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张亚洲1, 2,姚占虎3,张习颖2,杨南2,梁玉强2
ZHANG Yazhou¹,², YAO Zhanhu³, ZHANG Xiying², YANG Nan², LIANG Yuqiang²
摘要: 针对高水压强透水地层条件下盾壳钻孔精度难控、效率偏低、芯棒易掉落等关键技术难题,依托江阴靖江长江隧道工程,基于全站仪三维空间定位方法,搭建局部足尺模型试验平台,模拟先行盾构、后行盾构钻孔工况,设计不同角度钻孔、不同孔道形式、防芯棒掉落三类对比试验,系统开展盾壳取芯钻孔工艺试验研究。在利用全站仪完成孔位中心点确定的基础上,采用“四点一线”定位法辅以激光水准仪校准进行孔口管安装初步定位,再利用数显水平尺进行角度校核;同时提出预留孔道工艺、多钻进防芯棒掉落措施,形成适配复杂工况的施工技术体系。试验结果表明:1)采用“四点一线”定位法辅以激光水准仪校准,并配合试验数显水平尺进行角度复核,可将孔口管与水平面夹角偏差控制在±0.2°以内,小于设计要求的±0.3°;2)12.5°小角度工况下,机加工形成的光滑预留孔道较无预留孔道使钻孔效率提升631.62%,用时缩短91.86%;3)碳刨割除内封板导致的预留孔道表面不平整,虽会造成精度与工效发生一定程度的衰减,但角度偏差仍满足工程要求,综合工效远高于钻通内封板的方案;4)采用钻孔取通前关闭钻孔冲洗+多钻进200 mm的措施,实现了芯棒回收率100%。该工艺成功应用于实际工程现场363个孔位盾壳钻孔施工,取芯平均效率由36 mm/h提升至68 mm/h。研究成果为江阴靖江长江隧道工程高水压强透水地层条件下盾构地中对接盾壳钻孔施工提供了可靠的技术与数据支撑。