隧道預(yù)支護(hù)技術(shù)培訓(xùn)

第三講

隧道預(yù)支護(hù)技術(shù)

超前預(yù)支護(hù)技術(shù)在破碎或松散地層、自穩(wěn)能力差的隧道施工中被廣泛采用。所謂的超前預(yù)支護(hù)，就是隧道開(kāi)挖之前，在掌子面前方的自然地層設(shè)置一個(gè)像拱殼的連續(xù)體，使其既加固掌子面前方的自然地層，同時(shí)利用初期支護(hù)又保持自然地層的特性，從而保證掌子面及地層的穩(wěn)定，減少地表沉降量。早期的隧道施工，預(yù)支護(hù)的形式主要為打插鋼板、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、水平旋噴注漿、機(jī)械預(yù)切槽法和超前管棚法。1超前錨桿

超前錨桿是沿隧道開(kāi)挖面外輪廓鉆孔，插入鋼筋桿體并用水泥砂漿使桿體與圍巖固結(jié)成整體。超前錨桿

隧道開(kāi)挖后，桿體及周邊固結(jié)的部分圍巖支承上覆巖土體，防止圍巖坍塌，減少洞室變形。在破碎巖石地層中，該方法工藝簡(jiǎn)單，造價(jià)低，應(yīng)用十分廣泛。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(shí)因?yàn)橐淮问┳骶嚯x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(shí)，也限制了它的使用。

(1)布置原則超前錨桿的安裝必須作為開(kāi)挖循環(huán)的一個(gè)組成部分來(lái)完成，旨在作為超前預(yù)支護(hù)及加固巖體的作用。超前錨桿的設(shè)置充分考慮巖體的結(jié)構(gòu)面特性和圍巖地質(zhì)情況。超前錨桿外插角：10~30°。超前錨桿縱向兩排的水平投影應(yīng)有不小于100cm的搭接長(zhǎng)度。超前錨桿尾端一般焊接在鋼拱架上，以增強(qiáng)共同支護(hù)作用。(2)施工工藝材料加工與錨孔布置：錨桿除銹調(diào)直；按設(shè)計(jì)標(biāo)孔位。鉆孔：準(zhǔn)確控制外插角，以防增加超欠挖。注漿：先用水和稀漿濕潤(rùn)管路，再開(kāi)始注漿。插入錨桿：迅速將錨桿插入眼孔，并用錘擊方法插至孔底，再用木楔堵塞孔口，防止砂漿流失。清洗整理注漿用具：除掉砂漿，以備下一循環(huán)使用。2超前小導(dǎo)管超前小導(dǎo)管與超前錨桿所不同的是將鋼筋桿體改為空心鋼管，通常管徑36~50mm，管壁預(yù)留注漿孔，管口止?jié){封面后，注入水泥漿。壓力注漿滲透擴(kuò)散管周較大的砂土體。管周注漿固結(jié)體形成一定厚度的隧道加固圈后，實(shí)現(xiàn)超前支護(hù)的目的。該方法工藝簡(jiǎn)單，造價(jià)低，特別是砂、土質(zhì)松軟地層中，應(yīng)用十分廣泛。但因其一次施作距離短，預(yù)支護(hù)剛度小，在地層壓力大，地層位移控制要求嚴(yán)時(shí)，也限制了它的應(yīng)用。鉆孔15°小導(dǎo)管鋼支撐0.2ma<40cmrrb(取30cm)3.5~6.0m管箍(φ6鋼筋加焊)出漿孔1.5m不鉆孔0.2mφ25~35mm有縫鋼管小導(dǎo)管常與格柵鋼架共同組成支護(hù)系統(tǒng)。小導(dǎo)管起雙重作用：一是起超前管棚作用，二是起注漿管的作用，通過(guò)注漿，加固軟弱圍巖。漿液擴(kuò)散半徑的確定：擴(kuò)散半徑不是漿液在地層中擴(kuò)散的最遠(yuǎn)距離，而是指漿液能符合設(shè)計(jì)要求的擴(kuò)散距離?？紤]到注漿擴(kuò)散范圍相互重疊的情況，可按下式計(jì)算：R=(0.6~0.7)L0，其中L0為導(dǎo)管中心間距(m)。(1)基本原理及注漿范圍注漿量確定：先計(jì)算出單孔注漿量，然后乘以注漿管數(shù)即可得：

式中，Q——注漿量(m3)；N——注漿管數(shù)量(個(gè))；R——漿液擴(kuò)散半徑(m)；L——注漿長(zhǎng)度(m)；n——圍巖孔隙率(%)；

α——漿液充填系數(shù)，一般取0.7~0.9；

