一种用于隧道洞口软弱围岩段的管棚施工方法技术

本发明专利技术公开了一种用于隧道洞口软弱围岩段的管棚施工方法，所述方法步骤为：步骤一、施工准备；步骤二、测量放线；步骤三、导向墙施工；步骤四、掌子面及边、仰坡表面封闭；步骤五、钻机就位；步骤六、钻进；步骤七、退钻具；步骤八、注浆；步骤九、封孔。通过采用导向技术确保了管棚施工的精度，而钻进过程对地质记录，为隧道开挖提供参考，有效的超前支护为隧道开挖提供技术保障。本发明专利技术钻进过程精准，无偏孔、坍孔现象，成孔效率高，适应于地质条件复杂，土质松散的砂层、粘土层等环境，取得的效果是非常显著的。

A construction method of pipe shed used in soft surrounding rock section of tunnel portal

【技术实现步骤摘要】
一种用于隧道洞口软弱围岩段的管棚施工方法
本专利技术涉及一种隧道施工方法，尤其涉及一种用于隧道洞口软弱围岩段的管棚施工方法，属于隧道施工

技术介绍
在我国高速铁路隧道工程洞口施工中，管棚作为进洞的超前支护，已十分常见，施工方法也非常成熟，常见的是采用引孔顶入法施工和跟管钻进法施工两种。管棚工作原理主要有两个：一个梁式结构，通过洞口导向墙及洞内岩层形成一个简支梁；第二个通过注浆，固结钢管周边的围岩，钢管与周边围岩共同形成“成拱效应”；二者构成环绕隧洞轮廓的壳状结构，从而有效抑制围岩松动和垮塌。而常规的施工工艺虽然设置了洞口导向管，但由于地质不匀，管棚在引孔或钻进过程的经常发生偏孔现象，且在施做过程中检查手段有限，无法掌握管棚钻进过程的轨迹，无法有效地达到最终的对隧道开挖周边进行注浆固结的目的，经常在开挖后发现管棚尾部掉到开挖轮廓线内的现象，所以常规工法的管棚一般都控制在30～40m以内，施工进度比较慢，施工精度也较低。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种用于隧道洞口软弱围岩段的管棚施工方法，采用超长管棚跟管技术，即一次性管棚成形100m,采用导向技术确保了管棚施工的精度，而钻进过程对地质记录，为隧道开挖提供了参考，有效的超前支护为隧道开挖提供了技术保障，有效的解决了上述存在的问题。本专利技术的技术方案为：一种用于隧道洞口软弱围岩段的管棚施工方法，所述方法步骤为：步骤一、施工准备；步骤二、测量放线；步骤三、导向墙施工；步骤四、掌子面及边、仰坡表面封闭；步骤五、钻机就位；步骤六、钻进；步骤七、退钻具；步骤八、注浆；步骤九、封孔。所述步骤三中，首先进行导向墙内拱架安装；其次进行预埋导向管，导向管与拱架焊接牢固；最后进行导向墙立模，浇筑混凝土。所述步骤四中，采用喷射混凝土封装，厚度≥20cm。所述步骤六中：（1）钻杆加工：杆体为8m一节，一端车内丝口、一端车外丝口，连接时局部进行焊接加强；（2）钻杆与钻机连接：钻杆第一节前方焊接一个偏心钻头，杆体后方与钻具螺纹连接；（3）纠偏:首节杆体内安装有导向仪装置，它包含有钻头位置的定位器，定位器放置在钢板上，两侧采用钢管固定，定位器通过线缆与显示器相连，显示器通过变频设备与外界电源相连；在钻进过程,钻头钢管内的定位器将钻进的情况通过线缆传至显示器上，作业人员根据显示器反馈的杆体钻进偏位情况及时进行纠偏，同时随着钻进长度和土层地质情况，通过人工操作钻机调整动力，确保钻机深度和位置，直至达到要求的深度和位置；（4）记录地质情况：钻进过程中，根据岩屑情况，及时记录前方地质情况。所述步骤八中，管棚注浆顺序遵循“先两侧后中间、由稀到浓”的原则；注浆过程采用量控与压控双重标准。所述注浆结束的标准为只要满足以下三个条件之一，即可认为单孔注浆达到设计的要求并可结束注浆：第一，注浆压力逐步升高，达到设计终压后稳定10min；第二，注浆量不小于设计注浆量的80%；第三，进浆速度为开始进浆速度的1/4。本专利技术的有益效果是：与现有技术相比，本专利技术有如下有益效果：1、钻进过程精准，无偏孔、坍孔现象，成孔效率高，适应于地质条件复杂，土质松散的砂层、粘土层等；2、施作过程动力输出均匀，对地质的干扰少；3、钻孔过程用水量少，土层中钻进采用高压空气作为动力强制钻进（干钻），岩层中控制用水，对碎石土、粘土层类土层、砂土层尤为适宜；4、成孔速度快，工效高；5、长管棚一端进入基岩，一端为洞口导向墙，两端均为固定端，可以有效控制起到简支梁效应，对控制洞口段开挖变形作用明显；6、超长管棚可以有效地探明前方地层情况，为后续隧道开挖提供参考。说明书附图图1本专利技术的施工工艺流程图；图2本专利技术的导向仪装置工作原理示意图；图3本专利技术的导向墙立模示意图；图4本专利技术的孔口管施工钻孔示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术作进一步的详细描述。