管幕法施工技术
管幕法施工技术
管幕法施工技术管幕法施工技术1.引言管幕法施工技术是一种用于隧道施工的先进技术，通过设置管幕来支撑土层，以确保施工过程中的安全和稳定。
本将详细介绍管幕法施工技术及其相关内容。
2.施工准备2.1 施工前准备在进行管幕法施工之前，需要进行详细的施工准备工作。
这包括确定施工地点、进行地质勘察和设计方案等。
2.2 施工设备准备为了顺利进行管幕法施工，需要准备一系列必要的施工设备和工具。
这包括液压千斤顶、钢管、钢丝绳等。
3.施工过程3.1 土层处理在进行管幕法施工之前，需要对土层进行处理。
这包括土壤取样分析、排除杂质、加固松散土壤等步骤。
3.2 管材安装在土层处理完成后，可以进行管材的安装工作。
首先，根据设计方案确定管材的罗列方式和位置，然后使用液压千斤顶将管材逐一安装到预定位置。
3.3 管幕支撑一旦管材安装完成，需要对管材进行支撑，以确保施工过程的安全和稳定。
可以使用液压千斤顶和钢丝绳来支撑管材，确保其固定在适当的位置。
3.4 渣土清理在管幕法施工过程中，会产生大量渣土。
及时清理这些渣土是必要的，以保持施工现场的整洁，并确保施工顺利进行。
4.安全措施4.1 工作区域标识在进行管幕法施工时，需要在工作区域的周围进行标识，以避免未经授权的人员进入施工现场，减少安全风险。
4.2 安全培训所有参预管幕法施工的人员都应接受相关的安全培训，了解施工过程中的安全注意事项和紧急情况处理方法。
4.3 管幕质量检验在管幕法施工过程中，需要定期进行管幕质量检验，以确保管材的安装和支撑符合设计要求，避免施工风险。
5.施工质量控制5.1 土层质量监测在管幕法施工过程中，需要定期对土层进行质量监测，包括密实度、稳定性等方面的检测，以确保土层的稳定性。
5.2 管材质量检验管材是管幕法施工中至关重要的组成部份，需要进行严格的质量检验，确保其符合相关的标准和要求。
6.施工总结管幕法施工技术是一种先进且有效的隧道施工技术，通过详细的施工准备、合理的施工过程安排以及科学的施工质量控制，可以保证施工过程的安全和高效。
管幕法施工技术共93页文档
15、机会是不守纪律的。——雨果
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71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
管幕法施工技术
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
什么是管幕工法？
什么是管幕工法？管幕工法是一种新型的隧道建设技术，它是利用钢筋网袋包覆水泥浆料，然后将它们输送至现场，进行喷射施工的一种隧道支护方式。
这种技术在煤矿、铁路、公路等隧道工程中得到了广泛应用。
管幕工法简介隧道施工中，管幕工法是一种使用钢筋网袋包覆水泥浆料，利用喷射技术将其喷涂到隧道壁面上的支护方法。
相较于传统的固结注浆法和锚杆支护法，管幕工法拥有施工流程短、支护壁面完整平整、强度高、单桥跨度大等多种优势。
管幕的材料包括水泥浆、减水剂、快凝剂和预应力钢筋等。
施工时，首先将钢筋网装配成袋，然后按照一定的比例将水泥浆料和其他材料混合搅拌至均匀。
随后，通过输送管将混合后的材料从施工车喷射到隧道壁面上并快速固结，以达到对隧道壁面的支护和加固。
管幕工法的优点主要有以下几点：1.施工流程短相较于传统的支护方式，管幕工法施工流程更短。
因为钢筋网和混凝土是提前制作好并装配成袋，施工现场只需要将混凝土输送至隧道内并喷涂到壁面上即可。
2.支护效果好管幕工法在施工过程中，对于隧道壁面的支护和加固效果非常好，能够承受高强度的压力和拉力，有效保护隧道结构不受地质灾害的影响。
3.单桥跨度大管幕工法支护的隧道桥墩单跨长度可达到超过20米，远高于传统支护方法的极限。
这也意味着，管幕工法可以在更宽的范围内应用，使得设计者和施工方拥有更大的灵活性。
4.支护壁面完整平整因为管幕工法的喷射技术可以精确控制水泥浆料的喷射方向和强度，所以管幕支护后的隧道壁面完整平整，能够减少现场的清理工作量。
综上所述，管幕工法是一种非常适合隧道工程的支护方法，它能够确保隧道的结构稳固和施工效率的高效率，目前在很多工程中已经得到了广泛的应用。
管幕作业指导书
二、管幕施工作业指导书1适用范围管幕法主要应用于地铁矿山法隧道下穿重要建（构）筑物2 管幕施工工艺流程及技术要求2.1管幕施工方法及工艺流程管幕法施工即在隧道的开挖线外侧，按400mm间距，沿隧道轴线方向将φ299×12mm的钢钢管水平铺设在土体里，钢管之间采用锁扣连接，并在φ299钢管连接处打入φ60钢花管，通过φ60钢花管对土体进行注浆加固并使φ299钢管成为一个整体。
