关键字 顶管 水磨钻 扰动小
1工程概况
1.1 项目简介
项目顶管工程位于成都科学城东路下穿船槽段右侧，接船槽内横向排水管，排入麓溪河，管道长度558.8m，埋设深度8～10m。
1.2 工程地质
本工程顶管井坑开挖地层地质条件为粉质黏土层、卵石层、及强、中风化泥岩层。顶管工作穿越的地层主要为强、中风化砂质泥岩层。
2 水磨钻施工控制
2.1方案选择
（1）由于工程临近既有机场高速与底层道路科学城船槽结构，要求对土体扰动小，气密性要求高。水磨钻钻孔能保证土体结构较为完整，净空面扩散小，减少超挖及注浆量，气密性好，符合项目高标准、高指标的施工要求。
（2）通过对水磨钻掘进顶管与人工掘进顶管速度比较分析为：人工掘进约0.5米/天、水磨钻掘进约1.2米/天。水磨钻掘进顶管速率是人工掘进顶管的2倍多，可大大缩短顶管工期。
（3）水磨钻施工减少了施工粉尘，改善了井下工人的施工环境，对劳动者的身体健康有所保障，也降低了周边环境的粉尘污染。
（4）操作人员只需固定支架移运钻机，减小了工人的劳动强度，有利于高效、持续作业。
（5）根据施工条件、施工经验和设计要求，综合分析下采用水磨钻成孔施工。
2.2设备组成
设备由钻机、钻筒和专用水泵等组成。一般一个水磨钻机配备3～5个水磨钻筒，一个水磨钻筒上有7个刀头。水磨钻筒外径为16cm，内径为14cm，壁厚度为1cm，高度为60cm，一个循环可钻50～60cm。专用水泵外径为12cm，高度为40cm。
2.3工艺流程
.png)
图1-1水磨钻施工工艺流程图
2.4施工操作要点
2.4.1取芯环形钻孔
（1）通过吊线法和水平仪将管中心点在井壁上进行标记，再以该中心点为基点，结合管道及设备大小将取芯点内外边线标示出来。根据设备的型号、顶管的直径及工人在管内的操作空间具体确定外圈水磨钻位置。
（2）测量放样后钻机就位，钻孔时向孔侧壁外倾3度左右，这样在下循环才可以保证钻机就位后套筒起钻点能置于设计孔边线面不造成缩孔，保证成孔截面尺寸。预留出钻具的尺寸，按照成洞直径尺寸，沿圆周钻孔25～28个，孔孔相连，连成一个圆环时孔芯就和孔外壁分离，形成孔芯的临空面。
2.4.2岩体等分破裂
钻孔及取芯施工完成后，在岩芯上沿圆心钻3排直径为16cm的钻孔，将岩芯岩体等分成6等份的楔形体，形成内部临空面，以便于岩体破裂。
2.4.3分裂岩体
向孔内打入钢楔，锤击钢楔使岩体获得一个水平的冲击力，在水平冲击力作用下岩石沿铅锤面被拉裂，底部会发生水平剪切破裂。依次分裂岩体，直至该层桩芯岩体全部被破裂。
2.4.4管孔修正及循环施工
由于水磨钻钻芯后孔壁成锯齿状，为保证有效管外径与设计管道外径一致并减少管道顶进时对管道不必要的阻力，用风镐进行修整孔洞四周的岩石锯齿。在已顶管道内标出设计管中心，并根据水平仪激光对中射线，检查孔根部偏位情况并及时纠偏。同时标出下一个孔道钻芯位置，进入下一循环的钻孔施工。根据项目实际情况，每个循环施工钻孔完成推进0.6m，每天可钻进约1.2米。
2.4.5水磨钻供水及排水
供水采用φ48软胶管将自来水送入管内供水磨钻机施工。排水采用一台DN50雨水泵将雨水从管内排出抽至工作井内。
.png)
图1-2成孔效果图
2.4.6管道顶进
根据现场开挖进度及时进行顶进工作，顶力与管中心线为同一轴线，保证顶进质量。
3 施工注意事项
3.1测量控制
开挖过程中对中点实时观测，每完成一段土体开挖，及时对点位进行高程、轴线复核，遵循“勤测量、勤纠偏、微纠偏”的原则，每天至少测量二次。
3.2通风、照明、通讯要求
3.2.1通风及气体标准
（1）在地面设置无油空压机，管道内安装送风管，将经过滤清、除湿、降温的新鲜空气，通过供气管强制送入管内作业面。作业面处的供气管端部装有气阀和消音器，作业人员可调节供气管。
（2）配置XPO-317气体检测仪，每天对管内气体检测4次。保证管道内氧气、易燃易爆、有毒有害气体浓度均符合规范要求，并考虑时间、温度、湿度和集中污染物的综合作用的影响。
（3）若施工时遇障碍物或其他不可预见原因停工时间过长，在恢复施工前必须向井内及管道内输送新鲜的空气至少1小时，并结合活检试验确保安全后工人方能下井。
3.2.3管内照明及通讯
洞内照明采用12V低压电或矿灯，所有灯具采用钢丝网罩防护。管道内通讯设备采用无线对讲机作为管内外通讯联络，为保证施工作业人员人身安全，施工过程中管内作业人员与外部人员每隔10分钟联系一次。另在管顶顺通风管道设置应急内外联络铃铛拉绳，在管内作业面与管外口设置两个铃铛，在通讯设备无信号，距离长对话不能互听以及紧急情况下采用拉绳铃铛，并与内外作业人员约定的各种情况的铃铛信号。
4 结束语
水磨钻施工在岩层开挖中具有施工进度快、效率高、适用性强等特点。采用水磨钻施工减少了对周边环境、地下管网的影响，在地形复杂、大型机型、地质坚硬的地区有较强的借鉴意义。项目顶管工程采用水磨钻施工较为成功，施工进度满足工期要求。
参考文献
[1] 滕明纯，杨麦丽．市政工程施工中顶管施工技术运用实践[J] ．企业技术开发，2016年18期。
[2] 郑长平．浅谈市政工程顶管施工技术分析[J] ．建材与装饰，2016年08期。
[3] 韩廷洪．水磨钻在岩石地质下的成孔工艺．《公路》，2012年07期。
[4] 吴纬功，黄程详，谭川海．水钻法施工技术在顶管施工中的应用．工程技术，2017年第35卷。
论文作者:唐飞
论文发表刊物:《城镇建设》2020年2期
论文发表时间:2020/3/17
标签：水磨论文; 作业论文; 钻孔论文; 顶管论文; 管道论文; 钻机论文; 管内论文; 《城镇建设》2020年2期论文;