摘 要：本文以深圳豐盛町地下陽(yáng)光街工程為例，詳細(xì)介紹水平導(dǎo)向鉆進(jìn)大管棚施工技術(shù)，為以后為類似工程提供參考。

　　關(guān)鍵詞：水平導(dǎo)向鉆進(jìn);大管棚;施工技術(shù)

　　Abstract: This paper introduces the large pipe shed construction technology from the horizontal directional drilling, taking underground Sunshine Street project of Shenzhen rich Cho as an example, for your reference in future.

　　Key words: horizontal directional drilling; large pipe shed; construction technology

　　中圖分類號(hào)：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：2095-2104(2012)

　　1 前言

　　因區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造和圍巖工程性質(zhì)的變化,隧道在掘進(jìn)過(guò)程中常會(huì)遇到斷層或軟弱、破碎帶,易引起隧道拱頂圍巖失穩(wěn)、漏頂?shù)裙こ虇?wèn)題。目前,國(guó)內(nèi)外多采用大管棚工法,作為隧道洞口淺覆蓋段和隧道內(nèi)遇各種軟弱土層時(shí)掘進(jìn)的主要輔助措施。但因其一次性施作距離較短,常需在較長(zhǎng)隧道內(nèi)預(yù)設(shè)多個(gè)管棚工作室,施工難度較大,影響工效。為解決上述問(wèn)題,經(jīng)過(guò)探索和試驗(yàn),設(shè)計(jì)出“導(dǎo)向跟管鉆進(jìn)法”,進(jìn)行長(zhǎng)管棚施工,單向一次性打設(shè)棚管長(zhǎng)度超過(guò)100m，并在深圳豐盛町地下陽(yáng)光街等工程中得到成功應(yīng)用。

　　2 工程概況

　　豐盛町地下陽(yáng)光街為深圳市深南大道地鐵車工廟站兩側(cè)的地下空間，設(shè)在深南大道兩側(cè)綠化帶之下。整個(gè)商業(yè)街按地下位置分為四個(gè)區(qū)：東北側(cè)為A區(qū)，西南側(cè)為B區(qū)，東南側(cè)為C區(qū)，西北側(cè)下穿深南大道為D區(qū)。本工程范圍為：B區(qū)暗挖(下穿泰然九路的B區(qū)暗挖隧道和下穿風(fēng)塘渠的B、C渠連接段的暗挖隧道)、D區(qū)暗挖隧道結(jié)構(gòu)部分。

　　3 導(dǎo)向跟管鉆進(jìn)原理

　　定向鉆進(jìn)方法是非開挖管線施工的一種方法。該方法要求在鉆進(jìn)過(guò)程中能準(zhǔn)確定位鉆頭在地下的位置和方向。根據(jù)鉆頭在鉆進(jìn)過(guò)程中的位置和方向同設(shè)計(jì)軌跡的差異，利用能調(diào)節(jié)方向的鉆頭(一般為楔型鉆頭)改變鉆頭的鉆進(jìn)方向，從而完成鋪設(shè)工作。

　　圖3-1 鉆頭結(jié)構(gòu)圖

　　如圖3-1所示：鉆頭內(nèi)裝有特制的傳感器，傳感器由信號(hào)線連接顯示屏。顯示屏顯示鉆頭的傾角和面向角(導(dǎo)向板的方向：導(dǎo)向板朝上即為12點(diǎn)，如同鐘面)。打設(shè)角度如偏下，可以把鉆頭調(diào)到12點(diǎn)，即導(dǎo)向板朝上，直接頂進(jìn)，此時(shí)由于導(dǎo)向板底板斜面面積大，受到一個(gè)向上的力，鉆頭軌跡就會(huì)朝上運(yùn)動(dòng)。同理在6點(diǎn)糾偏可以使鉆頭軌跡朝下，9點(diǎn)、3點(diǎn)分別是為左、右糾偏方向。如果角度合適，鉆機(jī)會(huì)勻速旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，此時(shí)鉆桿軌跡是平直的，所以導(dǎo)向鉆頭是上下糾偏的關(guān)鍵。

