谈隧道超前支护施工技术--非开挖技术在隧道施工中的应用

《谈隧道超前支护施工技术--非开挖技术在隧道施工中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、谈隧道超前支护施工技术--非开挖技术在隧道施工中的应用 隧道网www.stec.net(2007-9-25)  来源：北京中铁隧建筑有限公司    摘 要：从隧道超前支护的施工工艺着手，介绍了几种用非开挖技术施作隧道超前支护的方法，并进一步说明了其中若干问题，为达到质量最好、效率最高、经济效益最大化的隧道超前支护施工提供参考作用。   关键词：隧道超前支护非开挖技术应用    0 引言   随着城市地下空间建设和开发的不断加快，对地下工程施工技术的要求也在不断提高。由于浅埋暗挖法具有无可比拟的优越性，已成为城市地下工程施工的主要方法之一。城市地下工程绝大多数位于繁华地段

2、和靠近密集建筑物或居民区，因此控制好施工过程中引起的地表下沉和对周边结构物的影响，是浅埋暗挖法施工成败的关键。   经过近几年来的不断发展和实践，隧道超前支护作为一项保证隧道开挖安全、保护地面建筑以及控制地表沉降等的技术越来越受到重视，其应用也越来越广泛。随着隧道超前支护施工的不断发展，新工艺、新技术也不断涌现，极大的提高了地下工程的施工安全和施工效率。而非开挖技术作为一项新兴的施工技术由初期的市政地下管线的铺设，向城市隧道暗挖施工的超前支护技术方向延伸，并已显示了较大的优越性。   1 工艺原理   隧道超前支护又名管棚支护，就是沿着隧洞开挖轮廓周线，用特定的机器把一

3、系列钢管顺着隧道轴线方向按一定次序打人开挖前方的地层内，然后向管内注浆固结管子周围的围岩，最终形成一个棚架支护体系，以支撑来自外侧的围岩压力，从而保证其隧洞开挖、衬砌的连续性和安全性。特定的机器主要是指用来进行非开挖施工的水平定向钻机和夯管锤。   2 施工工艺   目前，施作大管棚的工艺很多，其中非开挖技术施作大管棚就是其中的一类。而非开挖技术施作管棚的方法又分为夯管锤直接夯进法、水平定向钻机顶进法、水平定向钻机回拖法、夯管锤和水平定向钻机结合法几种。   2.1 工艺流程   利用非开挖技术施作大管棚的工艺流程见图1-图4。   2.2 施工步骤   2.2.1 施

4、工准备   在开始施工之前，先对施工区域地下管线和地质情况进行详细探测，弄清地下管线位置和是否有障碍物，防止施作时破坏地下管线及制定相应的措施。如在含卵石或有障碍物地层中用夯管锤施作管棚时，在钢管夯入头安装切削头，防址钢管头变形影响管棚精度；根据不同地质情况，选择合适的钻头、回扩器、合适泥浆配置方案以及进行钻进曲线设计，保护好地下管线的安全。图1夯管锤直接夯进法工艺流程图图2 水平定向钻机直接顶进钢管法工艺流程图图3 水平钻机回拖钢管法工艺流程图图4 水平钻机和夯管锤结合法工艺流程图    用水平定向钻机直接顶进法施工时，为了加强其顶进过程中的导向作用，提高管棚的精度，

5、还需要用制作管棚的钢管自制一个楔形钻头，钻头前要满焊一块加工有射水孔的钢板，孔径大小根据管径大小确定，一般在10-20mm之间。并且在钻头里加工一个装探棒腔的定位装置，探棒腔里装有探棒，用来进行导向控制，结构如图5所示。无线探棒是通过发射无线信号传递导向信息，而钢管对无线信号有屏蔽作用，因此要在楔形钢管钻头上加工适当的缝隙，有利于信号的发射，增强其导向作用。图5 自制的钢管钻头结构示意图    在用水平定向钻机和夯管锤相结合法施工时，由于要进行扩孔操作，为了提高管棚精度，需要加工一个特殊的回扩头，回扩头两端都是锥形，并且上面有射水孔，具体形状如图6所示。回扩头是通过丝扣

6、接头与钻杆连接；在回扩头表面加工排泄泥浆的螺旋槽；回扩头直径中根据管棚的大小来定。图6 回扩头示意图   2.2.2 设备的安装、就位   按照设计要求和施工条件，准确把设备进行安装、调试和就位，使设备的位置、安装角度等符合施工要求。   用夯管锤施工时，牢固铺设钢管导轨和安装夯管锤基座，在每次安装出土器、夯管锤以及锥套时，用测量仪器进行检测，保证二个部件的中心线在同一直线上。进行空压机的调试，以准备夯击，同时要注意导轨地基坚固稳定，铺设的管线越长，地基的稳定性越重要。导轨要选用重型槽钢、工字型钢，而且作导轨的型钢必须调直，对于大直径钢管(φ210mm以上)，一般采用两

7、根工字钢作导轨。工字钢安装要平直，并根据钢管可能的偏斜趋势适当上扬或下调一定角度，以抵消一部分可能的偏斜。一般在软地层中钢管容易向下偏斜。   用水平定向钻机施工时，在开始安装设备前，先校核探棒的准确性。根据设计要求，用测量工具准确定位水平定向钻机的位置、方向、角度，并且将钻机固定好，防止钻机在推力和扭矩的作用下出现倾斜和移动，影响管棚精度。同时考虑到钢管自身有挠度、地层的具体情况以及钻机在操作过程中产生的误差，在调整钻机时一般先放一个仰角，角度的大小主要是根据管棚的长度、钢管壁厚以及地层条件等因素来定，一般在1％-2％。   2.2.3