文档介绍：水平定向钻进技术在隧道长管棚中的应用
严丽
(中铁二十四局集团福建铁路建设公司福建厦门 361009)
摘要:介绍了非开挖技术中的水平定向钻进HDD技术在厦门市明发商业广场地下行车通道浅埋暗挖段长管棚中的应用,在施工参数、机具选择、施工工艺、质量控制、进度情况与定额分析6个方面作了具体介绍。希望能对类似城市小型浅埋暗挖隧道高密度长管棚的施工和预算提供借鉴。
关键词:非开挖技术水平定向钻进HDD技术长管棚密集施工工艺质量控制定额分析
1 概况
非开挖技术是一种新兴的施工技术,是相对于开挖技术而言的,是指在不开挖或少开挖地表的条件下探测、检查、修复、更换和铺设各种地下公用设施的一种技术和方法。非开挖技术相对于传统的管线铺设施工而言,具有不影响交通、不破坏环境、施工周期短、综合施工成本低、社会效益显著等优点。它可以广泛用于穿越公路、铁路、建筑物、河流、以及在闹市区、古迹保护区、作物和植被保护区等条件下进行供水、煤气、电力、电讯、石油、天然气等管线的铺设、更新和修复、还可以用在水平降排水工程、隧道工程(管棚)、基础工程(钢板/管桩、微型桩、土钉)、环境治理工程领域,是地下管线铺设和修复的一种全新的方法。水平定向钻进技术是非开挖技术的一种,又称HDD技术,即Horizontal Directional Drilling,是今年来发展起来的一项高新技术,它是利用钻杆的柔性在导向系统的监测下沿设计线路轨迹钻进,到达目的地后,卸下钻头换上回扩器进行回扩孔拖管。水平定向钻进穿越敷管技术应用于隧道长管棚的施工在一些地区曾有过,但是长管棚管的间距都在20~30cm之间,厦门明发商业广场地下行车通道的超前长管棚钢管外壁间距只有5cm,如此密集在福建省甚至国内都是很少见的。
明发地下通道设计为U型引槽段、浅埋暗挖段及明挖暗埋段三段(详见图1)。浅埋暗挖段采用新奥良法设计和施工,~,用长管棚进行支护。设计采用施作套拱→钻孔→顶进钢管棚的施工方法,经分析,要达到钢管间距5cm均匀布置的要求,钻孔不能用普通的转盘钻机或液压钻机,因为普通钻机纠正方向慢,延误工期,定向不准确,无法满足本工程管棚布置的要求。必须采用能够精确定向的钻机,经设计、业主、监理、施工单位一致同意只能选择拥有先进导向系统的水平定向钻机,将顶管变更为采用HDD技术敷管施工。
图1 明发商业广场地下行车通道纵断面图
2 施工参数
(1)管沿截面长方形布置,共97根;
(2)钢管外壁间距5cm,;
(3)管心与衬砌外廓线间距为45cm;
(4)倾角:~1度(不含路线横坡);
(5)钢管施工误差:钢管中心间距不大于10cm;
(6)管棚长度为59m,热轧无缝钢管φ108mm,壁厚5mm,节长4m;
图2 厦门明发商业广场地下行车通道管棚布置横断面图
3 机具选择
钻进采用南京地龙非开挖工程技术有限公司研制的DF5015型分体式钻机,指标如下表1所示:
表1 DF5015型分体式钻机各项指标
特性/型号
单位
数值
最大顶力
KN
90
最大回拖力
KN
150
钻杆长度
M
2
钻杆直径
mm
φ60
入射角
度
6-22
机重
T
水箱容量
m3