎ． ２０１４ 文章编号：１００９－６８２５（２０１４）０１—０１７８－０２ 导向跟管钻进技术在隧道大管棚支护中的应用 悄 （山西晋城路桥建设有限公司，山西晋城０４８０００） 摘要：针对某隧道塌方段处理具体施工情况，介绍了在施工过程中采用“导向跟管钻进技术”进行大管棚施工的方法，阐述了导 向跟管钻进技术的原理、施ＴＮ序、施工控制的方法，并指出该项技术具有工序简单、钻进精度高等优点。 关键词：超前支护，大管棚，跟管钻进 中图分类号：Ｕ４５５．４ ０ 引言 因区域地质构造和围岩工程性质的变化，隧道在掘进过程中 常会遇到断层或软弱破碎带，易引起隧道拱顶围岩失稳、漏顶等 工程问题。在隧道施工过程中，一旦出现类似险情后，大多采用 大管棚超前支护的施工措施。本文针对某隧道塌方段具体情况， 经多方研究，最后选用了大管棚的“导向跟管钻进技术”进行管棚 施工，在施工中得到了成功应用，并取得了明显的效果。 １ 工程概况 某隧道左线ＬＫ２１＋８３０一ＬＫ２２＋３５５，长５２５ ｎｌ，地质状况为 全、强风化片麻岩层，粒状变晶结构，片麻状构造，矿物成分以石 英、长石、云母为主，岩层分化强烈，围岩稳定性差，侧壁经常小坍 塌，处理不当会产生大坍塌，属中透水层。进口明洞２０ ｌｅｔ，出口明 洞８ ｍ，Ｖ级浅埋１２２ ｍ，ＩＶ级围岩２９５ ｍ，ＩＵ级围岩６０ ｍ，进出口 洞门采用端墙式洞门。右线ＲＫ２１＋８６２一ＲＫ２２＋３４０，长４７８ ｎｌ， 地质状况为弱风化岩，青灰色，粒状变晶结构，片麻状构造，矿物 成分以石英、长石、云母为主，岩体较完整，围岩稳定性较好，属弱 透水层，雨季时有滴水现象。进口明洞５ ｍ，出口明洞１２ ｍ，Ｖ级 浅埋１７１ ｎｌ，１Ｖ级围岩２５０ ｍ，ｎｌ级围岩４０ ｍ，进出口洞门采用端 墙式洞门。 该隧道在施工到距离洞口１１０ ｍ处，由于该地连降暴雨，在 左线ＬＫ２２＋２４５一ＬＫ２２＋２５８范围洞顶发生了坍塌。透顶区域山 顶沉陷宽度７ ｍ，长度１３ ｍ，由于当时撤离及时，无任何损失。 塌方发生后，施工单位积极联系设计单位对现场地质进行勘 察，该处属贫水段，工程地质较差，塌方土体总体松散，无自稳能 力。经多方研究，采用大管棚进行超前支护的方案，管棚钻机采 用“导向跟管钻进技术”。 ２大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，在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，据此确定钻头轨迹。同设计轨迹相比较，利用能进行方向控 制的楔形钻头改变钻进方位，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。 ３大管棚施工顺序 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。根据需要每台钻机配置５名操作工人。钻机采用 ５００型专用钻机，管棚钻用导向仪采用２００型管棚专用导向仪，配 收稿日期：２０１３—１０－２３ 作者简介：何倩（１９７４・），女，工程师 文献标识码：Ａ 备有线数据棒，另外配置一台２５０型注浆泵和两台灰浆搅拌机， 为管棚打设后进行注浆加固。 ２）测量放线。按照图纸设计对大管棚孔位进行测量放线，按 照３３ ｃｍ间距进行布设，并对每个孔位进行编号，做好孔位标记。 ３）钻机就位调试。安装管棚钻机采用３ ｔ倒链作为提升动 力，采用焊接的方式把钻机和导向拱架焊接牢固。调整钻机高 度，将钻具与孔位对中，使孔位、钻机立轴和钻杆在一条直线上。 ４）钻头安装。采用４１ｏ８ ｍｍ管棚制作楔形钻头，中部安装有 线数据棒作为钻头。 ５）导向孔的打设。按测量放线时所标的大管棚孔位，采用钻 机自带浅孔冲击器打设导向孔。 ６）钻孔作业。导向孔施工完毕后，即可安装钻头进行钻孔作 业。在钻孔中，如果发现管棚有下垂现象，可以把楔形钻头调到 斜面朝下，直接顶进，此时由于楔形钻头底板斜面积大，从而受到 一个向上的托力，偏移的楔形钻头轨迹就会朝上转移。