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1大管棚使用的工藝流程和操作要點

在隧道工程中，進行大管棚施工時，首先要做好施工前的準備工作，然后按照套拱施工、搭建平臺、確定鉆機的位置、鉆機成孔、測量鉆孔位、頂進管棚和壓力注漿的施工順序進行施工。

1.1進行套拱施工

在大管棚施工中，混凝土套拱主要是用來作為長管棚的導向墻，施工位置為隧道中初輪廓線外的地方，在套拱中分別埋入了工字形鋼，并將它們焊接成一個整體。由于套拱的主要作用是管棚的導向管，所以套拱的傾角、位置和外插角的準確度對管棚的質量有非常大的影響。一般在施工過程中，通過經緯儀使用坐標的方法在工字形的鋼架上確定出套管的平面位置，同時配合使用水平尺和水準儀對套管的傾角進行設定，使用前后差距的方法對孔口管的外插角進行確定。為了避免在進行混凝土澆筑的過程中出現移位的情況，套管必須牢固的焊接到工字鋼上。在混凝土套管澆筑結束后，要等到混凝土強度達到規定標準后，才可以進行長管棚施工。一般硬度要到達90%以上。

1.2搭建平臺

①搭建鉆機平臺。鉆機平臺可以使用鋼管腳手架和枕木進行搭建，平臺要一次性搭建完成，為了節省平臺的搭建時間和鉆機的移動時間，以及鉆機定位的方便，要按照鉆機高孔位向低孔位對稱的方法進行鉆機鉆孔定位。②為了保證混凝土墊層和平臺連接的穩固度，避免在進行鉆孔時出現不均勻的擺動、下沉和位移等方面的情況，影響鉆孔的質量。要開挖工作坑。③平臺搭建時要保證作業人員有足夠的活動空間。

1.3大管棚的施工

1.3.1大管棚的施工特點

大管棚施工使用孔徑為90mm，厚度為7mm的無縫管進行施工，套管的直徑比較大，鉆孔施工成孔非常的困難，管棚非常的長，深度最大的孔超過了21m，鉆孔非常的密集，孔和孔之間的距離為65cm，外插角只有1°。另外，因為是雙層鉆孔，在施工過程中，如果把控不嚴格，很容易出現鉆孔相互串通的情況，管棚會進入到隧道開挖的輪廓線中，導致鋼管樁報廢。針對以上情況，決定在施工過程中鉆機鉆入孔深完整基巖3米的深度后，使用潛孔錘和潛孔鉆進行擴底作業，以此防止出現鉆孔互相進入澆筑體的情況出現。為了確保管棚施工的質量符合規定標準，決定使用套管擴孔雙回旋技術。并嚴格按照鉆孔和無縫鋼管同步跟入、清孔、壓力注漿的施工順序進行施工。

1.3.2大管棚的施工工藝

①鉆孔的施工工藝。因為施工場地的地層屬于松散的碎石土層，使用傳統的施工方法很容易出現探頭卡鈷、鉆孔塌陷埋鉆等方面的事故。另外，因為塌方體是結構比較疏松的粉狀頁巖和碎石土，使用泥漿鉆入后，很容易出現嚴重的漏漿現象，而且漿體大量進入到松散體重，很容易出現松散體下滑的情況，有非常大的工程安全隱患。因此，使用套管擴孔的雙回旋技術分別使用潛孔錘和空氣潛孔錘跟鉆進行擴孔。來確保鉆孔作業的順利進行以及鉆孔質量。潛孔錘的動力使用壓縮空氣作為動力，鉆孔過程中，要注意石屑的排除和鉆頭的冷卻。鉆孔在到達規定深度時，把中心鉆具取出來，套管保留在孔中，此時，成孔結束。②隨管鉆入的配套設備。在進行鉆孔時，使用空氣潛孔錘進行跟管鉆機，施工具有給進力大、扭矩大、轉速低等特點，所以使用全液壓型雙回旋雙動力鉆機，此設備具有起拔力大、給進力大、事故處理能力強等方面的優點。跟鉆系統由中心鉆頭、偏心鉆頭、限位銷、潛孔錘沖擊器、防脫銷鉆具、鉆桿柱套管共同組成。跟鉆鉆頭使用直徑為89mm的同心式環狀鉆頭、89mm單偏心跟管鉆頭和直徑為98mm的潛孔錘單偏心擴第鉆頭。跟管套管使用經過高頻淬火的無縫鋼管，鋼管壁的厚度為5mm，使用接箍進行連接，絲扣的長度為59mm。

