淺談軟弱圍巖隧道預(yù)支護(hù)方法的現(xiàn)狀及發(fā)展

1、2014年土木工程概論課程研究報告淺談軟弱圍巖隧道預(yù)支護(hù)方法的現(xiàn)狀及發(fā)展 姓名 馬濤 學(xué)號 0103120929 姓名 張國茂 學(xué)號 0103120930 姓名 彭豐 學(xué)號 0103120933 摘要：在閱讀文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，明確軟弱圍巖隧道預(yù)支護(hù)的方法的現(xiàn)狀及發(fā)展，了解現(xiàn)行預(yù)支護(hù)方法的應(yīng)用和發(fā)展，論述了其設(shè)計原理，工藝流程，技術(shù)要點，適用范圍以及對預(yù)支護(hù)方法未來發(fā)展的展望。關(guān)鍵詞：隧道 預(yù)支護(hù) 錨桿 管幕 管棚1 前言 將來，在快速開挖軟弱圍巖隧道時，預(yù)支護(hù)方法將大大改進(jìn)，或者采用新的預(yù)支護(hù)加以更換。如果在開挖軟弱圍巖隧道用熱或者激光的方法，那么對于預(yù)支護(hù)系統(tǒng)將有另外的要求。根絕威利斯和斯通的預(yù)

2、測，在1970到1985年期間軟弱圍巖隧道開挖速度的進(jìn)展，將為預(yù)支護(hù)方法所限制，因此需要加以改進(jìn)。（蘇聯(lián)，1972年） 隧道具有所處地質(zhì)條件復(fù)雜多變，遇到意外情況比較多，工程定位、設(shè)計、施工方法都必須隨時作相應(yīng)調(diào)整；施工作業(yè)面窄，能容納的勞動力和機(jī)械設(shè)備受到限制，對工業(yè)化、機(jī)械化設(shè)工要求高等特點。這就要求著軟弱圍巖隧道在安全的前提下能快速開挖出來，而開挖軟弱圍巖隧道的速度又將受到預(yù)支護(hù)方法的限制，因此這就迫切需要我們對隧道預(yù)支護(hù)提出更多有效的方法。2 軟弱圍巖隧道預(yù)支護(hù)的方法 超前預(yù)支護(hù)體系就是在松散或極破碎自穩(wěn)性差圍巖的隧道開挖之前, 在掌子面前方的自然地層里, 沿隧道橫斷面設(shè)置一個象拱殼的

3、承載體, 支撐頂部不穩(wěn)定巖土體或加固掌子面前方的自然地層, 從而保證掌子面及地層的穩(wěn)定, 減少地表沉降量。（ 劉得旭，程 杰 07） 傳統(tǒng)的隧道施工, 在松散或極破碎地層、洞室穩(wěn)定性差時, 為防止開挖中拱頂坍塌, 采用打插鋼板、木板或型鋼, 即所謂的插板法?，F(xiàn)代常用的超前預(yù)支護(hù)方法有超前錨桿、超前小導(dǎo)管、超前管棚法、水平旋噴注漿、機(jī)械預(yù)切槽法和管幕法等。2.1 超前錨桿 超前錨桿是指沿開挖輪廓線以一定的外插角, 向開挖面前方鉆孔安裝錨桿, 形成對前方圍巖的預(yù)錨固, 在提前形成的圍巖錨固圈的保護(hù)下進(jìn)行開挖等作業(yè)。錨桿超前支護(hù)的柔性較大, 整體剛度較小。它主要適用于地下水較少的破碎、軟弱圍巖的隧道

4、工程中, 如裂隙發(fā)育的巖體、斷層破碎帶等淺埋無顯著偏壓的隧道。采用風(fēng)槍、鑿巖機(jī)或?qū)Ｓ玫腻^桿臺車鉆孔, 錨固劑或砂漿錨固, 其工藝簡單、工效高。超前錨桿的長度、環(huán)向間距、外插角等參數(shù), 應(yīng)視圍巖地質(zhì)條件、施工斷面大小、開挖循環(huán)進(jìn)尺和施工條件而定。（沈景釗, 榮傳新 04）2. 1.1 工藝流程打超前錨桿眼掃眼拆卸后面的超前錨桿安裝超前錨桿打迎頭炮眼爆破出矸架棚進(jìn)行下一循環(huán)。2. 1.2 施工方法( 1) 超前錨桿沿棚梁外邊布置, 間距為200 400mm, 如果巖層較松軟破碎, 間距為200mm 左右, 如果巖( 煤) 成塊狀, 間距增大至400mm左右。( 2) 要有足夠的數(shù)量, 其數(shù)量的多少

