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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上液壓鉆孔臺車施作長大管棚工法(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，尤其是遇到富水斷層 破碎帶時，在開挖中往往來不及支護即發(fā)生塌方。如何解決這一問題，一直為工程界所關(guān)注。采用超前長大管棚支護先支后挖方法，是解決這一問題的有效途徑之一。但長大管棚施工往往需要配備專用鉆孔頂管設備。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。我們在溪田線八盤嶺隧道破碎斷層帶施工中，在國內(nèi)首次開發(fā)出一套用瑞典液壓鉆孔臺車先鉆深孔、后頂進棚管支護的施工方法，不僅拓寬了鉆孔臺車的應用范圍，做到一機多用，而且速度快，作業(yè)安全，技術(shù)可靠，取

2、得良好效果。該項技術(shù)獲1991年中國鐵道建筑總公司科技進步一等獎。一、工法特點和適用范圍(一)工法特點1. 本工法系采用瑞典液壓鉆孔臺車鉆深孔下鋼管施作管棚，速度快，效率遠高于地質(zhì)鉆，具體比較情況見表1。2.操作方便，靈活機動，定位較準確，易于掌握、推廣。3.利用現(xiàn)場既有的液壓鉆孔臺車，不必另配鉆機，節(jié)省工程成本。(二)適用范圍本工法的管棚支護長度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，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洞施工。二、鉆深孔的工藝流程及操作要點(一)鉆深孔工藝流程(見圖1)(二)鉆深孔的操作要點1.液壓鉆孔臺車的鉆桿長

3、度為4.3m、5.525m，鉆深孔時必須接桿。因此，隨著孔深的增長，需要對回轉(zhuǎn)扭矩、沖擊功及推力進行控制和協(xié)調(diào)，尤其要嚴格控制推力，不能過大。2.為了確保鉆桿接頭有足夠的強度、鋼度和韌性，鉆桿聯(lián)接套應與鉆桿材質(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力的雙重作用下，上下顫動，導致鉆孔不直，鉆孔時，應把扶直器套在鉆桿上，隨鉆桿鉆進向前平移。3.臺車就位固定后，由測量工站在臺車臂托籃上準確畫出鉆孔位置。4.施鉆時，臺車大臂必須頂緊在掌子面上，以防止過大顫動影響施鉆精度。5.鉆機開孔時鉆速宜低，鉆進20cm后轉(zhuǎn)入正常鉆速。6.

4、第一節(jié)鉆桿鉆入巖層，尾部剩余2030cm時停止鉆進，人工用兩把管鉗卡緊鉆桿(注意不得卡絲扣)，鉆機低速反轉(zhuǎn)，脫開鉆桿。鉆機沿導軌退回原位，人工裝入第二根鉆桿，并在鉆桿前端安裝好聯(lián)接套，鉆機低速送至第一根鉆桿尾部，方向?qū)屎舐?lián)接成一體。起拱線以上的孔位，由于臺車大臂離地面較高，不便裝卸鉆桿，這時應將大臂落下，人工在地面安好鉆桿后，大臂重新升起就位。每次接長鉆桿，均可按上述方法進行。7.換鉆桿時，要注意檢查鉆桿是否彎曲，有無損傷，中心水孔是否暢通等，不符合要求的應更換，以確保正常作業(yè)。8.引導孔直徑應比棚管外徑大1520mm，孔深要大于管長0.5m以上。9.鉆孔達到要求深度后，按同樣方法拆卸鉆桿，

5、鉆機退回原位。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和棚管鉆進相結(jié)合的工藝，即先鉆大于棚管直徑的引導孔，然后利用鉆機的沖擊和推力(頂進棚管時鑿巖機不使用回轉(zhuǎn)壓力，不產(chǎn)生扭矩)將安有工作管頭的棚管沿引導孔頂進，逐節(jié)接長棚管，直至孔底。(三)鋼管頂進的作業(yè)要點1.管件制作：棚管采用89普通鋼管，鋼管節(jié)長為6m，管棚長度1215m，因此必須接長二次以上。棚管接長時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)，要預先焊接在每節(jié)鋼管兩端，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.接長管件應滿足管棚受力

