综述隧道工程中大管棚的施工技术范文

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1大管棚使用的工艺流程和操作要点

在隧道工程中，进行大管棚施工时，首先要做好施工前的准备工作，然后按照套拱施工、搭建平台、确定钻机的位置、钻机成孔、测量钻孔位、顶进管棚和压力注浆的施工顺序进行施工。

1.1进行套拱施工

在大管棚施工中，混凝土套拱主要是用来作为长管棚的导向墙，施工位置为隧道中初轮廓线外的地方，在套拱中分别埋入了工字形钢，并将它们焊接成一个整体。由于套拱的主要作用是管棚的导向管，所以套拱的倾角、位置和外插角的准确度对管棚的质量有非常大的影响。一般在施工过程中，通过经纬仪使用坐标的方法在工字形的钢架上确定出套管的平面位置，同时配合使用水平尺和水准仪对套管的倾角进行设定，使用前后差距的方法对孔口管的外插角进行确定。为了避免在进行混凝土浇筑的过程中出现移位的情况，套管必须牢固的焊接到工字钢上。在混凝土套管浇筑结束后，要等到混凝土强度达到规定标准后，才可以进行长管棚施工。一般硬度要到达90%以上。

1.2搭建平台

①搭建钻机平台。钻机平台可以使用钢管脚手架和枕木进行搭建，平台要一次性搭建完成，为了节省平台的搭建时间和钻机的移动时间，以及钻机定位的方便，要按照钻机高孔位向低孔位对称的方法进行钻机钻孔定位。②为了保证混凝土垫层和平台连接的稳固度，避免在进行钻孔时出现不均匀的摆动、下沉和位移等方面的情况，影响钻孔的质量。要开挖工作坑。③平台搭建时要保证作业人员有足够的活动空间。

1.3大管棚的施工

1.3.1大管棚的施工特点

大管棚施工使用孔径为90mm，厚度为7mm的无缝管进行施工，套管的直径比较大，钻孔施工成孔非常的困难，管棚非常的长，深度最大的孔超过了21m，钻孔非常的密集，孔和孔之间的距离为65cm，外插角只有1°。另外，因为是双层钻孔，在施工过程中，如果把控不严格，很容易出现钻孔相互串通的情况，管棚会进入到隧道开挖的轮廓线中，导致钢管桩报废。针对以上情况，决定在施工过程中钻机钻入孔深完整基岩3米的深度后，使用潜孔锤和潜孔钻进行扩底作业，以此防止出现钻孔互相进入浇筑体的情况出现。为了确保管棚施工的质量符合规定标准，决定使用套管扩孔双回旋技术。并严格按照钻孔和无缝钢管同步跟入、清孔、压力注浆的施工顺序进行施工。

1.3.2大管棚的施工工艺

①钻孔的施工工艺。因为施工场地的地层属于松散的碎石土层，使用传统的施工方法很容易出现探头卡钴、钻孔塌陷埋钻等方面的事故。另外，因为塌方体是结构比较疏松的粉状页岩和碎石土，使用泥浆钻入后，很容易出现严重的漏浆现象，而且浆体大量进入到松散体重，很容易出现松散体下滑的情况，有非常大的工程安全隐患。因此，使用套管扩孔的双回旋技术分别使用潜孔锤和空气潜孔锤跟钻进行扩孔。来确保钻孔作业的顺利进行以及钻孔质量。潜孔锤的动力使用压缩空气作为动力，钻孔过程中，要注意石屑的排除和钻头的冷却。钻孔在到达规定深度时，把中心钻具取出来，套管保留在孔中，此时，成孔结束。②随管钻入的配套设备。在进行钻孔时，使用空气潜孔锤进行跟管钻机，施工具有给进力大、扭矩大、转速低等特点，所以使用全液压型双回旋双动力钻机，此设备具有起拔力大、给进力大、事故处理能力强等方面的优点。跟钻系统由中心钻头、偏心钻头、限位销、潜孔锤冲击器、防脱销钻具、钻杆柱套管共同组成。跟钻钻头使用直径为89mm的同心式环状钻头、89mm单偏心跟管钻头和直径为98mm的潜孔锤单偏心扩第钻头。跟管套管使用经过高频淬火的无缝钢管，钢管壁的厚度为5mm，使用接箍进行连接，丝扣的长度为59mm。

