浅埋暗挖法简介(PPT课件)
市政管道工程,PPT课件,4-4浅埋暗挖法
市政管廊也称为市政综合管沟,是指设置于地 面下,用于容纳两种及两种以上市政管线的构 筑物及附属设备。它是在城市地下建造的市政 公用隧道空间。
根据施工方法可将市政管廊分为现浇管廊和预 制拼装管廊。
市政管廊也称为市政综合管沟,与管道直埋相 比优点:
能及时发现和处理管线在使用过程中出现的各种 问题,提高了维护管理效率和城市防灾、减灾、 应对突发事件的能力;
避免了维护管理过程中道路的重复开挖和各管线 业主单位对地下空间资源的无序占有;
减少了对环境的污染和对居民出行的影响;
有效缓解了城市发展与市政管线规划之间的矛盾; 有利于解决市政管线规划预留问题,促进城市的 的可持续发展和地下空间的合理利用
4.4浅埋暗挖法 是在距离地表较近的地下进行洞室暗挖施工的一种方
双侧壁导坑法适用于管廊跨度很大、地表沉陷控制严格、单侧壁导坑 难以控制围岩变形的条件下。其施工安全,但速度慢、成本高。
4.4 浅埋暗挖法
6)中隔壁法和交叉中隔壁法
中隔壁法也称为CD工法,是将管廊断面先分成左右两 部分,对每一部分再分成上下两部分分别进行开挖和 初次支护,最后使初次支护闭合的施工方法。
该法主要适用于地层较差,跨度不大于18m的管廊施工。
当CD工法仍不能满足施工要求时,可在CD工法的基础 上加设临时仰拱,形成所谓的交叉中隔壁法(也称为 CRD工法)。CRD工法的最大特点是将大断面施工化 成小断面施工,各个小断面局部封闭成环的时间短, 控制地表早期沉降效果好。
此外,当管廊为多跨结构时可采用中洞法、侧洞法、 柱洞法、洞桩法等方法施工。
4.4浅埋暗挖法
4.初次支护方法
一般采用喷锚支护
喷锚支护是采用锚杆和喷射混凝土支护围岩的施工 措施。锚杆和喷射混凝土与围岩共同形成一个承载 结构,可以有效地限制围岩变形的自由发展,调整 围岩的应力分布,防止岩石土体松散坠落。
浅埋暗挖法
周边环境复杂
浅埋地下工程,特别是城市地铁施工具有结 构埋置浅,地面建筑物密集,交通运输繁忙,地 下管线密布,地表沉陷要求严格,周边环境复杂, 交通疏解、拆迁改移费用高等特点。与其他方法 相比,浅埋暗挖法在这些方面具有显著的优点。 以城市地铁为例,浅埋暗挖法与明挖法相比,具 有拆迁占地少、不扰民、不干扰交通、节省大量 拆迁投资等优点。
量测是对施工过程中围岩及结构变化情况进行动态 跟踪的主要手段,量测信息及时而准确地反馈给设计施 工,以便及时修改设计或采取特殊的施工措施。
地质条件差
1.工程地质条件 基本属于V~VI级围岩,岩性软弱,大多为土质地层。开 挖之前要采取超前支护措施,来改良加固地层,满足开挖的 需要。超前支护的时机和强度视地层的岩体质量好坏而定, 同时必须考虑其他因素的影响,如地下水情况、周边环境、 地下管线等。而且,若开挖后稳定性差,需要及时设置具有 足够强度的支撑体系,才能满足结构的稳定。 2.水文地质条件 采用浅埋暗挖法修建的隧道,特别是城市地下铁路,其 地下水非常丰富,地下水位也很高,隧道通常位于地下水位 以下,如果对地下水不采取措施,就无法进行开挖施工,而 且容易引起地下水突涌,及因此而带来的塌方等重大事故。 因此,开挖时必须采取降水措施,来降低地下水位。通过降 水,达到以下两个目的:一是增加地层自身的稳定性;二是 使隧道的施工在无水干燥条件下进行。
辅助工法多样
1.注浆法
注浆法是浅埋暗挖施工中使用最多的一种辅助工法。浆 液在土体中固结并在注浆压力作用下扩散并挤密土体,起到 加固地层、止水的作用,通常配合小导管、大管棚使用。注 浆方式主要有小导管注浆、大管棚注浆、帷幕注浆、全断面 注浆等,注浆材料有普通水泥、超细水泥、水泥水玻璃、改 性水玻璃、化学浆液等。
浅埋暗挖法
