管幕法施工技术课件PPT120

管幕法施施工技术术1内容提要要隧道工程程中的辅辅助工法法管幕工法法概述管幕工法法设计概概要管幕工法法施工管幕－箱箱涵施工工方法工程实例例2隧道工程程中的辅辅助工法法目的：形形成超前前的预支支护体系系；作用：维维持掌子子面稳定定、控制制地层变变形、预预防坍塌塌冒顶事事故；意义：直直接关系系到隧道道的安全全和经济济效益；；种类：插插板法、、小导管管超前注注浆法、、浅层地地表锚杆杆注浆加加固法、、水平旋旋喷或搅搅拌法、、冷冻法法、管棚棚法、管管幕法等等。掌子面掘进方向向3插板法4小导管超超前注浆浆法掘进方向向直径φ32～60mm长度3～4m外插角5°～30°5浅层地表表超前锚锚杆注浆浆加固法法砂浆锚杆6水平旋喷喷或水平平搅拌法法7冷冻法8管棚法管棚钢管管钢拱架9管幕法10管幕工法法概述利用小口口径顶管管设备建建造大断断面地下下空间；；原理与管管棚工法法近似，，属于大大刚度管管棚；起源于日日本，主主要用于于下穿工工程。11管幕工法法的特点点无需进行行道路改改建；不影响地地面的正正常交通通；无需进行行管线改改接；不抽取地地下水；；无需加固房房屋地基和和桩基；管幕钢管锁锁口注浆后后可有效的的防止渗漏漏水；钢管铺设精精度要求高高；工程投入大大，单位延延米造价高高。12管幕工法的的适用范围围13管棚支护的的力学机理理棚架原理14管幕支护的的力学机理理简支梁15管幕的设计计概要设计内容钢管配置管幕内支撑撑布置开挖顺序开挖面稳定定性评价地表沉降分分析与控制制土体加固设设计控制指标：：管幕的容容许变形量量[δ]=5mm16管幕的形状状17扇形半圆形18钢管配置工况一工况二19常用钢管锁锁口接头形形式公接榫母接榫20管幕内支撑撑布置管幕角撑垂直支撑围檩21管幕工法施施工两大部分钢管幕施工工管幕保护下下地下结构构施工施工难点管幕顶进精精度控制管幕施作时时的地表变变形控制22管幕工法步步骤1.构筑顶管工工作井和接接收井；2.钢管顶进，，钢管之间间用锁口搭搭接，钢管管锁口处涂涂刷止水润润滑剂；3.钢管接头处处注入止水水剂；4.在钢管内注注浆或注入入混凝土；；5.在管幕内开开挖，边开开挖边支撑撑；6.逐段构筑内内部结构，，并逐步拆拆除管幕内内支撑，最最终形成完完整的地下下通道。23管幕钢管铺铺设方法定（导）向向钻进法(DirectionalDrilling)水平螺旋钻钻进法(HorizontalAugerBoring)夯管施工法法(ImpactRamming)顶管法(PipeJacking)微型顶管法法/微型隧道施施工法(MicroTunneling)24定（导）向向钻进法25定向钻进铺铺管流程26导向孔施工工钻头大小较大中等较小孔内动力钻具土质淤泥质黏土较干燥的软黏土、粗砂等硬黏土、致密砂等岩层钻头构造27扩孔钻头与与扩孔施工工翼状/碎石土凹槽状/砂土杆状/黏性土牙轮式/硬岩螺旋形/碎石土扩孔时的钻钻具组合最常用28钻进液29水平螺旋钻钻进法30夯管施工法法管径/mm≤250350～800800～12001200～15001500～2000厚度/mm＞6＞9＞12＞16＞2031顶管法概述述弧形顶铁环形顶铁32工作管或掘掘进机手掘式顶管管挤压式顶管管气压平衡式式掘进机泥水平衡式式掘进机土压平衡式式掘进机敞开式掘进进33手掘式顶管管34挤压式顶管管土管35泥水平衡式式顶管的原原理砂砂砂泥水泥水泥水水水水砂砂砂36两种平衡方方式单一泥水平平衡式机械平衡式式37直径φ800mm直径φ1650mm泥水平衡顶顶管掘进机机泥水仓38气压式泥水水平衡掘进进机39泥水平衡式式顶管的特特点适用范围广广；掘进引起的的地面沉降降小；适于长距离离作业；作业环境好好、速度快快。成本较高（（弃土、场场地、设备备）；泥水处理量量大；覆土很薄或或渗透系数数特别大时时易受阻。。