长间隔 程度冻结孔施工技术在广州地铁的应用.docx

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1、长间隔 程度冻结孔施工技术在广州地铁的应用3.2 冻结钻孔施工设备 根据该工程隧道段地层复杂、岩石破碎严重、具有一定硬度等特点,采用HW-4型可挪动升降式平台,根据国内程度孔钻机的情况,采用专门为打设程度孔设计的HW-4型程度液压钻机。 该钻机是一种低转速、大扭矩、可以钻进大直径的全液压钻机,可用牙轮钻头、潜孔钻进、人造金刚石复合片等钻进工艺,完全可知足本工程程度孔钻进的工期及质量需要。 本工程选择了HW-4型钻机4台,保证了折返线隧道能在同一工作面左右穿插同时施工。 4 程度冻结孔施工及技术方案和措施2,3 4.1 程度冻结孔施工的技术要求和特点 程度冻结孔施工经过中:一要控制冻结钻孔的偏斜

2、;二要确保密封丝堵安装的密封性能到达质量要求。 在常规竖井冻结施工标准中,偏率控制取决于深度和岩性,一般要求在表土层内的垂直钻孔偏斜率小于3,到达基岩段的钻孔偏斜率为5。本工程根据工期、质量和平安要求,结合国内目前程度钻孔的技术程度,确定冻结孔偏斜率控制在10以内并尽量防止向内偏斜;最大相邻孔间距2m,必要时进展补孔;冻结管试压管内压力不小于1MPa,前30min压降小于0.05MPa,后15min压力无变化为合格。 钻孔偏斜控制需从钻机选型、钻具组合工艺、冻结管打设方法等方面综合考虑。程度冻结孔施工有以下特点: 1程度冻结孔密集,偏率精度要求高。 2钻孔定位空间小。钻孔均在隧道的边沿,上下左

3、右操纵空间受限。 3导向孔拉管法难以实现,采用一次性导向跟管钻进法。 4应使用抗电磁干扰的程度测斜仪和导向仪。本工程使用的程度钻孔轨迹仪,准确度较高。 4.2 技术方案和措施 总体方案是选用HW-4型钻机,采用一次性导向跟管钻进法的技术方案,钻杆采用1088mm无缝钢管,兼作冻结管,螺纹加焊接连接,配用110mm的削板钻头,泥浆循环钻进。 程度冻结孔偏斜的原因取决于:钻进中受钻具自重影响,钻具前端会产生下垂;程度钻具顺时针旋转,产生右旋力;安装和开孔的误差。为确保钻孔精度,采取了以下技术措施: 1准确确定程度孔开孔孔位偏向50mm,控制程度孔开孔角度是保证程度孔偏斜的保证。 2给出程度方位角与

4、仰俯角以公道的纠偏值:钻孔开孔方位角=冻结管设计方位角钻进纠偏程度角;钻孔开孔仰角=设计仰俯角钻进纠偏垂直角。 3采用冻结管兼作钻杆,非但增加了钻杆的钢度,而且直径的抗弯钢度也有所增加。 4采用螺纹连接确保钻杆连接的同心度,同时接口加焊,既确保密封性能又增加接口钢度。 5控制泵压与泵量、泥浆稠度,以保证岩粉碎渣在强悬浮力的作用下冲出孔外。 6控制钻压、钻速;以保持快速钻进为宜。 7采用低泵压、小水量、慢转速,并加强孔口密封装置,尽量减少地下水和砂流出。 8通过试验冻结孔,回归分析钻进中技术参数和冻结孔偏斜规律,为加快打钻速度,保证钻孔质量提供准确可靠的工艺参数,并依此计算出准确的冻结孔开孔角度