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中国矿业大学(北京)“211工程”重点建设课程-《城市地下工程》
图8-6正反台阶施工示意图
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中国矿业大学(北京)“211工程”重点建设课程-《城市地下工程》
导硐法施工程序示意图及炮眼布置图
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中国矿业大学(北京)“211工程”重点建设课程-《城市地下工程》
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中国矿业大学(北京)“211工程”重点建设课程-《城市地下工程》
第二节、矿山法
一般将置于基岩中的地下上程,并采用传统钻爆 法或臂式掘进机开挖的方法统称为矿山法。 它是城市深部地下上程常用的暗挖施工方法,施 工不影响地面正常交通与上产,地表下沉量小。 适用于硬、软岩层中各类地下工程。 本节重点介绍日前常用的钻眼爆破施工方法。
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中国矿业大学(北京)“211工程”重点建设课程-《城市地下工程》
第三节 盾构法
盾构法(Shield)或掩护筒法是在地表以下土层或松 软岩层中暗挖隧道的一种施工方法。 自1818年法国工程师布鲁诺尔(Brunel)发明盾构法 以来,经过一百多年的应用与发展,从气压盾构到 泥水加压盾构以及更新颖的土压平衡盾构,已使盾 构法能适用于任何水文地质条件下的施工。
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中国矿业大学(北京)“211工程”重点建设课程-《城市地下工程》
几个相关概念: 不偶合系数(K):是指炮孔直径与药卷直径的比值 装药集中度(q):是指每米炮眼装药段的药量,反映 装药在炮孔中的分布情况 周边孔密集系数(m):是指炮孔间距(E)与最小抵抗 线(w)的比值。不同的孔密集系数对爆破效果的影响 见图8-5。
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中国矿业大学(北京)“211工程”重点建设课程-《城市地下工程》
第一章 浅埋暗挖法
第一章浅埋暗挖法“浅埋暗挖法”是根据“新奥法”原理,在对地层进行注浆加固后,采用钢网构拱架配合喷射混凝土结构做初期支护,采用适当的防水措施,用模筑混凝土做内衬,构成复合式衬砌,在第四纪冲洪积地层中,在浅埋的条件下,进行地下工程施工,经实践检验是成功的施工方法。
一、“浅埋暗挖法”的原则“浅埋暗挖法”十八字方针原则:管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤测量。
二、“浅埋暗挖法”的主要技术特点动态设计、动态施工的信息化施工方法,建立了一整套变位、应力监测系统;强调小导管注浆超前支护在稳定工作面中的作用;用劈裂注浆法加固地层;采用复合式衬砌技术。
三、“浅埋暗挖法”施工前地质与地物调查采用“浅埋暗挖法”修建地下铁道隧道时,必须充分掌握地质资料,了解地质构造、地层特性和地下水的变化规律。
在城市中,还必须掌握地上地下各种构筑物,管线布置情况。
调查工作分施工前调查和施工期间调查两个阶段,并贯穿工程建设的始终。
地质普查、地质勘探和试验工作有建设单位组织或委托有关部门进行,并为设计、施工和监理提供依据。
调查的主要内容有:围岩类别判定。