6、要求，相鄰管的接頭應前后錯開，避免接頭在同一斷面受力。3.使用H174雙臂液壓鉆孔臺車施作大管棚施工時，一個大臂用于鉆引導孔(102沖擊鉆頭)，另一大臂用于頂進89棚管。在頂管大臂的鑿巖機上必須安裝與管棚直徑相應的鋼管頂進聯(lián)接套，并在大臂上改換特制鋼管扶直器(詳見圖6)。待引導孔鉆好后，使用頂管大臂進行頂進作業(yè)。 4.頂管作業(yè)：將鋼管安放在大臂上后，鑿巖機對準已鉆好的引導孔，低速推進鋼管，其沖擊壓力控制在1.82.0MPa,推進壓力控制在46MPa。5.接管：當前一根鋼管推進孔內(nèi)，孔外剩余3040cm時，開動鑿巖機反轉(zhuǎn)，使頂進聯(lián)接套與鋼管脫離，鑿巖機退回原位，大臂落下，人工裝上后一節(jié)鋼管，大臂

7、重新對正，鑿巖機緩慢低速前進對準前一節(jié)鋼管端部(嚴格控制角度)，人工持鏈鉗進行鋼管聯(lián)接，使兩節(jié)鋼管在聯(lián)接套處聯(lián)成一體。鑿巖機再以沖擊壓力和推進壓力低速頂進鋼管。6.棚管補強：為了加強管棚的剛度和強度，按設計將管棚鋼管全部打好后，應先用鉆頭掏盡鋼管內(nèi)殘碴，進行棚管補強。補強方法：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、機具設備和勞力組織(一)機具設備(見表2)(二)勞力組織本工法可分2個工班進行作業(yè)，每工班12人，其中：施工指揮1人；施工技術(shù)

8、指導1人；測量工1人(負責布孔、定位、量測、質(zhì)量檢查)；臺車鑿巖司機1人(負責鉆孔、下管)；普通工4人(負責裝卸鉆桿、裝接鋼管)；電工1人(負責供水供電工作)；電焊工1人；汽車司機1人(負責運料)；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)則及相應的規(guī)范外，為確保安全，還應采取以下措施：1.進行全員安全意識教育。2.針對長大管棚施工特點和要求，參照有關(guān)安全規(guī)則制定安全規(guī)章制度。3.加強對圍巖進行動態(tài)監(jiān)控量測，實行信息化管理，科學地組織施工。4.拆卸鉆桿時，要統(tǒng)一指揮，明確聯(lián)絡信號，扳鉗卡鉆方向應正確，防止管鉗及扳手打傷人。5.鋼管內(nèi)注漿時，操作人員應戴口罩、眼鏡和膠手套。6.要有

9、良好的照明條件。六、質(zhì)量要求1.鉆孔前，按設計精確畫出鉆孔位置。2.鉆孔臺車應在技術(shù)人員和測量工的指導下擺正大臂，按設計調(diào)整好鉆孔角度。開鉆時速度要慢，待鉆桿進入巖體30cm左右后，常速鉆進。3.鉆孔平面誤差15cm，鉆孔角度誤差0.5。4.控制鉆孔角度，尤其接長鉆桿后鉆進角度應嚴格控制。成孔要孔壁圓、角度準、孔身直、深度夠。5.臺車大臂送管時，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，應掏孔清除管內(nèi)殘物。7.注漿時應準確掌握漿液配比，并使?jié){液在管內(nèi)充填密實。8.大管棚接頭處要錯開，以利整體受力。

10、七、效益分析本工法采用高效的液壓鉆臺車鉆孔、頂管，每小時能施作棚管10m，每個工班能完成長15m的棚管5根，工效為普通地質(zhì)鉆機的15倍。對于搶坍方和通過軟弱破碎圍巖地段，由于縮短作業(yè)時間，提前發(fā)揮超前支護作用，增加了施工的安全度，加快了施工進度，具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。以溪田改線八盤嶺隧道12m塌方段(DK67+463DK67+475)為例，采用長大管棚超前支護，不僅使工期縮短三個月，而且與傳統(tǒng)處理方法相比，降低造價25萬元。八、工程實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。斷層巖石破碎嚴重，是上下連通的富水帶，水量大，平均每晝夜萬噸

11、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)塌方嚴重，涌水量大的情況，現(xiàn)場采用雙液注漿堵水與超前長大管棚相結(jié)合的處理方案(設計雙層89管棚 ，上層21根、長12m；下層23根、長15m)，經(jīng)過兩個月的奮戰(zhàn)，順利通過了塌方段。八盤嶺隧道斷層帶內(nèi)，主要利用液壓鉆孔臺車站深孔，全封閉預注漿止水固結(jié)圍巖，并超前深孔預測預報工程地質(zhì)及水文地質(zhì)，還對3個極破碎段(不含塌方段)采用了長大管棚超前支護，確保了安全施工，達到預期效果。 執(zhí)筆：文桂錄 李登華專心-專注-專業(yè)