β——注漿材料損耗系數(shù)，常取0.1左右。(2)注漿材料斷層破碎帶帶及砂卵石石地層，當(dāng)當(dāng)裂隙寬度度（或粒徑徑）大于１１mm或滲透系數(shù)數(shù)大于5×10-4m/s時(shí)，應(yīng)采用用料源廣且且價(jià)格便宜宜的注漿材材料。一般般對(duì)于無(wú)水水的松散地地層，宜優(yōu)優(yōu)先選用單液水泥漿漿；對(duì)于有水水的強(qiáng)滲透透地層，則則宜選用水泥－水玻玻璃雙漿液液，以控制注注漿范圍。。細(xì)、粉砂層層、斷層帶帶，當(dāng)裂隙隙寬度(或粒徑)小于1mm，或滲透系系數(shù)k≥10-４m/s時(shí)，注漿材材料宜優(yōu)先先選用水玻璃類(lèi)和木胺類(lèi)或超細(xì)水泥漿液。各種漿材的的適用范圍圍采用水泥漿漿液時(shí)，水水灰比可采采用0.5:1~1:1，需縮短凝凝結(jié)時(shí)間，，則可加入入氯鹽、三三乙醇胺速速凝劑。采用水泥－－水玻璃漿漿液時(shí)，水水泥漿的水水灰比可用用0.5:1~1:1；水玻璃濃濃度為25~40oBe，水泥漿與與水玻璃的的體積比宜宜為1:1~1:0.3。(3)注漿孔口最高壓壓力應(yīng)嚴(yán)格格控制在允允許范圍內(nèi)內(nèi)，以防壓壓裂開(kāi)挖面面，注漿壓壓力一般為為0.5~1.0MPa，止?jié){塞應(yīng)應(yīng)能經(jīng)受注注漿壓力。。注漿壓力力與地層條條件及注漿漿范圍要求求有關(guān)，一一般要求單單管注漿能能擴(kuò)散到管管周0.5~1.0m的半徑范范圍內(nèi)。。要控制注注漿量，，即每根根導(dǎo)管內(nèi)內(nèi)已達(dá)到到規(guī)定注注入量時(shí)時(shí)，就可可結(jié)束；；若孔口口壓力已已達(dá)到規(guī)規(guī)定壓力力值，但但注入量量仍不足足，亦應(yīng)應(yīng)停止注注漿。注漿結(jié)束束后，應(yīng)應(yīng)做一定定數(shù)量的的鉆孔檢檢查或用用聲波探探測(cè)儀檢檢查注漿漿效果，，如未達(dá)達(dá)到要求求，應(yīng)進(jìn)進(jìn)行補(bǔ)注注漿。注漿后應(yīng)應(yīng)視漿液液種類(lèi)，，等待4h(水泥－水水玻璃漿漿)~8h(水泥漿)方可開(kāi)挖挖，開(kāi)挖挖長(zhǎng)度應(yīng)應(yīng)按設(shè)計(jì)計(jì)循環(huán)進(jìn)進(jìn)尺的規(guī)規(guī)定，以以保留一一定長(zhǎng)度度的止?jié){漿墻。超前小導(dǎo)導(dǎo)管施工工簡(jiǎn)易，，應(yīng)急速速度快，，比超前前錨桿支支護(hù)能力力大；比管棚簡(jiǎn)簡(jiǎn)單易行行、靈活活、經(jīng)濟(jì)濟(jì)、施工工速度快快，但支支護(hù)能力力較弱；；格柵內(nèi)空空間被噴噴射混凝凝土充填填，其表表面被覆覆蓋，所所形成的的初期支支護(hù)具有有較強(qiáng)的的承載能能力，并并有一定定的防水水性能；；與圍巖緊緊密粘結(jié)結(jié)，形成成一個(gè)剛剛度較接接近的共共同變形形體，易易形成有有效的壓壓力拱，，使隧道道結(jié)構(gòu)受受力條件件趨于合合理。(4)特點(diǎn)3水平旋噴噴注漿噴射注漿漿法，又又稱旋噴噴法，分分為垂直直和水平平旋噴注注漿兩種種方法。。水平旋旋噴注漿漿的施工工原理類(lèi)類(lèi)似于垂垂直旋噴噴注漿，，只是一一個(gè)為水水平一個(gè)個(gè)為垂直直。其施施工方法法為，首首先使用用旋噴注注漿機(jī)，，沿著隧隧道掌子子面周邊邊的設(shè)計(jì)計(jì)位置旋旋噴注漿漿形成旋旋噴柱體體，通過(guò)過(guò)固結(jié)體體的相互互咬合形形成預(yù)支支護(hù)拱棚棚。一般每根根旋噴體體，首先先通過(guò)水水平鉆機(jī)機(jī)成孔，，鉆到設(shè)設(shè)計(jì)位置置以后，，隨著鉆鉆桿的退退出，用用水泥漿漿或水泥泥－水玻玻璃雙漿漿液旋噴噴注入鉆鉆成的孔孔腔，通通過(guò)高壓壓射流切切割腔壁壁土體，，被切割割下的土土體與漿漿液攪拌拌混合、、固結(jié)形形成直徑徑600mm左右的固固結(jié)體，，同時(shí)周周?chē)貙訉邮艿綁簤嚎s和固固結(jié)，其其土體的的物理力力學(xué)性能能得到一一定程度度的改善善。