1、前言

近年来随着各种隧道工程数量的大幅增加，各种支护手段相继出现，而对于在软弱、松散、富水地层中的支护问题,目前国内普遍采用超前加固的工法已得到岩土工程界的广泛认同和应用，超前支护工法目前主要有超前小导管注浆、大管棚管、深孔注浆、水平旋喷桩、水平搅拌桩和水平冻结等而就一次性支护深度来说大管棚管是首屈一指的，目前国外以新奥法、国内近年采用矿山法施工的隧道已广泛采用超前大管棚管支护工法，尽管年来TMD法的使用越来越广泛，即使如此，大管棚管也常常应用于盾构机入口处以及一些较严重的破碎带作为超前支护方法，可想而知大管棚管的认可度就不言而喻了。但是对于传统的管棚管工法来说，也有许多局限性，如支护作业由于受施工环境如场地狭小、土壤质量差等条件的限制，目前广泛采用的管棚管工法，一次性施工距离较短或施工深度较大时，往往偏差过大，不能满足设计要求，美中不足，常在隧道内管棚管施工时进行分段打设，并在分段开挖口处预先设置管棚管工作室，这种传统的管棚管施工方法既费时又费料，回填时施工困难，北京就出现了因工作室回填造成地面道路鼓高500直径6米的事故。近年来，通过在理论上的探索和实践，总结出了一套新的施工方法，可以解决在大管棚管连续施工中设立一个管棚室分段施工的难题，在黄庄试验施工中，一次打设深度可达100多米，取得了很好的效果。本文根据北京地铁工程的特点和要求，对大管棚管高效施工方法进行了深入研究，提出了指导大管棚管高效施工的一套新工法——“导向跟管钻法”。

2、特点

（1）施工适应性强此方法施工不需要开设管棚管工作室可在很多狭小复杂的隧道中进行施工作业；

（2）方向可控性导向跟管钻进法的钻头是楔形的，在钻机水平顶进所产生反力的作用下改变方向；

（3）一次性打设深度较大可超过100米；

（4）成本低、效率高由于限定了水泥浆注入范围,相对注入量大幅减少,每施工速度比深孔注浆提高2倍～3倍,周期缩短；

（5）效果好具有提高复合土体强度、防渗、抗滑、预支撑等多重效果。

3、实用范围

a)管棚管一次性打设深度较大（50米以上）

b)施工场地狭窄无管棚管工作室

4、工艺原理

这种方法是基于非开挖水平定向钻孔技术。这种方法要求在钻井过程中，每钻完一段距离后，测量一次方位角，然后修正方位角。本公司根据这一特点，结合本公司在导向仪器研究与开发方面的优势，提出了利用方位角进行导向并控制钻头沿预定轨道钻进的方法，该方法直接采用工作钢管作为钻杆，在钻头部位安装有线导向仪器，根据钻头在钻进过程中的位置、方向与设计轨迹的差异，采用可调整方向的楔形钻头来改变钻头的钻进方向。钻内安装有专用传感器，传感器通过有线电缆与管路外的显示器相连。显示屏显示钻头的倾角、面向角，把钻头设在12点时，导向板朝下，钻机直接顶进后，由于此时导向板底板斜面面积大，在土体摩擦力作用下，钻头轨迹向上运动。同样，在6点的位置纠偏可以使钻头下钻进，9点和3点分别是左右纠偏方向。在匀速旋转的钻孔过程中，钻杆轨迹基本是平直的。所以利用显示屏反馈的信息来控制导向钻头在施工过程（控制原理见下图）中的方位就是此工法的关键所在。

隧道特殊管棚管支护工法－导向跟管钻进法

5、工法介绍

本工法根据上述原理设计钻杆钻进轨迹，要求是在设计轨迹与初期管棚管搭接部位前2米左右位置处交汇后将角度逐步下调，在一定范围内回归到管棚管打设中心线后水平钻进。