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1、南水北调工程西四环地铁站超前管棚支护方案目 录第一章 工程概况3一、工程概况3二、工程地质3三、发展与应用3第二章 管棚支护设计4一、工程特点4二、技术措施4第三章 施工部署8一、钻机8二、钻进速度8三、存在问题9四、施工环境9五、管棚钻机施工操作规程9第四章 施工保证措施11一、质量保证措施11二、工期保证措施12三、文明施工13说明14附图115附图216附图317第一章 工程概况一、工程概况拟建南水北调超前管棚支护工程位于北京市海淀区西四环五棵松地铁站下。设计管线总长30M，针对本工地地层特点，采用同心跟管潜孔锤管棚施工技术进行施工。我方负责使用GPZ100型同心跟管潜孔锤管棚钻机，完成
2、打设10810mm无缝钢管成孔分项工程。二、工程地质北京城区位于永定河洪积冲积扇行地的脊背上，地表层为第四纪冲积物，主要是沙砾石、沙粉土及粘土层呈互层分布，构造较有规律。本次开打的地层以河卵石为主。三、发展与应用始于二十世纪七十年代的水平定向钻进管线铺设技术，综合了传统的道路钻孔、地质钻探和油气井定向钻进技术。这项技术已成为一种完善的施工方法。它应用于穿越河流和水渠、街道、高速公路、铁路、机场跑道、海滩、岛屿、建筑群来进行石油、天然气、自来水、污水及其它流体的管线铺设和电力与电讯电缆的导管傅设等。第二章 管棚支护设计一、工程特点1、本工程位于西环五棵松桥与地铁站下方，所在地层以河卵石层为主。2
3、、因为所要过的地段为重要交通地段，又位于桥与地铁站的下方。因此对地面的沉降要求积高，所以单以小导管注浆法可能会对地面造成沉降，因此采用超前管棚进行支护是可行且有效的方法。二、技术措施在本次施工地段的前方是地铁站，因其对地面的沉降要求极高（不得超过3mm）。这对河卵石层开挖提出了交高的要求，采用超前管支护是目前国际上常用的方法。由于这一方法在国内尚不成熟，甲方要求我们打设实验孔进行实验。 自2007年4月15日5月14日，依照设计及设计变更要求，共完成管棚试验孔5根，累计完成工程量 米。第一根日期打设开始时间打设结束时间顶进压力（MPa）打设长度打进用时4月15日21：0322：044.71m1
4、小时1分4月15日22：0423：324.91.5m1小时32分4月16日9：209：305.82m9小时58分4月16日9：319：585.03m27分4月16日10：0010：154.54m15分4月16日10：1510：305.05m15分4月17日2：202：4510.46m16小时15分4月17日2：453：3710.67m52分4月17日3：374：4510.68m1小8分4月17日5：015：2210.49m21分4月17日5：225：4810.210m26分4月17日5：486：4410.011m56分4月17日6：458：269.512m1小时49分4月17日8：509：23
5、8.013m33分4月17日9：2310：3310.014m1小时10分4月17日10：3411：049.714.5m30分第二根日期打设开始时间打设结束时间顶进压力（MPa）打设长度打进用时4月18日19：1319：3081m17分4月18日19：3020：2582m55分4月21日14：0923：5983m9小时50分4月21日23：591：3584m1小36分4月22日1：353：4785m2小时174月22日3：477：0686m3小时19分4月22日7：0616：3087m9小时24分4月22日16：3020：1388m3小时43分4月22日20：131：0089m4小时47分4月2
6、3日1：004：08810m3小时8分4月23日4：0813：511011m9小时43分4月23日13：5114：551012m1小时4分4月23日15：0516：101013m1小时5分4月23日16：1017：151014m1小时5分4月23日17：1518：101015m55分第三根日期打设开始时间打设结束时间顶进压力（MPa）打设长度打进用时4月25日3：303：4481m14分4月25日3：446：3082m2小时46分4月25日6：3012：0683m5小时36分4月25日12：0612：3884m32分4月25日12：3813：2085m42分4月25日13：2013：4586m
7、25分4月25日13：4514：2787m42分4月25日14：2714：5088m23分4月25日14：5015：3589m45分4月25日15：4016：00810m20分4月25日16：0516：33811m28分4月25日16：4017：10812m30分4月25日17：1017：42813m32分4月25日17：4218：04814m22分第四根日期打设开始时间打设结束时间顶进压力（MPa）打设长度打进用时4月27日19：53 4：555：3081m35分4月27日5：307：2782m1小时57分4月27日7：308：0583m35分4月27日8：059：1864m1小时13分4月
