山西某隧道m超前长大管棚一次性打设施工技术总结

铁道工程XX隧道120m超前长大管棚一次性打设施工技术总结１、工程概况XX隧道全长8840m，地处XX市西郊。地表埋深较浅，下穿多条公路、河床及重要建筑物，地质条件极为复杂，为全线高风险隧道。DK12+515~DK12+635段隧道下穿环城高速公路，纵坡为9‰，埋深0~6m，地质条件为素填土、杂填土与新黄土，夹杂有砂砾及粗砂层。设计采用大管棚作超前支护，单根长度120m，由一端打进，施工仰角0°，管棚断面设于拱部160°范围内。采用热轧无缝钢管为主材，直径159mm，壁厚8mm，钻进过程中采用泥浆为冲洗液，形成泥浆护壁，成孔合格后内部及管外孔隙填充水泥净浆。设内外两环，钢管梅花型布置，环向间距0.4m，层间距0.3m，共计105根。根据工程设计、质量标准结合施工场区地面条件，工程地质、水文地质条件，采用“跟管导向钻进法”，即成孔和埋设管棚一次完成。同时在内侧管棚间打设直径42mm，壁厚3.5mm小导管并注浆，环向3根/m，长度4m，搭接2m，施工外插角10°，与大管棚共同形成超前支护。图1XX隧道下穿环城高速公路超前大管棚布置图图2XX隧道下穿环城高速公路超前大管棚纵断面图２、工作原理隧道施工过程中，在穿越部分不良地质的区段或者在隧道开挖进洞时松散破碎、浅埋或隧道围岩变形较大时，需要施工管棚以顺利穿越。管棚超前支护具有以下特点：是独立的地质围岩加强方法，可以作为永久支护结构的一部分。管棚超前支护与初期支护配合可以发挥更强大的支护效应，同时也非常容易地与其他支护方法联合使用。由于管棚支护是超前施作的，管棚在前方开挖工作面和后方初期支护的支持下形成的梁效应可以防止围岩松弛、减少地表沉降、拱顶下沉。可以有效降低滑坡和塌方的危险，是复杂条件下进洞的好办法。提高开挖工作面的稳定性，同时减小上部结构物沉降。管棚支护注浆后，使管棚和围岩形成整体，有效断面扩大、土压均匀、提高围岩的自承能力。３、施工工艺3.1施工准备a）施工机械及人员准备因本工程管棚管径大，距离长，数量多，国内罕见。故挑选具有丰富经验的技术、施工人员并选用功率较大的钻机进行施工。选用的钻机和配套机械主要性能及人员作业分工情况如表1、表2所示。表1主要施工机械性能参数亡名称音型号质数量搜备注周钻机梯HTG-肥500号1底130k络w级定向钻进披导向仪值DITR驼ACKS起E-元1拔型水平导坊向仪印1余定制娇工作平台阀（架）宾H-果3揪型可移动廊升降式工补作平台家1马人工加工挤泥浆泵（粱含注浆）菠BW-2沃5爬0辽型推1思15kw裹搅拌箱催立式离心姥泵循环搅县拌庆1床7.5k设w牺钢管加工伐车床伏S激q319吉3泉1失11kw表2作业人员分工选工种偷人数仪备注压领工劫1柏人旁全面负责于车工领6日人悔三人一班书，两班轮水换坝钻进施工横员徐1辣0猴人侵五人一班白，两班轮丧换侦注浆工往2宫人卫固定两人岸，注浆时态上班件采购及维哲修工球1杨人迹设备、后鬼勤保障赴HTG-慨50花0旗型钻机：片长度8.7药m驴；扭块距表1200霸0N.静m钻；给进语力留500K管N含；重独量占2拆t禽；电机功肝率缠130K侍W仓。管棚施奸工中，工破作平台鲜上所4泉人作业谷。轮1任人为钻机岛操作手，骑两人负责著安装钢管涂，加焊钢肯板背；元1额人负责布拌线，调整羞参数，记归录数据。梨台摄下承1京人负责安辅装钻头、元开关泥浆盒泵等。寇b朴）施工场蜻地准备缩基坑开挖有到一定深炒度后，施跟做导向墙利并安装定声位护筒。椅针对具体俗地质情况搏对进口处史断面采取捎喷射砼等锐防护处理毯，完缎成团“涨三通一宁平爸”剪。硬化场禁地，采闷用今H陕型钢搭建抱钻机工作寻平台。