　　4 水平導(dǎo)向跟管鉆進(jìn)法施工超長(zhǎng)大管棚施工方法

　　管棚施工中，用棚管代替鉆桿，其最前端加裝如上所述的導(dǎo)向鉆頭，后續(xù)棚管之間采用絲扣進(jìn)行連接，利用水平定向鉆機(jī)將棚管依次打人土體中。在鉆進(jìn)過(guò)程中，依據(jù)導(dǎo)向鉆頭內(nèi)置的定位傳感器傳出的角度信號(hào)，對(duì)鉆進(jìn)角度進(jìn)行調(diào)節(jié)，使棚管按設(shè)計(jì)軌跡鉆進(jìn)。當(dāng)棚管打進(jìn)至設(shè)計(jì)深度后，撤回定位傳感器，隨后立即向管內(nèi)注漿。

　　4.1 鉆機(jī)的選擇

　　鉆機(jī)是進(jìn)行非開挖導(dǎo)向鉆進(jìn)法施工的主要設(shè)備，它的適用與否直接關(guān)系到導(dǎo)向鉆進(jìn)施工的安全性、經(jīng)濟(jì)性。而現(xiàn)在市場(chǎng)上的鉆機(jī)品牌眾多、型號(hào)多樣，滿足地層條件和工程要求的導(dǎo)向鉆機(jī)不是唯一的。所以可以根據(jù)回拖力的大小來(lái)選擇既經(jīng)濟(jì)又安全的導(dǎo)向鉆機(jī)。回拖管棚時(shí)的鉆機(jī)拉力F大于管壁與孔壁之間的摩擦力W時(shí)，即可用鉆機(jī)直接將管棚道拉入地層;當(dāng)F

　　4.2導(dǎo)向墻施工

　　先在拱腳灌注高60cm混凝土導(dǎo)向墻基礎(chǔ)，然后將導(dǎo)向架固定在基礎(chǔ)上，對(duì)導(dǎo)向管進(jìn)行復(fù)測(cè)無(wú)誤后，采用I16鋼架及3015鋼模安裝導(dǎo)向墻模型，灌注C30混凝土，導(dǎo)向墻沿隧道縱向長(zhǎng)2.8m，高1.5m，灌注過(guò)程中用全站儀對(duì)導(dǎo)向管進(jìn)行全過(guò)程監(jiān)控。

　　4.3 安放支架

　　支架主要承受水平定向鉆機(jī)及操作人員的重量。支架采用I25a工字鋼作為水平及橫向支撐，支撐焊接在風(fēng)道與車站結(jié)合部初期支護(hù)鋼架及臨時(shí)中隔壁工鋼上。根據(jù)管棚位置不同，每次支架平臺(tái)搭設(shè)寬度也不同，在上部每個(gè)平臺(tái)可施工4根管棚，下部每個(gè)平臺(tái)可施工3根管棚。恢復(fù)臨時(shí)支撐后進(jìn)行下一平臺(tái)搭設(shè)。

　　4.4 鉆機(jī)安裝就位

　　采用手拉葫蘆把鉆機(jī)懸吊在需要施工位置，調(diào)整水平定向鉆機(jī)前后方向，使水平定向鉆機(jī)鉆桿軸線與設(shè)計(jì)管棚中線在同一軸線上。同時(shí)調(diào)整固定支座使水平定向鉆機(jī)走行軌縱坡為～0.3% ，與設(shè)計(jì)管棚縱坡一致，之后進(jìn)行鉆機(jī)固定。

　　4.5 導(dǎo)向孔施工

　　導(dǎo)向孔施工是整個(gè)工程的關(guān)鍵工序，它的成功與否將影響整個(gè)大管棚的施工質(zhì)量。導(dǎo)向孔施工受導(dǎo)向系統(tǒng)、泥漿系統(tǒng)、水平定向鉆機(jī)導(dǎo)向孔徑及操作等因素影響。施工過(guò)程中根據(jù)長(zhǎng)管棚埋深不同采用不同的導(dǎo)向系統(tǒng)和泥漿配置。

　　導(dǎo)向鉆進(jìn)前應(yīng)對(duì)鉆機(jī)定位情況、方位、傾角情況，孔口管對(duì)中情況，沖洗液流通以及導(dǎo)向儀顯示情況進(jìn)行全面復(fù)檢，確認(rèn)正常后進(jìn)行試鉆。鉆進(jìn)前須先開泵，待沖洗液流通正常后，方可鉆進(jìn)。

