隧道大型管棚施工技术 概况 渝黔高速公路E1合同段的真武山隧道位于重庆南岸4 km立后老爷沟,其右洞洞 口地质体为大量的滑坡堆积物。该隧道在拱部施工开挖进洞至8 m后,由于下暴雨、山洪爆 发 造成山体继续下滑、开挖的隧道被摧毁淹埋,滑坡堆积体地层十分松软、破碎,一旦开挖,极易发生塌方,有的根本无自稳时空。采用常规方法,要重新开挖,进洞十分困难。为了 保证隧道开挖的顺利进行,经过勘察设计,对开挖隧道实行管棚预支护,预先处理围岩 ,提高其整体性,增加稳定性,能承受开挖后的围岩应力和抑止围岩变形。1.1 管棚施工的特点 (1)套管直径大,采用I127 mm、厚4.5 mm的无缝钢花管作套管,且管内下入I90 mm的钢筋笼。 (2)管棚长,最深孔深达40多m。 (3)钻孔施工难度大,成孔十分困难,而且钻孔施工中不能用清水和泥浆钻进,否则会导致 山体的继续滑动,造成危险。 (4)钻孔较密,孔间距60 cm,其外插角仅1°。一旦施工控制不严,将造成钻孔互相交错串通,管棚侵入隧道开挖轮廓线内,造成钢管桩报废。 为了防止钻孔互相交叉,不侵入浇注体,钻进到设计孔深进入完整基岩3 m后,我们采 用了特殊的同步跟管施工工艺,以保证管棚施工质量,达到设计要求。1.2 施工地质情况 钻孔0~30 m为灰黄色、结构松散的碎石土或中密碎石土,土石比3∶5。 30 m以下为灰白色砂岩或深灰黑色页岩,其中页岩单轴饱和抗压强度值为2.5~3.4 MPa。 为了保证管棚具有足够的预支护强度,I95 mm气动潜孔锤钻孔同步跟入I127 mm的无缝 钢花管进入完整基岩。2 管棚施工工艺 该管棚施工的顺序为:钻孔并同步跟入无缝钢花管→洗孔→在钢管内安放钢筋笼→ 压力注入水泥浆。2.1 钻孔2.1.1 钻进方法 由于所钻地层为松散的滑坡碎石土地层,采用常规钻进方法容易造成钻孔坍塌埋 钻,探头石卡钻等复杂的孔内事故,而且滑坡体为松散堆积层,用泥浆钻进严重漏浆,由于 浆体大量流经松散体内,还将造成松散体继续下滑的可能,给现场施工带来极大的危险。为 保证钻孔质量,顺利成孔,采用空气潜孔锤跟管钻进和潜孔锤超前扩底,套管扩孔双回旋钻进技术。以压缩空气作为潜孔锤动力,同时冷却钻头,排除岩屑。当钻孔钻进到设计深度后 ,取出中心钻具,套管留在孔内,钻孔一径成孔。2.1.2 跟管钻进的设备及配套机具 (1)钻机:由于全孔用空气潜孔锤跟管钻进,要求设备具有扭矩大、给进力大、转速慢的特点,为此,选用ZS-80A型全液压锚固钻机。该设备的具体性能如下:钻机给进力和起拔力大,处理事故能力强;钻机配有低速大扭矩动力头双回旋机构,具有双层滑动导轨,能实现孔口近距离钻进,加接钻杆方便; 具有液压升降机构,能方便地对正孔位。 (2) DP102跟管钻进的钻具结构:DP102单偏心钻具由偏心钻头、中心钻头、限位销及防脱销组成,钻具与钻杆柱套管、潜孔 锤冲击器等共同形成跟管钻进系统。 (3)跟管钻头:采用I127 mm单偏心跟管钻头和I127 mm同心式环状钻头以及I 135 mm潜孔锤单偏心扩底钻头,潜孔锤用J100B型。 (4)跟管套管:采用DZ40高频淬火的无缝钢管,壁厚4.5 mm,反丝套管用接箍连接,丝扣长60 mm,牙型 采用标准地质套管螺纹。2.1.3 跟管钻进中遇到的问题及解决措施 (1)排屑困难:由于所钻钻孔基本上为水平孔,松散层的土比较潮湿,排出的岩屑多为泥团,当钻孔较深时,排屑十分困难,当钻进至设计孔深提钻时,发现严重岩粉卡钻。因此在钻进过程中,严格 控制进尺,勤吹孔,必要时从钻具内和钻具与套管的环状间隙送水洗孔提钻。 (2)偏心钻头脱落事故:在施钻过程中经常发生偏心钻头脱落事故,经分析主要原因是偏心横销材质较差,易断。当事故 发生时,先拔管,然后用筒状岩心管取心钻进取出。需改变偏心横销的材质,选用轴承钢加 工横销。 (3)管靴脱落事故:在跟管过程中,主要是通过跟管钻具在给进破岩的同时利用管靴与钻头上的台阶 拖着套管同步跟进。因此套管靴是主要受冲击振动的部位。当钻孔加深后,套管增长,摩擦力 大或后部套管被岩粉卡死后,套管管靴很容易被打脱。当管靴被打掉时,在拔出套管后,用公锥取出管靴,再继续跟管钻进。防止管靴脱落的主要措施如下:①在动力头与套管之
气动潜孔钻不转了怎么办?
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