广深港客运专线铁路隧道-口超长管棚施工方案

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1、广深港客运专线铁路隧道长管棚施工方案1　概况1.1工程地质益田路隧道位于新深圳站与福田站之间全长6236米。洞口段Ⅵ级围岩，主要为人工填素土、淤泥质黏土、粉质粘土、全风化变质花岗岩，洞顶为硬塑偏软的粉质黏土，强度低，易坍方冒顶；隧道穿越两套基岩地层，分别为震旦系变质砂岩和燕山期晚期侵入花岗岩，第四系地层土层强度低，自稳能力差，基岩风化差异较大，花岗岩残积层遇水易软化，强度降低，自稳能力相对较差，但在饱和状态下一经扰动，极易产生软化、流泥、冒顶危及隧道施工安全。其中变质砂岩残留有单斜层状构造，岩层产状倾向40～50°，倾角35～40°；

2、隧道穿越地段基岩节理、裂隙普遍发育。洞口Ⅵ级围岩段设120m长管棚。1.2长管棚施工的特点　　(1)长管棚钢管直径大，采用ф159mm、厚8mm的无缝钢管及花钢管制作，ф168mm套管连接。　　(2)管棚超长，孔深达120m。　　(3)钻孔施工难度大，成孔十分困难，而且钻孔施工中不能用清水和泥浆钻进，否则容易造成塌孔。　　(4)钻孔较密，环向间距30cm，其外插角仅1~3°。一旦施工控制不严，将造成钻孔互相交错串通，管棚侵入隧道开挖轮廓线内的可能，造成钢管桩报废。2　管棚施工工艺及配套机具2.1长管棚施工工艺　　大管棚施工采用了特殊的

3、同步跟管施工工艺，以保证管棚施工质量，达到设计要求。长管棚施工的顺序为：施工准备→测量布孔→管棚钻机就位→钻孔并同步跟入无缝钢花管→清孔→压力注入水泥浆。2.2跟管钻进的设备及配套机具　　(1)钻机：由于全孔用空气潜孔锤跟管钻进，要求设备具有扭矩大、给进力大、转速慢的特点，为此，我们选用意大利产的PG185。该设备的具体性能如下：最大爬坡能力20°(36%)最大接地比压运输状态13N/cm2工作状态(稳定支腿)46N/cm2最大行走速度0¸1,7km/h外界环境温度-10+40°C整机重量(标准配置)42500kg最大工作海拔3960

4、m.PG185为双动力钻机同时安装了燃油发动机和电机,并可独立运作.柴油发动机制造商-型号CumminsQSB5.9类型涡轮增压功率160kW(215HP)at2200rpm冷却系统水冷电压24V排放系统水过滤装置油耗(2200rpm).220gr/kW-hr合格证明标准EPA/CARBphase2和EC/97/68Phase2电机制造商-型号ABB-M2BAT315SMB类型高效三相电动机功率132kWat1480rpm冷却系统空气冷却排列形式B3/B5功效94,8%功率因数0,86名义电流在380V248A名义扭矩849Nm绝缘等

5、级IP55启动Y/Ñ重量855kg.泵组P1/P11P2/P12P3/P13P4/P14变量泵.XXFixedFixed流量(l/min)2002008337最大压力(bar)280280250250最大功率(kW)6565--动力头T2000-P200最大扭矩(kNm)转速(rpm)转速(rpm)Q=81l/minQ=162l/minMax.16,297Min.18Min.36Min.3,351Max.88Max.177　　(2)跟管钻进的钻具结构：见图1钻进过程由两套钻具组成—外套管（2）、管靴（3）、内钻管（4）、潜孔锤（6）及

6、偏心钻头（8）。与潜孔锤（6）、和偏心钻头（8）相连的内钻管通过连接法兰（1.5）和冲洗接头与钻机上的旋转动力头相联。外套管不与旋转动力头相联。它安装在管靴（3）上。穿孔作业原理为“回转-冲击模式”。冲击能量来自潜孔锤（6）通过导引片传到偏心钻头。当操作开始及旋转为右螺旋时偏心钻头开始钻动，钻孔直径比外套管大一些。潜孔锤的给进速度由钻机钻架的给进速度控制；内钻管（4）和带有偏心钻头（8）的旋转动力头（6）由安装在钻机钻架上的旋转头带动旋转。旋转方向：右螺旋。外套管不旋转，它自动下沉至已钻的孔或通过管靴（3）施压进入孔内。压缩空气驱动潜

7、孔锤作业。做完功的压缩空气同时用做吹孔介质。在特殊情况下，也可以选用气水联合出碴。一般情况下，压缩空气通过冲洗头（1.4）上的冲洗环（1.2）及内钻杆中空孔到潜孔锤（6），而后离开偏心钻头(8)并带走废碴。废碴与冲洗介质通过内外钻管之间的缝隙经冲洗头排出。单偏心钻具由偏心钻头、中心钻头、限位销及防脱销组成，钻具与钻杆柱套管、潜孔锤冲击器等共同形成跟管钻进系统。　　(3)跟管钻头：采用Φ114mm×3m潜孔钻杆，Φ165mm偏心钻头（潜孔锤）配350冲击器。　(4)跟管套管：采用4~6m的热轧无缝钢管，壁厚8mm，反丝套管用接箍连接，丝

8、扣长200mm，牙型采用标准地质套管螺纹。图1配套设备示意图3长管棚施工3.1长管棚预注浆施工工艺长管棚预注浆施工工艺流程详见图2。施工准备测量布孔管棚钻机就位钻孔、跟管落低钻机安装清孔设备清除管内残渣钻机移位至下一孔封