水平定向钻进技术在隧道长管棚中的应用

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1、第24卷第2~3期2007年非开挖技术TrcnchlessTechnologyV01．24。No．2,-,3Mar．，200755水平定向钻进技术在隧道长管棚中的应用严丽(中铁二十四局集团福建铁路建设公司，福建厦门361009)摘要：介绍了菲开挖技术中的水平定向钻进HDD技术在厦门市明发商业广场地下行车通道浅埋暗挖段长管棚中的应用，在施工参数、机具选择、施工工艺、质量控制、进度情况与定额分析6个方面作了具体介绍。希望能对类似城市小型浅埋暗挖隧道高密度长管棚的施工和预算提供借鉴。关麓词：HDD、长管棚、密集、

2、质量控制、定额分析l概况非开挖技术是一种新兴的施工技术，是相对于开挖技术而言的，是指在不开挖或少开挖地表的条件下探测、检查、修复、更换和铺设各种地下公用设施的一种技术和方法。非开挖技术相对于传统的管线铺设施工而言，具有不影响交通、不破坏环境、施工周期短、综合施工成本低、社会效益显著等优点。它可以广泛用于穿越公路、铁路、建筑物、河流、以及在闹市区、古迹保护区、作物和植被保护区等条件下进行供水、煤气、电力、电讯、石油、天然气等管线的铺设、更新和修复、还可以用在水平降排水工程、隧道工程(管棚)、基础工程(钢板／管

3、桩、微型桩、土钉)、环境治理工程领域，是地下管线铺设和修复的一种全新的方法。水平定向钻进技术是非开挖技术的一种，又称HDD技术，即HorizontalDirectionalDrilling,是今年来发展起来的一项高新技术，它是利用钻杆的柔性在导向系统的监测下沿设计线路轨迹钻进，到达目的地后，卸下钻头换上回扩器进行回扩孔拖管。水平定向钻进穿越敷管技术应用于隧道长管棚的施工在一些地区曾有过，但是长管棚管的间距都在20～30cm之间，厦门明发商业广场地下行车通道的超前长管棚钢管外壁间距只有5cm，如此密集在福建省

4、甚至国内都是很少见的。明发地下通道设计为u型引槽段、浅埋暗挖段及明挖暗埋段三段(详见图1)。浅埋暗挖段采用新奥良法设计和施工，土层覆盖层为1．7—1．8m，用长管棚进行支护。设计采用施作套拱-+钻孔—顶进钢管棚的施工方法，经分析，要达到钢管间距5cm均匀布置的要求，钻孔不能用普通的转盘钻机或液压钻机，因为普通钻机纠正方向慢，延误工期，定向不准确，无法满足本工程管棚布置的要求。必须采用能够精确定向的钻机，经设计、业主、监理、施工单位一致同意只能选择拥有先进导向系统的水平定向钻机，将顶管变更为采用HDD技术敷管

5、施工。2施工参数(1)管沿截面长方形布置，共97根；(2)钢管外壁间距5cm，中心间距15．8cm；(3)管心与衬砌外廓线间距为45cm；(4)倾角：设计钢管轴线与隧道轴线夹角0．5度一1度(不含路线横坡)；(5)钢管施工误差：钢管中心间距不大于10cm；囊佼tHn6壤l万捷i蕺蕊镶’删覆鼯甲如拣珊辩～一舡霞l$馕焉挺懿制k掌譬难秽翻冕l黜鬻

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9、}～冀奔^nn．鼍尊nnn．{1f酌n．图1明发商业广场地下行车通道纵断面图非开挖技术2007年一墅暾蝴m地m缱一一方肉正文一口，疆I■巾108×禹卜L==6味设计中·刮I蹶_～；—rl铀_拜钳穰镑质括士屠一烈l圬l：／＼，嘲I列沦慨{氟Iq遵匆：I藏-{I暇牿伐teIj谨cL审咖l’幢土犀啦ql：统S爱●·移仅舟舔分。1II：哼j葛掷。·、0㈣n删b_图2厦门明发商业广场地下行车通道管棚布置横断面图(6)管棚长度为59m，热轧无缝钢管‘P108mm，壁厚5mm，节长4m。3机具选择钻进采用南京地龙非开

10、挖工程技术有限公司研制的DF5015型分体式钻机，指标如下表1所示。本工程场地内有高压电缆，导向系统采用英国雷迪(P,．adiodetection)公司生产的具有一定抗于扰能力的——-RD领航者(iTrack)非开挖定向钻进导向系统，探棒为普通探棒，探棒电池采用普通2≠≠电池，每两节电池使用时间为4"5小时。表1DFS015型分体式钻机各项指标特性／型号单位数值最大顶力KN90最大回拖力KN150钻杆长度M2钻杆直径mm由60入射角度6-22机重T1．5水箱容量m32水泵最大流量L／Min150钻头钻一圈的

11、直径mm110回扩头钻一圈的直径mm1304施工工艺4．1施工工艺流程图施工工艺流程图如图3所示。4．2工艺说明水平定向钻进敷管的主要工序有事前的探测地下管线、槽钢支护开挖工作坑、钻机就位安装、定出孔位和地面导向控制点、导向钻进、另一侧管就位(架管)、回拖扩孔、钻机移位，工序技术要求高、工艺复杂，现分别叙述如下。4．2．1准备工作在钻孔之前应标出孔位，开锗前应将长管棚应就位的路线测量出来，在此线上立好3根花杆，然