1、前言

近年來隨著各種隧道工程數量的大幅增加，各種支護手段相繼出現，而對於在軟弱、鬆散、富水地層中的支護問題,目前國內普遍采用超前加固的工法已得到岩土工程界的廣泛認同和應用，超前支護工法目前主要有超前小導管注漿、大管棚管、深孔注漿、水平旋噴樁、水平攪拌樁和水平凍結等而就一次性支護深度來說大管棚管是首屈一指的，目前國外以新奧法、國內近年采用礦山法施工的隧道已廣泛采用超前大管棚管支護工法，盡管年來TMD法的使用越來越廣泛，即使如此，大管棚管也常常應用於盾構機入口處以及一些較嚴重的破碎帶作為超前支護方法，可想而知大管棚管的認可度就不言而喻了。但是對於傳統的管棚管工法來說，也有許多局限性，如支護作業由於受施工環境如場地狹小、土壤質量差等條件的限製，目前廣泛采用的管棚管工法，一次性施工距離較短或施工深度較大時，往往偏差過大，不能滿足設計要求，美中不足，常在隧道內管棚管施工時進行分段打設，並在分段開挖口處預先設置管棚管工作室，這種傳統的管棚管施工方法既費時又費料，回填時施工困難，北京就出現了因工作室回填造成地麵道路鼓高500直徑6米的事故。近年來，通過在理論上的探索和實踐，總結出了一套新的施工方法，可以解決在大管棚管連續施工中設立一個管棚室分段施工的難題，在黃莊試驗施工中，一次打設深度可達100多米，取得了很好的效果。本文根據北京地鐵工程的特點和要求，對大管棚管高效施工方法進行了深入研究，提出了指導大管棚管高效施工的一套新工法——“導向跟管鑽法”。

2、特點

（1）施工適應性強此方法施工不需要開設管棚管工作室可在很多狹小複雜的隧道中進行施工作業；

（2）方向可控性導向跟管鑽進法的鑽頭是楔形的，在鑽機水平頂進所產生反力的作用下改變方向；

（3）一次性打設深度較大可超過100米；

（4）成本低、效率高由於限定了水泥漿注入範圍,相對注入量大幅減少,每施工速度比深孔注漿提高2倍～3倍,周期縮短；

（5）效果好具有提高複合土體強度、防滲、抗滑、預支撐等多重效果。

3、實用範圍

a)管棚管一次性打設深度較大（50米以上）

b)施工場地狹窄無管棚管工作室

4、工藝原理

這種方法是基於非開挖水平定向鑽孔技術。這種方法要求在鑽井過程中，每鑽完一段距離後，測量一次方位角，然後修正方位角。本公司根據這一特點，結合本公司在導向儀器研究與開發方麵的優勢，提出了利用方位角進行導向並控製鑽頭沿預定軌道鑽進的方法，該方法直接采用工作鋼管作為鑽杆，在鑽頭部位安裝有線導向儀器，根據鑽頭在鑽進過程中的位置、方向與設計軌跡的差異，采用可調整方向的楔形鑽頭來改變鑽頭的鑽進方向。鑽內安裝有專用傳感器，傳感器通過有線電纜與管路外的顯示器相連。顯示屏顯示鑽頭的傾角、麵向角，把鑽頭設在12點時，導向板朝下，鑽機直接頂進後，由於此時導向板底板斜麵麵積大，在土體摩擦力作用下，鑽頭軌跡向上運動。同樣，在6點的位置糾偏可以使鑽頭下鑽進，9點和3點分別是左右糾偏方向。在勻速旋轉的鑽孔過程中，鑽杆軌跡基本是平直的。所以利用顯示屏反饋的信息來控製導向鑽頭在施工過程（控製原理見下圖）中的方位就是此工法的關鍵所在。

隧道特殊管棚管支護工法－導向跟管鑽進法

5、工法介紹

本工法根據上述原理設計鑽杆鑽進軌跡，要求是在設計軌跡與初期管棚管搭接部位前2米左右位置處交匯後將角度逐步下調，在一定範圍內回歸到管棚管打設中心線後水平鑽進。