根据本工程的具体地质情况及工程特点，采用“前拉后夯”施工方法进行夯管施工，即首先利用水平导向钻机打设φ127的水平孔。
根据水平孔的精度，分析是否进行扩孔作业，然后采用前拉后夯的方法：在前部用拉管钻机通过钻杆及连接头拉住φ299钢管，将φ299钢管拉入设计位置。
在拉入过程中，如果出现回填卡钻现象时，局部用夯锤夯击通过。
具体施工方法是：采用φ127钻杆在上部中间位置打设一个导向孔，要求此类导向孔的导向精度控制在20cm以内。
导向孔完成后，根据具体地层情况判断是否进行扩孔作业，并提高钻孔精度。
扩孔作业要采用挤扩的方法，不能采用通常水循环大扩孔方法，防止引起地层扰动，导致地面沉降。
扩孔完成后采用前拉后夯法，将φ299钢管拉入，C型钢取消，在拉入时，可能会遇到回填及不均匀的硬地层引起卡钻现象，局部用夯锤夯法，在钢管后部施以夯力使钢管顺利通过，直至将钢管拉出对面掌子面。
然后进行第二根施工，以上钢管铺设完成后，在两根钢管之间进行注浆加固，直至全部钢管铺设完成。
φ299钢管全部布设完成后，采用φ20mm钢筋上下两排焊接将两端的管头连接起来，使端头部位形成一个整体。
2.2管幕法施工工艺流程图2.2-1 管幕施工流程图2.3管幕施工技术要求1、打设时必须控制地表沉降，终孔跟踪注浆，注浆必须保证管内外间隙注满填充实，在打设时必须按照设计要求进行施作；2、施工中先施作导向孔，再进行扩孔拉管，最后进行管内、管外注浆：3、管外注浆不能对导向及扩孔产生影响，因此要错开时间和空间位置。
管幕法施工的简介
管幕法作为穿越道路、铁路、机场等的非开挖技术，在日本、美国和中国台湾都取得了较好的效果。
管幕钢管锁口相连，管幕形成后在锁口处注入止水剂或者砂浆，形成密封的止水管幕。
然后在管幕的保护下，对管幕内土体加固处理后，边开挖边支撑，直至管幕段开挖贯通，再浇筑结构体；或者先在两侧工作井内现浇箱涵，然后边开挖土体边牵引对拉箱涵。
日本在箱涵顶进方面研究较早并开发出许多工法如：esa（endless self-advancing）,fj(front jacking)工法等。
根据台北市政府工务局新建工程处“松山机场地下道工程简介”，1989年台北松山机场地下通道工程由日本铁建公司承建，采用管幕结合esa箱涵推进工法施工，长100m，箱涵宽22.2m，高7.5m，水平注浆法加固管幕内土体。
1991年日本近几公路松原海南线松尾工程采用esa工法推进大断面箱涵，箱涵宽26.6m，高8.3m，长121m[1]。
2000年大池成田线高速公路下大断面箱涵长度47m,宽19.8m，高7.33m，采用管幕结合fj工法施工，注浆加固管幕内土体[2]。
在软土地层中，以上工法和工程如位于软土地层均要对网格工具管开挖面前的土体进行加固以维持土体的平衡。
管幕法是利用微型顶管技术在拟建的地下建筑物四周顶入钢管或其他材质的管子，钢管之间采用锁口连接并注入防水材料而形成水密性地下空间，在此空间内可修建地下建筑物。
比较早期采用管幕法的工程是1979年的比利时antewerp地铁车站的修建[3]，以后日本逐渐发展并普遍应用管幕工法，中国香港及台湾地区、新加坡、马来西亚已逐渐应用[4] [5]。
实测和理论分析均表明具有一定刚度的管幕能显著减小地表变形，增加开挖面稳定性[6]~[8]。
上海市中环线北虹路下立交工程是中环线的重要组成部分，其轴线基本呈南北走向，沿虹许路穿越虹桥路、西郊宾馆接入北虹路，为大断面长距离浅埋式地道工程。
（见图1）由于虹桥路上交通繁忙，地下有许多管线。
管幕法施工工艺，图文解释让你一次就懂
管幕法施工工艺，图文解释让你一次就懂来源：筑龙论坛在隧道工程中，我们除了需要了解像盾构法这样的常见施工方法外，我们更需要了解隧道都有些什么辅助工法，因为它直接关系到了隧道的安全和经济效益，一起来探讨一下隧道的辅助工法中的“管幕法”吧！”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。
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。
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。
管幕工法的适用范围：管幕设计概要设计内容：钢管配置；管幕内支撑布置；开挖顺序；开挖面稳定性评价；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]=5mm管幕法施工两大部分：1、钢管幕施工 2、管幕保护下地下结构施工施工难点：1、管幕顶进精度控制 2、管幕施作时的地表变形控制管幕工法步骤：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，最终形成完整的地下通道。
