管棚鉆機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀

管棚超前支護(hù)法是近年發(fā)展起來(lái)的一種在軟弱圍巖中進(jìn)行隧道掘進(jìn)的新技術(shù)。管棚法最早是作為隧道施工的一種輔助方法，在軟巖隧道施工中穿越破碎帶、松散帶、軟弱地層，涌水、涌砂層發(fā)揮了重要作用。由于預(yù)埋超前管棚做頂板及側(cè)壁支撐．為后續(xù)的隧道開(kāi)挖奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，且施工快、安全性高、工期短。被認(rèn)為是隧道施工中解決冒項(xiàng)的最有效最合理的施工方法。隨后管棚法被用于城市地下鐵道的暗挖施工，在建筑物密集、交通繁忙的城市中心地區(qū)，采用明挖法施工地下工程必須拆遷大量的地層管網(wǎng)和地面建筑物，隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的呼聲越來(lái)越高及政府對(duì)環(huán)保的日益重視，承包商們不得不放棄既影響交通又不利于環(huán)境保護(hù)的明挖法而改用暗挖施工法，管棚法作為一種重要的暗挖施工法在日本、美國(guó)及歐洲各國(guó)被廣泛采用。管棚鉆機(jī)是管棚法施工技術(shù)中最關(guān)鍵的設(shè)備，它的作用是沿著隧道斷面外輪廓超前鉆進(jìn)并安設(shè)管棚。最早的管棚法施工采用的是普通水平鉆機(jī)，隨著管棚法大量應(yīng)用，專(zhuān)用管棚鉆機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。

中國(guó)地質(zhì)裝備總公司1987年開(kāi)始研制開(kāi)發(fā)專(zhuān)用管棚鉆機(jī)，1989年北京西單地鐵車(chē)站的承建商鐵道部第十六工程局在采購(gòu)管棚法施工設(shè)備時(shí)，中國(guó)地質(zhì)裝各總公司開(kāi)發(fā)研制的土星鉆機(jī)以鉆孔精度高及價(jià)格低而中標(biāo)，并在舉世矚目的北京西單地鐵車(chē)站暗挖工程中獲得成功的應(yīng)用，鐵道部第十六工程局先后購(gòu)買(mǎi)了8臺(tái)士星管柵鉆機(jī) 在工程實(shí)踐中，中國(guó)地質(zhì)裝備公司先后開(kāi)發(fā)了5個(gè)品種的鉆機(jī)并形成系列產(chǎn)品。管棚鉆機(jī)廣泛適用于水電、冶金、公路、建材、國(guó)防等施工單位，適用于中硬及硬巖中的鑿巖工作，更適用于穿鑿預(yù)裂爆破及水平、階梯式爆破深孔，尤其對(duì)開(kāi)邊坡預(yù)裂孔及預(yù)應(yīng)力錨索鉆機(jī)更有其獨(dú)到之處。履帶自行式管棚鉆機(jī)，自帶動(dòng)力，移動(dòng)非常方便。

管棚施工的一般順序?yàn)椋恒@孔并同步跟入無(wú)縫鋼管→洗孔→在鋼管內(nèi)安放鋼筋籠→ 壓力注入水泥漿。跟管鉆進(jìn)中遇到的問(wèn)題及解決措施。

管棚鉆機(jī)排屑困難

由于所鉆鉆孔基本上為水平孔，松散層的土比較潮濕，排出的巖屑多為泥團(tuán)，當(dāng)鉆孔較深時(shí)，排屑十分困難，當(dāng)鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)孔深提鉆時(shí)，發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重巖粉卡鉆。因此在鉆進(jìn)過(guò)程中，嚴(yán)格 控制進(jìn)尺，勤吹孔，必要時(shí)從鉆具內(nèi)和鉆具與套管的環(huán)狀間隙送水洗孔提鉆。

管棚鉆機(jī)偏心鉆頭事故

在施鉆過(guò)程中經(jīng)常發(fā)生偏心鉆頭脫落事故，經(jīng)分析主要原因是偏心橫銷(xiāo)材質(zhì)較差，易斷。當(dāng)事故發(fā)生時(shí)，先拔管，然后用筒狀巖心管取心鉆進(jìn)取出。需改變偏心橫銷(xiāo)的材質(zhì)，選用軸承鋼加工橫銷(xiāo)。