实施例1：一种隧道洞口软弱围岩段超长管棚施工方法，所述方法步骤为：步骤一、施工准备；步骤二、测量放线；步骤三、导向墙9施工；步骤四、掌子面及边、仰坡表面封闭；步骤五、钻机就位；步骤六、钻进；步骤七、退钻具；步骤八、注浆；步骤九、封孔。步骤三中，首先进行导向墙9内拱架安装；其次进行预埋导向管，导向管与拱架焊接牢固；最后进行导向墙9立模，浇筑混凝土。步骤四中，采用喷射混凝土封装，厚度≥20cm。步骤六中：（1）钻杆加工：杆体为8m一节，一端车内丝口、一端车外丝口，连接时局部进行焊接加强；（2）钻杆与钻机连接：钻杆第一节前方焊接一个偏心钻头，杆体后方与钻具螺纹连接；（3）纠偏:首节杆体内安装有导向仪装置，它包含有钻头位置的定位器3，定位器3放置在钢板1上，两侧采用钢管2固定，定位器3通过线缆与显示器5相连，显示器5通过变频设备6与外界电源7相连；在钻进过程,钻头钢管内的定位器3将钻进的情况通过线缆传至显示器5上，作业人员根据显示器5反馈的杆体钻进偏位情况及时进行纠偏，同时随着钻进长度和土层地质情况，通过人工操作钻机调整动力，确保钻机深度和位置，直至达到要求的深度和位置；（4）记录地质情况：钻进过程中，根据岩屑情况，及时记录前方地质情况。步骤八中，管棚注浆顺序遵循“先两侧后中间、由稀到浓”的原则；注浆过程采用量控与压控双重标准。注浆结束的标准为只要满足以下三个条件之一，即可认为单孔注浆达到设计的要求并可结束注浆：第一，注浆压力逐步升高，达到设计终压后稳定10min；第二，注浆量不小于设计注浆量的80%；第三，进浆速度为开始进浆速度的1/4。其详细的施工工艺流程见附图1所示：（1）施工准备：根据钻机高度和需要的纵向长度确定开挖平台的高度和宽度，由原地面自上而下挖台阶，当挖至要求的高度和宽度后，对两侧的边坡及仰坡进行放坡，同时两侧设置临时水沟；开挖方法采用机械开挖，人工配工，挖机清碴；（2）测量放线：根据设计文件要求，采用全站仪放样出隧道中线、标高，并复核准确；根据复核正确的隧道中心线坐标和高程，在现场标识出导向墙开挖范围及标高；（3）导向墙9施工：导向墙9内拱架安装：导向墙9位置开挖到位后，首先对导向墙9基础进行承载力试验，如导向墙9基础承载力不足，需进行加固处理，基础合格后，于导向墙9内设置3榀I20b工字钢，每榀钢架按3个单元设置，拱架接头禁止设置在拱顶位置；预埋导向管：通过测量放线，确定管棚开孔位置，并用十字标识，导向管采用φ127×6mm钢管，导向管与拱架焊接牢固，导向管角度严格按设计要求控制；导向墙9立模，浇筑混凝土：导向墙9模板之前通过螺栓连接；为确保导向墙9内模圆顺，导向墙9端头模板采用5cm厚木板安装，木板间连接采用加背撑方式进行加固，木模板与钢模板之间采用扒钉或钢钉连接牢固。模板与混凝土接触面涂刷脱模剂；模板安装并检查合格后，浇筑导向墙9本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于隧道洞口软弱围岩段的管棚施工方法，其特征在于：所述方法步骤为：步骤一、施工准备；步骤二、测量放线；步骤三、导向墙（9）施工；步骤四、掌子面及边、仰坡表面封闭；步骤五、钻机就位；步骤六、钻进；步骤七、退钻具；步骤八、注浆；步骤九、封孔。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于隧道洞口软弱围岩段的管棚施工方法，其特征在于：所述方法步骤为：步骤一、施工准备；步骤二、测量放线；步骤三、导向墙（9）施工；步骤四、掌子面及边、仰坡表面封闭；步骤五、钻机就位；步骤六、钻进；步骤七、退钻具；步骤八、注浆；步骤九、封孔。


2.根据权利要求1所述的用于隧道洞口软弱围岩段的管棚施工方法，其特征在于：所述步骤三中，首先进行导向墙（9）内拱架安装；其次进行预埋导向管，导向管与拱架焊接牢固；最后进行导向墙（9）立模，浇筑混凝土。


3.根据权利要求1所述的用于隧道洞口软弱围岩段的管棚施工方法，其特征在于：所述步骤四中，采用喷射混凝土封装，厚度≥20cm。


4.根据权利要求1所述的用于隧道洞口软弱围岩段的管棚施工方法，其特征在于：所述步骤六中：（1）钻杆加工：杆体为8m一节，一端车内丝口、一端车外丝口，连接时局部进行焊接加强；
（2）钻杆与钻机连接：钻杆第一节前方焊接一个偏心钻头，杆体后方与钻具螺纹连接；
（3）纠偏:首节杆体内安装有导向仪装置，它包含有钻头位置的定位器（3）...

【专利技术属性】
技术研发人员：李洪建，孟刚，沙运斌，付晓彤，高彬，
申请(专利权)人：贵州省质安交通工程监控检测中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52