管幕钢管铺设方法：定（导）向钻进法 (Directional Drilling)；水平螺旋钻进法 (Horizontal Auger Boring)；夯管施工法 (Impact Ramming)；顶管法 (Pipe Jacking)；微型顶管法 / 微型隧道施工法 (Micro Tunneling)定（导）向钻进法钻进液：顶管法概述工作管或掘进机：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；土压平衡式掘进机泥水平衡式顶管的特点：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。
管幕法施工的简介
管幕法施工的简介管幕法作为穿越道路、铁路、机场等的非开挖技术，在日本、美国和中国台湾都取得了较好的效果。
管幕钢管锁口相连，管幕形成后在锁口处注入止水剂或者砂浆，形成密封的止水管幕。
然后在管幕的保护下，对管幕内土体加固处理后，边开挖边支撑，直至管幕段开挖贯通，再浇筑结构体；或者先在两侧工作井内现浇箱涵，然后边开挖土体边牵引对拉箱涵。
日本在箱涵顶进方面研究较早并开发出许多工法如：esa（endless self-advancing）,fj(front jacking)工法等。
根据台北市政府工务局新建工程处“松山机场地下道工程简介”，1989年台北松山机场地下通道工程由日本铁建公司承建，采用管幕结合esa 箱涵推进工法施工，长100m，箱涵宽22.2m，高7.5m，水平注浆法加固管幕内土体。
1991年日本近几公路松原海南线松尾工程采用esa 工法推进大断面箱涵，箱涵宽26.6m，高8.3m，长121m[1]。
2000年大池成田线高速公路下大断面箱涵长度47m,宽19.8m，高7.33m，采用管幕结合fj工法施工，注浆加固管幕内土体[2]。
在软土地层中，以上工法和工程如位于软土地层均要对网格工具管开挖面前的土体进行加固以维持土体的平衡。
管幕法是利用微型顶管技术在拟建的地下建筑物四周顶入钢管或其他材质的管子，钢管之间采用锁口连接并注入防水材料而形成水密性地下空间，在此空间内可修建地下建筑物。
比较早期采用管幕法的工程是1979年的比利时antewerp地铁车站的修建[3]，以后日本逐渐发展并普遍应用管幕工法，中国香港及台湾地区、新加坡、马来西亚已逐渐应用[4] [5]。
实测和理论分析均表明具有一定刚度的管幕能显著减小地表变形，增加开挖面稳定性[6]~[8]。
上海市中环线北虹路下立交工程是中环线的重要组成部分，其轴线基本呈南北走向，沿虹许路穿越虹桥路、西郊宾馆接入北虹路，为大断面长距离浅埋式地道工程。
（见图1）由于虹桥路上交通繁忙，地下有许多管线。
管幕法施工技术
引言概述：管幕法施工技术是一种常用于隧道建设的技术方法，通过使用管片来加固和支撑隧道壁面，以确保施工的安全和效率。
本文将详细介绍管幕法施工技术的相关内容，包括施工原理、材料选择、施工过程及应用范围等方面。
正文内容：一、施工原理1.管幕法施工技术的原理基于隧道壁面的加固和支撑。
在施工过程中，首先在隧道壁面钻孔，然后将钢管插入孔洞内，最后再灌入混凝土或灌浆材料，形成完整的管片结构。
2.由于管片具有高强度和刚性，能够有效抵抗地层的变形和压力，因此可以提供足够的支撑和保护，确保施工过程的稳定性和可靠性。
二、材料选择1.钢管是管幕法施工技术中最常用的材料之一，其具有高强度、耐腐蚀、抗压等优点，适用于各种地质条件下的隧道建设。
2.混凝土或灌浆材料用于填充钢管，以形成管片结构。
在选择材料时需考虑其流动性、粘度、耐久性等因素，以确保施工质量和效果。
三、施工过程1.钻孔：根据设计要求，在隧道壁面开设一定数量和间距的孔洞，以方便插入钢管。
2.钢管安装：将预先制作好的钢管逐个插入孔洞中，并保证其垂直度和间距的一致性。
3.灌注混凝土或灌浆材料：通过灌注的方式将混凝土或灌浆材料注入钢管内，填充孔洞，形成坚固的管片结构。
4.固化以及后处理：等待混凝土或灌浆材料充分固化后，根据需要进行后续处理，如抛光、喷涂等，以提升外观和功能性。
5.质量检验：对管片结构进行严格的质量检验，确保其符合设计和规范要求，以保证施工质量和安全性。
四、应用范围1.隧道工程：管幕法施工技术广泛应用于各类隧道工程，如城市地铁、高速公路、铁路等，能够满足不同地质条件下的施工需求。
2.地下工程：管幕法施工技术也适用于其他地下工程，如地下车库、地下通道等，能够提供必要的加固和支撑，确保工程的稳定性和安全性。
