跟管钻进大管棚施工技术

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...