1、廣深港客運專線鐵路隧道長管棚施工方案1概況1.1工程地質 益田路隧道位于新深圳站與福田站之間全長6236米。洞口段級圍巖，主要為人工填素土、淤泥質黏土、粉質粘土、全風化變質花崗巖，洞頂為硬塑偏軟的粉質黏土，強度低，易坍方冒頂；隧道穿越兩套基巖地層，分別為震旦系變質砂巖和燕山期晚期侵入花崗巖，第四系地層土層強度低，自穩能力差，基巖風化差異較大，花崗巖殘積層遇水易軟化，強度降低，自穩能力相對較差，但在飽和狀態下一經擾動，極易產生軟化、流泥、冒頂危及隧道施工安全。其中變質砂巖殘留有單斜層狀構造，巖層產狀傾向4050，傾角3540；隧道穿越地段基巖節理、裂隙普遍發育。洞口級圍巖段設120m長管棚。1.
2、2長管棚施工的特點(1)長管棚鋼管直徑大，采用 159 mm、厚8 mm的無縫鋼管及花鋼管制作，168mm套管連接。(2)管棚超長，孔深達120m。(3)鉆孔施工難度大，成孔十分困難，而且鉆孔施工中不能用清水和泥漿鉆進，否則容易造成塌孔。(4)鉆孔較密，環向間距30 cm，其外插角僅13。一旦施工控制不嚴，將造成鉆孔互相交錯串通，管棚侵入隧道開挖輪廓線內的可能，造成鋼管樁報廢。2管棚施工工藝及配套機具2.1長管棚施工工藝大管棚施工采用了特殊的同步跟管施工工藝，以保證管棚施工質量，達到設計要求。長管棚施工的順序為：施工準備測量布孔管棚鉆機就位鉆孔并同步跟入無縫鋼花管清孔壓力注入水泥漿。 2.2跟
3、管鉆進的設備及配套機具(1)鉆機：由于全孔用空氣潛孔錘跟管鉆進，要求設備具有扭矩大、給進力大、轉速慢的特點，為此，我們選用意大利產的PG185。該設備的具體性能如下：最大爬坡能力20 (36%)最大接地比壓運輸狀態13 N/cm2工作狀態(穩定支腿)46 N/cm2最大行走速度01,7 km/h外界環境溫度- 10 + 40 C整機重量 (標準配置)42500 kg最大工作海拔3960 m.PG185為雙動力鉆機同時安裝了燃油發動機和電機, 并可獨立運作. 柴油發動機制造商 - 型號Cummins QSB 5.9類型渦輪增壓功率 160 kW (215HP) at 2200 rpm冷卻系統水冷
4、電壓24V排放系統 水過濾裝置油耗 (2200 rpm).220 gr/kW-hr合格證明標準 EPA/CARB phase 2 和 EC/97/68 Phase 2電機制造商 - 型號ABB - M2BAT 315 SMB 類型高效三相電動機功率 132 kW at 1480 rpm冷卻系統空氣冷卻排列形式 B3 / B5功效94,8 %功率因數0,86名義電流在 380V248 A名義扭矩849 Nm絕緣等級IP 55啟動 Y / 重量855 kg.泵組P1/P11P2/P12P3/P13P4/P14變量泵.XXFixedFixed流量 (l/min)2002008337最大壓力(bar)
5、280280250250最大功率(kW)6565-動力頭 T2000 - P200最大扭矩 (kNm)轉速 (rpm)轉速 (rpm)Q=81 l/minQ=162 l/minMax. 16,297Min. 18Min. 36Min. 3,351Max. 88Max. 177(2)跟管鉆進的鉆具結構：見圖1鉆進過程由兩套鉆具組成外套管（2 ）、管靴（3）、 內鉆管（4 ）、潛孔錘（6）及偏心鉆頭（8）。 與潛孔錘（6）、和偏心鉆頭（8）相連的內鉆管通過連接法蘭（1.5）和沖洗接頭與鉆機上的旋轉動力頭相聯。外套管不與旋轉動力頭相聯。它安裝在管靴（3）上。 穿孔作業原理為“回轉-沖擊模式”。沖擊能
