管幕法施工技術(shù)

管幕法施工技術(shù)

同濟(jì)大學(xué)2008年09月PipeRoofingMethod0內(nèi)容提要隧道工程中的輔助工法管幕工法概述管幕工法設(shè)計(jì)概要管幕工法施工管幕－箱涵施工方法工程實(shí)例1隧道工程中的輔助工法目的：形成超前的預(yù)支護(hù)體系；作用：維持掌子面穩(wěn)定、控制地層變形、預(yù)防坍塌冒頂事故；意義：直接關(guān)系到隧道的安全和經(jīng)濟(jì)效益；種類：插板法、小導(dǎo)管超前注漿法、淺層地表錨桿注漿加固法、水平旋噴或攪拌法、冷凍法、管棚法、管幕法等。掌子面掘進(jìn)方向2插板法3小導(dǎo)管超前注漿法掘進(jìn)方向直徑φ32～60mm長(zhǎng)度3～4m外插角5°～30°4淺層地表超前錨桿注漿加固法砂漿錨桿5水平旋噴或水平攪拌法6冷凍法7管棚法管棚鋼管鋼拱架8管幕法9管幕工法法概述利用小口口徑頂管管設(shè)備建建造大斷斷面地下下空間；；原理與管管棚工法法近似，，屬于大大剛度管管棚；起源于日日本，主主要用于于下穿工工程。10管幕工法法的特點(diǎn)點(diǎn)無(wú)需進(jìn)行行道路改改建；不影響地地面的正正常交通通；無(wú)需進(jìn)行行管線改改接；不抽取地地下水；；無(wú)需加固固房屋地地基和樁樁基；管幕鋼管管鎖口注注漿后可可有效的的防止?jié)B滲漏水；；鋼管鋪設(shè)設(shè)精度要要求高；；工程投入入大，單單位延米米造價(jià)高高。11管幕工法法的適用用范圍12管棚支護(hù)護(hù)的力學(xué)學(xué)機(jī)理棚架原理理13管幕支護(hù)護(hù)的力學(xué)學(xué)機(jī)理簡(jiǎn)支梁14管幕的設(shè)設(shè)計(jì)概要要設(shè)計(jì)內(nèi)容容鋼管配置置管幕內(nèi)支支撐布置置開挖順序序開挖面穩(wěn)穩(wěn)定性評(píng)評(píng)價(jià)地表沉降降分析與與控制土體加固固設(shè)計(jì)控制指標(biāo)標(biāo)：管幕幕的容許許變形量量[δ]=5mm15管幕的形形狀16扇形半圓形17鋼管配置置工況一工況二18常用鋼管管鎖口接接頭形式式公接榫母接榫19管幕內(nèi)支支撐布置置管幕角撐垂直支撐撐圍檁20管幕工法法施工兩大部分分鋼管幕施施工管幕保護(hù)護(hù)下地下下結(jié)構(gòu)施施工施工難點(diǎn)點(diǎn)管幕頂進(jìn)進(jìn)精度控控制管幕施作作時(shí)的地地表變形形控制21管幕工法法步驟1.構(gòu)筑筑頂管工工作井和和接收井井；2.鋼管管頂進(jìn)，，鋼管之之間用鎖鎖口搭接接，鋼管管鎖口處處涂刷止止水潤(rùn)滑滑劑；3.鋼管管接頭處處注入止止水劑；；4.在鋼鋼管內(nèi)注注漿或注注入混凝凝土；5.在管管幕內(nèi)開開挖，邊邊開挖邊邊支撐；；6.逐段段構(gòu)筑內(nèi)內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)，并逐逐步拆除除管幕內(nèi)內(nèi)支撐，，最終形形成完整整的地下下通道。。22管幕鋼管管鋪設(shè)方方法定（導(dǎo)））向鉆進(jìn)進(jìn)法(DirectionalDrilling)水平螺旋旋鉆進(jìn)法法(HorizontalAugerBoring)夯管施工工法(ImpactRamming)頂管法(PipeJacking)微型頂管管法/微型型隧道施施工法(MicroTunneling)23定（導(dǎo)））向鉆進(jìn)進(jìn)法24定向鉆進(jìn)進(jìn)鋪管流流程25導(dǎo)向孔施施工鉆頭大小較大中等較小孔內(nèi)動(dòng)力鉆具土質(zhì)淤泥質(zhì)黏土較干燥的軟黏土、粗砂等硬黏土、致密砂等巖層鉆頭構(gòu)造造26擴(kuò)孔鉆頭與擴(kuò)擴(kuò)孔施工翼狀/碎碎石土凹槽狀/砂砂土