40土压平衡式式顶管土压力表刀盘泥土仓螺旋输送机主轴41土压平衡式式顶管的特特点适用土质范范围广地面变形小小覆土厚度可可以很小弃土处理方方便操作方便、、安全，作作业环境好好砂、砾石层层中需进行行渣土改良良42顶管法施施工流程43顶管工作井井及其布置置后座墙顶铁止水洞圈导轨主顶油缸后靠背测量装置钢管44顶管进出洞洞技术洞口土体加加固封门洞口止水圈圈45洞口土体加固固黏性土洞口稳稳定性分析加固区46两种常用封门门形式砌块式封门钢板桩封门47洞口止水圈48顶管姿态控制制与纠偏导向系统测量系统纠偏系统对机头偏转差差的针对性措施施海瑞克ELS激光导向纠偏系统伊势机RSG反射诱导纠偏系统4950注浆减阻技术术注浆孔51顶进过程中的的沉降控制措措施严格控制顶进进的施工参数数选择合适的建建筑空隙严格控制纠偏偏量确保浆液压注注质量保证钢管锁口口和洞口处的的密封必要的地面跟跟踪注浆52微型隧道施工工法分类特点先导式先顶进先导管形成先导孔，随后扩大先导孔，同时顶进保护套管或永久管道螺旋式用切削钻头钻进成孔，并由螺旋钻杆排出钻屑，同时顶进保护套管或永久管道泥水式用切削钻头钻进成孔，利用循环浆液排出钻屑，同时顶进保护套管或永久管道。钻进时，用水压、浆压或机械压力来平衡工作面压力，维持工作面稳定53先导式微型隧隧道施工法先导头结构54螺旋式微型隧隧道施工法55泥水式微型隧隧道施工法56钢管幕顶进顺顺序以横断面中轴轴线为基准对对称进行由下往上57管幕顶进后的的处理措施置换触变泥浆浆（或管外回回填注浆）钢管锁口止水水处理钢管混凝土填填充钢管端部与工工作井的连接接58沉降监测在管幕上方及及周边的道路路、重要建筑筑物及临近隧隧道埋设监测测点；施工前进行初初始数据采集集；对于顶管施工工中已经穿越越或即将穿越越，以及沉降降变化量大的的点，应适当当加密监测频频率；注浆时应跟踪踪监测；当监测值超过过报警值时应应立即采取相相应措施。59管幕保护下地地下结构施工工开挖方案开挖方法：全全断面法、台台阶法、中隔隔墙法等。箱涵顶进方案案边挖边撑加固施作内衬拆撑完成60管幕－箱涵施施工方法推进方案（RBJ工法）牵引方案（FJ工法）推拉结合方案案（ESA工法）61RBJ工法后背墙千斤顶工具头62网格工具头63中继间及其防防水措施64FJ工法65ESA工法66管幕工法实例例xx互通连接线下下穿既有铁路路xx路下立交工程程xx北路穿越機場場地下道工程程67xx互通连接线下下穿既有铁路路鹰厦铁路xx互通线铁路穿越段嘉禾路公路穿越段68主要施工技术术线路加固管幕超前支护护分部开挖69管幕70钢管铺设方法法水平定向钻进进法＋夯管法法钻导向孔71扩孔钻头施工中的管幕幕C型钢锁口72分部开挖73上海市中环线线北虹路下立立交工程施工平面布置置图74工程概况管幕和箱涵位位于③1灰色淤泥质粉粉质粘土和④④灰色淤泥质质粘土层，为为饱和软土。。含水量大、、承载力低、、渗透系数小小。管幕顶部覆土土层厚度：4.5m～5.0m。75南北二座工作作井的尺寸：：L×B×H＝24.6m××41m×17m，工作井采用地地下连续墙法法施工墙厚B＝0.8m，入土深深度H=31m。南北二座座工作井井的出洞洞段土体体加固范范围：L×B××H＝8m×38m××18m；加固强度度：qu=0.8Mpa。76钢管幕：：80根Φ970×10带锁口的的钢管，，形成口口字形管管幕。锁锁口材料料为角钢钢100××80××10，管幕段段长度126m。箱涵：矩矩形双孔孔钢筋混混凝土结结构，为为双向八八车道。。结构外外包尺寸寸：34.2m×7.85m，箱涵共共分8节。77管幕施作作方案8套泥水平平衡顶管管掘进机机由北井井向南井井顶进基准管78箱涵推进进方案由南北二二座工作作井同时时向中间间推进箱箱涵；在箱涵推推进前，，先完成成100m以上暗埋埋段结构构施工，，并以此此作为箱箱涵推进进的后靠靠结构；；出洞段8m范围先进进行土体体加固，，以满足足破墙后后的开挖挖面稳定定；管幕内土土体不加加固，大大网格内内设小网网格，以以保持不不同工况况下的开开挖面稳稳定；在每座工工作井内内设置80只2500kN千斤顶，，采用液液压同步步施工技技术推进进；通过设置置可靠的的密封止止水装置置，在管管幕与箱箱涵外壁壁之间压压注优质质的触变变泥浆。。