5、視棚梁長度和錨桿排列的間距而定, 加工時, 一般不少于兩組, 以便交替使用。( 3) 操作使用機(jī)具有: 風(fēng)鉆、大錘、手拉葫蘆、鋼絲繩等。用風(fēng)鉆打眼, 用大錘將錨桿緩緩砸進(jìn)眼孔內(nèi), 錨桿安裝完畢。( 4) 將后排錨桿用鋼絲繩拴在錨桿的尾鉤上, 用手拉葫蘆將錨桿拔出。如果迎頭使用扒矸機(jī), 則可將扒斗摘下, 用扒矸機(jī)鋼絲繩掛在錨桿的尾鉤上, 開啟扒矸機(jī), 將錨桿緩緩拉出。2.1.3 應(yīng)用優(yōu)缺點： 隧道開挖后，桿件及周邊固結(jié)的部分圍巖支撐上覆巖土體，防止圍巖坍塌，減少懂事的變形。在破碎巖石地層中，該方法工藝簡單，造價低，應(yīng)用十分廣泛 。 但在砂土質(zhì)松軟地層中，因砂漿與粘土體粘結(jié)力較低，限制了應(yīng)用；同時

6、因為一次施工距離短，預(yù)支護(hù)剛度小，在地應(yīng)力較大、地層位移控制嚴(yán)時，也限制了它的使用。2.2 超前注漿小導(dǎo)管 超前注漿小導(dǎo)管是在開挖前沿坑道周邊向前方圍巖內(nèi)打入帶孔小導(dǎo)管, 并通過小導(dǎo)管向圍巖壓注起膠結(jié)作用的漿液, 待漿液硬化后, 坑道周圍巖體就形成了有一定厚度的加固圈。在此加固圈的保護(hù)下即可安全地進(jìn)行開挖等作業(yè)。漿液被壓注到巖體裂隙中并硬化后, 不僅將巖塊或顆粒膠結(jié)為整體起到了加固作用, 而且填塞了裂隙, 阻隔了地下水向坑道滲流的通道, 起到了堵水作用。因此, 超前注漿小導(dǎo)管不僅適用于一般軟弱破碎圍巖, 也適用于含水的軟弱破碎圍巖。小導(dǎo)管的布置和安裝、注漿材料的選擇、注漿材料的配比要根據(jù)圍巖的

7、地質(zhì)條件、裂隙類型和大小等條件而定。2.2.1 支護(hù)機(jī)理分析超前注漿小導(dǎo)管的施做，使得掌子面圍巖開挖后，產(chǎn)生不同于未施做時的二次應(yīng)力狀態(tài)另一方面，通過高壓注漿改變了巖體的結(jié)構(gòu)參數(shù)通過這兩方面的作用，在未經(jīng)開挖的巖土體中形成剛度較大的加固圈，提高了巖土體的穩(wěn)定性，使得隧道開挖時，圍巖塑性區(qū)出現(xiàn)的時間得到延緩并使圍巖的塑性區(qū)減小通過小導(dǎo)管向巖土體內(nèi)注入漿液，不但提高了巖土體的力學(xué)性能指標(biāo)，還起到了防水的作用總之，超前注漿小導(dǎo)管技術(shù)的支護(hù)機(jī)理分析可以從兩方面來考慮：小導(dǎo)管的注漿加固機(jī)理和結(jié)構(gòu)作用（周興國，高永濤，盧宏建，韓曉強(qiáng) 2010)（1）小導(dǎo)管的注漿加固機(jī)理超前注漿小導(dǎo)管支護(hù)技術(shù)在使用過程中，