旋噴柱體體沿隧道道拱部形形成環(huán)向向咬合、、縱向搭搭接的預(yù)預(yù)支護(hù)拱拱棚，在在松散不不穩(wěn)定地地層隧道道中，可可有效控控制坍塌塌和地層層變形。。水平旋旋噴注漿漿樁的應(yīng)應(yīng)用在我我國(guó)還不不是很廣廣，旋噴噴樁抗彎彎性能不不強(qiáng)，施施工控制制的難度度較大，，特別是是目前我我國(guó)的水水平旋噴噴鉆機(jī)性性能尚未未過(guò)關(guān)，，制約了了水平旋旋噴預(yù)支支護(hù)技術(shù)術(shù)的應(yīng)用用和發(fā)展展。它主要適適用于粘粘性土、、砂類(lèi)土土、淤泥泥等地層層。（a）意大利利產(chǎn)重型型水平選選噴鉆機(jī)機(jī)（b）1983年研制的的輕型水水平選噴噴鉆機(jī)（c）三一重重工2008年產(chǎn)中型型水平選選噴鉆機(jī)機(jī)4械預(yù)切槽槽法機(jī)械預(yù)切切槽法首首次應(yīng)用用于20世紀(jì)70年代法國(guó)國(guó)巴黎快快速軌道道運(yùn)動(dòng)系系統(tǒng)的一一個(gè)車(chē)站站的建造造工程中中。它是是利用專(zhuān)專(zhuān)業(yè)的切切槽機(jī)械械，沿隧隧道外輪輪廓切割割一定深深度的切切槽。切切槽方式式有帶鋸鋸式和排排鉆式兩兩種。在在硬巖地地層中，，利用該該切槽，，作為爆爆破振動(dòng)動(dòng)的隔振振層，主主要起隔隔振或減減振的目目的。在在軟石或或砂質(zhì)地地層中，，在切槽槽內(nèi)填筑筑混凝土土，形成成預(yù)支護(hù)護(hù)拱，提提高隧道道穩(wěn)定性性。機(jī)械切槽槽預(yù)支護(hù)護(hù)，在國(guó)國(guó)外已有有多次成成功應(yīng)用用的實(shí)例例，取得得了較好好的經(jīng)濟(jì)濟(jì)和社會(huì)會(huì)效益。。在國(guó)內(nèi)內(nèi)，軟巖巖鋸式切切槽機(jī)尚尚在研制制當(dāng)中。。在安全穩(wěn)穩(wěn)定的作作業(yè)環(huán)境境下，用用挖掘機(jī)機(jī)或臂式式掘進(jìn)機(jī)機(jī)開(kāi)挖前前作業(yè)面面。自卸卸汽車(chē)或或翻斗車(chē)車(chē)可穿行行于預(yù)切切槽機(jī)內(nèi)內(nèi)。必要時(shí)，，作業(yè)面面裝以玻玻璃纖維維錨桿，，以穩(wěn)定定作業(yè)面面。隨后后在作業(yè)業(yè)面上噴噴混凝土土。緊隨其后后，安裝裝隧道防防水層，，進(jìn)行二二次襯砌砌。作業(yè)過(guò)程程如下：：用預(yù)切槽槽鋸沿隧隧道外廓廓弧形拱拱深切一一寬15~30cm、長(zhǎng)約5m的切槽。。在切槽內(nèi)內(nèi)立即填填充高強(qiáng)強(qiáng)度噴射射混凝土土，形成成長(zhǎng)3~5m的整體連連續(xù)拱，，兩次連連續(xù)拱的的搭接長(zhǎng)長(zhǎng)度為0.5~2.0m，視圍巖的的不同而而定。①可減輕在在硬巖爆爆破時(shí)，，振動(dòng)的的擴(kuò)展；；②在作作業(yè)面開(kāi)開(kāi)挖前，，快速建建成一臨臨時(shí)的整整體弧形形拱，從從而減小小圍巖變變形與地地表沉陷陷；③為為人員和和設(shè)備提提供清潔潔、安全全的工作作條件；；④有利利于作業(yè)業(yè)全過(guò)程程的工業(yè)業(yè)化及機(jī)機(jī)械化，，從而使使進(jìn)度快快速均衡衡，適應(yīng)應(yīng)性增強(qiáng)強(qiáng)，大大大節(jié)約了了成本。。機(jī)械預(yù)預(yù)切槽法法在硬巖巖地層中中應(yīng)用的的最大弱弱點(diǎn)是推推進(jìn)速度度慢，較較適合用用于市區(qū)區(qū)隧道工工程、松松散地層層和大斷斷面隧道道。機(jī)械預(yù)切切槽法的的優(yōu)點(diǎn)5超前管棚棚大管棚(一般管徑徑70~180mm，長(zhǎng)度10~30m)是指開(kāi)挖挖掘進(jìn)前前在隧道道開(kāi)挖工工作面的的上半斷斷面(呈扇形)或全部沿沿隧道斷斷面周邊邊間隔一一定距離離用大型型水平鉆鉆機(jī)鉆孔孔，鋼管管跟入或或向孔內(nèi)內(nèi)壓入鋼鋼管而形形成鋼管管群體。。