五、总结管幕法施工技术作为隧道建设领域的一种重要技术方法，通过使用钢管和混凝土或灌浆材料，能够实现对隧道壁面的加固和支撑。
本文从施工原理、材料选择、施工过程及应用范围等方面进行了详细阐述。
管幕法施工技术资料
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 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 ]=5mm
15
管幕的形状
16
扇形
半圆形
17
钢管配置
工况一 工况二
48
49
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
32
手掘式顶管
33
挤压式顶管
管 土
34
泥水平衡式顶管的原理
砂
水
砂
水
水 砂
砂
泥水
砂
泥水
砂
泥水
35
两种平衡方式
单一泥水平衡式
机械平衡式
36
泥水平衡顶管掘进机
泥水仓
直径φ800mm
直径φ1650mm
37
气压式泥水平衡掘进机
38
泥水平衡式顶管的特点
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。
23
定（导）向钻进法
24
定向钻进铺管流程
管幕法施工技术图文介绍
海瑞克ELS激光导向纠偏系统
伊势机RSG反射诱导纠偏系统
注浆减阻技术
注浆孔
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
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
工具头
RBJ工法
千斤顶 后背墙
网格工具头
中继间及其防水措施
FJ工法
ESA工法
管幕法施工技术
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
掌子面
隧道工程中的辅助工法
掘进方向
❖ 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；
❖ 钢管铺设精度要求高； ❖ 工程投入大，单位延米造价高。
管幕工法的适用范围
管棚支护的力学机理
棚架原理
管幕支护的力学机理
简支梁
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 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]=5mm
管幕的形状
顶管法 施工流程
顶管工作井及其布置
止水洞圈
钢管
顶铁
导轨
主顶油缸
后座墙
测量装置
后靠背
顶管进出洞技术
❖ 洞口土体加固 ❖ 封门 ❖ 洞口止水圈
管幕法是利用顶管机建造大断面地下空间的施工技术
管幕法是利用顶管机建造大断面地下空间的施工技术管幕法的概念管幕法是利用顶管机建造大断面地下空间的施工技术。
它通过顶进式的方法，在地下开挖隧洞的同时用顶进机将管片推进到隧洞内，并将管片错缝嵌合，形成整个隧道的结构支撑。
管幕法的特点管幕法是一种高效、经济、适用范围广的施工技术，它具有以下几个特点：1.施工效率高：管幕法采用顶进机进行推进，可以在地下快速开挖隧道，并实现结构管片的嵌合，施工速度快。
2.施工质量高：管片是在地面上进行制作，采用优质混凝土，保证了管片的强度和质量。
同时，管片的装配采用吊装、拼缝和错缝嵌合等技术，有效提高了隧道的整体承载能力和防水效果。
3.适用范围广：管幕法适用于各种地质环境，包括软弱地层、稳定地层和岩石地层等。
4.环保节能：施工现场没有明火、炸药等，不会对周围环境造成污染。
同时，管幕法节约了大量原材料，减少了能源消耗，是一种环保节能的施工方式。
管幕法的应用管幕法广泛应用于地铁、铁路、隧道、地下综合管廊等工程领域。
例如，在北京地铁13号线的建设中，就采用了管幕法进行施工，成功地开挖了大断面隧道。
在隧道施工中，管幕法不仅可以有效提高施工效率和质量，同时还可以减少对周围环境和生态的影响，保障了城市地下空间建设的可持续性发展。
管幕法的发展趋势随着城市地下空间的不断扩大和复杂化，管幕法的应用范围和技术水平也在不断提高。
目前，一些国内外顶级的地下隧道施工企业都在积极研发和推广管幕法技术，使其更加高效、安全、环保、节能、经济，成为地下空间施工的主要技术之一。
总之，管幕法是一种高效、经济、环保、适用范围广的地下空间施工技术，将为城市地下空间的建设提供更多的支撑和保障。
管幕法施工技术
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76
路铁厦鹰 段越穿路公
段越穿路铁
线通互崎高 路禾嘉
