第２３卷第５期 天津建设科技 Ｔｉａｎｊｉｎ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 市政公用建设 高精度大管棚在浅埋隧道下 穿城市快速路施工中的应用 口文／陈立龙 和振海 摘 要：某地铁停车场出入段线区间隧道下穿机场快速路，控制隧道开挖及支护期间的沉降 是重中之重，现场施工中结合围岩情况，通过控制６０ １３３长大管棚的施工精度，大大 提高围岩及超前大管棚支护段的整体性，达到控制沉降的目的。文章结合工程实例 介绍了高精度大管棚的施工精度控制技术。 关键词：隧道；高精度；大管棚；浅埋；下穿；快速路 １工程概况 某地铁停车场出入段线区间隧道全长６９２．２ ｍ，为 双线单洞马蹄形断面，采用矿山法施工。下穿快速路段 隧道埋深约９～１２ ｍ，长９２．３ ｍ，为３４％ｏ的下坡。 下穿隧道覆盖层主要为人工填土、红粘土及部分 粉质粘土。为有效控制地表沉降，保证洞内施工及地表 行车安全，在隧道下穿快速路段开挖前一次性施作 设计要求完成各种超前管棚的施设。 钻头内装有特制的传感器，传感器直接由ｌ５ Ｖ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 ６０ ｍ长的西１５９ ｍｍ高精度大管棚，对围岩进行预加固。 偏可以使钻头轨迹朝下，９点、３点分别是为左、右纠偏 ２高精度大管棚打设方法 高精度大管棚采用６１５９ ｍｍ热轧无缝钢管，壁厚 １０ ｒｒＩＩ『ｌ，间距４００ ｍｉｌｌ，设于拱部１４４。范围，沿开挖轮廓 外布置，见图ｌ。 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。 ３施工工艺流程 人员设备进场一铺设“Ｈ”钢轨道一设备组装调 试一埋设孔口管一调试钻机（方位、倾角）一钻具组装 进孔一冲洗液循环一导向钻进一回次加尺（接线、接口 补焊）一孔斜测量一导向钻进一直至设计深度终孔一 回取探头盒一管内及环状间隙注浆一移至下一孔位。 ４设备安装及施工控制要点 ４．１钻机平台安装 钢垫板规格＝长×宽＝２５０ ｍｍ×２５０ ｍｍ；胀管螺栓 图１管棚布置 直径＝１６ ｉｎｔｏ；钢垫板与基础固定牢固：Ｈ型钢钢轨找平 误差＜３ ｍｉｌｌ；底盘对角线找方误差±３ ｍｍ；斜拉筋需绷 紧，交叉拉力基本相等；四柱对角误差±５ ｍｍ。 ４．２调试钻机 在测量放样的基础上根据计算后的数据进行钻机 管口中心外放至距开挖轮廓线３００ ｍｍ，考虑到隧 道为３４．００％ｏ的下坡，拟定竖直角为一１．９５。，外插角 控制在ｌ。，采取６ ｍ超长水平定向钻机，控制每节跟 管长度６ ｍ。 采用“有线仪器定向，一次性跟管钻进法”施工，即 成孔和埋设管棚一次完成。该方法要求在钻进过程中 能准确测定钻头在地下的位置和方向，根据钻头在钻 进过程中的位置和方向同设计轨迹的差异，利用能进 行调节方向的钻头（楔型钻头）改变钻进方向，从而按 入孔的方位角及倾角调整，钻机入孔钻进后，发现偏差 及时调整。 ４．３钻具组装 钻头楔掌板旋转直径≤１５２ ｉｎｎ，楔型面与钻具（钻 杆）交角≤２０。；水眼直径为８～１０ ＩＢｍ；钻具前部的导 市政公用建设 陈立龙，等：高精度大管棚在浅埋隧道下穿城市快速路施工中的应用 第２３卷第５期 向钻头，探头必须经检验合格，性能可靠，安装齐全；探 头盒后部加装灯光以备测斜之用。 ４．４泥浆系统 １）泥浆配合比根据地层情况确定。泥浆需经充分 搅拌，均匀配制而成。配制时，必须严格执行配比。 ２）泥浆必须先配制好后再使用，严禁使用中同时 加清水、加料。 ３）在施工过程中，应根据不同地层，合理调节泵 压、泵量，以免因泥浆不足引起通道堵塞或因过大导致 过量泥砂外排。此工程中，一般宜取中低压、中小水量。 ４．５导向钻进 １）导向钻进前应对钻机定位情况、方位、倾角情 况，孔口管对中情况，冲洗液流通以及导向仪显示情况 进行全面复检，确认正常后进行试钻。 ２）钻进前须先开泵，待冲洗液流通正常后，方可钻进。 ３）钻进时，泵压应控制在０．