桿狀/黏黏性土牙輪式/硬硬巖螺旋形/碎碎石土擴(kuò)孔時(shí)的鉆具具組合最常用27鉆進(jìn)液28水平螺旋鉆進(jìn)進(jìn)法29夯管施工法管徑/mm≤250350～800800～12001200～15001500～2000厚度/mm＞6＞9＞12＞16＞2030頂管法概述弧形頂鐵環(huán)形頂鐵31工作管或掘進(jìn)進(jìn)機(jī)手掘式頂管擠壓式頂管氣壓平衡式掘掘進(jìn)機(jī)泥水平衡式掘掘進(jìn)機(jī)土壓平衡式掘掘進(jìn)機(jī)敞開式掘進(jìn)32手掘式頂管33擠壓式頂管土管34泥水平衡式頂頂管的原理砂砂砂泥水泥水泥水水水水砂砂砂35兩種平衡方式式單一泥水平衡衡式機(jī)械平衡式36直徑φ800mm直徑φ1650mm泥水平衡頂管管掘進(jìn)機(jī)泥水倉(cāng)37氣壓式泥水平平衡掘進(jìn)機(jī)38泥水平衡式頂頂管的特點(diǎn)適用范圍廣；；掘進(jìn)引起的地地面沉降?。唬贿m于長(zhǎng)距離作作業(yè)；作業(yè)環(huán)境好、、速度快。成本較高（棄棄土、場(chǎng)地、、設(shè)備）；泥水處理量大大；覆土很薄或滲滲透系數(shù)特別別大時(shí)易受阻阻。39土壓平衡式頂頂管土壓力表刀盤泥土倉(cāng)螺旋輸送機(jī)主軸40土壓平衡式頂頂管的特點(diǎn)適用土質(zhì)范圍圍廣地面變形小覆土厚度可以以很小棄土處理方便便操作方便、安安全，作業(yè)環(huán)環(huán)境好砂、礫石層中中需進(jìn)行渣土土改良41頂管法

施工工流程42頂管工作井及及其布置后座墻頂鐵止水洞圈導(dǎo)軌主頂油缸后靠背測(cè)量裝置鋼管43頂管進(jìn)出洞技技術(shù)洞口土體加固固封門洞口止水圈44洞口土體加固固黏性土洞口穩(wěn)穩(wěn)定性分析加固區(qū)45兩種常用封門門形式砌塊式封門鋼板樁封門46洞口止水圈47頂管姿態(tài)控制制與糾偏導(dǎo)向系統(tǒng)測(cè)量系統(tǒng)糾偏系統(tǒng)對(duì)機(jī)頭偏轉(zhuǎn)差差的針對(duì)性措施施海瑞克ELS激光導(dǎo)向糾偏系統(tǒng)伊勢(shì)機(jī)RSG反射誘導(dǎo)糾偏系統(tǒng)4849注漿減阻技術(shù)術(shù)注漿孔50頂進(jìn)過程中的的沉降控制措措施嚴(yán)格控制頂進(jìn)進(jìn)的施工參數(shù)數(shù)選擇合適的建建筑空隙嚴(yán)格控制糾偏偏量確保漿液壓注注質(zhì)量保證鋼管鎖口口和洞口處的的密封必要的地面跟跟蹤注漿51微型隧道施工工法分類特點(diǎn)先導(dǎo)式先頂進(jìn)先導(dǎo)管形成先導(dǎo)孔，隨后擴(kuò)大先導(dǎo)孔，同時(shí)頂進(jìn)保護(hù)套管或永久管道螺旋式用切削鉆頭鉆進(jìn)成孔，并由螺旋鉆桿排出鉆屑，同時(shí)頂進(jìn)保護(hù)套管或永久管道泥水式用切削鉆頭鉆進(jìn)成孔，利用循環(huán)漿液排出鉆屑，同時(shí)頂進(jìn)保護(hù)套管或永久管道。鉆進(jìn)時(shí)，用水壓、漿壓或機(jī)械壓力來(lái)平衡工作面壓力，維持工作面穩(wěn)定52先導(dǎo)式微型隧隧道施工法先導(dǎo)頭結(jié)構(gòu)53螺旋式微型隧隧道施工法54泥水式微型隧隧道施工法55鋼管幕頂進(jìn)順順序以橫斷面中軸軸線為基準(zhǔn)對(duì)對(duì)稱進(jìn)行由下往上56管幕頂進(jìn)后的的處理措施置換觸變泥漿漿（或管外回回填注漿）鋼管鎖口止水水處理鋼管混凝土填填充鋼管端部與工工作井的連接接57沉降監(jiān)測(cè)在管幕上方及及周邊的道路路、重要建筑筑物及臨近隧隧道埋設(shè)監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)；施工前進(jìn)行初初始數(shù)據(jù)采集集；對(duì)于頂管施工工中已經(jīng)穿越越或即將穿越越，以及沉降降變化量大的的點(diǎn)，應(yīng)適當(dāng)當(dāng)加密監(jiān)測(cè)頻頻率；注漿時(shí)應(yīng)跟蹤蹤監(jiān)測(cè)；當(dāng)監(jiān)測(cè)值超過過報(bào)警值時(shí)應(yīng)應(yīng)立即采取相相應(yīng)措施。