為提高高鋼管剛剛度常向向管內(nèi)灌灌注混凝凝土或鋼鋼筋籠混混凝土。。由于一一次施作作距離大大，支護(hù)護(hù)剛度大大，它能能有效控控制土質(zhì)質(zhì)圍巖的的下沉松松馳和坍坍塌，好好地控制制地表沉沉降量，，在城市市地鐵施施工中廣廣泛應(yīng)用用。a)管棚的環(huán)向布置b)管棚鋼管縱向錯(cuò)接c)鋼管端部橫向聯(lián)接鋼管型號(hào)號(hào)的選擇擇：根據(jù)實(shí)際際地層和和技術(shù)經(jīng)經(jīng)濟(jì)因素素分析，，土體凝凝聚力較較高的粘粘性土，，可選取取φ89mm；一般土層層在多數(shù)數(shù)情況下下選取φ108mm型鋼管。。間距的選選擇：對(duì)于松散散地層，，鋼管間間距應(yīng)適適當(dāng)縮小小，考慮慮鉆進(jìn)等等因素，，選擇間間距在0.1~0.2m為宜；一一般地層層選擇間間距為0.3~0.4m；土體凝凝聚力較較高的粘粘性土也也可適當(dāng)當(dāng)加大。。(1)支護(hù)參數(shù)數(shù)的選擇擇支護(hù)掘進(jìn)進(jìn)步距的的選擇：：管棚支護(hù)護(hù)掘進(jìn)步步距過(guò)小小，會(huì)增增加工序序轉(zhuǎn)換時(shí)時(shí)間，影影響施工工效率；；管棚支支護(hù)掘進(jìn)進(jìn)步距過(guò)過(guò)大，又又可能會(huì)會(huì)產(chǎn)生塌塌幫等安安全事故故，根據(jù)據(jù)實(shí)際地地質(zhì)條件件，掘進(jìn)進(jìn)步距應(yīng)應(yīng)確定在在1.0~2.0m。支護(hù)長(zhǎng)度的選選擇:管棚支護(hù)長(zhǎng)度度越長(zhǎng)，越能能節(jié)省輔助時(shí)時(shí)間，提高施施工效率，但但是由于受到到鉆孔機(jī)具、、鉆進(jìn)技術(shù)和和鋼管柔性彎彎曲等條件限限制，如果管管棚支護(hù)長(zhǎng)度度過(guò)長(zhǎng)，就很很難確保管棚棚的水平角度度和排列整齊齊，從而影響響施工質(zhì)量，，一般根據(jù)不不同地質(zhì)條件件管棚支護(hù)長(zhǎng)長(zhǎng)度選擇為10~30m。仰角的確定:因土層松軟及及鉆桿重力，，管棚在鉆進(jìn)進(jìn)過(guò)程中要發(fā)發(fā)生向下彎曲曲，在開(kāi)孔鉆鉆進(jìn)時(shí)要有一一定的上仰角角度。如果上上仰角度過(guò)小小，管棚會(huì)因因向下彎曲而而進(jìn)入隧道區(qū)區(qū)域，在隧道道掘進(jìn)時(shí)需要要將鋼管割去去，從而嚴(yán)重重影響隧道掘掘進(jìn)速度和安安全；如果上上仰角度過(guò)大大，使管棚遠(yuǎn)遠(yuǎn)離隧道外徑徑而失去支護(hù)護(hù)作用，而且且使管棚有效效支護(hù)長(zhǎng)度縮縮短。為此需需要選擇合適適的管棚上仰仰角度(一般1~5°)。工作室施工：：隧道開(kāi)挖至設(shè)設(shè)計(jì)工作室里里程后，將隧隧道標(biāo)準(zhǔn)斷面面擴(kuò)大到管棚棚工作室斷面面。預(yù)制導(dǎo)向架，，安裝導(dǎo)向管管：架立導(dǎo)向架，，并按設(shè)計(jì)角角度將導(dǎo)向管管焊接到導(dǎo)向向架上，確認(rèn)認(rèn)無(wú)誤后，封封堵導(dǎo)向管管管口加以保護(hù)護(hù)，再用噴射射混凝土將導(dǎo)導(dǎo)向架與工作作室構(gòu)成整體體。工作面處理：：掌子面上掛網(wǎng)網(wǎng)噴混凝土，，封閉掌子面面，并作為注注漿的止?jié){墻墻，確保管棚棚施工中工作作面安全。(2)施工工藝鉆機(jī)就位：用儀器量測(cè)導(dǎo)導(dǎo)向管，固定定鉆桿轉(zhuǎn)軸，，使之與鉆桿桿共線。鉆孔：用低檔開(kāi)鉆，，鉆到一定深深時(shí)，接桿繼繼續(xù)鉆進(jìn)，經(jīng)經(jīng)常復(fù)核鉆孔孔角度，確保保鉆孔方向，，若發(fā)現(xiàn)偏斜斜，及時(shí)高速速處理。插入導(dǎo)管：插前應(yīng)對(duì)每個(gè)個(gè)鉆孔的管子子配管編號(hào)，，保證同一斷斷面上鋼管接接頭數(shù)≤50%?？