8、通過小導(dǎo)管上的出漿孔，將漿液均勻地壓注到圍巖中，以達(dá)到加固圍巖的作用在超前注漿小導(dǎo)管支護(hù)技術(shù)中，采用填充注漿、滲透注漿、劈裂注漿或擠密注漿等機(jī)理，在化學(xué)膠結(jié)作用、惰性填充作用和離子交換作用下，可以改良巖土的現(xiàn)有的性質(zhì)或從根本上改變巖土的物理化學(xué)性質(zhì)，從而在被注范圍內(nèi)產(chǎn)生一種新的物質(zhì)被注漿加固介質(zhì)強(qiáng)度的增長是一種受多種因素制約的復(fù)雜的物理化學(xué)過程漿液與界面的結(jié)合形式、漿液飽和度、時間效應(yīng)以及灌漿材料對注漿效果起著重要的作用（2）小導(dǎo)管的結(jié)構(gòu)作用小導(dǎo)管隨著注漿后圍巖強(qiáng)度的增長起到了錨桿、棚架和錨桿樁等多重作用，使得被加固區(qū)圍巖密實，整體穩(wěn)定性增大，可達(dá)到理想的開挖條件a.錨桿作用小導(dǎo)管的錨桿作用機(jī)

9、理如同錨桿的錨固機(jī)理，主要有聯(lián)接原理、組合梁原理和均勻壓縮拱原理三種在隧道的超前支護(hù)中，三種作用原理同時存在，但究竟以哪種原理為主，要根據(jù)地質(zhì)條件、工藝、和小導(dǎo)管的布置方式綜合分析，往往是兩種或三種的綜合作用b.棚架作用小導(dǎo)管的棚架作用指小導(dǎo)管施做完成后，進(jìn)行隧道開挖施工時，小導(dǎo)管以靠近掌子面的鋼支撐和前方未開挖的部分巖土體為支點，在縱向支撐起中間部分的巖土體，起縱向梁作用c.錨桿樁作用超前注漿小導(dǎo)管支護(hù)中，小導(dǎo)管的一端與鋼拱架固定鏈接通過注漿，小導(dǎo)管全長與巖土體膠結(jié)咬合，并且形成“殼狀”加固圈，當(dāng)加固圈承受圍巖松散壓力時，小導(dǎo)管便起到錨桿樁的作用2.2.2 超前注漿小導(dǎo)管的施工工藝(1) 小

10、導(dǎo)管安裝: 按照設(shè)計要求制作小導(dǎo)管，現(xiàn)場確定孔位并進(jìn)行鉆孔施工，鉆孔完成并進(jìn)行檢查后即可開始小導(dǎo)管的安裝;(2) 注漿施工: 小導(dǎo)管安裝完成后，進(jìn)行堵孔，堵孔后先進(jìn)行壓水試驗，通過壓水試驗來尋找并擴(kuò)充漿液的通路，進(jìn)而確保漿液能夠注入需加固的松散體。壓水試驗后，把配置好的漿液加入注漿機(jī)，由下至上的順序進(jìn)行注漿施工，如遇串漿或跑漿則隔孔灌壓。注漿快結(jié)束時一般采用終壓和注漿量雙控制，單根管壓力達(dá)到終壓標(biāo)準(zhǔn)( 注漿量不少于80%) 或注漿量達(dá)到設(shè)計注漿量無漏漿現(xiàn)象。注漿時，對每根小導(dǎo)管應(yīng)有序地一次注漿到位，否則每根管的注漿液互相干擾，易形成堵管，影響注漿效果; (3) 注漿后檢查:注漿完成后，必須待漿

11、液達(dá)到固結(jié)時間后，方可進(jìn)行下一循環(huán)的開挖施工，在開挖過程中注意檢查漿液滲透和上部破碎圍巖的固結(jié)情況.2.2.3 注漿小導(dǎo)管的施工特點:(1)超前小導(dǎo)管施工簡易，應(yīng)急速度快，比超前錨桿支護(hù)能力大； (2)比管棚簡單易行、靈活、經(jīng)濟(jì)、施工速度快，但支護(hù)能力較弱； (3)格柵內(nèi)空間被噴射混凝土充填，其表面被覆蓋，所形成的初期支護(hù)具有較強(qiáng)的承載能力，并有一定的防水性能；(4)與圍巖緊密粘結(jié)，形成一個剛度較接近的共同變形體，易形成有效的壓力拱，使隧道結(jié)構(gòu)受力條件趨于合理。2.3 水平旋噴注漿水平高壓旋噴注漿技術(shù)是利用水平鉆機(jī)水平或略向上仰成孔, 沿隧道拱部外緣進(jìn)行高壓旋噴注漿作業(yè),形成水平旋噴水泥柱體,

