FJGFEJ13-2011HDD技术实施城市隧道长管棚施工工法.DOC

HDD技术实施城市隧道长管棚施工工法 工法编号：FJGFEJ13-2011 完成单位：中铁二十四局集团福建铁路建设有限公司 福州铁建建筑有限公司 主要完成人：钱寅星 陈再兴 严丽 郑耕心 黄斌 1 前 言 1.0.1 随着社会经济的发展和城市道路网的扩展及调整，城市地下行人或行车隧道的应用越来越广泛。由于城市都是在发展到一定规模以后，才开始修建城市隧道，因此地下空间非常有限，特别是在繁华城区，高楼林立，地下管线纵横交错，桩基等地下建(构)筑物密布，地下环境复杂多变，这给城市隧道施工都带来了极大的难度和风险。在城市地下浅埋隧道暗挖施工中，控制围岩的松弛，控制塌方和地表下沉是施工中的难点和重点，如何保证长大管棚的施工精度就显得非常重要。HDD技术（即Horizontal Directional Drilling，又称水平定向钻进技术，是非开挖技术的一种），是将石油工业的定向钻进技术与传统的管线施工方法结合在一起的一项施工新技术。 1.0.2 中铁二十四局集团福建铁路建设有限公司2006年在厦门明发商业广场地下行车通道的施工中，该地下通过的超前长管棚钢管外壁间距只有5cm，土层覆盖层为1.7～1.8m，必须采用HDD技术敷管施工。针对这一工程难题，中铁二十四局集团福建铁路建设有限公司开展科研攻关，形成了HDD技术施工城市隧道长管棚关键技术，并形成本工法。 1.0.3 本工法获得中铁二十四局集团有限公司2007年科技进步一等奖。 1.0.4 经福建省科学技术信息研究所查新，本工法的关键技术达到国内领先水平，所编写的工法达到国内领先水平。 1.0.5 本工法于2006年厦门明发商业广场地下行车通道的超前长管棚首次应用，随后在厦门杏林大桥高崎互通下穿嘉禾路隧道等工程中应用，在后续的工程建设中进一步得到推广和完善。 2 特 点 2.0.1 HDD技术施工占地面积小，一般不阻碍地面交通不影响人们的日常生活，土方开挖与回填量很少。 2.0.2 HDD技术施工可沿由多种曲线与直线组合在一起的轨迹中钻进，在遇到障碍物时，处理较顶管施工容易。 2.0.3 HDD技术施工不破坏绿地，不影响交通，不产生大气粉尘，对周边环境影响很少。 2.0.4 落后 HDD技术施工精度高，施工周期短，有较好的社会效益和经济效益。 3 适用范围 本工法可以广泛用于穿越公路、铁路、建筑物以及在闹市区、古迹保护区等条件下，针对隧道工程长管棚控制精度要求高的工程进行施工。本工法适用于沙土、粘土、卵石等地况，工作环境温度为15～45℃，适用于我国大部分非硬岩地区钻进长管棚的施工。 4 工艺原理 HDD施工长管棚技术是指在不开挖地表的情况下，钻头和钻杆在定向钻进导向仪的引导下，穿越地层先形成一个导向孔，随后在钻杆柱端部换接大直径的扩孔钻头和直径小于扩孔钻头的待铺设钢管，在回拉扩孔的同时，将待铺设的钢管拉入钻孔，完成铺管作业。定向钻进导向仪是一套完整的信息系统。它包括智能型的无线抗干扰双频探头或有线探头发射装置，手提液晶显示仪及远距离同步显示器，探测深度一般为10～16m，可连续显示钻头的深度、面向角、温度和电池状况等信号，以保证施工的顺利完成。 导向原理图如图4所示： 图4 HDD技术钻进导向原理图 5 施工工艺流程及操作要点 5.1 施工工艺流程 施工工艺流程如图5.1所示。 图5.1施工工艺流程 5.2 操作要点 5.2.1 准备工作 1 首先对工地的已有相关资料进行查阅，勘察现场。主要检查工地的进场路径、土质和地层条件、地表地形、有无障碍物、地下管线分布、交通状况、跟踪定位系统的干扰源(如钢筋条，铁轨等 )及供水条件等情况。 2 打长管棚前应探测好其准确位置，必要时挖开地面，画出其纵断面图，标明其高程、尺寸及和长管棚的相对位置。发现有管线影响到打长管棚时，应迁改，迁改不了的，则稍调整一下钻孔的位置，在工作面上标出各个孔的位置，并对每个孔进行编号。 3 在钻孔之前应标出孔位，开钻前应将长管棚就位的路线测量出来，在此线上立好3根花杆，然后拉线每隔15cm用白漆喷出一点，并测出这些点离长管棚中心线的高程差H，记录好备用。 5.2.2 开挖工作坑 开挖二处工作坑,钻机所在一侧为工作坑A，另一侧为工作坑B。用槽钢或其他支护措施支护四壁，由于长管棚一般呈门形布置，先打最上面一排管，然后打两侧垂直布置的管。钻机所在工作坑A不能一次开挖到底，需配合钻孔要求分层开挖；另一侧的工作坑B可一次开挖到底，用支架拖管使其到达回拖的位置。 5.2.3 钻机就位 1 将钻机吊入工作坑内，固定就位。安装钻机要求孔位对正、基础牢固，依照设计钻孔轴线对正钻机动力轴中心，采用测量仪器测量其轴线及中心高程，确保准确无误后固定钻机。 2 钻机设