79台北復興北路路穿越機機場地下下道工程程80地质条件件81平、纵断断面图82隧道断面面图83擋土連續排樁及覆蓋逆築工法84管幕布设设及传统统开挖方方式85钢管顶进进86管幕传统统开挖段段施工87跑道段管管幕88网格工具具头89建成后的的地下通通道管幕法在在国内外外施工应应用由上海城城建集团团市政二二公司承承建的中中环线北北虹路地地道管幕幕法箱涵涵顶进工工程，采采用直径径Φ970mm(每根总长长度126米)带有锁口口的钢管管、形成成“口”字型矩形形的管幕幕顶进工工程。设设计要求求管幕钢钢管的施施工精度度控制在在±3cm，但是施施工中出出现了沉沉降严重重超标的的情况，，一种是是在管幕幕施工段段造成地地表沉降降超过20cm，另一种种在箱涵涵顶进阶阶段形成成地表沉沉降高达达26cm。1.上海北虹虹路地道道2.崇文门车车站由北京中中铁隧道道集团承承建北京京地铁五五号线崇崇文门车车站采用用了Φ600超前咬合合管幕方方案。超超前管幕幕在新建建结构拱拱部上方方300mm处布置,全长36m,钢管直径径Φ600mm,壁厚16mm。3.国外希腊雅典典Aktor公司使用Bortec公司BM600L顶管机，承承建48米宽穿越双双线铁路的的地下通道道、连接奥奥运会场和和新闻中心心的管幕施施工。设计计77根12.5米长的Φ609*11mm的钢管组成成的管幕，，覆盖层仅仅60-90cm，路基约60cm，地层为密密实的沙质质粘土和道道渣。钢管管由两节6.25米焊接而成成，顶进后后灌混凝土土。北京地铁四四号线西单单站由中铁铁17局集团承建建，上跨既既有线下穿穿长安街，，我公司司承担了下下穿长安街街的暗挖管管幕施工。。管幕采用“前拉后夯”的施工方法法，钢管直直径为Φ325mm，壁厚12mm，长度46.8m。管幕布置置在长安街街下面距地地面约3.5m处。管帷幕幕距污水管管上部约200mm，钢管之间间横向中心心间距为400mm，无扣件连连接。管外外跟进回填填注浆采用用Φ60mm花管。1.西单站管幕施工效效果管幕在施工工过程各环环节控制良良好，开挖挖完成后地地面沉降几几乎为零，，局部最大大沉降在1mm。现在北京京地铁4号线已全部部贯通，将将在９月底底开通运营营。2.鞍山哈大高速铁铁路鞍山隧隧道下穿既既有军用铁铁路专线，，该隧道道开挖断面面尺寸13.4m×11.3m，覆土层最最小厚度为为4m左右，暗挖挖隧道与既既有铁路线线小角度斜斜交，下穿穿段长度近近50m。隧道穿越越地层主要要为粉质粘粘土层及粘粘土层，因因此，为了了确保施工工安全和既既有线路的的正常运行行，采用了了长度为50m的φ299mm管幕作为超超前支护，，管幕沿隧隧道拱部及及侧面密排排法分布，，管幕分布布示意图如如下。隧道开挖线管幕

管幕布置示意图管幕施工效效果本工程于2009年4月份开始施施工，2009年6月份完工，，现已开挖挖至15米左右，一一切正常。。3.厦门厦门市高崎崎互通连接接线同既有有鹰厦铁路路杏林大桥桥成小角度度斜交，互互通连接线线采用下穿穿隧道方式式通过。由由中铁24局集团承建建，隧道分分左右两线线，其中左左线78m，右线110m。隧道拱顶距距地表的最最小深度仅仅为2.5m，而110m长的管幕施施工在国内内尚属首次次。管幕施工效效果厦门市高崎崎互通连接接线下穿鹰鹰厦铁路隧隧道长管幕幕施工工程程进展顺利利，在施工工过程中各各钢管安装装方向控制制较好，最最大偏差在在15cm以内。由于于施工过程程中注浆等等施工措施施及时到位位，地表沉沉降较小，，最大沉降降在5mm以内。目前前已全部贯贯通（三）以厦厦门工程为为例介绍管管幕的施工工过程厦门市高崎崎互通连接接线同既有有鹰厦铁路路杏林大桥桥成小角度度斜交，互互通连接线线采用下穿穿隧道方式式通过。隧隧道分左右右两线，其其中左线78m，右线110m。隧道