1、2 0 1 1 年 技 术 交 流精确制导在长距离大管棚施工中的应用单 位： * 编 写： * 日 期： 2011 年 11 月 精确制导在长距离大管棚施工中的应用- 1 -目 录一、前言 .- 2 -二、超前支护大管棚适用范围 .- 2 -三、大管棚施工方法的形式 .- 3 -四、工程实例应用 .- 3 -、工程概况 .- 3 -、施工机具设备 .- 6 -、施工流程 .- 7 -、施工工艺 .- 8 -五、结束语 .- 13 -精确制导在长距离大管棚施工中的应用- 2 -精确制导在长距离大管棚施工中的应用（*）【摘 要】市政地下浅埋暗挖通道下穿市政道路，其拱部超前支护大管棚需穿越各种地下管
2、线，距管线最近距离只有 415mm，为确保管线安全，采用精确导向系统引导管棚钻进方向，以达到预期效果。【关键词】超前支护 导向 钻进 技术一、前言随着我国城市的高速发展，市政浅埋暗挖隧道工程日益增多，由于其埋深浅、地质条件复杂，并需穿越地面重要建筑物和地下管线，对超前支护大管棚施工精度提出较高要求。二、超前支护大管棚适用范围超前支护的基本工作原理是在待开挖洞顶轮廓线以外，环向按照一定的间距超前打入钢管，并在钢管内进行压力注浆。环向钢管形成棚架，有效提高围岩的承载力及自稳能力，对减小围岩的变形、松弛和坍塌等有显著效果，适用于穿越软弱地层、破碎带以及浅埋隧道或地面重要建筑物和管线地段。但因采用常规
3、施工方法其单向施作距离较短（需在隧道内预设多个管棚工作室） ，影响施工工效，且精确制导在长距离大管棚施工中的应用- 3 -钻进精度低，对保护地下管线带来较大难度。为解决上述问题，经过探索和试验，引入“精确导向装置”进行长管棚施工，其单向精确可打设管棚长度超过 70m。三、大管棚施工方法的形式常规与精确导向打设管棚方法的区别项 目序号施工方法 施打长度 施打精度 预设工作室1 常规施作距离只有20m，工效较低，支护效果较差管棚施作精度较低，钻进前需预先设置初始外插角，然后“盲打”隧道内需预设管棚工作室2精确导向管棚施作距离长，工效高，单向施作可达到 70m能有效控制管棚打设方向，精度高。能在钻进
4、过程中随时纠偏打设方向70 米内隧道洞内无需预设棚工作室四、工程实例应用、工程概况精确制导在长距离大管棚施工中的应用- 4 -深圳地铁*：精确制导在长距离大管棚施工中的应用- 5 -、施工机具设备精确制导在长距离大管棚施工中的应用- 6 -管棚施工主要机具设备序号 机械名称 型 号 数量 单位 备注1 水平钻机HTG-200型 1台2 水平导向系统 SE 1 型 2 套3 钻孔台架 自制 1 套4 高压注浆泵 XPB-90 1 台5 高压注浆泵 ZJB-351 台 125L/min6 电焊机 2 台7 千斤顶 Yc-60 2 台 60T、施工流程测量放线开 孔钻机设备组装、调试管棚钻进冲洗液循
5、环 管棚钢管加工精确制导在长距离大管棚施工中的应用- 7 -导向钻进至最大进尺后回次加尺管棚施工工艺流程图、施工工艺1、施工准备工作、管棚制作：采用丝扣连接，扣长 60mm，为了保证钢管接头相错搭接，管棚前端第一根可以采用两种规格，单号第一根打设 3m 钢管，双号第一根打设 4.5m 钢管，其它钢管采用同一个规格，长度为 6m。、墙体开孔：按测量放线点标示的大管棚孔位，利用开孔器开孔，开孔孔径不小于 133mm。冲洗液循环接线、接口焊接孔斜测量终孔、取回导向仪管内及环状间隙注浆移至下一孔位制浆设备检查浆液制备精确制导在长距离大管棚施工中的应用- 8 -、移动钻机至钻孔部位，调整钻机高度和平整度
6、，使管棚中线与钻机立轴和钻杆在同一条直线上。2、导向钻进定位传感器分为有线导向和无线导向，当管棚钻进距离较长, 且如采用有线定位传感器回收较困难时，可采用无线定位传感器。有线导向钻进方法：管棚采用 HTG-200 型水平定向钻机钻进，利用棚管代替钻杆，其最前端安装厚 20mm 钢板制成楔型板形状的钻头，楔型面与管棚交角约 20，并在钻头加装特制的定位传感器，后续棚管之间采用丝扣进行连接，依次将棚管打入土体中。在钻进过程中，依据内置的定位传感器传出的角度信号，对钻进角度进行调节，使棚管按设计轨迹钻进。当棚管打进至设计深度后，撤回定位传感器，随后立即向管内注浆。无线导向钻进方法：采用 HTG-200 型水平定向钻机打设水平孔，钻进至设计深度后，拨出钻杆，送入管棚后随即进行管内注浆，其钻头和钻进方法与有线导向一致。精确制导在长距离大管棚施工中的应用- 9 -有线导向钻头正面照片有线导向钻头侧面照片有线导向定位传感器照片无线导向定位传感器照片