底滔层型钢固童定在地面世，工作平吐台做水平奶、竖直方伏向移动调布试并做抗映倾覆加固功直至满足亩要求。基橡坑内修建到临时排水吧沟，引导袍泥浆流入折泥浆池。户泥浆池底脖部及四周号用砂浆抹踩面，并用趟彩条布铺益底，确保俊基坑不受凭浸泡。泥众浆池周边雨用安全网黑隔离。安报装钻机及幅配套机械揪，调试正部常后做试护验管钻进兄准备。够c社）施工技捡术准备翼工程开工芽前，胳由项目部拢主管将工程师组披织工程部患、馆架子队薯技术惜员一起逗熟悉图纸心及有关设堡计资料，除准确理解蕉设计意图味，根据地弄质资料，张并进行现今场柿查看性，确准无现误后形成广设计图纸班会审记录略，以正确市指导施工灾。颗专业测量表工程师复阅核图纸相唤关测量指沙标及参数羞，完成现体场轧导线网布鬼设、水准袖闭合兵、管位坐姓标放样等链测量工作菊并形成资曲料记录判。昨试验室那检查挺各项原材内料洁（钢管、健水泥）并荡取样哭试验祝，饥完成收配合比以菜满足施工正需要。熊3.2筛除试验管钻驻进杏钻机安装毫调试合格潜后方可进砖行钻进工翁作，正式廊钻进前需辣要完成测励试管的钻袭进试验，达具体步骤蝶为：挠a闻）除纷钢管、探匀棒及水泥共等原材准婶备形固定，实张际使用的他钢管长度喘为趁4.1m首-4.7幸m寄之间）。畜钻头楔掌难导向板旋萄转直矿径轮φ犹≤钢165m孩m灶，楔形面丘与钻具（台钢管）交德角覆≤战20陪°担，水眼直余径周为捞8m胃m魔。探棒两才端安放橡汽胶套圈。稻用钢筋及拆钢丝绳固锯定在探棒武上。探棒吩前端另外抢焊接一根串带孔钢筋固，使探棒杜在钢管固障定牢固。辨水泥、水抱泥浆及泥惑浆配比按精试验室出狐具配比单校储备、拌膝制。在测坏量队提供桃的可靠的陵的方位角鼓及倾角数救据上进行速钻进。谊b匪）商彻冲洗液流柔通系统活1仇）本工程绳冲洗液为袍泥浆，具德体配比由肝专业试验圣工程师根嫩据具体地穗层情况确搬定。泥浆辽需经充分借搅拌，均扫匀配制而异成。配制剂时，必须康严格执行核配比；臭2什）冲冼液回必须先配呀制好后使固用，严禁特使用中同谷时加清水凝、加料；悦3捐）冲洗液昌流通系统桥：冲洗液或制纸备踪→点储浆汪池专→后泥浆恨泵陕→愤送水贷器泼→乳钻斑具确→艳管头出水灭孔孝→年孔口回水暗阀寄门熟→秘高吊亲管爬→爽回浆沟。绍钻进过程伯中必须保使持上述各芽流通环节耐的畅通；脆4塔）在施工骂过程中，赶应根据不从同地层，讽合理调节绩泵压、泵金量，以免舟因冲洗液个不足引起盛通道堵塞非或因过大惜导致过量章泥沙外排助。本工程姥中，一般轿取中低压着、中小水兔量。港c蛛）爱地导向钻进统图璃4怖泳导向钻头用示意图叛1剖）钢管钻蠢进采用导剃向钻进技欲术。钻进钟前对钻机梁定位情况通，方位、毕倾角情况抚，孔口管访对中情况猾，冲洗液授流通以及绒导向仪显恭示情况进迹行全面复合检，确认航正常后进际行试钻；挪2脱）钻进前集须先开泵蓝，待冲洗断液流通正摧常后，方系可钻进；醉3航）钻进时肠，泵压应依控制抗在胞0.6-她1.0M喘P烦a窜，泵量平为分10-3州0L/m馋i粪n光为宜。保俭持中低压嫌力，匀速唇中速钻进比；叔4趁）为防止络水土流失酒，控制沉恋降，必要催时需采用趋孔内保压乐措施。要改始终保持平回水量小迈于或等于的进水量；红5排）导向技陆术人员随怪着不断钻陶进，必须展时刻观察勤探头角度矩变化情况劲，角度偏罚差大洗于农0.3翠°货时，应及炕时纠偏。峰当纠偏无将效、偏差腾大可于揉0.8许°速时，应停败止钻进，萌及时报告趁，分析原抱因并制定富相应处理叔方案。最著大偏差不浙得超城过绝1°缎。驳现场须及扑时进行导械向数据记歌录和钻具丛前端长度首及每次加再管长度详暂细记录；统6僚）钻孔出淘现涌水时租，应尽量刷保持泵压聋，泵量不筒能变小，头以平衡孔现内压力；萝7完）冲洗液驴不正常时挨，严禁继高续钻进。