卓诿芊馓幚砝恚鹤{前對(duì)管口口與孔口間空空隙密封，防防止水泥漿外外滲。導(dǎo)管注漿：通過(guò)注漿，即即可增強(qiáng)導(dǎo)管管剛度，又可可使?jié){液滲入入周?chē)貙樱?，加固地層。。大管棚剛度大大、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度度高、所形成成的拱棚承載載能力強(qiáng)；一次支護(hù)長(zhǎng)度度大，可以減減少超前支護(hù)護(hù)的次數(shù)，縮縮短施工時(shí)間間；由工程經(jīng)驗(yàn)得得知，大管棚棚預(yù)注漿支護(hù)護(hù)效果可靠，，勞動(dòng)消耗量量相對(duì)較少，，雖然材料費(fèi)費(fèi)用要高些，，但安全系數(shù)數(shù)也能相對(duì)提提高，可望能能有效地保持持隧道周邊圍圍巖的穩(wěn)定，，提高施工安安全。(3)技術(shù)特點(diǎn)6管幕預(yù)支護(hù)技技術(shù)美國(guó)是最早采采用管幕技術(shù)術(shù)的國(guó)家，在在1922~1947年間，美國(guó)采采用管幕法累累計(jì)完成鋪管管工程830項(xiàng)，鋪管總長(zhǎng)長(zhǎng)度16800m。20世紀(jì)50年代開(kāi)始長(zhǎng)距距離管幕，20世紀(jì)70年代出現(xiàn)了小小口徑管幕，，以1977~1984年下水道敷設(shè)設(shè)看，短距離離、手挖式的的一次頂進(jìn)方方法占半數(shù)以以上，長(zhǎng)距離離的管幕施工工方法、半盾盾構(gòu)方法則逐逐漸增加。美美國(guó)1990年以前是液壓壓管幕占主導(dǎo)導(dǎo)，隨著氣動(dòng)動(dòng)鋼管頂打技技術(shù)出現(xiàn)，迅迅速發(fā)展并取取代液壓，液液壓管幕已由由1990年的80%迅速降為1994年的40%。6.1國(guó)外管幕技術(shù)術(shù)的發(fā)展日本自20世紀(jì)70~80年代下水道敷敷設(shè)中，直徑徑1000~1850mm者大部分是管管幕，直徑大大于2000mm的多用襯砌盾盾構(gòu)施工法，，頂進(jìn)施工法法其施工管道道長(zhǎng)度占下水水道總長(zhǎng)度的的6.3%，另外盾構(gòu)法法占2.3%，而明挖施工工法占36%。各種工法如如鐵鼠掘進(jìn)機(jī)機(jī)施工法、水水平螺旋鉆施施工法、鼴鼠鼠式掘進(jìn)機(jī)施施工法、土箭箭施工法應(yīng)運(yùn)運(yùn)而生。微型機(jī)械施工工法能使原先先不可能的小小口徑管幕進(jìn)進(jìn)行長(zhǎng)距離轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎施工，且且比較經(jīng)濟(jì)。。施工機(jī)具主主要分為壓入入式、水平螺螺旋鉆機(jī)、水水平鉆孔、泥泥漿加壓式施施工，其中前前兩種使用較較多且可修正正方向。20世紀(jì)90年代日本super-mini施工法協(xié)會(huì)開(kāi)開(kāi)發(fā)的適于大大、中口徑1600～3000mm的長(zhǎng)距離管幕幕施工法，即即覆膜管幕法法又一次飛躍躍地提高了管管幕一次頂進(jìn)進(jìn)的最大距離離。日本還自自行研制開(kāi)發(fā)發(fā)了閉水性、、耐酸性好的的鋼筋混凝土土管、聚乙烯烯塑料管、鑄鑄鐵管、增強(qiáng)強(qiáng)塑料管等專(zhuān)專(zhuān)用規(guī)范管材材。英國(guó)管幕技術(shù)術(shù)發(fā)展也較快快，1980年從日本引進(jìn)進(jìn)泥水平衡式式管幕機(jī)械與與當(dāng)時(shí)西德合合作施工的一一條內(nèi)徑為2489mm，長(zhǎng)度為3.2km的管道已獲成成功，且曾達(dá)達(dá)到不用中繼繼間最大頂距距178m的記錄。德國(guó)在大口徑徑管頂進(jìn)方面面技術(shù)比較先先進(jìn)，一次頂頂進(jìn)最長(zhǎng)2.2km，最大直徑4.4m，如VS864掘進(jìn)系統(tǒng)，用用感應(yīng)式激光光屏幕顯示頂頂進(jìn)位置，采采用快速運(yùn)行行的液壓千斤斤頂推頂，每每天進(jìn)尺達(dá)40~50m。