5、。 9在基坑砼壁上开孔、埋设孔口管、导向管、密封管等措施,预防程度孔偏斜。 10钻进经过中采用“有线仪器导向,一次性跟管钻进这种新工法打设超长程度冻结孔。 11采用削板式钻头。 5 冻结孔施工中的风险及处理 冻结孔施工中存在的风险主要有: 1长间隔 程度施工; 2钻进经过中涌水和涌沙; 3开孔时,地下水或者地层泥砂大量涌出; 4钻进中,地下水和地层泥沙大量涌出。针对以上4个方面的风险,所采取的解决方法及工程技术措施如下: 1程度冻结孔施工是冻结施工中的技术关键,也关系到冻结工程的成败。72m长的程度冻结孔国内外没有先例,但是在工程完毕时,所有冻结孔均具备所要求的技术程度,且最大偏斜率均小于设计

6、标准10。 2通过孔口管侧面的卸压阀观察孔口处地层压力的详细情况,判定涌沙、涌泥的可能性。决定是否进展孔口加固注浆,注浆时用泥浆泵给地层中注入水泥浆或者化学浆液,待地层凝固后二次重新开孔,下管。 3立即停顿开孔,迅速拔出开孔钻具;将孔口管立即打入孔内,发现地下水、砂压力较大时,可将回水阀翻开卸压,然后快速将孔口管打设到位,将孔口管与砼壁相连接,并按好闸阀,然后关闭闸阀。 4在钻头处安装单向阀,可以正向从钻杆内通入泥浆进展,在不供泥浆时,单向阀自动关闭,防止地层中的水土逆向涌出,进而防止正常钻进涌水、涌泥;根据地层稳定情况,在孔口管和密封装置之间安装6分闸阀,必要时关闭;在软土层中可实现不循环钻

7、进,控制水土流失;在钻杆打设完成后,及时利用孔口管上的旁通阀注浆,浆液选用单液水泥浆或者水泥-水玻璃浆液。其作用可固定冻结管,堵住孔口的涌泥通道;注浆浆液注入钻孔环状断面内,补充流失的水土,并对地层有压密作用,起到压密注浆的作用,减少地面沉降。 6 程度冻结孔施工的结果 程度冻结孔自2004年5月18日5月25日进展了程度钻孔实验,5月26日正式程度冻结孔的开钻,到2005年5月13日工程完毕,工期历时12个月。中途除去工作井未移交南北衔接不上占用3个月及协调所用工期外,纯施工速度一般1.5d完成1个孔,包括钻机的定位、一开、二开、钻进、30m前灯光测斜、终孔注浆、孔口注浆、冲孔、密封、打压试

8、漏、终孔陀螺仪测斜等11道工序。实际完成了92个正孔计6624m,补孔1个计72m,8个水文孔计60m,8个测温孔420m,合计7176m。 本工程首次采用了孔底注浆和孔口注浆方案,通过两个方案的施行,很好的控制了路面沉降,截止2005年5月15日地面最大累计沉降10mm。采取有效的控制路面沉降的方法,使施工顺利的进展并获得了良好的经济和社会效益,到达了预期的效果。 7 完毕语 对于广州地铁三号线程度冻结孔的打设,经过长时间的理论论证,最后决定采用冻结管代替钻杆一次性成孔的方案,长间隔 程度冻结孔的打设在折返线斜穿广汕公路和沙河立交桥的成功应用,在国内外都尚属首次。 长间隔 程度冻结孔施工工艺及技术措施经过在广州地铁的应用,积累了珍贵的经历,为以后打设更长间隔 的程度冻结孔施工提供了可靠的保证。 1 岳 敏,蒋国盛.大连路越江隧道连接通道程度冻结孔的钻进J.西部探矿工程,20042:103,113.2 张景钰,方江华,汪仁和.程度冻结法在上海地铁隧道旁通道工程的应用J.淮南职业技术学院学报,2005,51:25-27.3 付文会,胥 刚,储风春.冻结造孔施工工艺讨论J.淮南职业技术学院学报,2006,61:28-31.信息来源于：中国城市轨道交通网0