8、27日9：209：3765m17分4月27日9：3710：215.56m44分4月27日10：2110：425.87m21分4月27日10：4211：4068m58分4月27日11：4011：535.69m13分4月27日11：5312：12610m19分4月27日12：1214：305.511m2小时18分4月27日14：3014：505.512m20分4月27日14：5015：12513m22分4月27日15：1215：33514m23分4月27日15：3317：055.415m1小时32分通过前期的实验数据得出这一方法是可行的。真对实验孔所出现的问题我们采取了一下的措施进行补救：本工地为
9、自稳性极差的沙砾石.漂石地层，采用同心跟管潜孔锤施工工艺，在历时1个月的管棚打设施工过程中，我们对每根管棚试验孔的各种施工技术统计数据、施工情况进行分析，并会同与有关业内专家进行探讨后，得出以下结论。1各种钻进参数的收集管棚试验孔打设施工时，各种钻进参数的收集及实验技术数据的采集。通过我方对统计数据的分析认为：管棚试验孔单根15米孔的完成平均时间为15小时，钻进速度为1米/小时。后期正式施工时，合理掌握钻进参数，每根15米孔的完成平均完成时间为10-12小时，钻进速度可达到1.5米/小时。2. 施工进度及为后期正式施工组织方案提供依据， 待设计方案确定后，我方将提供完善的施工组织方案。3获得的
10、经验教训为后期正式施工提供可靠的质量、进度、安全等保障。4. 管棚试验孔打设施工过程中，出现4次外管打断，3次潜孔锤轴销打断，内钻头脱落等情况，说明：A 我方施工人员在自稳性极差的沙砾石.漂石地层中施工时，经验不足，钻进参数掌握的不合理。B 真对4次断管，我方采取以下措施。在钻进过程中每次在返渣时把风先关了等内管回拉到位时再开风进行吹渣（这样可能使钻进的进度放慢，如返渣的效果不理想的话可能要返复的吹上几次，可能不能安以前预定的时间打完）。因此每打设一根用时可能在12-15小时，平均1-1.2米/小时。C 外管及潜孔锤轴销的材质或销径需要提高或增大。D 每根钻孔施工前，必须对潜孔锤总成，进行认真
11、检查、清洗。确保一次成孔率。外管及潜孔锤轴销的材质需要调整，建议采用辽宁鞍山钢铁公司生产的DZ40、11010mm地质专用管材。其他各部件未发现异常。 第三章 施工部署一、钻机1. 钻机及各相关配套设备性能匹配钻机设计合理。分体式设备，移动性较好；钻机额定推进力、提升力、扭矩均能满足施工要求；泵站系统压力及系统流量均能满足钻机性能要求；钻机操作、组装简单、快捷、安全稳固；现场使用的空压机能满足2台钻机同时工作，若后期施工中，需要3-4台钻机在同一工作面施工时，需增设1台空压机或空压机增压设备。若受现场条件限制，无法增设空压机或空压机增压设备时，建议设计时，增大钻孔孔径，采用12710mm无缝钢
12、管，成孔孔径130mm。管径增大后，可选用低压、高频潜孔锤总成，选择2台钻机同时进行施工，可有效提高钻进速度，确保工程进度。二、钻进速度 1各种钻进参数的收集通过我方对统计数据的分析认为：管棚试验孔单根15米孔的完成平均时间为15小时，钻进速度为1米/小时。但由于断管的原因在打设过程中要放慢速度以保证成孔率，所以在后期正式施工时可能有所加长，根据掌握钻进参数，每根15米孔的完成平均完成时间可增加为12-15小时，钻进速度可达到1-1.2米/小时。三、存在问题本工地位于自稳性极差的沙砾石.漂石地层，采用同心跟管潜孔锤施工工艺，在历时1个月的管棚打设施工过程中，5个钻孔的钻孔轨迹均出现向左上方偏斜
13、的情况。具我方多年的施工经验及国内、外同行、专家普遍认可，在自稳性极差的沙砾石.漂石地层，采用同心跟管潜孔锤施工工艺，在碎岩机理上还没有好的方法，解决钻孔轨迹偏斜的问题，还有待与各位同行、专家共同探讨、请教。我方建议，待管棚试验孔开挖后，准确测量出，钻孔轨迹的偏斜数据，在后期正式施工时，向与之相反的角度方向开孔，以满足施工要求。四、施工环境配套GPZ100型工业空气净化器，是在管棚试验孔打设施工中，开始设计制造的，第一台样机目前使用时，有一定的效果，但不能满足隧道内现场施工防尘要求。需增大2000升风力/小时，再增加防尘雾化装置。相信正式施工时，每台钻机都配备一台经过改进后的空气净化器，工作室内现场送风，工作人员佩带防尘面具，应基本满足后期正式施工时，工作室内的防尘要求。五、管棚钻机施工操作规程1.技术人员与甲方