６～１．０ ＭＰａ，泵量为 １０～３ Ｌ／ｍｉｎ。保持中低压力，匀速中速钻进。 ４）为防止孔内土体坍塌，控制沉降，必要时需采用 孔内保压措施。要始终保持回水量小于或等于进水量。 ５）导向现场控制人员随着不断钻进，必须时刻观 察探头角度变化情况，角度偏差＞０．３。时，应及时纠 偏。当纠偏无效、偏差＞０．６。时，应停止钻进，研究对 策后再施工。现场须及时进行导向数据记录和钻具前 端长度及每次加管长度详细记录。 ６）钻孔出现涌水时，应尽量保持泵压，泵量不能变 小，以平衡孔内压力。 ７）泥浆不正常时，严禁继续钻进。 ４．６接线和焊接 １）每根管在接管前必须进行质量检查。管材不得 有弯曲，丝扣四周壁厚均匀，丝扣完好合格。管材内的 铁屑、脏物及锈皮等必须清除干净。接管时避免与硬物 相碰，以免损伤管扣。 ２）钻进中，每次加尺后，须先钻进后进行棚管丝扣 接缝焊接（即先钻后焊），以免钻进时的扭力造成开焊。 要求每个接缝焊接进行检查，保证焊接质量。 ３）连接的电线应选用导电性能好，外壳绝缘性能 好且耐磨的电线。接头处要用两层热缩套管套好，用热 吹风机吹烤贴牢。 ４）不得将异物遗留或掉入管内。 ４．７探头盒取回及终孔注浆 １）用预置的西８ｍｍ钢丝绳将探头盒取出，取出时应 每１０ｍ测量一次孔斜情况。 ２）单孔验收合格后，通过管内压注水泥浆，对管内 及管外环状间隙进行充填。大管棚上钻孔注浆，孔径 １０～１６ⅡⅡｎ，孔间距净２０ ＣｌＩｌ，呈梅花型布置，尾部留术 １００ ｃｍ的不钻孔止浆段。注浆压力为１．０～２．０ ＭＰａ，具 体注浆压力及注浆配合比由现场确定。 ４．９管棚施工注意事项 管棚施工精度要求高，钻孔间距小，一次施作长度 长，施工难度大。为保证质量、保工期、顺利完成，必须 严把质量关，必须认真执行以下质量标准： １）单孔开孔间距为４００ ｍｍ，开孔孔位偏差≤±５Ｏ ｍｍ，若须移位，应调整开孔角度进行回归； ２）开孔孔位距隧道开挖线设计为３００ ｍｍ，不允许 向内偏斜； ３）管棚的偏斜应控制在５‰以内，终端最大控制间 距为３００ｍｍ； ４）为保证钢管连接的同轴Ｉ生，每根钢管都必须加车４ ｍｍ丝扣，采用丝扣连接，丝扣连接一定要拧紧、到位； ５）终孔后，管棚的注浆压力控制在０．４～０．８ ＭＰａ， 注浆压力不宜过大，注浆量以出浆口流出水泥浆为准； ６）管棚打设长度与设计长度误差＝｝＇２００ ｍｍ。 ５施工过程及效果评析 开挖揭示后实测管棚施工误差在１８ ｃｍ以内，未出 现侵限割管等情况，隧道拱部管棚与围岩固结成一段 ６０ ｍ长大护拱。大管棚施工完毕后，进行开挖及支护， 采取仰拱、二衬紧跟的方法，安全通过了下穿快速路 段，施工期间路面最大累计沉降值仅为３２ ｍｍ，达到了 预期控制目标，保证了隧道及道路安全。 口■ 参考文献： Ｅｌｉ王梦恕．地下工程浅埋暗挖技术通论［Ｍ］．合肥：安徽教育出版 社，２００４． ［２１关宝树．隧道工程施工要点集［Ｍ］．北京：人民交通出版社， ２００３． Ｅ３］董新平，周顺华．软弱地层管棚荷载传递作用分析［Ｊ］．现代隧 道技术，２００５，４２（６）：２４—２９． Ｅ４］方克军．北京地铁蒲黄榆车站超前长管棚试验研究［Ｊ］．铁道 建筑技术，２００５，（５）：２０—２４． ［５］成永旭，刘国臣．管棚支在高速公路下穿桥施工中的应用 ＥＪ］．山西建筑，２００４，３０（６）：１１３—１１４． Ｅ６］陈浩，姜景山，姚海波．崇文门车站过既有线管棚施工及变 形分析ＬＴ１．隧道建设，２００６，２６（１）：７８—８０． 口中图分类号：Ｕ４４９ 口文献标识码：Ｃ 口文章编号：１ ００８—３１ ９７（２０１ ３）０５—５０—０２ 口ＤＯｌ编码：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８—３１９７．２０１３．０５．０１９ 口收稿日期：２０１ ３—０４—０３ 口作者简介：陈立龙／男，１９８０年出生，工程师，昆明轨道交通有 限公司，从事轨道交通施工技术管理工作。 口和振海／中铁十二局集团有限公司。 ５１