6、量來自潛孔錘（6）通過導引片傳到偏心鉆頭。當操作開始及旋轉為右螺旋時偏心鉆頭開始鉆動，鉆孔直徑比外套管大一些。潛孔錘的給進速度由鉆機鉆架的給進速度控制；內鉆管（4 ）和帶有偏心鉆頭（8）的旋轉動力頭（6） 由安裝在鉆機鉆架上的旋轉頭帶動旋轉。 旋轉方向：右螺旋。 外套管不旋轉，它自動下沉至已鉆的孔或通過管靴（3）施壓進入孔內。 壓縮空氣驅動潛孔錘作業。做完功的壓縮空氣同時用做吹孔介質。在特殊情況下，也可以選用氣水聯合出碴。一般情況下，壓縮空氣通過沖洗頭 （1.4 ）上的沖洗環（1.2）及內鉆桿中空孔到潛孔錘 （6），而后離開偏心鉆頭(8)并帶走廢碴。廢碴與沖洗介質通過內外鉆管之間的縫隙經沖洗頭
7、排出。 單偏心鉆具由偏心鉆頭、中心鉆頭、限位銷及防脫銷組成，鉆具與鉆桿柱套管、潛孔 錘沖擊器等共同形成跟管鉆進系統。(3)跟管鉆頭：采用114mm3m潛孔鉆桿，165 mm 偏心鉆頭（潛孔錘）配350沖擊器。(4)跟管套管：采用46m的熱軋無縫鋼管，壁厚8 mm，反絲套管用接箍連接，絲扣長200mm，牙型采用標準地質套管螺紋。 圖1 配套設備示意圖3長管棚施工3.1長管棚預注漿施工工藝長管棚預注漿施工工藝流程詳見圖2。施工準備測量布孔管棚鉆機就位鉆孔、跟管落低鉆機安裝清孔設備清除管內殘渣鉆機移位至下一孔封閉管頭清除管內殘渣鋼管注漿效果檢驗注漿設計現場注漿試驗漿料配制注水試驗鉆桿準備鉆機校正鉆機
8、固定圖2 管棚預注漿施工工藝流程圖3.2管棚布置管棚沿拱部環向布置，詳見圖3。圖3 洞口長管棚布置圖3.3管棚加工棚管采用的熱軋無縫鋼管。管棚接長時先將前一根鋼管頂入鉆好的引導孔后再行連接。聯接器螺紋長度不小于15cm。相鄰孔內管的接頭位置至少錯開3m，避免接頭在同一個斷面受力。3.4管棚施工鉆進方法由于所鉆地層為粘土層，采用常規鉆進方法容易造成鉆孔坍塌埋鉆，探頭石卡鉆等復雜的孔內事故，因洞頂覆蓋為松散人工填土，軟塑淤泥粉質粘土，第四系硬塑殘積粉質粘土，圍巖軟弱，穩定性差用泥漿鉆進會嚴重漏漿，漿體大量流經松散土體內，還將造成松散體繼續下滑的可能，給現場施工帶來極大的危險。為保證鉆孔質量，順利成
9、孔，防止鉆孔互相交叉，在洞口設置C20混凝土導向墻，尺寸為1*1m，預埋194mm的導向鋼管來控制，為保證長管棚的施工精度，導向墻內設2榀I18的工字鋼架，導向鋼管與工字鋼焊接。采用空氣潛孔錘跟管鉆進和潛孔錘超前擴底技術。隨著孔深的增大，需要對回轉扭矩、沖擊功率及推力進行控制和協調，尤其要嚴格控制推力，不能過大。以壓縮空氣作為潛孔錘動力，同時冷卻鉆頭，排除巖屑。當鉆孔鉆進到設計深度后 ，取出中心鉆具，套管留在孔內，鉆孔成孔。3.4.2注漿成孔后，即進行壓力注漿。根據地面沉降控制要求，為提高導管的抗彎能力，在159mm鋼管灌注水泥漿。注漿主要在于增大鋼管的抗彎強度，同時增加松散地層的粘結力，提高
10、圍巖開挖后自穩的強度。封閉鋼管尾部：先在導向管末端焊接法蘭盤，將注漿頭焊接在另一個法蘭盤上，注漿時用螺栓連接，注漿完成等漿液有一定強度后將其拆除，達到密封的目的，拆下的法蘭注漿接頭清洗后可重復使用節約成本。注漿施工水灰比為11。為便于注漿施工，在套管口設置一個孔口異徑接頭控制裝置。在壓力作用下，漿液沿著花管的小孔滲入到圍巖內且達到一定范圍，并且充填圍巖裂隙。水泥漿凝固后，各個鋼管、圍巖固結在一起，形成一個承載圈，圍巖得到加固。其注漿終壓一般控制在0.52 MPa以內。用高壓將漿液壓入鋼花管內，漿液通過鋼花管孔眼滲入孔壁的縫隙內，固結附近巖破碎巖層。注漿采用先灌注“單”號孔，再灌注“雙”號孔的方
11、法。注漿采用KBY-50/70雙液注漿機，漿液由水泥砂漿拌合機拌制。 注漿工藝流程圖攪拌機水泥漿池注漿泵水泥水孔口閥止漿塞鋼花管注漿孔4跟管鉆進中遇到的問題及解決措施(1)排屑困難：由于所鉆鉆孔基本上為水平孔，松散層的土比較潮濕，排出的巖屑多為泥團，當鉆孔較深時，排屑十分困難，當鉆進至設計孔深提鉆時，可能會發生嚴重的卡鉆。因此在鉆進過程中，嚴格控制進尺，勤吹孔，必要時從鉆具內和鉆具與套管的環狀間隙送水洗孔提鉆。(2)偏心鉆頭脫落事故：在施鉆過程中經常發生偏心鉆頭脫落事故，經分析以往的案例主要原因一是偏心鉆橫銷材質較差、易斷，二是粘土粘在鉆頭使上偏心刀頭無法回位。當事故發生時，先拔管，然后用筒狀
