大直径长管棚超前.doc

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1、大直径长管棚超前支护技术在花园东路站中的应用摘要：介绍了北京地铁十号线花园东路站中大直径长管棚超前支护技术的施工工艺和技术保障措施，为大管棚技术的应用提供参考。关键词：大直径；管棚；超前支护1引言近年来，在软弱不良地层中修建地铁构筑物，为防止施工过程中地表下沉和围岩过度松驰造成坍塌，在开挖之前对围岩进行超前加固的有效性已经为业内人士所公认。目前发展起来的方法有超前锚杆,超前小导管注浆和超前管棚。而超前管棚因其支护长度大，支护有力填补了超前锚杆和超前小导管支护限制，在地铁穿越软弱松散、不稳定的复杂地层，或上部有重要管线等工程建设中得到了广泛使用。目前随着工程的需要，管

2、棚支护技术逐渐向大直径、长管棚发展，对施工工艺提出了更高的要求。本文介绍北京地铁十号线花园东路站中超前管棚支护技术的成功应用，以期为类似工程提供借鉴。2工程概况北京地铁十号线花园东路站为北京地铁十号线第七座车站，位于北京市海淀区花园东路与北土城西路交叉口南侧的土城遗址公园下，整个车站总长326.80m，宽20.9m，共设四个出入口，总建筑面积13223m2。车站主体的东西两端及两侧的风道位于绿地内，采用明挖法施工，均为两层三跨框架结构；中部穿越北太平庄路的北端，为了不影响道路交通并避免地下管线的改迁，采用暗挖法施工，为单层三跨连拱结构。车站西北角为牡丹宾馆、北京牡丹

3、电子集团公司；东北角为牡丹园东里、花园饭店、华盛家园小区及暂时停建的花园公寓；西南角为大片绿化带；东南角为22路公共汽车总站；车站南侧5-9m为现状小月河明渠，渠水流向由西向东，车站中部南侧约5～9m处为跨小月河的牤牛桥。位于暗挖主体开挖面正上方800mm有一条呈南北走向2000×2350mm的电缆沟。根据勘查资料所示管棚施工所处地层为粉质粘土⑥、⑥1层，该层硬塑为主局部软塑，Es为5.2～19.6MPa，属中高压缩性～低压缩性土，施工条件较好。根据勘察资料分析，管棚施工位置主要受层间潜水影响，含水层为第④、⑤层中的粉、细砂层及粉土层，该层地下水为局部赋存；潜水局部

4、为填土层，透水性一般，与地表水联系密切，其来源主要是大气降水、管道和小月河渗漏水，主要以蒸发和向下越流补给下层潜水方式排泄，并随季节性大气降水及上下水管漏水的变化而变化。3管棚设计方案根据花园东路站的地质情况及管线情况，花园东路站选用大管棚对地层进行超前支护。初始设计的超前大管棚是由东、西两端分别打设，在车站中部搭接，每端长度约47m，后来由于西端已开挖，东端尚未动工的状况，遂采取由西端一端通长打设管棚，管棚长度约92m。这样，由于管棚打设的设备及泥浆循环系统只建立一次，节省了工时；同时整体性能好，由于不搭接，避免了中部向上"高挑"的缺陷。超前大管棚采用Φ146热轧

5、无缝钢管，壁厚8mm，间距400mm，设于拱部，沿开挖轮廓外布置，管口中心外放至距开挖轮廓线400mm，拱部管棚由于靠近电缆沟，其管棚中心距离开挖轮廓线为200mm，外插角均为0.1°，管内灌注水泥浆；长管棚从西端明挖基坑打设一次，长度92m，采取9m超长水平定向钻机，控制长度每节9m。为了探明地层情况，应先施工三连拱连接处的管棚，该处管棚施工完毕后待地质情况了解后再施工中拱顶部管棚，由此向两侧施工。图1超前支护横断面示意图图2管棚施工顺序图4工程特点⑴前期施工对围岩多次扰动，地表沉降较大，施工过程中应严格控制地表沉降。⑵施工工序繁杂，孔位交错，施工干扰大。⑶孔位多

6、呈弧形布置，钻机就位困难。⑷管棚深度长，直径大，施工难度大。⑸位于隧道开挖面正上方有一条呈南北走向2000×2350mm的电缆沟，距离较近，大管棚施工精度及地表沉降难以控制。5管棚施工根据工程设计，质量标准结合施工场区地面条件，工程地质、水文地质条件，采用“有线仪器定向，一次性跟管钻进法”，即成孔和埋设管棚一次完成。5.1水平定向钻进原理水平定向钻进方法是非开挖管线施工的一种方法。该方法要求在钻进过程中能准确测定钻头在地下的位置和方向。根据钻头在钻进过程中的位置和方向同设计轨迹的差异，利用能进行调节方向的钻头（一般为楔型钻头）改变钻头的钻进方向，从而按设计要求完成各

7、种管线的铺设。钻头示意图如下：如图所示：钻头内装有特制的传感器，传感器直接由15V直流供电。显示屏显示钻头的倾角(水平角度)、面向角(导向板的方向：导向板朝上即为12点，如同钟面)。打设角度如果偏下，可以把钻头调到12点，即导向板朝上，直接顶进，此时由于导向板底板斜面面积大。受到一个向上的力，钻头轨迹就会朝上运动。同理在6点纠偏可以使钻头轨迹朝下，9点、3点分别是为左、右纠偏方向。如果角度合适，钻机会匀速旋转钻进，此时钻杆轨迹一般是平直的。所以导向钻头是上下纠偏的关键。至于左右偏差根据传感器尾端的发光装置来定，通过仪器测量参数来纠偏。5.2棚管打设工法根据本工程