25-液压钻孔台车施作长大管棚工法..docVIP

液压钻孔台车施作长大管棚工法 (TLEJGF-92-27) 铁道部第十九工程局 前言 隧道施工中最困难的是通过不良地质地段，尤其是遇到富水断层 破碎带时，在开挖中往往来不及支护即发生塌方。如何解决这一问题，一直为工程界所关注。采用超前长大管棚支护先支后挖方法，是解决这一问题的有效途径之一。但长大管棚施工往往需要配备专用钻孔顶管设备。一次性投入大，一般施工企业在施工不连续的情况下难以承受。我们在溪田线八盘岭隧道破碎断层带施工中，在国内首次开发出一套用瑞典液压钻孔台车先钻深孔、后顶进棚管支护的施工方法，不仅拓宽了钻孔台车的应用范围，做到一机多用，而且速度快，作业安全，技术可靠，取得良好效果。该项技术获1991年中国铁道建筑总公司科技进步一等奖。 一、工法特点和适用范围 (一)工法特点 本工法系采用瑞典液压钻孔台车钻深孔下钢管施作管棚，速度快，效率远高于地质钻，具体比较情况见表1。 2.操作方便，灵活机动，定位较准确，易于掌握、推广。 3.利用现场既有的液压钻孔台车，不必另配钻机，节省工程成本。 (二)适用范围 本工法的管棚支护长度15m，钢管直径为89mm左右，适用于铁路、公路隧道及地下工程破碎围岩的超前支护，也可用于处理各种溶洞和坍体，以及洞口坡积层等松散体的进洞施工。 二、钻深孔的工艺流程及操作要点 (一)钻深孔工艺流程(见图1) (二)钻深孔的操作要点 1.液压钻孔台车的钻杆长度为4.3m、5.525m，钻深孔时必须接杆。因此，随着孔深的增长，需要对回转扭矩、冲击功及推力进行控制和协调，尤其要严格控制推力，不能过大。 2.为了确保钻杆接头有足够的强度、钢度和韧性，钻杆联接套应与钻杆材质相同，两端加工内螺扣(配合钻杆首尾端外螺扣)，联接套的壁厚≥10mm。联接套及连接方式见图2。 为防止钻杆在推力和振动力的双重作用下，上下颤动，导致钻孔不直，钻孔时，应把扶直器套在钻杆上，随钻杆钻进向前平移。 3.台车就位固定后，由测量工站在台车臂托篮上准确画出钻孔位置。 4.施钻时，台车大臂必须顶紧在掌子面上，以防止过大颤动影响施钻精度。 5.钻机开孔时钻速宜低，钻进20cm后转入正常钻速。 6.第一节钻杆钻入岩层，尾部剩余20~30cm时停止钻进，人工用两把管钳卡紧钻杆(注意不得卡丝扣)，钻机低速反转，脱开钻杆。钻机沿导轨退回原位，人工装入第二根钻杆，并在钻杆前端安装好联接套，钻机低速送至第一根钻杆尾部，方向对准后联接成一体。 起拱线以上的孔位，由于台车大臂离地面较高，不便装卸钻杆，这时应将大臂落下，人工在地面安好钻杆后，大臂重新升起就位。 每次接长钻杆，均可按上述方法进行。 7.换钻杆时，要注意检查钻杆是否弯曲，有无损伤，中心水孔是否畅通等，不符合要求的应更换，以确保正常作业。 8.引导孔直径应比棚管外径大15~20mm，孔深要大于管长0.5m以上。 9.钻孔达到要求深度后，按同样方法拆卸钻杆，钻机退回原位。 三、顶管的工艺流程及工艺原理 (一)顶管工艺流程(见图3) (二)顶管工艺 本工法采用大孔引导和棚管钻进相结合的工艺，即先钻大于棚管直径的引导孔，然后利用钻机的冲击和推力(顶进棚管时凿岩机不使用回转压力，不产生扭矩)将安有工作管头的棚管沿引导孔顶进，逐节接长棚管，直至孔底。 (三)钢管顶进的作业要点 1.管件制作：棚管采用φ89普通钢管，钢管节长为6m，管棚长度12~15m，因此必须接长二次以上。棚管接长时先将前一根钢管顶入钻好的孔内再联接。事先加工好的管节联接套(见图4)，要预先焊接在每节钢管两端，便于联接。第一根钢管前端要焊上合金钢片空心钻头，以防管头顶弯或劈裂。 2.接长管件应满足管棚受力要求，相邻管的接头应前后错开，避免接头在同一断面受力。 3.使用H174双臂液压钻孔台车施作大管棚施工时，一个大臂用于钻引导孔(Ф102冲击钻头)，另一大臂用于顶进Ф89棚管。在顶管大臂的凿岩机上必须安装与管棚直径相应的钢管顶进联接套，并在大臂上改换特制钢管扶直器(详见图6)。待引导孔钻好后，使用顶管大臂进行顶进作业。 4.顶管作业：将钢管安放在大臂上后，凿岩机对准已钻好的引导孔，低速推进钢管，其冲击压力控制在1.8~2.0MPa,推进压力控制在4~6MPa。 5.接管：当前一根钢管推进孔内，孔外剩余30~40cm时，开动凿岩机反转，使顶进联接套与钢管脱离，凿岩机退回原位，大臂落下，人工装上后一节钢管，大臂重新对正，凿岩机缓慢低速前进对准前一节钢管端部(严格控制角度)，人工持链钳进行钢管联接，使两节钢管在联接套处联成一体。凿岩机再以冲击压力和推进压力低速顶进钢管。 6.棚管补强：为了加强管棚的刚度和强度，按设计将管棚钢管全部打好后，应先用钻头掏尽钢管内残碴，进行棚管补强。补强方法：一般地段