86
挖开部分 护支前超幕管 固加路线
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96
07
孔向导钻
法管夯�法进钻向定平水
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17
幕管的中工施
口锁钢型C
头钻孔扩
27
骤步工施路铁穿下 撑 竖a52I mc03 厚 � 砼52C 喷 撑 横a02I mc52 厚 � 砼52C 喷 mc02*mc02 距 间 格 网 � 置 设 层 单 � 网 筋 钢8 φ mc02*mc02 距 间 格 网 � 置 设 层 双 � 网 筋 钢8 φ
32
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)gnilennuT orciM( 法工施道隧型微 / 法管顶型微 )gnikcaJ epiP( 法管顶 )gnimmaR tcapmI( 法工施管夯 )gniroB reguA latnoziroH( 法进钻旋螺平水 )gnillirD lanoitceriD( 法进钻向�导�定
区固加
64
门封桩板钢
门封式块砌
74
84
统系偏纠导诱射反GSR机势伊
统系偏纠向导光激SLE克瑞海
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施措性对针的 差转偏头机对 统系偏纠 统系量测 统系向导
94
05
孔浆注
15
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浆注踪跟面地的要必 封密的处口洞和口锁管钢证保 量质注压液浆保确 量偏纠制控格严 隙空筑建的适合择选 数参工施的进顶制控格严
97
08
18
28
38
法工築逆蓋覆 及樁排續連土擋
48
58
68
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88
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09
管幕法施工技术图文介绍
22
管幕钢管铺设方法
定（导）向钻进法 (Directional Drilling) 水平螺旋钻进法 (Horizontal Auger Boring) 夯管施工法 (Impact Ramming) 顶管法 (Pipe Jacking) 微型顶管法 / 微型隧道施工法 (Micro Tunneling)
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
围檩
角撑 垂直 支撑
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，
23
定（导）向钻进法
24
定向钻进铺管流程
25
导向孔施工
钻头构造
钻头 较大 大小
中等
较小
土质 淤泥质黏土 较干燥的软黏土、 硬黏土、
粗砂等
致密砂等
孔内动力 钻具
岩层
26
扩孔钻头与扩孔施工
扩孔时的钻具组合
最常 用
翼状 / 碎石土
螺旋形 / 碎石土
凹槽状 / 砂土
杆状 / 黏性土
牙轮式 / 硬岩 27
钻进液
28
水平螺旋钻进法
29
夯管施工法
管径/mm ≤250 厚度/mm ＞6
350～800 800～ 1200
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管幕工法的适用范围
管棚支护的力学机理
棚架原理
管幕支护的力学机理
简支梁
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 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]=5mm
•管幕的形状
•扇形
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。
管幕钢管铺设方法
定（导）向钻进法 (Directional Drilling) 水平螺旋钻进法 (Horizontal Auger Boring) 夯管施工法 (Impact Ramming) 顶管法 (Pipe Jacking) 微型顶管法 / 微型隧道施工法 (Micro Tunneling)
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。
土压平衡式顶管
•刀盘
•土压力表
•主 轴
•泥土仓
•螺旋输送机
