[发明专利]跟进式管棚施工方法

说明书

技术领域

本发明专利涉及隧道施工的技术领域，具体为隧道超前支护中的一种跟进式管棚施工方法。

背景技术

软岩隧道施工中经常穿越破碎带、松散带、软弱地层，涌水、涌砂层或处理塌方等情况，为处理这些情况经常会用到超前支护中的管棚施工技术。现在常用的是普通的管棚施工，即先成孔后再顶进钢管的施工方法。但在处理上面提到的情况时普通的管棚施工方法往往并不适用，因为破碎松散的岩体在钻孔后存在严重的塌孔现象，无法成孔，因此无法顶入钢管。针对这种情况，研究一种快速便捷、安全可靠的跟进式管棚施工的方法，对解决穿越破碎带、松散带、软弱地层，涌水、涌砂层或塌方体等情况提供了较好的施工措施。

发明内容

本发明是为了解决隧道施工中普通管棚的施工在恶劣环境中存在严重塌孔的问题，而提供了研究一种跟进式管棚施工方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

跟进式管棚施工方法，包括以下步骤：

（1）前期准备工作：包括施作管棚工作室、搭设施工平台、施作护拱、钻机就位，其中钻机就位时使得钻机钻杆轴线与孔口管轴线相吻合，然后将钻机位置固定；

（2）起钻开孔：开孔前以孔口导管为准调整钻机，套管从导管中穿过，以导管的方位角为准，调整接近施工设计所需的方位角，套管穿过导管后一头放在需钻进的地表，用水平尺或连通管调平套管，然后将套管调为上倾2-3°的角度，用钻机将套管压入土中8-12 cm，然后开风，不回转钻具将管子打入土层1 m后回转钻具跟管；

（3）带无缝钢管钻进：将开孔钻头取下换上偏心合金钻头及管靴，安装第一节无缝钢管，利用管靴将第一节无缝钢管带入孔中，直到无缝钢管尾部剩余0.4-0.6m时停止，卸下钻杆退出钻机动力头，安装第二节钻杆和第二节无缝钢管继续钻进，重复以上步骤直至钻进到设计深度；

（4）洗孔：用钻杆配合钻头进行扫孔，清除浮渣，然后用高压风从孔底向孔口清理钻渣，使得管内无钻渣；

（5）安装钢筋笼与注浆：按照现有方法按照钢筋与注浆即可。

所述的无缝钢管为高刚度钢管，长度与一节钻杆相同，壁厚为6-8mm，两头分别为内螺纹和外螺纹，螺纹长度不小于10cm。

所述的无缝钢管两头都为内螺纹，使用时，用独立的接头连接。

无缝钢管在使用前打设注浆孔,浆液固结后形成承载能力很强的棚式超前支护，能够有效控制岩体下沉，保证下方掘进的顺利施工。

工作时，管靴的作用是与偏心钻头同步引带无缝钢管进入孔内，偏心合金钻头利用风压使偏心钻头偏离轴线旋转钻进，使孔径大于无缝钢管外径，同时又能退回到原位，使其本身直径小于无缝钢管内径而能够从钢管内部退出。

本发明解决隧道施工中穿越破碎带、松散带、软弱地层，涌水、涌砂层或塌方体前施作的超前支护，利用跟进式管棚对前方塌方体能起到有效的支撑作用，给后续的掘进施工提供了良好的安全保证，尤其是提供了一种新的施工方法，解决了普通管棚施工无法解决的因塌孔而无法送入钢管的问题。

具体实施方式：

实施例1

跟进式管棚施工方法，包括以下步骤：

（1）前期准备工作：包括施作管棚工作室、搭设施工平台、施作护拱、钻机就位，其中钻机就位时使得钻机钻杆轴线与孔口管轴线相吻合，然后将钻机位置固定；

（2）起钻开孔：开孔前以孔口导管为准调整钻机，套管从导管中穿过，以导管的方位角为准，调整接近施工设计所需的方位角，套管穿过导管后一头放在需钻进的地表，用水平尺或连通管调平套管，然后将套管调为上倾2°的角度，用钻机将套管压入土中8 cm，然后开风，不回转钻具将管子打入土层1 m后回转钻具跟管；

（3）带无缝钢管钻进：将开孔钻头取下换上偏心合金钻头及管靴，安装第一节无缝钢管，利用管靴将第一节无缝钢管带入孔中，直到无缝钢管尾部剩余0.6m时停止，卸下钻杆退出钻机动力头，安装第二节钻杆和第二节无缝钢管继续钻进，重复以上步骤直至钻进到设计深度；

其中无缝钢管为高刚度钢管，长度与一节钻杆相同，壁厚为6mm，两头分别为内螺纹和外螺纹，螺纹长度为10cm

（4）洗孔：用钻杆配合钻头进行扫孔，清除浮渣，然后用高压风从孔底向孔口清理钻渣，使得管内无钻渣；

（5）安装钢筋笼与注浆：按照现有方法按照钢筋与注浆即可。

实施例2

跟进式管棚施工方法，包括以下步骤：

（1）前期准备工作：包括施作管棚工作室、搭设施工平台、施作护拱、钻机就位，其中钻机就位时使得钻机钻杆轴线与孔口管轴线相吻合，然后将钻机位置固定；