孔泵工应注己意观察冲伏洗液变化交情况，及阵时上报有稿关负责人碑。私8剥）根据试跨验检验导贪向钻头的排纠偏能力朋，在施工肾经验积累涛的基础上兆，确定开适孔方位和防倾角是否码增加纠偏瞎角，并以历书面形式涨通知机台垂。涌d镰）仔加尺、接农线、焊接针1性）每根管目在下坑前渠必须进行惠质量检查挖。管材不增得有弯曲怨，丝扣四狗周壁厚均燥匀，丝扣滋完好合格牛。管材内秤的铁屑、裕赃物及锈苗皮等必须朽清除干净没。下坑时捉避免与硬拌物相碰，爬以免损伤挪管扣；肯2殊）鹅钻机开钻顺时，可低月速低压，直待成搅孔蠢10税m轻后可根据勒地质情况炕逐渐调整恭钻速及么水挪压。削每次加尺志后，须先管钻进后进龄行管棚丝完扣接缝焊底接（即先奖钻后焊）秧，以免钻盈进时的扭烟力造成开碰焊。同时坝在每个接被头处除将枯接口沿钢茂管周边焊穗接严密外时，再加焊留三押块贱200m括m*80喉mm*8奇m闲m最弧形钢板饺，确保接捐头处有足饶够的强度誓不致断裂隆；块3冲）连接的嚼电线应选灵用导电性戏能好，外啊壳绝缘性神能好且耐概磨的电线占。接头处取要用两层台热缩套管稻套好，用肠热吹风机隐吹烤贴牢恳；傍4锦）回次加酱尺、接线栋、接管以庭及焊接过姿程中，均除注意不得严将异物遗粘留或掉入显管内。丝瓣扣与钻机苹连接处可扣涂抹适量昆黄油以便蜘拆卸。似e叉）深肉注浆泡1既）释用答φ合8m钥m蛙的钢丝绳瓦将探棒取因出，取出佳时应此每让1摩0鸭米测量一洒次孔斜情彩况；廉2生)涂单孔打设饥验收合格志后，通过眉管内压注嘴水泥浆，没对管内及岸管外环状陆间隙进行另充填。注摊浆前需完供成孔口封懒堵并在管躲外环状间瓦隙顶部处转留高位排妖气出浆孔行。忙注浆参数妥：水泥脉、水及外迷加剂锦的士质量量比例为没1建∶妥0.71欺2耳∶哄0.01厕；水泥桨为智海匙牌虏P.O4末2.5驾；水啄为饮用水拦；外加剂徒为字SM之S胁高效减水抵剂。注浆萄压力控制巷在焰0.8疗—南1.5茧MP脸之间，注澡浆压力不羊宜偏大。睬待水泥浆监从出浆口垮排除后关袋闭阀门并炮持疑压路5紧分钟，保虾证管内及货管外水泥菊浆饱满。拒3雁)由在锈DK12泼+63寿5伶断面开竖董井验证管吉位长度、肾坐标及高赠程。本工旨程以内侧徒正中位置射管（叉第舒27备#恒管）为试制验，中间搞进挠尺阅22m-舟95第m持进入高速巨公路路基粥回填区。弱回填物中睁含有砂砾涌及石块，斩速度缓慢车，纠偏难透度较大。项检验结果苍为：长溜度捏120.章27拼m辨，水平位怜移向左偏释移朋0.1骨m住，竖向位停移向上偏厚移牙0.2申m郑，地表沉伐降帮2.04裳m须m楚。满足施挠工精度，萌不会产生流侵限。试客验管验收鹊合格后，江在现场办通理验收合晌格签证，胞再转入下割一孔位施励工。泉表失3腥遥管棚质量届验收标准答项目瞒允许值狗备注沟钢管长度束±50m迁m查同孔深游孔口距违±50m馒m魂开孔孔位就偏差派方向角误孕差拨1°棚不得侵限凳、相撞沿４、跟管桶导向纠偏参管棚施工腹中，要求军钢管必须型按设计长牺度、角度地打设。大腥管棚由于巷跨度太长昨，钢管自熟重、冲洗飞液冲刷、细钢管自身欣旋转及地饿质分布变狸化都将导倒致钢管前疲进方向出波现偏差。稳如何精确浑控制钢管瓣进尺走向忆而不致侵赴限、出现筋偏差如何圆进行纠偏锦处理成为悼管棚施工厕关键技术缝和质量控积制要点。柔导向纠偏命是处理此添类问题最押重要的措祖施。以竖弃直向为例终着重说明米。壁管棚开始项钻进时，衰利用仪器跃进行方向久定位，规父定导向板柄向上出为切1正2仔点方向，亮向下坚为的6触点方向。秧钻进过程旺中，不论算钢管处于易何种位置效，只需要度将钢管旋泳转鲁至尝1尾2杀点方向时圣，读出探从棒水平角跃为炸a优1箱，再原地舱将钢管旋费转徐180杀°免至舱6荡点方向时柏，读出探列棒水平角破为岭a纷2蜜。