长大管棚在硬质围岩中的应用.pdf

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1、长大管棚在硬质围岩中的运用巫志农雷鹏【摘要】本文介绍了北京首例双连拱山岭隧道35米长大管棚在硬质围岩中的技术运用，在机械选择、成本分析这两个方面作了详细介绍。【关键词】长大管棚；硬质围岩；机械选择；成本分析TheApplicationofLongandLargePipeShedUsedinHardRockMassWuZhinong,LeiPengAbstract:Thispaperintroducesthetechniqueapplicationof35meterslongandlargepipeshedusedinhar

2、drockmassinthefirstdouble-archmountaintunnel,anddescribesthedeviceselectionandcostanalysisindetail.Keywords:longandlargepipeshed,hardrockmass,deviceselection,costanalysis1前言大管棚的工法，通常用于处理软弱围岩，起到加固地层的作用。但在京承高速（三期）黑古沿隧道中，由于隧道短（164米），覆盖层太薄（最大埋深27米），虽然围岩硬度达到40~80Mpa，仍采用

3、大管棚加固地层。传统的大管棚钻机是针对软弱、破碎、难以成孔的围岩，而此处岩层硬质较大，钻机如何选型，才能快速经济地完成生产任务呢？2工程概况京承高速公路三期工程黑古沿隧道，坐落于北京市密云县太师屯镇黑古沿村。隧道全长164米，最大开挖跨度29.42米，隧道最大埋深仅27米。主要地质条件：进口为全风化～弱风化片麻岩，出口为第四纪坡洪积亚粘土、碎石混亚粘土及全风化～强风化片麻岩，全隧道围岩级别为V级。隧道拱部设置超前大管棚∅108×6mm，L=35米，进出口各76根。环向间距0.4米，外巫志农：1969年生，工程师，雷鹏：198

4、4年生，助理工程师。00插角1～3。∅108热轧无缝钢管4～6米一节，节间采用丝扣连接，用∅114×4mm热轧无缝钢管外套。进口大管棚施工自2007年11月23日至12月31日，出口自2007年11月17日至2008年1月3日。3施工工艺导向墙施工钻机就位钻孔洗孔大钢管安装管内钢筋安装注浆施工准备施作导向墙，安装导向管安设钻机钻孔顶进钢管棚准备注浆机料清孔孔口密封处理注浆管路检查安装注浆机具注浆拌浆否压力、流量达到要求、是封孔4钻机选择2007年11月17日，隧道出口使用2台潜孔钻开始钻孔。钻头直径130mm。由

5、于出口掘进方向为2%下坡，大管棚要求1%～3%仰角。两者综合，钻机基本上是水平钻进。该型钻机采用高压风洗孔方式，出碴比较困难，钻孔进展十分缓慢。2007年11月23日，隧道进口使用黄海导向钻机钻孔。进口掘进仰角约4%上坡，该钻机利用水洗出碴。由于冬季寒冷，水循环系统稍显不便。钻孔进度一般。当第三天成孔两孔后开始装管，发现大钢管装不进去。用手电筒观察孔道，明显呈蛇形。11月28日，隧道出口更换钻机，改为成都哈迈锚固钻机，进展顺利。装管也顺利。12月1日，隧道进口更换钻机，改为开山牌履带式钻车。试钻了两孔，发现装管仍然困难，便停

6、止钻进。原因仍然是孔道呈蛇形走向，再加上大钢管刚度大，∅114管径间隙小。受混凝土导向墙及导向钢管的位置所限，我们用M30水泥砂浆将孔洞回填，再由钻车原位二次钻孔，并低速钻进，但因砂浆强度无法与原地层对抗，孔洞几乎是原位复制。这一点从装管时卡住的位置可以明显判断。最后只有更换钻头，将130mm钻头换为150mm进行扩孔，才完成这两孔。12月15日，隧道出口钻孔结束。哈迈钻机转移到进口继续钻孔，至2008年1月2日钻孔全部结束。四种钻机的技术参数和作业效果详见下表。四种钻机技术参数一览表生产厂商浙江开山连云港黄海机械厂浙江开山

7、集团成都哈迈规格潜孔钻机非开挖导向钻机履带式潜孔钻车锚固钻机型号KQD-70FDP-15DKY100ZYXZ50A动力气动柴油动力机组柴油电动钻进方式潜孔锤合金回转钻进潜孔锤潜孔锤使用气压MPa0.5～0.7/0.7～1.00.5～0.73耗风量m/min3.5/137钻杆长度m1222扭力Nm4500钻头直径(mm)130钻杆直径(mm)60606090出碴方式风洗水洗风洗风洗优点环保移动就位快捷快速，成孔顺直缺点粉尘污染速度慢粉尘污染粉尘污染进场时间07-11-1707-11-2307-12-107-11-28四种钻机作

8、业效果钻机类型作业时间成孔数钻机数量成孔速度装管效果开山潜孔钻10天4孔2台7米/天一般黄海导向钻7天3孔1台15米/天差开山钻车2天2孔1台35米/天差哈迈锚固钻34天143孔3台73米/天好5人员设备配置情况加工管锥头、注浆孔：2人，台钻一副，电焊机一台，气割设备一套。每班产量10米。