管幕法施工技术.ppt
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1、1l隧道工程中的辅助工法隧道工程中的辅助工法l管幕工法概述管幕工法概述l管幕工法设计概要管幕工法设计概要l管幕工法施工管幕工法施工l管幕箱涵施工方法管幕箱涵施工方法l工程实例工程实例2隧道工程中的辅助工法隧道工程中的辅助工法l目的:形成超前的预支护体系;l作用:维持掌子面稳定、控制地层变形、预防坍塌冒顶事故;l意义:直接关系到隧道的安全和经济效益;l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。掌子面掌子面掘进方向掘进方向3插板法插板法4小导管超前注浆法小导管超前注浆法掘进方向直径直径3260mm长度长度34m外插角外插角5305浅层地表超
2、前锚杆注浆加固法浅层地表超前锚杆注浆加固法砂浆锚杆6水平旋喷或水平搅拌法水平旋喷或水平搅拌法7冷冻法冷冻法8管棚法管棚法管棚钢管钢拱架9管幕法管幕法10管幕工法概述管幕工法概述l利用小口径顶管设备建造大断面地下空间;l原理与管棚工法近似,属于大刚度管棚;l起源于日本,主要用于下穿工程。11管幕工法的特点管幕工法的特点l无需进行道路改建;l不影响地面的正常交通;l无需进行管线改接;l不抽取地下水;l无需加固房屋地基和桩基;l管幕钢管锁口注浆后可有效的防止渗漏水;l钢管铺设精度要求高;l工程投入大,单位延米造价高。12管幕工法的适用范围管幕工法的适用范围13管棚支护的力学机理管棚支护的力学机理棚架
3、原理14管幕支护的力学机理管幕支护的力学机理简支梁15管幕的设计概要管幕的设计概要l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地表沉降分析与控制土体加固设计l控制指标:管幕的容许变形量=5mm16管幕的形状管幕的形状17扇形扇形半圆形半圆形18钢管配置钢管配置l工况一工况一l工况二工况二19常用钢管锁口接头形式常用钢管锁口接头形式公接榫公接榫母接榫母接榫20管幕内支撑布置管幕内支撑布置管幕管幕角撑角撑垂直垂直支撑支撑围檩围檩21管幕工法施工管幕工法施工l两大部分钢管幕施工管幕保护下地下结构施工l施工难点管幕顶进精度控制管幕施作时的地表变形控制22管幕工法步骤管幕工法步骤1.构筑顶管
4、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,最终形成完整的地下通道。23管幕钢管铺设方法管幕钢管铺设方法l定(导)向钻进法 (Directional Drilling)l水平螺旋钻进法 (Horizontal Auger Boring)l夯管施工法 (Impact Ramming)l顶管法 (Pipe Jacking)l微型顶管法 / 微型隧道施工法 (Micro Tunneling)24定(导)向钻进法定(导)向钻进法25定向钻进
5、铺管流程定向钻进铺管流程26导向孔施工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钻头构造27扩孔钻头与扩孔施工扩孔钻头与扩孔施工翼状翼状 / 碎石土碎石土凹槽状凹槽状 / 砂土砂土杆状杆状 / 黏性土黏性土牙轮式牙轮式 / 硬岩硬岩螺旋形螺旋形 / 碎石土碎石土扩孔时的钻具组合扩孔时的钻具组合 最常最常用用28钻进液钻进液29水平螺旋钻进法水平螺旋钻进法30夯管施工法夯管施工法管径/mm250350800 80012001200150015002000厚度/mm6912162031顶管法概述顶管法概述弧形顶铁环形顶铁32工作管
6、或掘进机工作管或掘进机l手掘式顶管l挤压式顶管l气压平衡式掘进机l泥水平衡式掘进机l土压平衡式掘进机敞开式掘进敞开式掘进33手掘式顶管手掘式顶管34挤压式顶管挤压式顶管土土管管35泥水平衡式顶管的原理泥水平衡式顶管的原理砂砂砂砂砂砂泥水泥水泥水泥水泥水泥水水水水水水水砂砂砂砂砂砂36两种平衡方式两种平衡方式单一泥水平衡式单一泥水平衡式机械平衡式机械平衡式37直径直径800mm直径直径1650mm泥水平衡顶管掘进机泥水平衡顶管掘进机泥水仓38气压式泥水平衡掘进机气压式泥水平衡掘进机39泥水平衡式顶管的特点泥水平衡式顶管的特点l适用范围广;l掘进引起的地面沉降小;l适于长距离作业;l作业环境好、速
7、度快。l成本较高(弃土、场地、设备);l泥水处理量大;l覆土很薄或渗透系数特别大时易受阻。40土压平衡式顶管土压平衡式顶管土压力表土压力表刀盘刀盘泥土仓泥土仓螺旋输送机螺旋输送机主轴主轴41土压平衡式顶管的特点土压平衡式顶管的特点l适用土质范围广l地面变形小l覆土厚度可以很小l弃土处理方便l操作方便、安全,作业环境好l砂、砾石层中需进行渣土改良42顶管法顶管法施工流程施工流程43顶管工作井及其布置顶管工作井及其布置后座墙后座墙顶铁顶铁止水洞圈止水洞圈导轨导轨主顶油缸主顶油缸后靠背后靠背测量装置测量装置钢管钢管44顶管进出洞技术顶管进出洞技术l洞口土体加固l封门l洞口止水圈45洞口土体加固洞口土
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