四、浅埋暗挖法的优势不影响城市交通,无污染,无噪声,操作简单灵活,适合于各种地层条件和各种尺寸与断面形式的隧道和洞室,并且配合辅助工法,还可在有水地层甚至软流塑地层中应用,利用国内丰富的劳动力资源。
五、“浅埋暗挖法”各种方法台阶法、CD工法、CRD工法、临时仰拱法、眼睛法、PBA(桥梁拱法)。
六、“浅埋暗挖法”开挖过程中的安全施工凡采用“浅埋暗挖法”施工的地下地铁隧道工程,都必须把安全开挖放在一切工作的首位。
必须坚持按照“十八字”原则技术施工,并且及时准确的监控量测数据指导施工,以期达到安全可靠、经济合理的目标。
在松散、自稳性能差的冲洪积地层中进行开挖作业时,为了维持开挖面的稳定,应遵循先加固后开挖的合理程序,初期支护必须紧跟掌子面及时施作,严格控制地层松弛变形。
区间隧道宜采用短台阶、短进尺分部开挖法施工。
明挖法和浅埋暗挖图文介绍
保证自稳能力
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1 明挖法
问题2:锚杆与土钉支护区别
受力机理:前者施加预应力,为主动受力,后者依靠摩擦力,为 被动受力;
受力范围:前者为自由段承受拉力,后者为全长受力; 粘合长度:前者为锚固段,后者为全长; 设置密度:后者依靠土钉群产生加筋效果,密度大于锚杆; 承受荷载:前者单根可达400kN,后者单根承载力较低; 施工规模:前者需要大型机械,后者施工规模较小。
合使用,一般采用人工开挖,人工和机械混合出碴。
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中隔墙法
2 浅埋暗挖法
适用于Ⅳ~Ⅴ级围岩的浅埋双线隧道。中隔墙开挖时,
应沿一侧自上而下分为二或三部进行,每开挖一步均应
及时施作锚喷支护、安设钢架、施作中隔壁,中隔壁墙
依次分步联结而成,之后再开挖中隔墙的另一侧,其分
步次数及支护形式与先开挖的一侧相同;
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2 浅埋暗挖法
浅埋暗挖法
矿山法
喷锚支护 技术发展
新奥法
复兴门车站 折返线工程
1987年
浅埋暗挖法
优势:不影响城市交通,无污染、无噪声,无需专用设备,适用于 不同跨度、多种断面等。
特点:埋深浅,施工过程中由于地层损失而引起地面移动明显;地 质条件差;开挖方法多,辅助工法多;风险管理难度大。
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浅埋暗挖施工方法
全断面法 正台阶法
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正台阶环 形开挖法
单侧壁导坑 正台阶法
中隔墙法 (CD法)
浅埋暗挖法施工技术
01
02
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城市地下工程
由于浅埋暗挖法对地面影 响小,因此在城市地区修 建道路、隧道、地下商场 等地下工程中广泛应用。
河流穿越工程
在河流穿越工程中,由于 浅埋暗挖法可以减少对河 流生态的影响,因此也是 一种常用的施工方法。
文物保护
在需要进行文物保护的地 区,浅埋暗挖法可以减少 对地表建筑和文物的影响。
优化施工方案
根据实际情况优化施工方案,合理调 整各项参数,提高施工效果和效益。
04 浅埋暗挖法施工案例
案例一:某地铁区间隧道
总结词
复杂地质条件下的挑战
详细描述
某地铁区间隧道穿越的地质条件复杂,存在大量软土和砂层,稳定性差,需要 进行大范围的加固处理。浅埋暗挖法在此案例中发挥了重要作用,通过控制地 面沉降和隧道收敛,确保了施工安全和质量。
发展历程
起源
浅埋暗挖法起源于20世纪80年代, 最初是为了解决城市地下工程中 的施工难题而提出的。