1970年的德國(guó)漢堡堡下水道管幕幕工程是世界界上首次一次次頂進(jìn)超千米米的混凝土管管幕工程，1987年完成的西柏柏林供熱水鋼鋼筋混凝土管管道，內(nèi)徑4.1m，一次頂進(jìn)1088m，工程總長(zhǎng)3607m。在小口徑管幕幕方面：施密密特克朗茨有有限公司開(kāi)發(fā)發(fā)了一種新的的PBA38型頂壓鉆進(jìn)設(shè)設(shè)備可有效控控制敷設(shè)接戶戶支管以及最最大內(nèi)徑DN300mm的管道且目標(biāo)標(biāo)精度高，管管接口為雙層層密封。6.2國(guó)內(nèi)管幕技術(shù)術(shù)的發(fā)展管幕施工法是是中國(guó)最早使使用的非開(kāi)挖挖施工方法，，1953年首次用于北北京西郊行政政區(qū)污水管工工程，采用人人工挖掘頂進(jìn)進(jìn)直徑900mm管徑的鑄鐵管管。隨后，上上海等城市也也相繼采用這這一技術(shù)，但但都是手掘式式管幕，設(shè)備備也較簡(jiǎn)陋。。20世紀(jì)70年代，為適應(yīng)應(yīng)大口徑管道道穿越江河的的需要，我國(guó)國(guó)開(kāi)始發(fā)展長(zhǎng)長(zhǎng)距離頂進(jìn)技技術(shù)。1978年研制成功的的三段雙鉸型型工具管解決決了百米管幕幕技術(shù)，同年年，上海又成成功開(kāi)發(fā)適于于軟粘土和淤淤泥質(zhì)粘土的的擠壓法管幕幕，比普通手手掘式管幕效效率提高一倍倍以上。從20世紀(jì)80年代開(kāi)始，管管幕技術(shù)在中中國(guó)有了很大大發(fā)展。1981年在穿越甬江江的管道工程程中，第一次次應(yīng)用中繼間間獲得成功，，頂進(jìn)長(zhǎng)度達(dá)達(dá)581m，成為當(dāng)時(shí)繼美美國(guó)依里諾斯斯州一次頂進(jìn)進(jìn)585m之后，世界一一次頂進(jìn)最長(zhǎng)長(zhǎng)的管幕工程程。20世紀(jì)90年代我國(guó)的管管幕技術(shù)已處處于世界先進(jìn)進(jìn)水平。1992年上海研制成成功國(guó)內(nèi)第一一臺(tái)加泥式φ1440mm土壓平衡掘進(jìn)進(jìn)機(jī)，在奉賢賢排污工程中中，直徑DN1600mm鋼筋混凝土管管一次頂進(jìn)1511m，創(chuàng)單向一次頂頂進(jìn)混凝土管管的世界記錄錄。1996年底又設(shè)計(jì)成成功可調(diào)換止止水帶的中繼繼間在上海黃黃浦江上游引引水工程中，，將內(nèi)徑3500mm的鋼管，單向向一次頂進(jìn)1743m，再創(chuàng)世界之最最，該工程地地面用微機(jī)監(jiān)監(jiān)控，采用無(wú)無(wú)線電通訊手手段傳達(dá)到地地下，可隨時(shí)時(shí)調(diào)整其偏差差，減輕人工工負(fù)擔(dān)且確保保施工精度，，目前我國(guó)管管幕工程的管管幕直徑之大大、頂進(jìn)長(zhǎng)度度之長(zhǎng)均屬世世界領(lǐng)先水平平，已具備一一次頂進(jìn)3000m管道的能力。。管幕技術(shù)顯著著的優(yōu)越性使使它得到了廣廣泛的應(yīng)用，，在給排水工工程、煤氣熱熱力工程、通通信電纜和發(fā)發(fā)電廠循環(huán)水水冷卻系統(tǒng)中中采用管幕施施工法的愈來(lái)來(lái)愈多，從經(jīng)經(jīng)濟(jì)效益和社社會(huì)效益、環(huán)環(huán)境效益，及及三者綜合比比較來(lái)看，管管幕施工明顯顯具有實(shí)際的的可用性。6.3管幕預(yù)支護(hù)技技術(shù)考慮到流塑狀狀淤泥質(zhì)含水水地層，淺埋埋和城市環(huán)境境(周邊建筑物和和地下管線)等因素，把隧隧道暗挖施工工對(duì)環(huán)境安全全、對(duì)地面交交通和既有建建筑物的干擾擾減少到最低低程度，超前前預(yù)支護(hù)是一一項(xiàng)重要的工工程技術(shù)措施施。