　　鉆進(jìn)時(shí)，泵壓應(yīng)控制在0.4-0.8MPa，泵量為20-50L/min為宜。保持中低壓力，勻速中速鉆進(jìn)。為防止水土流失，控制沉降，必要時(shí)需采用孔內(nèi)保壓措施。在鉆孔過(guò)程中要始終保持回水量小于或等于進(jìn)水量。導(dǎo)向技術(shù)人員隨著不斷鉆進(jìn)，必須時(shí)刻觀察探頭角度變化情況， 角度偏差大于0.3°時(shí)，應(yīng)及時(shí)糾偏。鉆孔出現(xiàn)涌水時(shí)，應(yīng)盡量保持泵壓，泵量不能變小，以平衡孔內(nèi)壓力。 沖洗液不正常時(shí)，嚴(yán)禁繼續(xù)鉆進(jìn)。

　　4.6 回次加尺、接線

　　每根管在下坑前必須進(jìn)行質(zhì)量檢查。管材不得有彎曲，絲扣四周壁厚均勻，絲扣完好合格。管材內(nèi)的鐵屑、贓物及銹皮等必須清除干凈。下坑時(shí)避免與硬物相碰，以免損傷管扣。連接的電線應(yīng)選用導(dǎo)電性能好，外殼絕緣性能好且耐磨的電線。接頭處要用兩層熱縮套管套好，用熱吹風(fēng)機(jī)吹烤貼牢。

　　4.7探頭盒回取

　　用Φ8mm的鋼絲繩將探頭盒取出，取出時(shí)應(yīng)每10米測(cè)量一次孔斜情況;

　　5 注漿

　　由于采用間隔施工大管棚，為了避免先期注漿結(jié)石影響后期成孔(主要是滲入地層中的水泥結(jié)石極易造成鉆孔偏斜，誘發(fā)孔內(nèi)事故)，大管棚第一次注漿壓力不宜過(guò)大，待周圍管棚施工完成后加大注漿壓力再次注漿。

　　為了確保注漿質(zhì)量，首先應(yīng)向孔內(nèi)壓注水灰比為1的漿液，注漿壓力控制在0.2～0.4MPa，注漿量控制在1.5～2.0倍理論裸孔容積，然后向孔內(nèi)壓注水灰比0.6的水泥漿，當(dāng)壓力達(dá)到0.6MPa并穩(wěn)定后停止注漿。

　　6 施工效果及評(píng)價(jià)

　　為了檢查管棚支護(hù)技術(shù)的施工效果，保證地下陽(yáng)光街施工安全，在管棚和注漿孔施工結(jié)束后，必須施工檢查孔，對(duì)施工效果進(jìn)行檢查。檢查孔沿掘進(jìn)方向自中部向上左右兩幫各施工一個(gè)。從取心鉆探結(jié)果看，取出的巖芯如實(shí)反映了各土層的加同情況，水泥漿液擴(kuò)散凝固效果較好，鉆孔在取芯檢查深度范圍內(nèi)出水甚微，滿足預(yù)期設(shè)計(jì)要求。施工后地表沉降較小，都在允許范圍之內(nèi)。滲漏水不明顯。管棚排列較整齊，施樣精度較高。

　　7 結(jié)束語(yǔ)

　　在超長(zhǎng)大管棚施工中能隨鉆進(jìn)，隨調(diào)整;將管棚用管分節(jié)依次鉆入，回次加尺、接線、焊接，直至達(dá)到設(shè)計(jì)長(zhǎng)度。因此，在暗挖隧道進(jìn)行斷層或軟弱、破碎帶開挖中，采用水平導(dǎo)向鉆進(jìn)大管棚施工技術(shù)，能有效減少隧道拱頂圍巖失穩(wěn)、漏頂?shù)裙こ虇?wèn)題。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]JTG F60-2009 公路隧道施工技術(shù)規(guī)范，人民交通出版社，2009.

　　作者簡(jiǎn)介： 黎繼國(guó) (1977-)，男，工程師，主要從事公路橋梁工程項(xiàng)目管理。