12、取心鉆進取出。改變偏心橫銷的材質，選用軸承鋼加工橫銷。(3)管靴脫落事故：在跟管過程中，主要是通過跟管鉆具在跟進破巖的同時利用管靴與鉆頭上的臺階拖著套管同步跟進。因此套管靴是主要受沖擊振動的部位。當鉆孔加深后，套管增長，摩擦力大或后部套管被巖粉卡死后，套管管靴很容易被打脫。當管靴被打掉時，在拔出套管后，用拱錐取出管靴，再繼續跟管鉆進。防止管靴脫落的主要措施如下：在動力頭與套管之間增加一個同步給進裝置；管靴與套管實行鉚焊、點焊聯接。(4)跟管鉆進蹩鉆事故：在跟管鉆進過程中，當鉆遇地下隱埋物如鋼筋、硬質石英砂巖或土石軟硬不均時，會發生嚴重蹩鉆，鉆具無法正反轉，遇到此種情況需拔出套管，采用取心鉆進后
13、再跟管鉆進。（5）控制大管棚串管及栽頭的措施為保證鉆孔質量，順利成孔建議使用導向系統來糾偏。導向系統一般采用美國DCI公司生產的ECLIPSE無線地下定位系統，該系統包括地面接受器及遙顯，地面接受器通過接收鉆頭內無線探棒發射的信號，探測鉆頭的具體位置，遙顯上顯示鉆頭正面值及溫度和接受器探測的鉆頭深度；鉆機操作人員根據接收器探測結果，在導向人員指揮下，對鉆頭偏離設計軌跡及時進行調整，確保鉆頭沿設計軌跡鉆進。5管棚施工跟管操作注意事項(1)開孔：開孔前以孔口導管為準調正鉆機，鋼管從導向管中穿過，依導向管的方位角為準，盡量調正接近施工設計所需的方位角。鋼管穿過導向管后一頭放在需鉆進的地表，用水平尺或
14、連通管調平套管，然后將套管調為上傾3左右的角度，用鉆機將套管壓入土中10 cm左右，然后開風，不回轉鉆具將管子打入土層1 m后回轉鉆具跟管，在開孔時發現套管偏斜等情況時應及時調整，保證以后的跟管精度。(2)鉆進：鉆進時應以排屑順暢為準。淺部時應控制進尺，以免巖屑太多，排除不及時產生回轉困難的狀況。鉆進中發現回轉阻力大或外套管跟著旋轉的情況時要輕提鉆具吹孔，若遇排渣時泥團過多應往孔內注水，放噴排出泥團。鉆具檢查：每打完一個鉆孔要檢查偏心鉆頭的收斂和張開狀況，注意偏角過大時要及時更換橫銷或補焊偏心槽。套管及鉆桿接頭的檢查：套管在連接時要上緊，當有接頭露在外面時要防止接頭松脫，防止在反轉鉆具時從鉆桿
15、接頭處反脫。6監控量測為確保施工安全及結構的長期穩定性，驗證支護效果，確認或調整支護參數和施工方法，監控施工對周圍環境的影響。項目部按照隧道監控量測設計及鐵路隧道監控量測技術規程等相關規定在大管棚開始施工前,按照設計圖紙的要求在地面上布設監測點,對因管棚施工可能引起地面沉降的范圍進行監測,監測點布設完畢后,測得初始值,作為對后續測得監測數據進行分析的對比值。159mm管棚開始施工后,按照設計圖紙要求的監測頻率進行了地面沉降監測。1、益田路隧道進口洞口段屬隧道淺埋段，地表沉降觀測點布置按下表布設： 地表沉降觀測點縱橫向間距隧道埋深與開挖寬度縱向測點間距(m)圍巖級別測點橫向間距(m)HoB102
16、5BHo2B1020510注：Ho為隧道埋深，B為隧道開挖寬度。地表沉降測點橫向間距為25m,在隧道中線附近測點適當加密，隧道中線兩側量測范圍應不小于Ho+B，地表有控制性建筑時，量測范圍應適當加寬。2、地面沉降監測頻率：根據測點距開挖面的距離及位移速度按下表確定。 按距開挖面距離確定監控量測頻率監控量測斷面距開挖面距離(m)監控量測頻率 （01）B2次/d（12）B1次/d（25）B1次/23d5B1次/7dB-為開挖寬度。按位移速度確定監控量測頻率位移速度(mm/d)監控量測頻率52次/d151次/d0.511次/23d0.20.51次/3d0.21次/7d 根據量測結果，出現異常或地質不良時，增大監控量測頻率。
全部分類
標準檢索
招標公告
免費下載資料庫
10000份+資源包
千萬vip文檔暢享下載
下載文檔文件編輯即用
網站精選百萬好案
百萬工程地產工作者都在用
微信掃一掃登錄
