地铁隧道长大管棚水平定向钻进施工技术_pdf.pdf

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1、·施工技术·地铁隧道长大管棚水平定向钻进施工技术安刘生，袁振国(1．中铁十二局集团第二工程有限公司，太原030032；2．北京市轨道交通建设管理有限公司，北京100037)摘要：北京地铁1O号线牡丹园站一健德门站区间隧道断面0．5—8．0m，隧道经过地段下穿5处构筑物：江南大夫复杂多变，超前支护采用大管棚。详细介绍采用水平定向钻进第金榜梨园酒楼、瑞洁加油站、河湖管理所办公楼、大技术施工隧道长大管棚的原理、工艺流程和施工中出现问题的气物理研究所的索塔拉锚基础和小月河疏浚工程处理办法。暗河。关键词：北京地铁10号线；水平定向；钻机；大

2、管棚；隧道区间隧道下穿多处构筑物和管线，最大管线为与中图分类号：U231文献标识码：B隧道垂直的电力管沟，内净空尺寸为2．0mx2．35m，文章编号：1004—2954(2008)12—0177—03与区间隧道净距1．76m，区间隧道上方有一条tb600mm污水管线穿过。1工程概况2大管棚施工方案选择1．1设计概况区间隧道断面宽大且变化频繁，最宽跨度达北京地铁10号线牡丹园站一健德门站区间隧道22．55m，下穿多处构筑物和管线，大管棚作为重要的为暗挖，设计隧道标准段、存车线、交叉渡线及16号线超前支护手段，施工质量好坏直接影响到工

3、程进展，选联络线，区间隧道断面复杂多变，共计13种断面。其择合适的管棚施工方案尤为重要。传统的管棚钻机往中牡丹园站一健德门站区间右线K7+049～K7+374往受制于作业空问，洞内作业时需开辟8～9m长的管段325m范围内集中设计11种断面形式，见表1。复棚工作室，断面变化一次，需相应施工管棚工作室一合式衬砌，采用以4,1o8mm大管棚为主的超前支护方处，辅助工作量大；一次钻进长度较短，不适合于长大式，大管棚累计长度15213延米，格栅钢架、钢筋网、喷管棚作业需要；在松散地质中钻孑L后孑L壁易坍塌，效率混凝土初期支护，C30钢筋混

4、凝土二次衬砌。较低。经综合研究比选，决定把水平定向钻进技术引表1区间隧道断面结构尺寸进到大管棚作业中，选用水平定向钻机钻孔技术，克服以上不足。3水平定向施工大管棚原理水平定向钻进施工大管棚方法是由水平定向钻进技术发展而来。其原理为钻进过程中在导向系统的监测下能准确测定钻头在地下的位置和方向，同时根据钻头在钻进过程中的实测轨迹同设计轨迹的差异，利用能进行调节方向的楔型钻头改变管棚的钻进方向，调整到预期孑L位。并且利用钻杆的柔性沿设计线路轨迹钻进。如图1所示，在钻头内安装传感器，传感器直接由1．2地层基本情况4节一号电池供电。传感器由

5、重力应变片设计制作而区间隧道地层主要为粉细砂层和粉质黏土层，埋成，采用一封闭的中空棒状体将重力应变片密闭加工深8～10m，地下水为台地潜水和层问潜水，水位较成为传感器。传感器靠近钻头前端一侧及中间部分采高，接近自然地面。用固定装置将传感器固定牢固，防止管棚内部通过泥1．3穿越建筑物及管线情况浆时传感器变位。并且保证传感器的轴线与钻头的轴区间隧道穿越土城遗址公园，隧道边界距小月河线同向。同时在传感器的末端伸出一条信号线及一条钢丝绳，钢丝绳作为回收传感器使用。信号线末端与收稿日期：2008—08—28；修回日期：2008一lO一06显

6、示屏相连，显示钻头的倾角(水平角度)、面向角(左作者简介：安刘生(1969一)，男，工程师，199o年毕业于石家庄铁道学院。右角度，如钟表)。打设角度需要偏下，可以把导向板铁道标准设计RAILWAYSTANDARDDESIGN2008(12)177施工技术·安刘生，袁振国一地铁隧道长大管棚水平定向钻进施工技术·调到6点，即导向板朝下，直接顶进，由于导向板底板为斜面，钻头轨迹就会朝上运动。同理在12点纠偏可以使钻头轨迹朝下，3点、9点分别是为左、右纠偏方向。如果钻机在旋转钻进过程中保持匀速，此时钻杆轨迹一般是平直的。所以导向钻头是进

7、行纠偏的关键。发光装詈图2无管棚室钻进示意(单位：mm)孔斜测量一导向钻进一直至设计深度终孔一回取探头盒一管内及环状间隙注浆一移至下一孔位。图1管棚钻头示意4．4施工工序4水平定向施工大管棚方法4．4．1管棚施工准备(1)开孔。测定每个孔位，用专用开孔钻机穿透设计管棚采用~b108mm热轧无缝钢管，壁厚5初期支护喷层，确定管棚位置；考虑到施工安全，开孔mm，间距300mm，设于拱部，沿开挖轮廓外布置，管El时跳孔进行管棚施工。中心放至开挖轮廓线外300mm。管棚外插角均为(2)用~b108mm×5mm钢管做钻具，前端安装导0．1。

8、，管内加设龙骨后灌注水泥浆；采用9m超长水平向专用钻头，采用泥浆护壁，利用有线导向仪监控，随定向钻机，管棚单节长度分为6m和9m两种。钻进加尺，将棚管依次打人。同时将钢管接口用丝扣4．1施工设备(表2)连接，直至达到设计长度。表2施工设备一览(3)