精确制导在长距离大管棚施工中的应用

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1、2011年技术交流精确制导在长距离大管棚施工中的应用单位：********编写：*************日期：2011年11月目录一、前言-2-二、超前支护大管棚适用范围-2-三、大管棚施工方法的形式-3-四、工程实例应用-3-㈠、工程概况-3-㈡、施工机具设备-6-㈢、施工流程-7-㈣、施工工艺-8-五、结束语-13-精确制导在长距离大管棚施工中的应用（*************）【摘要】市政地下浅埋暗挖通道下穿市政道路，其拱部超前支护大管棚需穿越各种地下管线，距管线最近距离只有415mm，为确保管线安全，采用精确导向系统引导

2、管棚钻进方向，以达到预期效果。【关键词】超前支护导向钻进技术一、前言随着我国城市的高速发展，市政浅埋暗挖隧道工程日益增多，由于其埋深浅、地质条件复杂，并需穿越地面重要建筑物和地下管线，对超前支护大管棚施工精度提出较高要求。二、超前支护大管棚适用范围超前支护的基本工作原理是在待开挖洞顶轮廓线以外，环向按照一定的间距超前打入钢管，并在钢管内进行压力注浆。环向钢管形成棚架，有效提高围岩的承载力及自稳能力，对减小围岩的变形、松弛和坍塌等有显著效果，适用于穿越软弱地层、破碎带以及浅埋隧道或地面重要建筑物和管线地段。但因采用常规施工方法其单向

3、施作距离较短（需在隧道内预设多个管棚工作室），影响施工工效，且钻进精度低，对保护地下管线带来较大难度。为解决上述问题，经过探索和试验，引入“精确导向装置”进行长管棚施工，其单向精确可打设管棚长度超过70m。三、大管棚施工方法的形式常规与精确导向打设管棚方法的区别序号施工方法项目施打长度施打精度预设工作室1常规施作距离只有20m，工效较低，支护效果较差管棚施作精度较低，钻进前需预先设置初始外插角，然后“盲打”隧道内需预设管棚工作室2精确导向管棚施作距离长，工效高，单向施作可达到70m能有效控制管棚打设方向，精度高。能在钻进过程中随时

4、纠偏打设方向70米内隧道洞内无需预设棚工作室四、工程实例应用㈠、工程概况深圳地铁******************：㈡、施工机具设备管棚施工主要机具设备序号机械名称型号数量单位备注1水平钻机HTG-200型1台2水平导向系统SE－1型2套3钻孔台架自制1套4高压注浆泵XPB-901台5高压注浆泵ZJB-351台125L/min6电焊机2台7千斤顶Yc-602台60T㈢、施工流程测量放线开孔钻机设备组装、调试管棚钻进管棚钢管加工冲洗液循环冲洗液循环接线、接口焊接导向钻进至最大进尺后回次加尺孔斜测量制浆设备检查终孔、取回导向仪浆液制

5、备管内及环状间隙注浆移至下一孔位管棚施工工艺流程图㈣、施工工艺1、施工准备工作⑴、管棚制作：采用丝扣连接，扣长60mm，为了保证钢管接头相错搭接，管棚前端第一根可以采用两种规格，单号第一根打设3m钢管，双号第一根打设4.5m钢管，其它钢管采用同一个规格，长度为6m。   ⑵、墙体开孔：按测量放线点标示的大管棚孔位，利用开孔器开孔，开孔孔径不小于133mm。   ⑶、移动钻机至钻孔部位，调整钻机高度和平整度，使管棚中线与钻机立轴和钻杆在同一条直线上。2、导向钻进定位传感器分为有线导向和无线导向，当管棚钻进距离较长,且如采用有线定位传

6、感器回收较困难时，可采用无线定位传感器。有线导向钻进方法：管棚采用HTG-200型水平定向钻机钻进，利用棚管代替钻杆，其最前端安装厚20mm钢板制成楔型板形状的钻头，楔型面与管棚交角约20°，并在钻头加装特制的定位传感器，后续棚管之间采用丝扣进行连接，依次将棚管打入土体中。在钻进过程中，依据内置的定位传感器传出的角度信号，对钻进角度进行调节，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。无线导向钻进方法：采用HTG-200型水平定向钻机打设水平孔，钻进至设计深度后，拨出钻杆，送入管棚后随即进行管

7、内注浆，其钻头和钻进方法与有线导向一致。有线导向钻头正面照片有线导向钻头侧面照片有线导向定位传感器照片无线导向定位传感器照片无线导向钻头侧面照片管棚钻进施工照片3、纠偏措施⑴、钻孔施工时，每钻进一节，需测量钢管方向和外插角，以确保管孔位置正确，防止向上倾斜损坏地下管线和起不到管棚作用，也防止向下倾，侵入隧道内净空，给开挖时带来麻烦。⑵、钻进纠偏：当钻进角度偏差大于0.3°时，需及时进行纠偏。⑶、纠偏方法：有线导向和无线导向纠偏方法相一致，在钻头内装有特制的传感器，传感器直接由15V直流供电。显示屏显示钻头的倾角(水平角度)、面向角

8、(导向板的方向：导向板朝上即为12点，如同钟面)。打设角度如果偏下，可以把钻头调到12点，即导向板朝上，直接顶进，此时由于导向板底板斜面面积大，受到一个向上的力，钻头轨迹就会朝上运动。同理在6点纠偏可以使钻头轨迹朝下，9点、3点分别是为左、右纠偏方