令探棒截在两种位递置状态时筛的夹角扁为嚼a揪0德，则钢管他此时的水游平挪角钻X钳（即钢管障中轴线水直平厚角俊X殊，图中未常标出）可底通过以下质计算得出止。盯图链5再抚导向纠偏慈示意图饭X=a悟1龟-迷（包½×a顺0布）震骨竖乘响戚（俭1怀）候a妹2贫=a滋1套-a乓0节栗致俩他雹训（驳2男）篮由玻（咳1慧）、墨（手2且）莫健推导辟出蛋X=½绣×饱（势a奶1吉+a花2始）险当探棒前虾端高于后螺端时，水鼠平角读数终为正值，勿反之为负响值。计算胶结果为正知则表示钢泊管水平角熟为正，钢拌管切以菌X坑角度向上墓前进。计迁算结果为陷负则表示地钢管水平胳角为负，垒钢管诚以贸-困X妈角度向下孩前进。钢振管水平锦角茅X优每节记录泄一次，记愚为去X荡n类，当钢管市进尺长恋度习L垃,脆钢管节墙数萍N混时，钢管铲前端竖向伯位半移索Δ鹿可表示为伪：广Δ溜=贝Σ行ta弃n竞（况X旧n丙）腥×L÷桥N刻Δ匙为正表示悲钢管前端嚷高于后端嫌，负值则兽相反。水详平向钻进滑时探棒读罩出揉3槐点浙及盾9这点方向偏页角，与竖披直向同理妇。找此施工工专艺采用跟棋管钻进方祖案，成孔羽与埋管一段次同时完升成。其显形著特点为震利用导向弦纠偏技术嚼，可掌握姜钢管任意演位置的角攻度偏差和跟位移偏量致。及时与方设计对比着后，通过餐导向板角概度进行纠日偏调整，作保证钻进环精度达到式设计要求疫。伪５、常见袋问题处理监方案目5.1自吸进尺遇石宴管棚钻进枝过程中遇换到坚硬岩仇石，钻头妈楔掌导向愤板将与岩甲石强烈摩蜂擦，导致尺钻头损坏状变形，无狐法导向。哀同时因为躲岩石强度夏很高，前鹅进受阻，团严重时无帮法继续施乏工。针对快此类问题板的处理方餐案为：采收用加厚合麦金导向板寇，提高钻裂头强度；霉加大冲洗拔液压力冲届刷岩石缝纳隙；加快赛旋转和顶柔推力度，霜不断扰动斗石块，扩荐大孔径，宣使钻头得任以从缝隙厘中穿越。后此法缺点寇是降低了索导向纠偏榴精度。遇料石是影响锤管棚钻进演精度的主贴要因素。浮5.2手脸进尺遇砂乐层但管棚钻进驴过程中遇便到砂层，举砂粒会随皇冲洗液大驰量流出管例外。造成袄孔径过大烫，甚至出花现局部空绣洞，极易绩导致上部古结构物产旋生较大变敬形或沉降备，留下质岗量隐患。缺针对此类遣问题的处洲理方案为睡：重新调壮试泥浆配梁比，加大寇泥浆比重品。或采用雨膨胀土调练制冲洗液矮形成护壁序；或直接较采用高标津号水泥浆绘作为冲洗蔬液，先将叔空隙内注规满水泥浆猪，未等完眯全初凝后诉开始继续莲钻进。水弱泥浆要求授具有低压凑力、高稠痕度、早强忧等特点。抚此法缺点粪是前进速粗度较慢，沿水泥消耗涨较严重。挡5.3宅洽冲洗液不崖循环，注擦浆不返浆授管棚钻进抛遇到砂砾泥层或空隙展率较高的绩虚土层、上碎石层等飞欠密实区毯域时，冲询洗液将顺卖孔隙渗流猴至周边区催域。压力榜过大时将贯会致使水秃土流失，寨产生空洞窝导致沉降把。针对此独类问题的鹿处理方案漆为：直接纷采用水泥键浆为冲洗字液，利用序水泥浆固耽结前方围蔬岩，边注驴浆边钻进反，使浆体劈填满各类最空隙。要因求水泥浆幕具有稠度怠适中、压宪力中等、柳早强等特非点。此法净缺点是水邀泥消耗十搂分严侦重。壶注浆时，女由于压力干比钻进时边要大，水千泥浆可能淋会从前端彼围岩中渗阻流到周边室。或因为萌埋深太浅陈而导致水关泥浆在管两外空隙回厉流时冲破厉地层溢流挑到地表上纵，而进口筛处的出浆沙管没有浆欠体回返。愧针对此类途问题的处宰理方案为敬：当从管氧内注完理傍论方量后缩出浆口未启返浆，加更注费1-荒2拥方。若仍薪未返浆或唐发现从地让表冒浆时羽，停止注注浆。改为盈从管外空寇隙顶部注住浆。插入疾