岩石中管道环钻整取法施工技术论述

摘要：顶管技术是一项用于市政施工的非开挖掘进式管道铺设施工技术，优点在于不影响周围环境或者影响较小，施工场地小，噪音小，而且能够深入地下作业，这是开挖埋管无法比拟的优点，但是顶管技术也有缺点，顶管机遇到硬岩、孤石地层时，刀盘磨损严重，施工时间较长，工期难以估算，工程造价高等问题。基于此，本文针对岩石中管道环钻整取法施工技术进行研究，通过水平钻机进行环钻整取，采用进尺提杆换芯作业方式、薄壁金刚石钻头配合高速切割技术、定制半径式的钢结构抽芯支架，实现钻进效率高、开孔位准确。

关键词：岩石管道;环钻整取法;施工要点

一、工程特点

（一）本工法采用手持式水平钻机固定在开挖掌子面上，实现环钻整取目的，解决传统顶管机在特殊地层中难以前进、卡壳现象的发生。

（二）本工法采用进尺50cm提杆换芯作业方式，实现每小时平面进尺0.5米，解决传统顶管机在硬岩中小于0.5mm/min的頂进速度，改善了硬岩地层中顶管机刀具易损坏的状况。

（三）本工法采用薄壁金刚石钻头配合高速切割技术，定制半径式的钢结构抽芯支架，实现钻进效率高、开孔位准确、震动小的目的。

二、适用范围

（一）岩石中管道环钻整取法施工工法适用于顶管管道埋设于硬岩地层中硬岩至管顶高度大于顶管直径1.5倍的工程。

（二）岩石中管道环钻整取法施工工法最佳经济适用于顶进隧洞或顶出隧洞的硬岩地层，长度为0.1-2.0m以内的采用人工抽芯开孔的施工。

（三）岩石中管道环钻整取法施工工法在软硬地层交界处，包括但不限于粘性土、砂类土、砾石、卵石、漂石、较软岩石地层中，孔径应控制在80-120㎜，深度应控制在10-30cm内。

三、工艺原理

（一）根据设计管道外径大小设置十字型的可旋转钢支架体系，钢支架竖向支撑垂直固定，顶端设置手拉葫芦;钢支架横向杆设置可上下调节的活动关节，横向支撑顶端装配了一台抽芯设备。

（二）施工时，沿12、3、6、9点位顺序进行抽芯，抽芯孔位12cm，每次抽芯深度0.5-0.7m，采取套孔抽芯方式，两孔直接重合区域长度控制在5-8cm，抽芯完成后运出抽芯块，沿掌子面打入碎石钉，利用液压钳子撬松石块，并用冲击钻打2入挂钩;工作井外侧布设卷扬机，钢丝绳索一侧固定于卷扬机，一侧挂于石块的挂钩，撤离人员至安全。

四、施工要点

（一）施工准备

1.根据设计图纸和工程地质报告所揭示的地质情况，应采用超前钻打入深度不少于2米，对地质情况进行实际探测，2整平场地后，根据管道中心座标定出管道结构边线、纵横轴线控制桩及深度;2.施工放样结束后，须经监理工程师复核准确无误后方可开工;3.应根据现场实际情况，进行场地布置，合理规划有限空间内的各种物资摆放位置。

（二）测量工作

1.平面的控制线测量精度不低于1/10000，其测角精度不低于20〃;2.标高测量偏差应小于等于±3mm，全高应小于±10mm;3.数据采集采用人工记录方式，并需多人观测记录。

（三）抽芯设备安装

1.安装钻机时要使转轴、横杆、固定钻杆的卡孔三者应在一条竖线上，并经常检查校正;2.主动钻杆硬岩施工时，转动时部摆动较大，必须在钻架上增设导向架，应降低钻进速度，液压自动钻进切换为手动顶进模式，使其沿导向架对中钻进;3.钻杆接头应逐个检查，及时调整，当主动钻杆弯曲时，要用葫芦辅助及时调直;4.供水管不要直接插入钻孔内，应通过带压泵控制出水流速后射入钻孔中。

（四）环钻取芯

1.按规格制作十字钢结构，抽芯机固定在横向杆处应采用螺丝固定方式，便于取芯及设备更换;2.设备架设于洞口处时，可直接进行取芯工作，进尺0.5m后即可将装置放置管道内;3.管道外边缘抽芯工作完成后，应用扁平口的螺纹钢进行外部的敲打，将外部卡缝石块剔除，中部取块应采取碎石分块法平移吊出，取芯深度应控制在2m范围内;4.整体人工取块应设备3-5cm的硬岩于掌子面，方可撤离设备，顶管机硬岩顶进，硬岩破碎后应进行清理，再完成顶管机空推铺管。

五、质量措施

第一，对各工序设置管理点，每道工序严格把关，保证施工质量;第二，环钻的方向和坡度应以设计轴线为基础，并及时复核检查;第三，在钻进期间应采用全站仪或其他经纬仪测量仪器及时复核测量监控，确保开挖线型和开挖净空;第四，工程所用的管材、中间产品和主要原材料等产品进入施工现场时必须进行进场验收并妥善保管;第五，顶管机和管节空推进入接收井后，应及时对顶管管道与洞口间的空隙进行填充止水处理。

六、结语

总之，本技术杜绝了采用硬岩顶管机施工，从而无须在掘进的过程中频繁更换刀具，节省了人员和设备操作空间，进而可大幅度降低施工难度以及施工成本;且其分区分块的取出石块，可有效防止出现开挖面坍塌，地表沉降等问题。因此，在工程中取得了良好的应用成果。

参考文献：

[1].市政排水管道工程施工及验收规程[S].DBJ08-220-1996.

[2].给水排水管道工程施工及验收规范[S].GB50268-2008.

作者简介：陈敬明，海峡宏基建工集团有限公司。