12、 使之相互搭接形成拱棚, 在它的保護(hù)下開挖上部斷面。水平旋噴注漿的技術(shù)關(guān)鍵主要有旋噴成拱的設(shè)計厚度、旋噴工藝、旋噴樁的成樁質(zhì)量、地表沉降和隆起控制等（王銀獻(xiàn), 陳浩生 2004）2.3.1水平旋噴注漿法的工作原理水平旋噴注漿是高壓注漿法之一, 是在靜壓注漿加固地基基礎(chǔ)上, 應(yīng)用高噴射注漿技術(shù)而發(fā)展起來的一項土體加固的新技術(shù)。水平旋噴樁是以高壓泵為動力源, 通過水平鉆機(jī)鉆桿將帶有特殊噴嘴的注漿管置入土層的預(yù)定位置后, 噴嘴把配置好的漿液噴射到土體內(nèi), 噴射流以巨大的能量將一定范圍內(nèi)的土體射穿,并在噴嘴做緩慢旋轉(zhuǎn)和進(jìn)退的同時切割土體, 強(qiáng)制土顆粒與漿液攪拌混合, 待漿液凝固后, 形成水平圓柱狀水泥

13、土固結(jié)體即水平旋噴樁。當(dāng)旋噴樁相互結(jié)合后, 便以同心圓形式在隧道拱頂及周邊形成封閉的水平旋噴帷幕體, 起到防流砂、抗滑移、防滲透的作用。水平旋噴樁形成的固結(jié)體和對周邊圍巖的加固, 可以顯著提高圍巖的級別。2.3.1水平旋噴注漿工藝流程： （1）對施工掌子面進(jìn)行棚舍混凝土處理，并將連接法蘭預(yù)埋在掌子面墻中。 （2）將止?jié){器安裝于鉆機(jī)主鉆架的前端上部。 （3)將鉆機(jī)定位于需要鉆孔的位置，并將止?jié){器與連接法蘭連接牢固密封嚴(yán)密。將溢漿管閥門打開，將鉆機(jī)的高壓噴射注漿鉆桿插至連接法蘭部位，開動鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔。 (4)利用水泥漿液自孔底進(jìn)行高壓噴射注漿，邊噴邊旋轉(zhuǎn)邊后退，完成設(shè)計注漿長度后，停止注漿。根據(jù)工

14、程設(shè)計要求，課通過溢漿管向掌子面墻內(nèi)的施工孔中進(jìn)行壓力補(bǔ)漿，以確保該樁孔中的成樁漿體壓力和成樁質(zhì)量。 (5)關(guān)閉溢漿管閥門，將鉆桿退至板閥腔外，將板閥關(guān)閉，在將鉆桿完全退出止?jié){器，并將止?jié){器后端的密封腔、定位腔和連接法蘭完全分離。 (6)待高壓噴射注漿樁體接近膏體時，將止?jié){器前端的板閥腔與連接法蘭完全分離。 (7)可根據(jù)設(shè)計需要在鉆孔中插入芯材，芯材為鋼筋，鋼筋束或鋼管。（柳建國，劉鐘，劉波等 2008） 2.3.3特點 ( 1) 可在地層中形成一個完整的水泥土拱殼, 受力情況較管棚有明顯的改善。 ( 2) 水泥漿的用量及切削土體的方向可以控制,各旋噴樁重疊比較規(guī)則。 ( 3) 水平旋噴預(yù)襯砌

