XX隧道管棚跟进式施工方案

XX隧道跟进式管棚施工方案

1.工程要求及施工条件

本工程是采用超前大管棚的方法对xx隧道洞口段拱部进行预支护。管棚长度40m，选用Φ159热轧无缝钢管、壁厚8mm。钢管沿开挖轮廓线外放100mm，以外插角3度打设。钢管内外注水泥浆，水灰比为1：1,注浆压力0.4~0.8Mpa。

2.施工难点及相应的技术措施

2．1左右洞洞口为长15~20m宽15~18m比拱顶高2~3.5m碾压平台，渗水丰富。管棚套拱长度为2米。

2．2 根据地质勘察报告，管棚施工部位主要为灰绿色及黄色强风化泥岩，可用合适的泥浆调配方法解决;

2．3 如果地下水位高，可能在钻进时出现涌水导致孔壁坍塌，钻孔口需采取密封保压措施，并密切监视出浆量；

2．4可根据工程需要，在掌子面下部左右两侧各打设２~３个水平降水孔，让作业区内的地下水自然流出，降低水位，以提高管棚打设及隧道开

挖过程中的施工安全度。

3.施工组织方案

根据设计要求和现场特点，本次施工采用有线导向水平跟管钻进方法一次将钢管打进40m，钢管用丝扣连接。

3．1 主要施工设备

A．HTG-100型水平定向钻机1台。全液压驱动，功率：55KW；顶进/回拖力：150KN；扭矩：6000NM。

B．SE－1型水平导向系统1套。包括探头和监视器，导线连接。可测钻头倾角及钻头斜面的面向角，探头发射的光束可监测左右偏斜。

C．泥浆系统。包括BW－250型泥浆泵2台，泥浆搅拌器2台，2KW污水泵1台。

D．BX1－500型电焊机1台。

E．H－3移动式钻机工作台架1套。

3．2施工用材料

A．Φ159x6无缝钢管；

B．注浆用水泥；

3．3施工条件要求

A．施工场地应平整坚固，高度适中（地平面往上距最低孔位80-100cm），无积水，无影响钻机正常运行的障碍物，有工人进出场地的安全通道，不得有威胁施工安全的其他作业。

B．有设备及钢管水泥进出场地的安全通道及适当的吊装工具。

C．动力电100KW接至离掌子面30m以内。

D．水源接至掌子面30m以内。

E．有足够空间安装泥浆池。

3．4施工人员配备

正常钻进期间两班轮流作业。

3．5 钻进工法

由于采用跟管钻进法，钢管安装和钻机进尺是同一过程。钻头采

用与钻管等径的楔型钻头，楔板回转半径略大于钻管半径，钻头前端有Φ12－15mm的水眼，当钻头正常回转钻进时钻管沿直线前进。当钻头由于某种原因偏离预定轨迹偏向某一方向时，就需要纠偏了。方法是把钻头楔面调至已经偏斜的方向，钻机停止回转加力顶进，钻头由于斜面的作用就会向相反的方向偏斜，以此调整钻进的方向。面向角的朝向和钻头的偏斜方位都是由装在钻头后部的导向探头监测的，通过穿过钻管的导线连接到位于钻机操作台的显示屏，机手就可以方便的调整钻进方向了。这样终孔偏差可以控制在5‰以内。

钻头示意图如下：

如图所示：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(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、右纠偏方向。如果角度合适，钻机会匀速旋转钻进，此时钻杆轨迹一般是平直的。所以导向钻头是上下纠偏的关键。至于左右偏差根据传感器尾端的发光装置来定，通过仪器测量参数来纠偏。

为了保证质量，打设时采用跳打的施工顺序。终孔注浆，根据地质情况，本工程属于粉细砂，中粗砂地层，终孔后需要跟踪注浆，从Φ108钢管内注入，从钻头端由管外环状间隙到孔口反出水泥浆，关闭排浆阀，压力0.4-0.8 mpa，注浆结束。

3．6施工要点：

（1）每个孔位都要仔细调整钻机方位，确保每根钢管以准确的方向钻进。

（2）泥浆配比应根据现场土质和水质进行试用确定。

（3）大管棚打设时必须跳孔打，终孔跟踪注浆，注浆必须保证管内外环状间隙注满填充实，跳打3-5个孔再回去补打。如果不跳打，接着再

打下一个孔，地层软硬不均，钻进时钢管很难控制偏斜，无法保证大

管棚质量。

（4）大管棚注浆采用水泥浆，水灰比为1：1，注浆量根据钢管内和钢管外的环状间隙计算多少立方，然后看地层渗漏情况确定每一根钢管的

注浆量。注浆要求管内注浆由管外排出泥浆，等管内外泥浆排净排出

水泥浆，关闭排浆阀，泵压控制在0.4—0.8mpa以内停止注浆，停15

—30分钟进行二次补浆，确保管内外填充质量。注浆必须控制好注浆

量、注浆压力等每一个环节，保证达到设计要求为标准。

4.大管棚施工工艺流程

三通一平→人员设备进场→测量放线→铺设"H"钢轨道→设备组装调试→埋设孔口管→调试钻机（方位、倾角）→钻具组装进孔→冲洗液循环→导向钻进→回次加尺（接线、接口补焊）→孔斜测量→导向钻进→直至设计深度终孔→回取探头盒→管内及环状间隙注浆→移至下一孔位。

4.1设备组装前的准备工作

(1) 施工现场必须保证水通、电通、路通，水电距施工现场不超过30m。施

工工作面必须要平，误差不超过±200mm。

(2) 设备检查。检查是否有缺件及好坏程度；电机、钻机、泵等测试，运

转是否正常，所有部件是否完好；液压系统是否通畅，密封完好度，

液压油泄漏状况；

(3) 检查所有焊接部位是否有开焊，有则补焊；

(4) 各种部件是否有变形，有则进行校正。

4.2测量放线（包括：方位线、水平点、孔位点）

4.3 钻机设备安装