同理可以 调整其他方向的偏移。如果角度合适，钻机匀速旋转钻进，其钻 头的钻进轨迹就是平直的。当管棚打至设计深度后，回撤定位有 限数据棒。终孔位置大约抬高０．３ ｍ一０．５ ｍ，满足施工要求。 ７）安装钢筋笼。管棚钻进到位后，使用钻机顶进加工好的钢 筋笼。钢筋笼的顶部要做成尖状，以满足钢筋笼送进时起到导向 作用。前一节钢筋笼与后节钢筋笼采用焊接连接，焊接时要牢 固。送钢筋笼切记不可蛮送，如果遇到异物无法顶进时，就应把 钢筋笼来回缓慢活动一下，无阻碍时方可继续送入。 ８）孔口密封。用带注浆管的钢板与管棚端头焊接牢固，注浆 连接管可采用阀接式，必须焊接牢固，以防浆液压力较大时崩脱 或漏浆。将管棚与钻孔环形空隙间用砂浆封堵密实，封堵环形前 必须用高压风将孔口部位混凝土墙面上的浮尘清理干净。 ９）注浆。管棚全部打设完毕后，即可对管棚进行注浆作业。 为确保注浆质量，首先向孔内压注水灰比为１：１的水泥浆液，注 浆压力控制在０．２ ＭＰａ一０．６ ＭＰａ，进浆量控制在１．５倍一２．０倍 理论裸孔容积，当注浆压力达到０．６ ＭＰａ并稳定后停止注浆。关 闭注浆阀，同时封堵注浆管。 ４导向跟管钻进方法的优点 １）能有效控制棚管打设方向，精度高，外插角可预设； ２）管棚施作距离长，一次性施作可超过５０ ｍ； ３）将钢管作钻杆直接打人，不扩大孔位，注浆后地面沉降接 近零； ４）孔底注浆，孔Ｅｌ返浆，必要时封口注浆，可扩大管外土体注浆； ５）能按特殊要求的轨迹钻进，在隧道内打设管棚无需预设管 棚导向墙。 第４０卷第１期 Ｖｏ１．４０ Ｎｏ．１ ２ ０ １ ４年１月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｊａｎ．２０１４ ・１７９・ 文章编号：１００９—６８２５（２０１４）Ｏ１－０１７９—０３ 城市地铁大断面暗挖车站配合ＴＢＭ过站施工技术 周宴成 （重庆市轨道交通（集团）有限公司，重庆４０００４２） 摘要：介绍了重庆市轨道交通六号线一期工程红土地车站大断面暗挖隧道施工技术，通过设计施工方案比选，选择最优施工方 案，既保证ＴＢＭ顺利掘进通过该站，又保证安全、优质、高效完成该站土建工程施工任务。 关键词：轨道交通，地下大断面暗挖隧道，施工技术 中图分类号：Ｕ４５５ 文献标识码：Ａ １ 工程概述 ＴＢＭ到达红土地车站后，途经左右侧壁导坑步进通过该站。但按 重庆市轨道交通六号线一期工程（上新街～礼嘉段）红土地 原计划组织施工，红土地车站无法在计划节点工期内达到ＴＢＭ 车站位于五黄路北侧地下，大致呈东西向布置。红土地车站隧道 步进过站条件，ＴＢＭ不能顺利通过掘进施工以来第一个车站，势 围岩为中等风化的砂质泥岩夹薄层砂岩，基本分级为Ⅳ级，岩体 必会影响到全线区间隧道洞通的节点工期目标，同时红土地车站 较完整。地下水类型以呈脉状分布的基岩裂隙水为主，水量较 也无法在合同工期内完成该站全部土建工程施工任务，从而影响 小，呈滴状或珠串状。红土地车站标准段结构断面开挖宽度 到该站的通车试运营。为确保ＴＢＭ过站不受红土地车站施工影 ２３．１６ ｍ，高度ｌ８．３４ ｍ，结构断面开挖面积３６８．１１ ｍ ，拱顶部覆 响，同时也为确保红土地车站土建工程总工期目标，对红土地车 盖层厚４２．５ ｍ～４６．５ ｍ，属于特大断面深埋隧道，结构形式为单 站设计施工方案进行比选论证，找出有效解决上述问题的合理施 拱双层形式，分站台层和站厅层，如图１所示。 工方案。 １）施工方案一：双侧壁导坑法结合ＴＢＭ掘进过站。红土地 车站隧道双侧壁导坑上台阶开挖完毕后就暂停施工，ＴＢＭ在红土 地车站隧道下台阶掘进通过该站，如图２所示。等待大约８个月 １５．５￣ ＴＢＭ转场以后，红土地车站隧道恢复双侧壁导坑中台阶开挖、核 心土开挖、混凝土二次衬砌等施工工作。根据此方案编制施工进 孛 －．８ ｎ ＩＬ 叶 ＼ 苎 度计划，红土地车站土建工程完工时间约为２０１１年９月３０日，无 ， 量 粪 。 气 一 ’莪 一法满足该站２０１ １年２月２８日前完成土建工程施工任务的工期要求。 １ｒｆ— 邑 ）娶宝量寸：一 ２）施工方案二：双侧壁导坑法结合ＴＢＭ倒边施工。红土地车站隧 道双侧壁导坑上台阶开挖完毕后就暂停施工，ＴＢＭ在红土地车站 隧道下台阶掘进通过该站后，一边侧壁导坑作为ＴＢＭ掘进施工 …７５０ １０ ～Ｌ。： １０ ｌ３６０ ： ５０量 通道使用，另一边侧壁导坑则开始开挖施工剩余部分，待施工完 ２０ ｌ ，Ｊ ２３ Ｉ６０ 毕后，ＴＢＭ施工通道调整到已开挖施工完毕一边侧壁导坑内，原 图１红土地车站主体结构标准断面图 ＴＢＭ施工通道一侧开始开挖施工侧壁导坑的剩余部分，待ＴＢＭ 转场后，再恢复红土地车站核心土开挖，混凝土二次衬砌等剩余 ２红土地车站设计施工方案比选 工程施工工作，如图３所示。根据此方案编制施工进度计划，ＴＢＭ 原计划红土地车站隧道洞身采用双侧壁导坑法钻爆开挖施工， 全线区间隧道洞通总工期将延长约１２ ｄ，红土地车站土建工程完 ５结语 性，钻进精度有所提高，从而减少了隧道隐患的发生。 导向跟管钻进技术在某隧道长管棚支护中的成功应用，很大 参考文献： 程度上满足了施工现场的施工需要，减少了工序，节约了工期，取 ［１］ＪＴＧ Ｆ６０－２００９，公路隧道施工技术规范［ｓ］． 得了很好的效果。通过施工实践，在特殊施工条件下使用“导向 ［２］ 单慧强．浅谈软弱围岩管棚施工技术［Ｊ］．山西建筑，２０１１， 跟管钻进技术”进行大管棚施工，实现了对管棚钻进方向的可控 ３７（１３）：１７９—１８０． Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｇｕｉｄｉｎｇ ｃａｓｉｎｇ ａｎｄ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｌａｒｇｅ ｐｉｐｅ ｓｈｅｄ ｓｕｐｐｏｒｔ ｏｆ ｔｈｅ ｔｕｎｎｅｌ ＨＥ Ｑｉａｎ （Ｓｈａｎｘｉ ｉｆａｃｈｅｎｇ Ｈｉｇｈｗａｙ＆Ｂｒｉｄｇｅ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｃｏ．，Ｌｉｄ，Ｊｉｎｃｈｅｎｇ ０４８０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｌｉｇｈｔ ｏｆ ｓｐｅｃｉｉｆｃ ｔｕｎｎｅｌ ｃｏｌｌａｐｓｉｂｌｅ ｓｅｃｔｉｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｌａｒｇｅ ｓｈｅｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｗｉｔｈ ｇｕｉｄ— ｉｎｇ ｃａｓｉｎｇ ａｎｄ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ，ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ，ｃｏｎｓｔｕｒｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｇｕｉｄｉｎｇ ｃａｓｉｎｇ ａｎｄ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ａｎｄ ｆｉｎａｌｌｙ ｐｏｉｎｔｓ ｏｕｔ ｉｔｓ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ，ｓｕｃｈ ａｓ ｓｉｍｐｌｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ａｃｃｕｒａｃｙ ａｎｄ ＳＯ ｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｄｖａｎｃｅｄ ｓｕｐｐｏ￣，ｌａｒｇｅ ｐｉｐｅ ｓｈｅｄ，ｃａｓｉｎｇ ａｎｄ ｄｒｉｌｌｉｎｇ 收稿日期：２０１３－１０－２２ 作者简介：周宴成（１９７２－），男，高级工程师
