砂卵石漂石层超前成孔方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102235151A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102235151A(43)申请公布日2011.11.09(21)申请号201010151732.2(22)申请日2010.04.21(71)申请人成都中铁隆工程有限公司地址610015四川省成都市顺城大街206号四川国际大厦19楼(72)发明人刘昌用郜强董长明刘莹林永桢资兵权孙建华张伟喻树森(51)Int.Cl.E21B7/00(2006.01)E21D21/00(2006.01)E21D11/10(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称砂卵石漂石层超前成孔方法(57)摘要本发明提供了一种砂卵石漂石层超前成孔方法，施工时先在前一榀格栅上，按设计焊好预留孔口管，待前一榀格栅混凝土喷射完成后，再在隧道上台阶上拼装导轨式重型风钻，安装完成后，安装自进式中空注浆锚杆到钻机上，开动钻机，并根据预留的位置调整导轨式重型风钻的高度与角度，准备就绪后开始钻孔，待钻孔深度达到要求后，分离自进式中空注浆锚杆与导轨式重型风钻，则打成一孔。本发明的超前成孔方法具有冲击和转钎扭矩大的特点，可分别调节冲击能、转钎速度及扭矩，打孔速度快，安装就位后2分钟左右就能成一孔，在砂卵石层中不易卡钎，重量轻，安装就位移位快，外形尺寸合理，占用空间小，比较适用于井下狭窄的作业场所，且成本低。CN10235ACCNN110223515102235154A权利要求书1/1页1.一种砂卵石漂石层超前成孔方法，其中，在砂卵石漂石层这种类型的地层中，利用导轨式重型风钻打入自进式中空注浆锚杆，做为超前小导管，该方法包括以下步骤：在隧道初支格栅安装之前，先根据设计要求的间距、仰角与需打设的自进式中空注浆锚杆钻头的大小，在格栅上焊接固定预留孔口管，确定好间距及仰角后，采用钢筋焊接固定在格栅上，并做好孔口的封堵；喷射混凝土施工；导轨式重型风钻在上台阶安装就位，清除孔口管上附着的喷射混凝土，连接好驱动用风阀系统，开动钻机先试运转试机及导轨滑动，确认各方无误后，安装自进式中空注浆锚杆到钻机上，将前端钻头通过预留的孔口管导入，并根据预留的位置调整导轨式钻机的高度与角度，再打开风阀系统，驱动钻机进行钻孔及超前小导管打入施工，在钻进达到设计的长度后，停止钻进，利用风阀系统驱动钻机后退与自进式中空注浆锚杆分离，这样就钻成一孔并打入超前小导管，进入下一循环，并按上述过程进行剩余超前小导管钻孔打入施工。2.根据权利要求1所述的超前成孔方法，其特征在于：所述的孔口管采用普通钢管，大小以能穿过钻头为宜。3.根据权利要求1或2所述的超前成孔方法，其特征在于：钻孔过程中根据地质情况控制风力，达到分别调节冲击能与转钎速度与扭矩。4.根据前述任一权利要求所述的超前成孔方法，其特征在于：超前小导管的长度可利用自进式中空注浆锚杆的连接器接长，以达到设计的长度。2CCNN110223515102235154A说明书1/3页砂卵石漂石层超前成孔方法技术领域[0001]本发明涉及城市隧道在修建过程中采用浅埋暗挖法“十八字”指导方针中的“管超前”部分，是解决在砂卵石漂石层中超前成孔支护的方法。背景技术[0002]城市隧道施工安全是最重要的，安全包含工程安全和人身不受伤害，超前小导管(或称钢管短管棚)注浆是地下工程自稳差的软弱围岩开挖前，在开挖面顶部前方的土体内按一定间距、仰角和长度，钻孔后布置Φ32～42mm的超前小导管，然后在管内进行注浆，加固土体。如图1所示。地下工程向前开挖后，由于在超前小导管加固土体的防护下，能保证在施作初期支护时围岩的稳定性；如果其设计和施工得当，能有效地防止在施工时顶部的坍塌。[0003]城市隧道在大粒径、高含量砂卵石漂石层中施工，采用盾构工法目前无比较成熟的经验可供参考。因此可以说，盾构工法在此类地层中的施工甚至可以说是一个世界性的难题，因为经过与目前世界上比较知名的盾构机生产厂家进行技术交流与研讨，并没有这方面的成功经验。采用浅埋暗挖法施工时，在该地层内采用不同的施工方法进行试验，得到不同的试验数据，通过试验数据可以看出，在现有的工法条件下，在砂卵石漂石层内施工超前小导管，仍然是一个没有攻克的难题，相关试验条件、内容与结论如下：[0004]北京地铁大兴线起新区间，起点位于南四环公益西桥处，与既有地铁四号线相接，终点位于新建新宫站，全长1941单延米，全部采用浅埋暗挖法施工修建，其中起点HDK0+000～HDK0+450段，隧道结构起拱线以上部分全部位于砂卵石层中，卵石最大粒径达到390mm，一般粒径20～50mm，含量在50～70％之间，个别地段最大含量达到85％以上，细砂填充。[0005]各种工法在砂卵石中成孔的情况如下：[0006]引孔打入成孔法[0007]