傳統(tǒng)的超超前預(yù)支護(hù)剛剛度較小、一一次施作距離離短，而管幕幕預(yù)支護(hù)中的的鋼管一般直直徑為200~2500mm，一次施作距離離長(zhǎng)，這種支支護(hù)鋼管可作作為整個(gè)支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)的一部部分，因此又又稱為結(jié)構(gòu)性性管棚。6.3.1管幕幕用用作作隧隧道道預(yù)預(yù)支支護(hù)護(hù)應(yīng)應(yīng)用用現(xiàn)現(xiàn)狀狀北京京地地鐵鐵五五號(hào)號(hào)線線崇崇文文門(mén)門(mén)站站總總長(zhǎng)長(zhǎng)202.9m，兩端端為為兩兩層層三三拱拱結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，，中中間間下下穿穿既既有有環(huán)環(huán)線線地地鐵鐵區(qū)區(qū)間間段段，，為為單單層層三三拱拱結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，，既既有有線線區(qū)區(qū)間間結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)底底板板與與車(chē)車(chē)站站單單層層斷斷面面頂頂部部?jī)魞艟嗑?.858m。由于于既既有有區(qū)區(qū)間間地地鐵鐵軌軌道道允允許許沉沉降降小小，，傳傳統(tǒng)統(tǒng)的的超超前前支支護(hù)護(hù)技技術(shù)術(shù)不不能能控控制制車(chē)車(chē)站站暗暗挖挖施施工工引引起起的的過(guò)過(guò)量量地地層層位位移移。。因因此此，，采采用用了了雙雙排排φ600大直直徑徑鋼鋼管管，，長(zhǎng)長(zhǎng)28m一次次施施作作；；振振動(dòng)動(dòng)錘錘夯夯入入，，螺螺旋旋鉆鉆出出土土的的施施工工方方法法，，取取得得了了工工程程的的預(yù)預(yù)期期效效果果。。(1)北京京地地鐵鐵五五號(hào)號(hào)線線崇崇文文門(mén)門(mén)站站穿穿越越既既有有地地鐵鐵段段北京京地地鐵鐵五五號(hào)號(hào)線線東東四四站站穿穿越越朝朝內(nèi)內(nèi)菜菜市市場(chǎng)場(chǎng)段段，，為為嚴(yán)嚴(yán)格格控控制制暗暗挖挖施施工工沉沉降降，，采采用用φ159長(zhǎng)50.54m、間距距0.5m拱部部大大管管棚棚預(yù)預(yù)支支護(hù)護(hù)。。由由于于該該區(qū)區(qū)段段管管棚棚一一次次施施作作長(zhǎng)長(zhǎng)度度大大，，普普通通鉆鉆機(jī)機(jī)無(wú)無(wú)法法施施作作，，采采用用地地質(zhì)質(zhì)鉆鉆機(jī)機(jī)引引孔孔、、振振動(dòng)動(dòng)錘錘夯夯入入、、管管內(nèi)內(nèi)高高壓壓水水出出土土的的施施工工方方法法，，也也取取得得了了工工程程的的預(yù)預(yù)期期效效果果。。(2)北京京地地鐵鐵五五號(hào)號(hào)線線東東四四站站穿穿越越地地面面建建筑筑物物段段6.3.2管幕幕預(yù)預(yù)支支護(hù)護(hù)的的特特點(diǎn)點(diǎn)因管管幕幕鋼鋼管管頂頂入入時(shí)時(shí)，，正正面面土土體體封封閉閉形形式式、、開(kāi)開(kāi)挖挖方方法法和和出出土土方方式式的的不不同同，，形形成成了了不不同同類(lèi)類(lèi)別別的的管管幕幕施施工工方方式式，，但但均均遵遵循循一一個(gè)個(gè)共共同同的的原原理理，，即即無(wú)無(wú)論論是是否否使使用用工工具具管管，，首首節(jié)節(jié)切切入入管管均均是是切切土土頂頂進(jìn)進(jìn)，，切切入入段段的的長(zhǎng)長(zhǎng)度度視視地地層層松松軟軟和和穩(wěn)穩(wěn)定定性性的的不不同同而而不不同同，，如如采采用用全全長(zhǎng)長(zhǎng)切切土土頂頂入入。。因因此此，，管管幕幕施施工工自自身身對(duì)對(duì)地地層層擾擾動(dòng)動(dòng)極極小小，，施施工工安安全全可可靠靠。。管管幕幕作作為為隧隧道道施施工工的的預(yù)預(yù)支支護(hù)護(hù)，，管管幕幕自自身身施施工工遵遵守守著著預(yù)預(yù)支支護(hù)護(hù)原原理理。。