58管幕保護(hù)下地地下結(jié)構(gòu)施工工開挖方案開挖方法：全全斷面法、臺(tái)臺(tái)階法、中隔隔墻法等。箱涵頂進(jìn)方案案邊挖邊撐加固施作內(nèi)襯拆撐完成59管幕－箱涵施施工方法推進(jìn)方案（RBJ工法））牽引方案（FJ工法）推拉結(jié)合方案案（ESA工工法）60RBJ工法后背墻千斤頂工具頭61網(wǎng)格工具頭62中繼間及其防防水措施63FJ工法64ESA工法65管幕工法實(shí)例例廈門市高崎互互通連接線下下穿既有鐵路路上海市中環(huán)線線北虹路下立立交工程臺(tái)北市復(fù)興北路穿越越機(jī)場(chǎng)地下道道工程66高崎互通連接接線下穿既有有鐵路鷹廈鐵路高崎互通線鐵路穿越段嘉禾路公路穿越段67主要施工技術(shù)術(shù)線路加固管幕超前支護(hù)護(hù)分部開挖68管幕69鋼管鋪設(shè)方法法水平定向鉆進(jìn)進(jìn)法＋夯管法法鉆導(dǎo)向孔70擴(kuò)孔鉆頭施工中的管幕幕C型鋼鎖口71分部開挖72上海市中環(huán)線線北虹路下立立交工程施工平面布置置圖73工程概況管幕和箱涵位位于③1灰色色淤泥質(zhì)粉質(zhì)質(zhì)粘土和④灰灰色淤泥質(zhì)粘粘土層，為飽飽和軟土。含含水量大、承承載力低、滲滲透系數(shù)小。。管幕頂部覆土土層厚度：4.5m～5.0m。74南北北二二座座工工作作井井的的尺尺寸寸：：L××B××H＝＝24.6m××41m××17m，，工作作井井采采用用地地下下連連續(xù)續(xù)墻墻法法施施工工墻墻厚厚B＝＝0.8m，，入入土土深深度度H=31m。。南北北二二座座工工作作井井的的出出洞洞段段土土體體加加固固范范圍圍：：L××B××H＝＝8m××38m××18m；；加固固強(qiáng)強(qiáng)度度：：qu=0.8Mpa。。75鋼管管幕幕：：80根根ΦΦ970××10帶帶鎖鎖口口的的鋼鋼管管，，形形成成口口字字形形管管幕幕。。鎖鎖口口材材料料為為角角鋼鋼100××80××10，，管管幕幕段段長(zhǎng)長(zhǎng)度度126m。。箱涵：矩矩形雙孔孔鋼筋混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)，為為雙向八八車道。。結(jié)構(gòu)外外包尺寸寸：34.2m×7.85m，箱涵涵共分8節(jié)。76管幕施作作方案8套泥水水平衡頂頂管掘進(jìn)進(jìn)機(jī)由北北井向南南井頂進(jìn)進(jìn)基準(zhǔn)管77箱涵推進(jìn)進(jìn)方案由南北二二座工作作井同時(shí)時(shí)向中間間推進(jìn)箱箱涵；在箱涵推推進(jìn)前，，先完成成100m以以上暗埋埋段結(jié)構(gòu)構(gòu)施工，，并以此此作為箱箱涵推進(jìn)進(jìn)的后靠靠結(jié)構(gòu)；；出洞段8m范圍圍先進(jìn)行行土體加加固，以以滿足破破墻后的的開挖面面穩(wěn)定；；管幕內(nèi)土土體不加加固，大大網(wǎng)格內(nèi)內(nèi)設(shè)小網(wǎng)網(wǎng)格，以以保持不不同工況況下的開開挖面穩(wěn)穩(wěn)定；在每座工工作井內(nèi)內(nèi)設(shè)置80只2500kN千千斤頂，，采用液液壓同步步施工技技術(shù)推進(jìn)進(jìn)；通過設(shè)置置可靠的的密封止止水裝置置，在管管幕與箱箱涵外壁壁之間壓壓注優(yōu)質(zhì)質(zhì)的觸變變泥漿。。