论如何控制浅埋段超前大管棚钻孔施工精度

吕循浩

（中铁十五局三公司 四川省成都市 610000）

论如何控制浅埋段超前大管棚钻孔施工精度

吕循浩

（中铁十五局三公司 四川省成都市 610000）

本文以江北区A工程为例，主要对控制浅埋段超前大管棚钻孔施工精度进行相关的分析。关键词：管棚施工；施工精度；施工工艺

1 工程简介

江北区A工程全长1387.934m，桩号范围：K0+805.129～K2+193.063，含2#隧道1座，全长930m。为城市次干道，设计车速40km/h，双向四车道，道路标准路幅宽度20m，单幅隧道宽度为8.5m。

2#隧道全线围岩级别为Ⅴ级～Ⅳ级，隧道结构形式有连拱、小净距、明挖三种类型。明挖段及暗挖段采用曲墙拱形断面，单洞开挖面积为83.373m2。

2 导向跟管钻进打设管棚的方法原理

（1）一般短管棚施工，用棚管代替钻杆，其最前端加装楔型导向钻头，后续棚管之间采用丝扣或焊接进行连接，利用管棚钻机，依据预设角度，将钢管依次打入土体中，其后再注浆。

（2）长管棚施工借鉴水平定向钻进技术发展而来。水平定向钻进是非开挖施工的一种方法，要旨在：钻进过程中能准确测定钻头在地下的位置和方向，利用能进行方向调节的导向钻头改变钻进方位，其后再进行扩孔、拉管等工序，完成地下管线的铺设。在钻进过程中对钻进角度和方位进行调节，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器，随后立即向管内注浆。

3 施工技术方法

3.1 技术参数

管棚超前预支护采用外径φ140mm，壁厚8mm的热轧无缝钢管，钢管前端呈尖锥形，尾部焊接φ10加紧箍，管壁四周钻2排φ20mm压桨孔，施工时钢管沿隧道周边以1°外插角打入围岩，插入钢筋笼（钢筋笼由4根φ20mm的钢筋制作而成），再灌注M30水泥浆，管棚环向间距40cm，排距40cm。

3.2 施工方法

2#隧道进出口端φ140×8mm大管棚长度为52m，打设精度要求高，管棚环向中至中间距为40cm，排距为40cm，施工难度大。结合本工程的施工条件和周围环境、工程地质与水文地质条件，为了保证施工安全、施工精度和施工质量，采用跟管钻进施工技术，在钻进达到设计深度后，清孔并安装钢筋笼，然后封闭管口向管内泵入M30水泥浆，并使之通过管靴和大管棚注浆孔流出，充满管外环状空间，直到孔口返出水泥浆液或泵压达到设计要求为止。施工时先做1～3根试验管，分别采用不同类型的钻孔设备钻孔，跟管钻进达到设计深度后，利用定位确定管棚钻进角度、方位均在规范允许偏差值内后全面铺开。

3.3 施工顺序及施工工艺

第一是开挖。采用挖掘机带破碎锤从原地面自上而下、分层分段进行开挖，局部配以人工开凿。第二步测量放线，复核线路中线、水平，按施工图设计的要求进口端套拱的长度确定为2.0m，厚度为1.0m；出口端套拱的长度为3.0m，厚度为1.0m。第三步施作套拱、安设导向管。套拱内模采用钢模板或高强胶合板，钢模板尺寸为1.0/1.5m（长）×0.3m（宽）×0.05m（高）；外模及端头模板采用3.0cm厚高强胶合板加工制作而成。安装中导向管中心线位置允许偏差3mm，尺寸允许偏差+10mm，预埋件（钢架）中心线允许偏差3mm。在套拱、导向管安装完毕后进行混凝土的浇筑和养护。第四步机械设备就位。施工中主要用的机械设备包括水平地质钻机、多功能全液压钻机。第五步钻孔，以套拱内φ180孔口管作为导向管进行钻孔，钻孔角度按照设计外插1°角钻进。第六步是管棚的加工。钢管在厂家提前定制，钢管为外径为140mm、壁厚为8mm的无缝钢管。管壁上钻2排φ20mm的注浆孔、横向间距为300mm，尾部不钻孔的止浆段长200cm。管棚采用跟管钻进安装，逐节接长，单节长度2～4.5m，钢管接长通过外车丝扣及内车丝扣进行连接，外车丝扣长度为5cm，内车丝扣长度为6cm，同一截面的接头数不得超过管数的50%。最后，进行注浆。管棚注浆采用M30水泥浆（水灰比W/C＝0.5～1，注浆压力0.5～1MPa），出口端地下水较大时为水泥—水玻璃双液注浆（压力1.0～3.0MPa），注浆顺序原则上由低孔位向高孔位进行；注浆配合比通过现场试验进行确定，并注浆过程中根据实际情况调整注浆参数。

4 结语

在工程项目施工中，如何控制浅埋段超前大管棚钻孔的施工精度是决定工程施工质量的一项关键因素。基于对作业现场的实际条件，应当采取科学适当的施工作业方法，严格按照施工工艺和规范要求进行施工，避免出现掉钻、卵石层渗漏浆等问题，保证施工的顺利进行。

[1]田伟.水下隧道帷幕注浆与无工作室大管棚施工技术研究[D].中南大学，2011.

[2]莫雪林.浅谈隧道大管棚施工中钻孔倾斜的处理措施[J].山西建筑，2008，16：328～329.

U455.4

A

1673-0038（2015）52-0263-01

收稿日期：2015-12-13