初步发展
在20世纪90年代,浅埋暗挖法得 到了初步的发展和应用,并逐渐形 成了完整的施工工艺和技术体系。
广泛应用
进入21世纪后,随着城市交通和基 础设施建设的快速发展,浅埋暗挖 法得到了广泛的应用和推广。
缺点分析
成本较高
由于需要购置大量的施工设备 和材料,并且需要专业的施工 人员,因此该方法的成本相对
较高。
施工难度大
在复杂的地质条件下,需要采 取相应的措施来应对,如加强 支护、增加衬砌厚度等,增加 了施工难度。
安全隐患多
由于施工时需要开挖地层,存 在一定的安全隐患,需要采取 相应的安全措施来确保施工安 全。
05 浅埋暗挖法发展趋势与展 望
技术发展趋势
浅埋暗挖施工方法
在隧道两侧设置交叉的临时隔 墙,将隧道分成四个部分,先 进行两侧的开挖,再进行中间
部分的开挖。
初期支护技术
喷射混凝土
锚杆支护
钢拱架支护
土钉支护
在开挖后的隧道表面喷 射混凝土,以固定围岩,
防止其松动或脱落。
在围岩中钻孔并插入锚 杆,通过锚杆的拉力固
定围岩。
在隧道表面设置钢拱架, 通过钢拱架的支撑作用
适用范围
01
主要适用于城市管网、道路、地 铁等地下工程的施工。
02
特别适用于对地面环境要求高的 区域,如商业中心、居民区等。
施工原则
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短开挖、强支撑
在施工过程中,应尽量缩 短开挖长度,并采取强有 力的支撑措施,确保施工 安全。
快封闭、勤量测
在施工过程中,应及时封 闭开挖面,并加强监测, 及时发现和解决潜在的安 全隐患。
固定围岩。
在土体中钻孔并插入土 钉,通过土钉的拉力固
定土体。
二次衬砌技术
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02
03
04
模筑混凝土衬砌
在初期支护完成后,在隧道内 模筑混凝土衬砌。
钢筋混凝土衬砌
在初期支护完成后,在隧道内 设置钢筋,再模筑混凝土衬砌
。
预制拼装式衬砌
在工厂内预制的混凝土板或块 ,在隧道内进行拼装形成衬砌
。
喷涂式衬砌
在隧道内喷涂防水涂料和装饰 涂料形成衬砌。
该方法适用于不同地质条件和环境,可以 在城市中心等建筑物密集地区进行施工, 对周围环境影响较小。
安全性高
节约成本
由于是在地下进行挖掘,可以避免地面交 通拥堵和安全事故的发生。
浅埋暗挖法可以减少土方开挖和运输量, 降低工程成本。
浅埋暗挖法简介-区间
目前在软弱地层中开挖隧道此方法逐渐演变为侧导坑增 加临时仰拱的方法,如下图:
施工方法 ——双侧壁导坑工法
5.浅埋暗挖法施工工艺的十八字方针 ——管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测
“强支护”——采用格栅钢架和喷射混凝土进行较强的初期支护,以 限制地层变形。
“早封闭”——开挖后初期支护要尽早封闭成环,以便改变受力条件, 减小地层变形。
“勤量测”——施工量测指地层沉降量测和洞内拱顶下沉与收敛量测。 量测是对施工过程中地层及结构变化情况进行动态跟踪的主要手段,是对 地层和支护结构的变形监测,其信息及时而准确地反馈给设计施工,以便
本工程我院获得 国家优秀设计金奖。
一、 概述
1.浅埋暗挖的由来
北京复兴门折返线
因不便明挖施工,使工 程停滞了好多年,1986 年在军都山隧道施工成 功的基础上,结合北京 地区地质与水文地质情 况,首次在城市中应用 浅埋暗挖技术并获得成 功,并正式取名“浅埋 暗挖法”。并明确的该 技术的意义——适用于 各种软弱地层的地下工 程设计与施工。
“严注浆”——在打设超前小导管后注浆加固地层,增强围岩自稳能力, 以便在开挖后不引起坍塌。严注浆还包括初支背后注浆和二衬背后注浆, 特别是初期支护的背后注浆对于抑制地层变形有重要作用。