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
顶管法 施工流程
顶管工作井及其布置
•止水洞圈
•顶铁
•钢管
•导轨
•主顶油缸
•后座墙
•测量装置
•后靠背
顶管进出洞技术
洞口土体加固 封门 洞口止水圈
洞口土体加固
•加固区
•黏性土洞口稳定性分析
两种常用封门形式
•砌块式封门
•钢板桩封门
洞口止水圈
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
钻进液
水平螺旋钻进法
夯管施工法
管径/mm ≤250 厚度/mm ＞6
350～800 800～ 1200
＞9
＞12
1200
顶管法概述
•弧形顶铁
•环形顶铁
工作管或掘进机
手掘式顶管 挤压式顶管 •敞开式掘进 气压平衡式掘进机 泥水平衡式掘进机 土压平衡式掘进机
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。
插板法
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°
浅层地表超前锚杆注浆加固法
•砂浆锚杆
水平旋喷或水平搅拌法
冷冻法
管棚法
•管棚钢管
•钢拱架
RBJ工法
•工具头
•千斤顶 •后背墙
网格工具头
手掘式顶管
挤压式顶管
•管 •土
泥水平衡式顶管的原理
•砂
•水
•砂
•水
•水 •砂
•砂
•泥水
•砂
•泥水
•砂
•泥水
两种平衡方式
•单一泥水平衡式
•机械平衡式
泥水平衡顶管掘进机
•泥水仓
•直径φ800mm
•直径φ1650mm
气压式泥水平衡掘进机
泥水平衡式顶管的特点
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。
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
注浆减阻技术
•注浆孔
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
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
管幕法
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。
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；
降变化量大的点，应适当加密监测频率； 注浆时应跟踪监测； 当监测值超过报警值时应立即采取相应措施。
管幕保护下地下结构施工
开挖方案
•加
•边挖
•施作
•拆
•完
•固
•边撑
•内衬
•撑
•成
开挖方法：全断面法、台阶法、中隔墙法等。 箱涵顶进方案
管幕－箱涵施工方法
推进方案（RBJ工法） 牵引方案（FJ工法） 推拉结合方案（ESA工法）
•半圆形
钢管配置
工况一
工况二
常用钢管锁口接头形式
•公接榫
•母接榫
管幕内支撑布置
•管幕
•围檩
•角撑
•垂 直支
撑
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
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
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
管幕顶进后的处理措施
置换触变泥浆（或管外回填注浆） 钢管锁口止水处理 钢管混凝土填充 钢管端部与工作井的连接
沉降监测
在管幕上方及周边的道路、重要建筑物及临近 隧道埋设监测点；
施工前进行初始数据采集； 对于顶管施工中已经穿越或即将穿越，以及沉
定（导）向钻进法
定向钻进铺管流程
导向孔施工
•钻头构造
钻头 较大 大小
中等
土质 淤泥质黏土 较干燥的软黏土 、粗砂等
较小
硬黏土、 致密砂等
孔内动力 钻具
岩层
扩孔钻头与扩孔施工
•扩孔时的钻具组合
•最常 用
•翼状 / 碎石土
•螺旋形 / 碎石土
•凹槽状 / 砂土
•杆状 / 黏性土
•牙轮式 / 硬岩
管幕法施工技术
2020年8月12日星期三
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
隧道工程中的辅助工法
•掌子面 •掘进方向
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；
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
先导式微型隧道施工法
•先导头结构
螺旋式微型隧道施工法
泥水式微型隧道施工法