15、只在地層中形成一個完整的水泥土拱殼, 同等條件下, 其耗用的水泥量少于固結(jié)注漿。 ( 4) 因組成預(yù)襯砌的旋噴樁的直徑、方向可以控制, 形成的襯砌體較固結(jié)注漿開挖后形成的襯砌體均勻, 且強(qiáng)度也更高。（李遠(yuǎn)寧, 段玉剛, 吳 勝 2001）2.4 機(jī)械預(yù)切槽法 在山體中建造的任何地下洞室, 會使地層中原有的約束力消失從而迅速地釋放洞室周邊的這些約束力。這種應(yīng)力釋放對后期粘聚力減少的地層的穩(wěn)定性極為不利, 在隧道中這種應(yīng)力釋放還會在工作面的前方產(chǎn)生。用預(yù)置拱圈作為拱頂支的主要優(yōu)點是其支護(hù)在開挖作業(yè)之前就建好了, 因此這些土方工程完全可坦安全地在幾乎無延性的堅固結(jié)構(gòu)的防護(hù)下進(jìn)行。預(yù)置拱圈還可以用極短

16、的縱向“進(jìn)距"( 約為60 7 0 c m )來施作。這適合應(yīng)用于實際上沒有粘聚力的地層。此外, 預(yù)置拱圈雖然不易變形, 但是它能保護(hù)其相鄰地層的穩(wěn)定。這樣可以把地層沉降限制到最小程度, 實際上,可小到不遜于用新奧法所獲得的結(jié)果。除了這種通常的優(yōu)點外, 與諸如旋噴注漿或管棚支護(hù)等主要方法相比較它還具有簡易、施工速度快和經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點, 從而提供了一種特別有利于在城市區(qū)域使用的方法。2.4.1 施工原理: 用在隧道施工中的機(jī)械預(yù)切槽法是在隧道掌子面開挖之前, 光川一臺鋸割機(jī)械沿著漣道拱背線切割出一條寬為4 一35 c m 的切槽, 隨后于將切槽所界定的掌子面開挖出來。在硬巖的條件下, 這條

17、切槽是空的, 利用它作為爆破開挖的臨空面。在松散地層中, 這條切槽則用混凝土充填成為預(yù)置拱圈, 然后就可在其下進(jìn)行開挖。（王華 97）2.4.2 預(yù)切槽已獲得廣泛的應(yīng)用，其主要優(yōu)點為：(1)地層的自然特征和應(yīng)力分布規(guī)律不會受到影響，因為預(yù)先切槽后立即充填，不會引起減壓。(2)切槽是均勻和光滑的，消除了超挖。(3)臨時支撐的大量減少使得接近開挖面比較容易, 這就有可能采用高效率的開挖設(shè)備。(4)預(yù)成拱混凝土和地層緊密接觸, 故接觸注漿量將顯著減少。(5)因為減壓和沉陷幾乎被遏止, 使人和周圍建筑物的安全程度大大高。隧道進(jìn)度大大加快。(6) 將來, 預(yù)切槽的寬度還要進(jìn)一步增加, 以使預(yù)成拱更厚更堅

18、固以致不再需要任何臨時支撐,還可做永久襯砌。2.4.3 最新研制成果： 法國最新研制的用于典型雙軌隧道的預(yù)切槽機(jī)由下列部件組成: 1) 一個類似于大鏈鋸的切割頭;2)一個理想隧道剖面形狀的齒軌;3) 一個在結(jié)構(gòu)上起加固穩(wěn)定作用的安裝導(dǎo)軌的龍門架; 4) 兩個獨(dú)立的運(yùn)載裝置,一邊一個, 在設(shè)計上各不相同, 取決于工程設(shè)計方案的要求。（宋愛志 94）2.5 超前管棚 管棚是指利用鋼拱架沿開挖輪廓線以較小的外插角, 向開挖面前方打入鋼管構(gòu)成的棚架來形成對開挖面前方圍巖的預(yù)支護(hù)。采用長度小于10 m 的鋼管, 稱為短管棚; 采用長度為10 m 45 m且較粗的鋼管, 稱為長管棚。管棚因采用鋼管或鋼插板

