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跟管钻进大管棚施工技术

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跟管钻进大管棚施工技术作者:欧阳天武来源:《科技视界》2016 年第 06 期【摘要】老君寨隧道右线进口洞口段为坡积物及崩塌体堆积层,岩体破碎,空洞较大,地质构造复杂,岩体自稳能力极差,采用常规施工工艺施工大管棚时塌孔严重,塌孔后反复注浆、再钻进也无法达到设计孔深。本文重点研究了崩塌体堆积层地质条件下大管棚的施工方法,通过跟管钻进施工技术的研究,总结出在极破碎岩体、塌方体、卵石地层、裂隙发育岩体等围岩条件下隧道大管棚的施工方法。研究成果对类似工程具有一定的参考借鉴意义。【关键词】大管棚;跟管钻进法;崩塌体积层1 工程概况老君寨隧道右线进口 K148+881~K148+899 属于 V 级围岩浅埋段,长度为 18m,设计地质情况为:强风化板岩;浅灰色,岩体破碎,为软岩,岩芯呈小块状,可折断,上覆薄层碎石,围岩稳定性差。隧道设计支护方案为:采用 20m 大管棚超前支护;I22b 型钢支护,间距 65cm。1.1 实际地质条件右线进口端开挖后揭示:洞口段为坡积物及崩塌体堆积层,岩体破碎,空洞较大,地质构造复杂,岩体自稳能力极差,洞口围岩情况见图 1。1.2 前期施工情况采用常规施工工艺施工大管棚钻进 5 米后塌孔严重,拔出钻头持续给孔内注浆 1~2 小时后接着钻孔,进尺 1m 后出现塌孔现象,塌孔后反复注浆、再钻进;钻孔过程中由于持续发生坍塌现象,通过地表及导向管注浆先后压入 46 吨 42.5 水泥,但进尺最深达到 8m 后就无法再施工钻孔,更换孔位后情况类似。2 施工方案选择由于洞口段围岩为崩塌体堆积层,岩体破碎,采用常规方法施工大管棚成孔困难,甚至很难成孔。为保证钻孔质量并顺利成孔,我们采用了 ZSL-100 全液压履带式钻机跟管钻进,解决了岩体空隙率高,不易成孔的困难。跟管钻进法是利用偏心钻旋转扩孔原理,结构气动冲击装置的特点,将钻具和管棚钢管通过钻杆连为一体,再通过偏心钻头研磨、冲击、挤密岩体成孔;压缩空气作为潜孔锤动力,同时冷却钻头,排除岩屑。当钻进到设计长度时,反向旋转内钻杆 90°即可将中心钻头与套管分离,然后把内钻杆全部提到孔外,将套管(管棚钢管)留在孔内。3 大管棚跟管法施工方法3.1 跟管钻进法施工工艺跟管法施工工艺流程见图 2。3.2 跟管钻进法施工方法3.2.1 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 ZSL-100 全液压履带式钻机。该设备的具体性能...

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