78臺(tái)北復(fù)興北路路穿越機(jī)機(jī)場(chǎng)地下下道工程程79地質(zhì)條件件80平、縱斷斷面圖81隧道斷面面圖82擋土連續(xù)排樁及覆蓋逆築工法83管幕布設(shè)設(shè)及傳統(tǒng)統(tǒng)開挖方方式84鋼管頂進(jìn)進(jìn)85管幕傳統(tǒng)統(tǒng)開挖段段施工86跑道段管管幕87網(wǎng)格工具具頭88建成后的的地下通通道89完909、靜夜四四無(wú)鄰，，荒居舊舊業(yè)貧。。。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、雨中中黃葉葉樹，，燈下下白頭頭人。。。19:19:4019:19:4019:1912/29/20227:19:40PM11、以以我我獨(dú)獨(dú)沈沈久久，，愧愧君君相相見見頻頻。。。。12月月-2219:19:4019:19Dec-2229-Dec-2212、故人人江海海別，，幾度度隔山山川。。。19:19:4019:19:4019:19Thursday,December29,202213、乍見見翻疑疑夢(mèng)，，相悲悲各問問年。。。12月月-2212月月-2219:19:4019:19:40December29,202214、他鄉(xiāng)生生白發(fā)，，舊國(guó)見見青山。。。29十十二月20227:19:40下午午19:19:4012月-2215、比不了得就就不比，得不不到的就不要要。。。十二月227:19下下午12月-2219:19December29,202216、行動(dòng)出出成果，，工作出出財(cái)富。。。2022/12/2919:19:4019:19:4029December202217、做前，，能夠環(huán)環(huán)視四周周；做時(shí)時(shí)，你只只能或者者最好沿沿著以腳腳為起點(diǎn)點(diǎn)的射線線向前。。。7:19:40下午午7:19下午午19:19:4012月-229、沒有有失敗敗，只只有暫暫時(shí)停停止成成功?。　?2月月-2212月月-22Thursday,December29,202210、很很多多事事情情努努力力了了未未必必有有結(jié)結(jié)果果，，但但是是不不努努力力卻卻什什么么改改變變也也沒沒有有。。。。19:19:4019:19:4019:1912/29/20227:19:40PM11、成功就是日日復(fù)一日那一一點(diǎn)點(diǎn)小小努努力的積累。。。12月-2219:19:4019:19Dec-2229-Dec-2212、世間成成事，不不求其絕絕對(duì)圓滿滿，留一一份不足足，可得得無(wú)限完完美。。。19:19:4019:19:4019:19Thursday,December29,202213、不不知知香香積積寺寺，，數(shù)數(shù)里里入入云云峰峰。。。。12月月-2212月月-2219:19:4019:19:40December29,202214、意志堅(jiān)堅(jiān)強(qiáng)的人人能把世世界放在在手中像像泥塊一一樣任意意揉捏。。29十十二月20227:19:40下午午19:19:4012月-2215、楚塞三湘湘接，荊門門九派通。。。。十二月227:19下下午12月-2219:19December29,202216、少年年十五五二十十時(shí)，，步行行奪得得胡馬馬騎。。。2022/12/2919:19:4119:19:4129December202217、空山新雨雨后，天氣氣晚來(lái)秋。。。7:19:41下下午7:19下下午19:19:4112月-229、楊柳柳散和和風(fēng)，，青山山澹吾吾慮。。。12月月-2212月月-22Thursday,December29,202210、閱讀一一切好書書如同和和過去最最杰出的的人談話話。19:19:4119:19:4119:1912/29/20227:19:41PM11、越是是沒有有本領(lǐng)領(lǐng)的就就