19、作縱向預(yù)支撐, 又采用鋼拱架作環(huán)向支撐, 其整體剛度較大, 對圍巖變形的限制能力較強(qiáng), 且能提前承受早期圍巖壓力。因此管棚主要適用于圍巖壓力來得快來得大、對圍巖變形及地表下沉有較嚴(yán)格要求的軟弱、破碎圍巖隧道工程中, 如土砂質(zhì)地層、強(qiáng)膨脹性地層、強(qiáng)流變性地層、裂隙發(fā)育的巖體、斷層破碎帶、淺埋有顯著偏壓等圍巖的隧道中。此外, 采用插板封閉較為有效; 在地下水較多時, 可利用鋼管注漿堵水和加固圍巖。短管棚一次超前量少, 基本上與開挖作業(yè)交替進(jìn)行, 占用循環(huán)時間較多, 但鉆孔安裝或頂入安裝較容易。長管棚一次超前量大, 雖然增加了單次鉆孔或打入長鋼管的作業(yè)時間, 但減少了安裝鋼管的次數(shù), 減少了與開挖作

20、業(yè)之間的干擾。在長鋼管的有效超前區(qū)段內(nèi), 基本上可以進(jìn)行連續(xù)開挖, 也更適于采用大中型機(jī)械進(jìn)行大斷面開挖。管棚的各項技術(shù)參數(shù)要視圍巖地質(zhì)條件和施工條件而定.2.5.1 受力原理超前管棚支護(hù)是在擬開挖的隧道、地下洞室等開挖外輪廓周邊上, 間隔一定的間距, 沿洞軸以一定的外插角鉆孔, 安裝慣性矩大的鋼管, 然后進(jìn)行注漿固結(jié)的一種預(yù)支護(hù)措施。其工作原理為: ¹ 通過管棚注漿, 使拱頂預(yù)先形成加固的保護(hù)環(huán)。而加固環(huán)發(fā)揮/ 承載拱的作用, 承受拱上部的地面荷載和巖層重量, 使拱內(nèi)部圍巖僅承受拱部圍巖的形變壓力, 從而創(chuàng)造了理想的開挖條件。º 當(dāng)超前管棚沿隧道開挖輪廓周邊密布時, 加固

21、環(huán)的變形變小, 傳遞給隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)的上部荷載大大減小, 同時通過環(huán)形固結(jié)層與管棚, 將拱部圍巖拉應(yīng)力R1 在0159 2191 MPa 之間, 最大壓應(yīng)力R3 在- 1174 - 315MPa 之間, 雖然最大主應(yīng)力較TIME6 有所減小, 但高應(yīng)力區(qū)分布范圍顯著增大, 最大主應(yīng)力的減小主要是由于模型的邊界引起的。表土施工及襯砌完畢后, 井壁最大剪應(yīng)力0187 1197 MPa 范圍內(nèi), 均滿足混凝土材料強(qiáng)度要求。（林希鶴 , 盧清國 , 馬艷春06）2.5.2 管棚施工工藝流程 1 施工準(zhǔn)備（1) 在熟悉設(shè)計圖紙的基礎(chǔ)上, 進(jìn)一步調(diào)查地質(zhì)情況, 按其地質(zhì)特性確定注漿類型。（2) 通過試驗確定

22、或調(diào)整注漿半徑、注漿壓力和單管注漿量。(3) 加工導(dǎo)管, 準(zhǔn)備施工機(jī)具和器材。 2 定向和布孔管棚定向可采用以下兩種方法:(1) 安裝定向套管, 套管采用比鉆頭稍大的鋼管, 一般情況下,取2 m 即可, 套管的方向決定鉆孔方向, 固定在鋼架上。(2) 采用掛線定向, 距離以10 m 為宜, 通過前后兩點掛線確定管棚的方向, 在定向時應(yīng)考慮線路縱坡對外插角的影響。 3 鉆孔、安裝鋼管鉆孔前先噴混凝土封閉掌子面, 以防漏漿, 而后測量布孔, 在設(shè)計孔位點上標(biāo)記, 然后用風(fēng)動鑿巖機(jī)鉆孔, 開孔時, 先輕壓慢速鉆進(jìn), 以保證開孔質(zhì)量。鉆進(jìn)中用測斜儀量鉆孔方向, 發(fā)現(xiàn)偏斜超過設(shè)計要求, 及時糾正。成孔后

