《管幕法施工技术》PPT课件

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1、管幕法施工技术同济大学2008年09月PipeRoofingMethod内容提要隧道工程中的辅助工法管幕工法概述管幕工法设计概要管幕工法施工管幕－箱涵施工方法工程实例1隧道工程中的辅助工法目的：形成超前的预支护体系；作用：维持掌子面稳定、控制地层变形、预防坍塌冒顶事故；意义：直接关系到隧道的安全和经济效益；种类：插板法、小导管超前注浆法、浅层地表锚杆注浆加固法、水平旋喷或搅拌法、冷冻法、管棚法、管幕法等。掌子面掘进方向2插板法3小导管超前注浆法掘进方向直径φ32～60mm长度3～4m外插角5°～30°4浅层地表超前锚杆注浆加固法砂

2、浆锚杆5水平旋喷或水平搅拌法6冷冻法7管棚法管棚钢管钢拱架8管幕法9管幕工法概述利用小口径顶管设备建造大断面地下空间；原理与管棚工法近似，属于大刚度管棚；起源于日本，主要用于下穿工程。10管幕工法的特点无需进行道路改建；不影响地面的正常交通；无需进行管线改接；不抽取地下水；无需加固房屋地基和桩基；管幕钢管锁口注浆后可有效的防止渗漏水；钢管铺设精度要求高；工程投入大，单位延米造价高。11管幕工法的适用范围12管棚支护的力学机理棚架原理13管幕支护的力学机理简支梁14管幕的设计概要设计内容钢管配置管幕内支撑布置开挖顺序开挖面稳定性评价

3、地表沉降分析与控制土体加固设计控制指标：管幕的容许变形量[δ]=5mm15管幕的形状16扇形半圆形17钢管配置工况一工况二18常用钢管锁口接头形式公接榫母接榫19管幕内支撑布置管幕角撑垂直支撑围檩20管幕工法施工两大部分钢管幕施工管幕保护下地下结构施工施工难点管幕顶进精度控制管幕施作时的地表变形控制21管幕工法步骤1.构筑顶管工作井和接收井；2.钢管顶进，钢管之间用锁口搭接，钢管锁口处涂刷止水润滑剂；3.钢管接头处注入止水剂；4.在钢管内注浆或注入混凝土；5.在管幕内开挖，边开挖边支撑；6.逐段构筑内部结构，并逐步拆除管幕内支撑，

4、最终形成完整的地下通道。22管幕钢管铺设方法定（导）向钻进法(DirectionalDrilling)水平螺旋钻进法(HorizontalAugerBoring)夯管施工法(ImpactRamming)顶管法(PipeJacking)微型顶管法/微型隧道施工法(MicroTunneling)23定（导）向钻进法24定向钻进铺管流程25导向孔施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26扩孔钻头与扩孔施工翼状/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

5、具组合最常用27钻进液28水平螺旋钻进法29夯管施工法管径/mm≤250350～800800～12001200～15001500～2000厚度/mm＞6＞9＞12＞16＞2030顶管法概述弧形顶铁环形顶铁31工作管或掘进机手掘式顶管挤压式顶管气压平衡式掘进机泥水平衡式掘进机土压平衡式掘进机敞开式掘进32手掘式顶管33挤压式顶管土管34泥水平衡式顶管的原理砂砂砂泥水泥水泥水水水水砂砂砂35两种平衡方式单一泥水平衡式机械平衡式36直径φ800mm直径φ1650mm泥水平衡顶管掘进机泥水仓37气压式泥水平衡掘进机38泥水平衡式顶管的特点

6、适用范围广；掘进引起的地面沉降小；适于长距离作业；作业环境好、速度快。成本较高（弃土、场地、设备）；泥水处理量大；覆土很薄或渗透系数特别大时易受阻。39土压平衡式顶管土压力表刀盘泥土仓螺旋输送机主轴40土压平衡式顶管的特点适用土质范围广地面变形小覆土厚度可以很小弃土处理方便操作方便、安全，作业环境好砂、砾石层中需进行渣土改良41顶管法施工流程42顶管工作井及其布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43顶管进出洞技术洞口土体加固封门洞口止水圈44洞口土体加固黏性土洞口稳定性分析加固区45两种常用封门形式砌块式封门钢板

7、桩封门46洞口止水圈47顶管姿态控制与纠偏导向系统测量系统纠偏系统对机头偏转差的针对性措施海瑞克ELS激光导向纠偏系统伊势机RSG反射诱导纠偏系统4849注浆减阻技术注浆孔50顶进过程中的沉降控制措施严格控制顶进的施工参数选择合适的建筑空隙严格控制纠偏量确保浆液压注质量保证钢管锁口和洞口处的密封必要的地面跟踪注浆51微型隧道施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

8、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52先导式微型隧道施工法先导头结构53螺旋式微型隧道施工法54泥水式微型隧道施工法55钢管幕顶进顺序以横断面中轴线为基准对称进行由下往上56管幕顶进后的处理措施