2跟鉆鉆孔過程中的施工問題和解決方法

2.1排渣不方便

一般情況下鉆孔都屬于水平孔，施工區域的碎石土非常的潮濕，有非常多的泥團巖渣被排出，隨著鉆孔深度的逐漸加深，排渣也逐漸變的非常的困難。特別是在鉆頭進入預期孔深提鉆時，出現了巖粉卡鉆的情況。所以在鉆孔的過程中，要多吹灰，并對鉆孔的進尺進行控制。可以使用送水洗孔的提鉆方法進行施工。

2.2偏心鉆頭掉落的故障

在進行鉆孔施工的過程中，常常會出現偏心鉆頭掉落的情況，針對此情況進行詳細的分析后發現，是因為偏心橫銷的質量不好，而出現了斷裂的情況。當遇到這種事故時，首先要拔管，再使用筒狀巖心管取心鉆鉆進取出。并使用軸承鋼加工過的橫銷來對劣質的偏心橫銷進行替換。

2.3管靴掉落事故

在跟管的過程中，在鉆具破巖時，同時使用管靴和鉆頭上的臺階拖著套管進行同步跟進，所以管靴是一個很容易受到沖擊振動的地方。隨著鉆孔深度的不斷加深，套管長度也隨之增加，在巖粉卡死套管或者摩擦力增加后，套管管靴覅錯容易被打脫。針對這種情況，可以在套管和動力頭之間添加一個同步的裝置，然后把管套和管靴套實并進行焊接。

2.4跟管鉆蹩鉆故障

在進行跟管鉆進的過程中，如果在鉆進過程中遇到了地下埋藏有質地堅硬的石英砂巖、鋼筋或者土石軟硬不勻稱的情況時，很容易出現蹩鉆的情況，鉆頭沒有辦法正轉和反轉，在這種情況下，要把套管拔出，取心鉆進后機械跟管鉆進。

3控制管棚施工的質量

在開孔前，首先要把鉆進的位置調正，然后把套管從導管中穿過，套管從導管穿過后，要把一頭鉆入到地表中，然后使用水平尺把套管調平。在鉆進過程中，要保證排渣的順暢，為了避免巖渣過多的情況出現，在鉆進過程中，要對進尺進行控制。在鉆進過程中，如果遇到了外套隨著旋轉或者阻力過大的情況，要輕提鉆具并吹灰。如果排渣不順暢，要往孔中注水。需要提鉆時，可以先反轉2圈，然后進行提鉆，提鉆過程中不要停風。鉆孔打完后，要對偏心鉆頭的張開和收斂情況進行檢查。鉆孔結束后，要對鉆孔進行清孔，一般使用潛水泵抽水進行清洗。把鋼筋籠放入鋼管中后，就可以開始壓力注漿作業了，注漿主要是未來提升管子的抗彎強度，提高圍巖的穩定性。一般使用電動隔膜注漿機進行注漿，為了確保注漿的方便，要在套管口設置一個孔口異徑的接頭控制裝置。受到壓力后，漿液會隨著鋼管的小孔進入到圍巖中，使圍巖的穩固程度提高。

4結語

在隧道工程中，地質環境不好會對施工的經濟、安全和效率造成比較大的影響，在實際的施工過程中，經常會因為各種原因導致土石塌方的事故發生，對坑道造成破壞，甚至會出現襯砌結構斷裂的情況，對工程的進度、工程的質量和工人的人身安全都造成了非常大的影響，因此在地質比較疏松的地層使用空氣潛孔錘跟管鉆進的施工方法建成管柵是非常有實用價值的，不僅施工安全，同時也提高了工程效率。

作者：王俊海單位：武警交通第一支隊