23、, 用吹管或掏勺將孔內(nèi)砂石吹(掏) 出,以免堵塞。成孔檢查合格后, 人工推送鋼管入孔, 管口用麻絲和錨固劑封堵。 4 注漿施工 (1) 注漿準(zhǔn)備管棚安裝完成后, 旋上孔口閥, 連接注漿管路。利用注漿泵先壓水檢查管路是否漏水, 設(shè)備狀態(tài)是否正常, 而后再做壓水試驗, 以沖洗巖石裂隙, 擴(kuò)大漿液通路, 增加漿液充塞的密實性, 核實巖石的滲透性。 (2)漿液配制在注漿前由試驗確定漿液比、注漿壓力等注漿參數(shù)。漿液配比選擇要考慮巖石裂隙情況及漿液擴(kuò)散半徑, 現(xiàn)場通過試驗確定, 配制漿液時, 要注意加料順序和速度, 防止?jié){液結(jié)塊。 (3) 施工步驟清孔后, 按由下至上的順序施工, 漿液先稀后濃, 注漿量先

24、大后小, 如遇串漿或跑漿則隔孔灌壓。（4） 結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)采用終壓和注漿量雙控制, 以單管設(shè)計注漿量為標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)注漿壓力達(dá)到設(shè)計終壓不小于20 min, 進(jìn)漿量仍達(dá)不到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)時, 也可結(jié)束注漿。（5） 效果檢查開挖檢查漿液滲透及固結(jié)狀況, 根據(jù)壓力漿量曲線分析判斷, 沒達(dá)到設(shè)計要求時, 應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)孔注漿。 （聶賢海 07）2.5.3 管棚施工技術(shù)特點（1）大管棚剛度大、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、所形成的拱棚承載能力強(qiáng)；（2）一次支護(hù)長度大，可以減少超前支護(hù)的次數(shù)，縮短施工時間；（3）由工程經(jīng)驗得知，大管棚預(yù)注漿支護(hù)效果可靠，勞動消耗量相對較少，雖然材料費(fèi)用要高些，但安全系數(shù)也能相對提高，可望能有效地保持隧道周邊圍巖

25、的穩(wěn)定，提高施工安全。2.5.4 適用范圍超前管棚是在隧道施工時, 為保證施工安全, 在軟弱及不良地質(zhì)地帶采用大管棚超前支護(hù), 注漿加固后再進(jìn)行開挖的一種輔助施工措施。當(dāng)隧道通過軟弱地層、洞口淺埋及偏壓段、地質(zhì)破碎帶、滑坡體、洞內(nèi)斷層、洞身線路跨越其他交叉線路結(jié)構(gòu)物距離較近等不良地質(zhì)地段時, 圍巖自穩(wěn)能力較差, 應(yīng)及時采取有力的支護(hù)措施, 減免塌方及圍巖變形, 給施工造成極大的困難。因此遇到上述情況采用超前管棚注漿支護(hù)法是可行，可靠的。（張佳銘 2010）2.6 管幕 管幕法是利用微型頂管技術(shù)在擬建的地下建筑物四周頂入鋼管或其他材質(zhì)的管子, 鋼管之間采用鎖口連接并注入防水材料, 形成水密性地下

26、空間。然后在管幕的保護(hù)下, 對管幕內(nèi)土體加固處理后, 邊開挖邊支撐, 直至管幕段開挖貫通, 再澆筑結(jié)構(gòu)體; 或者先在兩側(cè)工作井內(nèi)現(xiàn)澆箱涵, 然后邊開挖土體邊牽引對拉箱涵。管幕法是地下工程施工的一種輔助工法, 對于埋深淺、斷面大、地質(zhì)條件復(fù)雜的地下工程, 管幕法有著其他施工方法無可比擬的優(yōu)點。管幕的剛度可以大大降低施工對地面活動及其他地下設(shè)施與管道的影響, 尤其對開挖面無法自立的地層可提供臨時擋土及止水設(shè)施。 沈陽某地鐵車站是國內(nèi)首個采用管幕預(yù)筑法(Pipe-roofpre-construction method，簡稱PPM)施工的淺埋暗挖地鐵車站，也是世界上目前最大斷面的全斷面開挖的暗挖隧道，