2跟钻钻孔过程中的施工问题和解决方法

2.1排渣不方便

一般情况下钻孔都属于水平孔，施工区域的碎石土非常的潮湿，有非常多的泥团岩渣被排出，随着钻孔深度的逐渐加深，排渣也逐渐变的非常的困难。特别是在钻头进入预期孔深提钻时，出现了岩粉卡钻的情况。所以在钻孔的过程中，要多吹灰，并对钻孔的进尺进行控制。可以使用送水洗孔的提钻方法进行施工。

2.2偏心钻头掉落的故障

在进行钻孔施工的过程中，常常会出现偏心钻头掉落的情况，针对此情况进行详细的分析后发现，是因为偏心横销的质量不好，而出现了断裂的情况。当遇到这种事故时，首先要拔管，再使用筒状岩心管取心钻钻进取出。并使用轴承钢加工过的横销来对劣质的偏心横销进行替换。

2.3管靴掉落事故

在跟管的过程中，在钻具破岩时，同时使用管靴和钻头上的台阶拖着套管进行同步跟进，所以管靴是一个很容易受到冲击振动的地方。随着钻孔深度的不断加深，套管长度也随之增加，在岩粉卡死套管或者摩擦力增加后，套管管靴覅错容易被打脱。针对这种情况，可以在套管和动力头之间添加一个同步的装置，然后把管套和管靴套实并进行焊接。

2.4跟管钻蹩钻故障

在进行跟管钻进的过程中，如果在钻进过程中遇到了地下埋藏有质地坚硬的石英砂岩、钢筋或者土石软硬不匀称的情况时，很容易出现蹩钻的情况，钻头没有办法正转和反转，在这种情况下，要把套管拔出，取心钻进后机械跟管钻进。

3控制管棚施工的质量

在开孔前，首先要把钻进的位置调正，然后把套管从导管中穿过，套管从导管穿过后，要把一头钻入到地表中，然后使用水平尺把套管调平。在钻进过程中，要保证排渣的顺畅，为了避免岩渣过多的情况出现，在钻进过程中，要对进尺进行控制。在钻进过程中，如果遇到了外套随着旋转或者阻力过大的情况，要轻提钻具并吹灰。如果排渣不顺畅，要往孔中注水。需要提钻时，可以先反转2圈，然后进行提钻，提钻过程中不要停风。钻孔打完后，要对偏心钻头的张开和收敛情况进行检查。钻孔结束后，要对钻孔进行清孔，一般使用潜水泵抽水进行清洗。把钢筋笼放入钢管中后，就可以开始压力注浆作业了，注浆主要是未来提升管子的抗弯强度，提高围岩的稳定性。一般使用电动隔膜注浆机进行注浆，为了确保注浆的方便，要在套管口设置一个孔口异径的接头控制装置。受到压力后，浆液会随着钢管的小孔进入到围岩中，使围岩的稳固程度提高。

4结语

在隧道工程中，地质环境不好会对施工的经济、安全和效率造成比较大的影响，在实际的施工过程中，经常会因为各种原因导致土石塌方的事故发生，对坑道造成破坏，甚至会出现衬砌结构断裂的情况，对工程的进度、工程的质量和工人的人身安全都造成了非常大的影响，因此在地质比较疏松的地层使用空气潜孔锤跟管钻进的施工方法建成管栅是非常有实用价值的，不仅施工安全，同时也提高了工程效率。

作者：王俊海单位：武警交通第一支队