1、HDD技術實施城市隧道長管棚施工工法工法編號： FJGFEJ13-2011完成單位：中鐵二十四局集團福建鐵路建設有限公司 福州鐵建建筑有限公司主要完成人：錢寅星 陳再興 嚴麗 鄭耕心 黃斌1 前 言1.0.1 隨著社會經濟的發展和城市道路網的擴展及調整，城市地下行人或行車隧道的應用 越來越廣泛。 由于城市都是在發展到一定規模以后， 才開始修建城市隧道， 因此地下空間非 常有限，特別是在繁華城區，高樓林立，地下管線縱橫交錯，樁基等地下建（構） 筑物密布，地下環境復雜多變， 這給城市隧道施工都帶來了極大的難度和風險。 在城市地下淺埋隧道暗 挖施工中， 控制圍巖的松弛， 控制塌方和地表下沉是施工中的

2、難點和重點， 如何保證長大管 棚的施工精度就顯得非常重要。 HDD技術（即Horizontal DirectionalDrilling ，又稱水平定向鉆進技術， 是非開挖技術的一種） ，是將石油工業的定向鉆進技術與傳統的管線施工 方法結合在一起的一項施工新技術。1.0.2 中鐵二十四局集團福建鐵路建設有限公司 2006 年在廈門明發商業廣場地下行車通 道的施工中，該地下通過的超前長管棚鋼管外壁間距只有5cm, 土層覆蓋層為1.71.8m,必須采用HDD技術敷管施工。針對這一工程難題，中鐵二十四局集團福建鐵路建設有限公司 開展科研攻關，形成了 HDD技術施工城市隧道長管棚關鍵技術，并形成本工法。

3、1.0.3 本工法獲得中鐵二十四局集團有限公司 2007 年科技進步一等獎。1.0.4 經福建省科學技術信息研究所查新,本工法的關鍵技術達到國內領先水平,所編寫 的工法達到國內領先水平。1.0.5 本工法于 2006 年廈門明發商業廣場地下行車通道的超前長管棚首次應用, 隨后在廈 門杏林大橋高崎互通下穿嘉禾路隧道等工程中應用, 在后續的工程建設中進一步得到推廣和 完善。完善。2 特點2.0.1 HDD 技術施工占地面積小,一般不阻礙地面交通不影響人們的日常生活,土方開挖 與回填量很少。2.0.2 HDD 技術施工可沿由多種曲線與直線組合在一起的軌跡中鉆進,在遇到障礙物時, 處理較頂管施工容易。

4、2.0.3 HDD 技術施工不破壞綠地,不影響交通,不產生大氣粉塵,對周邊環境影響很少。1016m可連續顯示鉆頭的深導向原理圖如圖4所示:2.0.4 落后HDD技術施工精度高，施工周期短，有較好的社會效益和經濟效益。3適用范圍本工法可以廣泛用于穿越公路、鐵路、建筑物以及在鬧市區、古跡保護區等條件下，針對隧道工程長管棚控制精度要求高的工程進行施工。本工法適用于沙土、粘土、卵石等地況,工作環境溫度為1545 C,適用于我國大部分非硬巖地區鉆進長管棚的施工。4工藝原理HDD施工長管棚技術是指在不開挖地表的情況下，鉆頭和鉆桿在定向鉆進導向儀的引導下，穿越地層先形成一個導向孔，隨后在鉆桿柱端部換接大直徑

5、的擴孔鉆頭和直徑小于擴孔鉆頭的待鋪設鋼管，在回拉擴孔的同時，將待鋪設的鋼管拉入鉆孔，完成鋪管作業。定向鉆 進導向儀是一套完整的信息系統。它包括智能型的無線抗干擾雙頻探頭或有線探頭發射裝置，手提液晶顯示儀及遠距離同步顯示器，探測深度一般為度、面向角、溫度和電池狀況等信號，以保證施工的順利完成。5施工工藝流程及操作要點5.1施工工藝流程施工工藝流程如圖 5.1所示。二怔航矗 1層卅湎O匸L X -X5向般制單位:nn地面踐放坡纜縄（拉住支架）曙両T代陽mifrU-.IISU-.IIS 11訕施工準開挖工鉆機就導 向 鉆焊接鋼回拖鋼-鉆 機 移管棚注備作坑位進管管位漿圖5.1施工工藝流程5.2操作要