27、毛斷面面積達(dá)到402.5 m2。PPM是一種新型的建造地下空間暗挖技術(shù)，由新管幕法(New tubular roof method，簡稱NTR 工法)改進(jìn)而來。PPM 具有安全、不需中斷交通和改造地下管線、不擾民、施工場地小、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保等優(yōu)點，可以廣泛用于軟土地區(qū)的地下工程，特別適合于城區(qū)地下暗挖樞紐工程。（黎永索， 張可能，黃常波 2012）2.6.1 管幕預(yù)筑法工法原理管幕預(yù)筑法工法以單管頂進(jìn)為基礎(chǔ)，各單管間側(cè)壁開洞后使用鋼管或鋼板封閉， 在鋼管側(cè)面相連形成管排，并在鎖口空隙注入止水劑以達(dá)到止水要求。這樣在管排頂進(jìn)并完成側(cè)壁連通形成管排后， 形成管幕， 然后對管幕內(nèi)的土體進(jìn)行開挖； 隨后在

28、內(nèi)部一邊支撐一邊開挖，直至管幕段開挖貫通，再澆注結(jié)構(gòu)體。管幕可以為多種形狀，包括半圓型、圓型、門字型、口字型、馬蹄形等。管幕由剛性的鋼管形成臨時擋土結(jié)構(gòu)， 以減少開挖時對鄰近土體的擾動并相應(yīng)地減小周圍土體的變形， 達(dá)到開挖時不影響地面活動并維持上部建(構(gòu))筑物與管線正常使用的目的。管幕預(yù)筑法工法形成的地下結(jié)構(gòu)為單層結(jié)構(gòu)， 在施工及使用階段承擔(dān)圍巖的全部荷載。2.6.2管幕預(yù)筑法工法施工步驟(1）設(shè)置豎井，修建頂管后背及工作平臺。(2）頂進(jìn)拱部鋼管，邊頂進(jìn)邊挖土，縱向管節(jié)在豎井內(nèi)進(jìn)行焊接。(3）在鋼管各接頭處注入止水劑，使?jié){液沿縱向流動充滿整個鎖口側(cè)的間隙，防止開挖時周圍水滲入管幕內(nèi)。(4）在鋼

29、管之間連接鋼板、橫向鋼管肋，形成管幕。(5）在鋼管內(nèi)進(jìn)行注漿或注入混凝土，以提高管幕的剛度，減小開挖時管幕的變形。( 6 ） 在管幕內(nèi)進(jìn)行全斷面開挖，邊開挖邊支護(hù)，并直至形成從始發(fā)井到接收井的通道。(7） 依次逐段構(gòu)筑混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并逐步拆除管幕內(nèi)支撐，最終形成完整結(jié)構(gòu)。(孫智勇 2013)2.6.3 管幕法的優(yōu)點：(1)不影響地面的正常交通，地面道路不用改道；(2)無需進(jìn)行道路改建，即不需開挖道路和重新鋪設(shè)路面；(3)無需進(jìn)行管道改接（指地面5m以內(nèi)的各個管線的位移、復(fù)位等），從而不會發(fā)生斷電、斷水、斷氣等影響市民生活的情況；(4)由于不抽取地下水，地面沉降較小；(5)由于管幕法施工技術(shù)不對附近建筑物產(chǎn)生不良影響，故無需加固房屋地基和樁基；(6)無噪聲、無振動，可以24h連續(xù)施工；(7)管幕鋼管鎖口注漿后可有效地防止?jié)B漏水。2.6.4 管幕法的缺點：（1） 使用小型頂管機(jī)進(jìn)行施工，要求頂管機(jī)具有較高的頂進(jìn)精度和頂進(jìn)速度，頂管機(jī)研制或購買費(fèi)用較高。埋入的鋼管不能回收，工程投入大，單位延米造價高。（2） 當(dāng)管幕鋼管頂進(jìn)距離較長，箱頂覆土較薄，頂管精度控制不好時，容易引起上覆蓋路面的隆起破壞，存在一定的施工風(fēng)險。（3） 箱涵與管幕之間的空隙不好控制。如果空隙過大且填充不密實，容易在施工過程中局部路面發(fā)生沉降，產(chǎn)生跳車現(xiàn)象。(劉博海，楊亮，羅昊沖 2011)結(jié)語與展望 3.1結(jié)語