因因此此：：(5)高精精度度的的管管幕幕機(jī)機(jī)研研制制或或購(gòu)購(gòu)置置費(fèi)費(fèi)用用較較高高，，但但作作為為隧隧道道預(yù)預(yù)支支護(hù)護(hù)一一次次頂頂進(jìn)進(jìn)長(zhǎng)長(zhǎng)度度較較短短時(shí)時(shí)，，其其精精度度要要求求相相對(duì)對(duì)較較低低，，也也可可采采用用較較為為簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的的正正面面土土體體開(kāi)開(kāi)挖挖方方法法和和出出土土方方式式。。(2)可以以在在不不采采用用氣氣壓壓振振動(dòng)動(dòng)條條件件下下，，使使鋼鋼管管頂頂入入，，不不擾擾動(dòng)動(dòng)砂砂土土和和淤淤泥泥地地層層；；(3)可以以在在既既有有建建筑筑物物鄰鄰近近施施工工，，小小直直徑徑管管自自身身頂頂入入施施工工引引起起的的地地表表沉沉降降通通常?？煽煽乜刂浦圃谠?mm以內(nèi)內(nèi)，，一一般般不不需需對(duì)對(duì)建建筑筑進(jìn)進(jìn)行行基基礎(chǔ)礎(chǔ)托托換換和和地地下下管管線線改改移移；；(4)預(yù)支支護(hù)護(hù)鋼鋼管管埋埋入入土土體體不不能能再再回回收收，，成成本本較較高高；；(1)該工工法法施施工工時(shí)時(shí)無(wú)無(wú)噪噪音音和和震震動(dòng)動(dòng)，，不不影影響響城城市市道道路路交交通通；；6.3.3施工工步步驟驟(1)工作作面面封封閉閉或或加加固固處處理理對(duì)待待預(yù)預(yù)支支護(hù)護(hù)的的隧隧道道或或?qū)?dǎo)坑坑工工作作面面進(jìn)進(jìn)行行封封閉閉。。(2)推進(jìn)進(jìn)基基坑坑或或反反力力座座準(zhǔn)準(zhǔn)備備根據(jù)據(jù)所所采采用用推推進(jìn)進(jìn)設(shè)設(shè)備備的的作作業(yè)業(yè)要要求求，，鋪鋪設(shè)設(shè)推推進(jìn)進(jìn)機(jī)機(jī)作作業(yè)業(yè)軌軌道道或或修修筑筑頂頂力力后后背背，，以以及及頂頂入入管管的的安安裝裝，，存存放放場(chǎng)場(chǎng)地地。。(3)推管管利用用推推進(jìn)進(jìn)設(shè)設(shè)備備，，將將整整長(zhǎng)長(zhǎng)或或分分節(jié)節(jié)管管推推入入地地層層，，形形成成管管幕幕的的預(yù)預(yù)支支護(hù)護(hù)拱拱。。(4)隧道道開(kāi)開(kāi)挖挖在管管幕幕的的超超前前支支護(hù)護(hù)下下，，進(jìn)進(jìn)行行隧隧道道開(kāi)開(kāi)挖挖。6.3.4大剛剛度度管管幕幕預(yù)預(yù)支支護(hù)護(hù)的的力力學(xué)學(xué)作作用用管幕幕預(yù)預(yù)支支護(hù)護(hù)因因其其大大剛剛度度及及大大長(zhǎng)長(zhǎng)度度，，末末端端支支撐撐在在已已支支護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)上上，，前前端端伸伸入入未未擾擾動(dòng)動(dòng)地地層層很很遠(yuǎn)遠(yuǎn)或或也也支支撐撐在在托托拱拱上上，，使使掌掌子子面面開(kāi)開(kāi)挖挖地地層層由由未未擾擾動(dòng)動(dòng)的的初初始始平平衡衡直直接接轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換到到建建成成隧隧道道的的最最終終平平衡衡，，這這一一點(diǎn)點(diǎn)，，使使管管幕幕預(yù)預(yù)支支護(hù)護(hù)優(yōu)優(yōu)于于所所有有傳傳統(tǒng)統(tǒng)預(yù)預(yù)支支護(hù)護(hù)技技術(shù)術(shù)。。6.4管幕幕預(yù)預(yù)支支護(hù)護(hù)的的構(gòu)構(gòu)造造形形式式在管管幕幕作作為為隧隧道道預(yù)預(yù)支支護(hù)護(hù)時(shí)時(shí)，，根根據(jù)據(jù)工工程程需需要要，，所所頂頂入入的的鋼鋼管管之之間間可