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水磨钻掘进法在污水顶管施工中的应用

水钻概论

所谓水钻法,就是用岩心钻机(水磨钻机)在岩石表面钻孔取芯进行开挖。通过钻芯机,沿管径外缘钻几个孔,并将孔连接起来。所有孔连接成一个环后,将岩芯与岩壁分离,形成一个圆形的周边自由面,然后钻取剩余的岩芯,将钢楔打入孔中,钢楔锤击挤压岩石时,垂直面上的剪切力和水平面上的拉力同时作用。当挤压压力大于极限拉力和极限剪力之和时,岩石沿水平面被拉,从底部发生剪切断裂。最后,从裂缝中分离出来的石块被机器运出。一轮工序完成后,可进行下一轮钻孔、取心、破碎、外运。这样可以反复循环,直到满足顶管间距要求为止。由于岩心钻机在作业过程中需要用冷却水对钻头进行冷却,以保证钻进过程中不发生淤堵现象,故称之为水钻法


二、水钻法在柳州市的应用

刘东新区位于柳州市东部,属于城市发展东部拓展区,实行分流排水系统。刘东新区官塘污水收集管网第二合同段全长11506m,管径d1200-1800,埋深3-8m,管道需穿越场地、道路、沟渠等,施工条件复杂。沿线地质条件为杂填土、塑性粘土、粉质粘土、砂砾石、泥质粘土、中风化岩、微风化岩等,部分地段有连续或不连续的中、微风化岩,地下水位较高。根据管道地质勘察资料,管道长约200m,位于岩体均匀的微风化白云岩中,其中ew10×e-ew11×e段管道长120mGW4×e-gw5×e段管道长80m,设计管径d1800mm。由于地形、地质和经济的限制,只能采用顶管法。如果采用传统的人工风镐进行开挖施工,将面临施工空间小、施工难度大、工期无保障等困难。沿线居民不允许采用爆破开槽技术,考虑到岩层的特点,有必要采取针对性的特殊方式进行碎石施工水钻开挖法。


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