6、點5.2.1準備工作1首先對工地的已有相關資料進行查閱，勘察現場。主要檢查工地的進場路徑、土質 和地層條件、地表地形、有無障礙物、地下管線分布、交通狀況、跟蹤定位系統的干擾源（如 鋼筋條，鐵軌等）及供水條件等情況。2打長管棚前應探測好其準確位置，必要時挖開地面，畫出其縱斷面圖，標明其高程、尺寸及和長管棚的相對位置。發現有管線影響到打長管棚時，應遷改，遷改不了的，則稍調 整一下鉆孔的位置，在工作面上標出各個孔的位置，并對每個孔進行編號。3在鉆孔之前應標出孔位，開鉆前應將長管棚就位的路線測量出來，在此線上立好3根花桿，然后拉線每隔15cm用白漆噴出一點，并測出這些點離長管棚中心線的高程差H,記錄好

7、備用。5.2.2開挖工作坑開挖二處工作坑，鉆機所在一側為工作坑 A,另一側為工作坑 B。用槽鋼或其他支護措施 支護四壁，由于長管棚一般呈門形布置，先打最上面一排管，然后打兩側垂直布置的管。鉆 機所在工作坑 A不能一次開挖到底，需配合鉆孔要求分層開挖；另一側的工作坑 B可一次開挖到底，用支架拖管使其到達回拖的位置。5.2.3鉆機就位1將鉆機吊入工作坑內，固定就位。安裝鉆機要求孔位對正、基礎牢固，依照設計鉆 孔軸線對正鉆機動力軸中心，采用測量儀器測量其軸線及中心高程，確保準確無誤后固定鉆 機。2鉆機設置基礎，基礎采用鋼墊板，鋼墊板與基礎采用膨脹螺栓固定；鉆機安裝達到以下標準：H型鋼軌找平誤差 11

8、.1.2施工情況：該工程淺埋暗挖段采用新奧良法設計和施工，土層覆蓋層為1.71.8m，用長管棚進行支護。普通鉆機糾正方向慢，延誤工期，定向不準確，無法滿足本工程管棚達到鋼管間距 5cm均勻布置的要求，必須采用能夠精確定向的鉆機，采用HDD技術敷管施工。工程位于廈門市繁華路段，車流量大，地下管線多、高壓線多，對施工干擾和導向儀的信號干擾都較大， 加上受交通管制和其他不可避免因素影響，導向鉆進只能白天施工，一臺鉆機一天的進度為2根。工程自2006年8月29日起鉆進第一根管棚，至 2006年10月22日完成全部長管棚 的施工。5UF萬世高邑躱#-1!i= r-r.&盡，代弔JF猶半豐I血非詣:二 人

9、葉追F片:11.1.3工程評價：該工程2006年10月23日通過監理現場驗收。其孔位偏差值最大為32mm小于允許偏差50mm孔徑、長度、深度全部滿足設計要求。工程質量得到業主、設計和監理單位的一致好評。施工中安全得到保證，沒有出現任何安全事故。11.2 廈門杏林大橋高崎互通下穿嘉禾路隧道工程廈門杏林大橋高崎互通下穿嘉禾路隧道分為上下行分離式 4 車道高級公路隧道， 隧道左 線長76 m右線長為57 m。全隧道按新奧法設計和施工，隧道頂距路面僅僅約 67m的高度，下穿部分的土體為人工填砂性黏土，極易塌方，考慮嘉禾路目前是廈門出島唯一的主干道， 開挖過程不能對其的使用造成影響， 設計采用全程長大管棚對開挖段進行超前支護。 開挖后 架設拱形鋼架支撐，形成牢固的棚狀支護結構。該長管棚布設在開挖輪廓線30cm處，采用全斷面環向布置，環向間距為30 cm施工外插角約1 ,管棚使用鋼管為熱軋無縫鋼管0133mn,壁厚6 mm自 2007年 9 月起按本工法施工長管棚,自 2007年 12 月完成管棚敷設, 其孔位偏差值、孔徑、長度、深度全部滿足設計要求,工程質量合格率100%,得到業主、設計和監理單位的一致好評。11.3京滬鐵路南京棲霞山隧道工程京滬鐵路南京棲霞山隧道地段改線工程, 穿越南京市市區, 位于棲霞山站與南京東編組 站之間，線路里程為 K282+600K285+550