精确制导在长距离大管棚施工中的应用

1、2011 年技术交流精确制导在长距离大管棚施工中的应用单位: 编写： 日 期： 2011年11月 TOC o 1-5 h z 一、 前言一 2 -二、 超前支护大管棚适用范围-2 -三、 大管棚施工方法的形式-3 -四、工程实例应用-3-、工程概况-3-、施工机具设备-5-、施工流程-6-、施工工艺-12 -五、结束语精确制导在长距离大管棚施工中的应用（业业业业业业业业业业业业业 I* ）【摘 要】市政地下浅埋暗挖通道下穿市政道路，其拱 部超前支护大管棚需穿越各种地下管线，距管线最近距离只 有415mm，为确保管线安全，采用精确导向系统引导管棚钻 进方向，以达到预期效果。【关键词】超前支护导向

2、钻进技术一、前言随着我国城市的高速发展，市政浅埋暗挖隧道工程日益 增多，由于其埋深浅、地质条件复杂，并需穿越地面重要建 筑物和地下管线，对超前支护大管棚施工精度提出较高要 求。二、超前支护大管棚适用范围超前支护的基本工作原理是在待开挖洞顶轮廓线以外， 环向按照一定的间距超前打入钢管，并在钢管内进行压力注 浆。环向钢管形成棚架，有效提高围岩的承载力及自稳能力, 对减小围岩的变形、松弛和坍塌等有显著效果，适用于穿越 软弱地层、破碎带以及浅埋隧道或地面重要建筑物和管线地 段。但因采用常规施工方法其单向施作距离较短（需在隧道 内预设多个管棚工作室），影响施工工效，且钻进精度低，对保护地下管线带来较大难

3、度。为解决上述问题，经过探索 和试验，引入“精确导向装置”进行长管棚施工，其单向精 确可打设管棚长度超过70m。三、大管棚施工方法的形式常规与精确导向打设管棚方法的区别序号施工方法项目施打长度施打精度预设工作室1常规施作距离只有 20m,工效较低， 支护效果较差管棚施作精度 较低，钻进前需 预先设置初始 外插角，然后“盲打”隧道内需预设管棚工作室2精确导向管棚施作距离 长，工效高，单 向施作可达到 70m能有效控制管 棚打设方向，精 度高。能在钻进 过程中随时纠 偏打设方向70米内隧道洞 内无需预设棚 工作室四、工程实例应用、工程概况深圳地铁噌撕10涎厚3mm 300印们55006500500

4、*_1*1封甫支批醐淋剧、施工机具设备管棚施工主要机具设备序号机械名称型号数量单位备注1水平钻机HTG-200 型1台2水平导向系统SE- 1 型2套3钻孔台架自制1套4高压注浆泵XPB-901台5高压注浆泵ZJB-351台125L/min6电焊机2台7千斤顶Yc-602台60T、施工流程管棚施工工艺流程图、施工工艺1、施工准备工作、管棚制作：采用丝扣连接，扣长60mm,为了保证钢 管接头相错搭接，管棚前端第一根可以采用两种规格，单号 第一根打设3m钢管，双号第一根打设4.5m钢管，其它钢管 采用同一个规格，长度为6m。、墙体开孔：按测量放线点标示的大管棚孔位，利用 开孔器开孔，开孔孔径不小于

5、133mm。、移动钻机至钻孔部位，调整钻机高度和平整度，使 管棚中线与钻机立轴和钻杆在同一条直线上。2、导向钻进定位传感器分为有线导向和无线导向，当管棚钻进距离 较长，且如采用有线定位传感器回收较困难时，可采用无线 定位传感器。有线导向钻进方法：管棚采用HTG-200型水平定向钻机 钻进，利用棚管代替钻杆，其最前端安装厚20mm钢板制成 楔型板形状的钻头，楔型面与管棚交角约20，并在钻头加 装特制的定位传感器，后续棚管之间采用丝扣进行连接，依 次将棚管打入土体中。在钻进过程中，依据内置的定位传感 器传出的角度信号，对钻进角度进行调节，使棚管按设计轨 迹钻进。当棚管打进至设计深度后，撤回定位传感

6、器，随后 立即向管内注浆。无线导向钻进方法：采用HTG-200型水平定向钻机打设 水平孔，钻进至设计深度后，拨出钻杆，送入管棚后随即进 行管内注浆，其钻头和钻进方法与有线导向一致。有线导向钻头正面照片有线导向钻头侧面照片有线导向定位传感器照片无线导向定位传感器照片无线导向钻头侧面照片管棚钻进施工照片3、纠偏措施、钻孔施工时，每钻进一节，需测量钢管方向和外插 角，以确保管孔位置正确，防止向上倾斜损坏地下管线和起 不到管棚作用，也防止向下倾，侵入隧道内净空，给开挖时 带来麻烦。、钻进纠偏：当钻进角度偏差大于0.3时，需及时 进行纠偏。、纠偏方法：有线导向和无线导向纠偏方法相一致， 在钻头内装有特制

7、的传感器，传感器直接由15V直流供电。 显示屏显示钻头的倾角（水平角度）、面向角（导向板的方向： 导向板朝上即为12点，如同钟面）。打设角度如果偏下，可 以把钻头调到12点，即导向板朝上，直接顶进，此时由于 导向板底板斜面面积大，受到一个向上的力，钻头轨迹就会 朝上运动。同理在6点纠偏可以使钻头轨迹朝下，9点、3 点分别是为左、右纠偏方向。如果角度合适，钻机会匀速旋 转钻进，此时钻杆轨迹一般是平直的。所以导向钻头是上下 纠偏的关键。至于左右偏差根据传感器尾端的发光装置来 定，通过仪器测量参数来纠偏。4、终孔及导向仪取回、单根管棚钻至设计深度后，经导向仪测量管棚允许 偏差控制在设计规范范围内后，

8、组织监理工程师复测合格后 即可终孔。、有线导向取回方法：钻机机头与管棚开离，利用钻 机通过钢丝绳将导向仪取出。、无线导向取回方法：拔出钻杆，送入管棚。5、注浆、采用带连接注浆管的钢板与管棚钢管焊接牢固，注 浆连接管可采用阀接式。、将管棚钢管与钻孔环形空隙用于快速水泥封堵密 实，并埋入排浆管，封堵环形空隙前必须用压力风将孔口部 位砼墙面上的泥土及浮尘清理干净。、管棚注浆液采用水泥浆，水灰比为1： 1，注浆压力 为0.21.2 MPa。浆液由钢管内注入，从钻头端排出经管外 环状间隙在孔口反出，持管内外泥浆排净排出水泥浆，关闭 排浆阀，泵压控制管内压力保持在0.21.2Mpa之间，停止 1530分钟后进行二次补浆，以确保管内外填充质量。五、结束语暗挖通道超