管棚鉆機(jī)管靴事故

在跟管過(guò)程中，主要是通過(guò)跟管鉆具在給進(jìn)破巖的同時(shí)利用管靴與鉆頭上的臺(tái)階 拖著套管同步跟進(jìn)。因此套管靴是主要受沖擊振動(dòng)的部位。當(dāng)鉆孔加深后，套管增長(zhǎng)，摩擦力 大或后部套管被巖粉卡死后，套管管靴很容易被打脫。當(dāng)管靴被打掉時(shí)，在拔出套管后，用公錐取出管靴，再繼續(xù)跟管鉆進(jìn)。防止管靴脫落的主要措施如下：①在動(dòng)力頭與套管之間增加一個(gè)同步給進(jìn)裝置；②管靴與套管實(shí)行鉚焊、點(diǎn)焊聯(lián)接。

管棚鉆機(jī)跟管鉆事故

在跟管鉆進(jìn)過(guò)程中，當(dāng)鉆遇地下隱埋物如鋼筋、硬質(zhì)石英砂巖或土石軟硬不均時(shí)，會(huì)發(fā)生嚴(yán)重蹩鉆，鉆具無(wú)法正反轉(zhuǎn)，遇到此種情況需拔出套管，取心鉆進(jìn)后再跟管鉆進(jìn) 。

管棚鉆機(jī)是世界上最早推出管棚鉆機(jī)的是意大利RODIO公司的管棚鉆機(jī)。隨著一些著名的制造商也相繼推出了專(zhuān)用的管棚鉆機(jī)。如意大利的CASAGRANDE公司、SOILMEC公司、PUNTEL公司、美國(guó)INGERSOLL.RAND公司等。用于管棚施工的鉆機(jī)分為坑道鉆機(jī)、定(導(dǎo))向鉆機(jī)、水平鉆機(jī)、夯管錘及專(zhuān)用管棚鉆機(jī) 長(zhǎng)隧道最好選用專(zhuān)用管棚鉆機(jī)。短隧道如地下立交、地下過(guò)街道可考慮用其它類(lèi)型的鉆機(jī)。世界上最長(zhǎng)的大口徑長(zhǎng)管棚是日本八戶(hù)市一段公路隧道施工采用的管棚，全長(zhǎng)180m，全部采用長(zhǎng)管棚施工， 從隧道兩端設(shè)立了管棚推進(jìn)基地各推進(jìn)90m，水平鉆機(jī)安設(shè)管棚 。

管棚鉆機(jī)開(kāi)孔

開(kāi)孔前以孔口導(dǎo)管為準(zhǔn)調(diào)正鉆機(jī)，套管從導(dǎo)管中穿過(guò)，依導(dǎo)管的方位角 為準(zhǔn)，盡量調(diào)正接近施工設(shè)計(jì)所需的方位角。套管穿過(guò)導(dǎo)管后一頭放在需鉆進(jìn)的地表，用水平尺或連通管調(diào)平套 管，然后將套管調(diào)為上傾2°左右的角度，用鉆機(jī)將套管壓入土中10 cm左右，然后開(kāi)風(fēng)，不 回轉(zhuǎn)鉆具將管子打入土層1 m后回轉(zhuǎn)鉆具跟管，在開(kāi)孔時(shí)發(fā)現(xiàn)套管偏斜等情況時(shí)應(yīng)及時(shí)調(diào)整，保證以后的跟管精度。

管棚鉆機(jī)鉆進(jìn)

鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)以排屑順暢為準(zhǔn)。淺部時(shí)應(yīng)控制進(jìn)尺，以免巖屑太多，排除不及時(shí)產(chǎn)生 回轉(zhuǎn)困難的狀況。鉆進(jìn)中發(fā)現(xiàn)回轉(zhuǎn)阻力大或外套管跟著旋轉(zhuǎn)的情況時(shí)要輕提鉆具吹孔，若遇排渣時(shí)泥團(tuán)過(guò)多應(yīng)往孔內(nèi)注水，放噴排出泥團(tuán)。

反轉(zhuǎn)提鉆：在必要反轉(zhuǎn)提鉆時(shí)可邊沖擊邊反轉(zhuǎn)2圈左右，然后在不停風(fēng)的狀態(tài)下提鉆。

鉆具檢查：每打完一個(gè)鉆孔要檢查偏心鉆頭的收斂和張開(kāi)狀況，注意偏角過(guò)大時(shí)要及時(shí)更換 橫銷(xiāo)或補(bǔ)焊偏心槽。

套管及鉆桿接頭的檢查：套管在連接時(shí)要上緊，當(dāng)有接頭露在外面時(shí)要防止接頭松脫。鉆桿 一定要上緊，防止在反轉(zhuǎn)鉆具時(shí)從鉆桿接頭處反脫 。

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