“短进尺”——每个开挖循环距离要短,这样才能做到开挖和支护时间 尽可能短,围岩暴露面和暴露时间短,确保施工安全。
一、 概述
二、 施工方法
2.CD法
(1)适用条件: CD法主要用于开挖跨度大于6m小于 12m、开挖高度小于6m的隧道。
二、 施工方法
3.CRD法
CRD工法又称交叉中隔墙法,是在CD工法的基础上增加临时仰拱发展而来。其 特点是将大断面化为小断面施工,各个局部封闭成环时间短,控制早期沉降好。
浅埋暗挖法简介
浅埋暗挖法简介随着城市化水平的进一步提高,城市人口的增加,轨道交通的发展会越来越快。
郑州轨道交通目前属于起步阶段,基本以明挖法施工,随着线网的逐渐加密以及公众对交通水平的要求,暗挖施工的车站及附属结构会出现并逐渐增多。
在其他市政工程如热力、电力管廊及过街通道等也将越来越多的采用浅埋暗挖法施工。
强调预支护,及时支护,控制地面沉降,保证施工和地面地下建筑物的安全,十八字方针“管超前,严注浆,短开挖,强支护,快封闭,勤量测”是其精髓。
浅埋暗挖法机械化程度低,主要靠人工施工,机动灵活,对工程的适应性强,可作成各种结构型式,在地质情况较差的情况下要采取辅助施工措施。
下面从浅埋暗挖法的基本思想、初支及二衬结构的拟定和防水设计等方面对浅埋暗挖法做一简单的介绍。
一.新奥法是考虑到隧道掘进时的空间效应利时间效应所提出的新理论。
这一理论集中在支护结构种类、支护结构构筑时机、岩压、围岩变位这四者的关系上,贯穿在不断变更的设计施工过程中。
这一理论提出了与传统方法完全不同的新概念和新观点,它指导着喷锚支护的设计和施工,指导着构筑隧道的全过程。
围岩与支护共同工作,最大限度地发挥围岩本身原有的支承能力,是新奥法的核心。
浅埋暗挖法的理论源于新奥法,是在新奥法的基础上结合中国国情和浅埋的特点发展起来的一种设计施工方法,其特点是沿用新奥法原理分析体系,建立量测信息,反馈设计和施工,同时采取超前支护和改良地层,注浆加固等配套技术来完成隧道及地下工程的设计与施工。
它和软岩新奥法有很多相同的原则。
浅埋暗挖法应遵循的原则:1.应结合工程环境条件、隧道本身的安全等级综合制定地表沉降控制基准值。
2.综合地表沉降、施工安全、工期、造价等因素选定开挖工法。
3.强调采用预加固措施(超前管棚、锚杆、注浆、冷冻等)。
4.隧道支护应考虑时间和空间效应。
5.隧道开挖后应尽早提供具有足够刚度和早强的初期支护,以控制围岩变形。
6.尽早施作仰拱、封闭成环,仰拱距工作面的距离越近越好,最大不宜大于一倍洞径。
浅埋暗挖法施工
某市政管道施工案例
总结词
灵活多变、适应性强
VS
详细描述
该案例针对市政管道施工的特点,采用浅 埋暗挖法进行施工。通过调整暗挖断面、 支护方式和施工参数等,成功穿越了城市 密集区域和复杂地层,有效降低了施工对 周边环境和交通的影响。同时,结合工程 实际,灵活运用多种辅助措施,提高了施 工效率和质量。
某公路隧道施工案例
钢拱架安装
在关键部位安装钢拱架, 提高隧道或洞室的承载能 力。
锚杆与钢筋网
根据需要设置锚杆和钢筋 网,以提高围岩的整体稳 定性。
防水层施工
防水材料选择
质量检测
根据工程要求选择合适的防水材料, 如防水卷材、防水涂料等。
对防水层进行质量检测,确保其防水 性能达到要求。
防水层铺设
在初期支护完成后,铺设防水层以防 止渗水。
变形的积累。
强支护
在开挖后要及时进行支护,以 控制地层变形和保证施工安全 。
快封闭
在完成一次开挖后要及时进行 封闭,以减少地层暴露时间, 降低地层变形的积累。
勤量测
在施工过程中要定期进行量测 ,以监测地层变形和支护结构 的稳定性,及时调整施工参数
。
02 浅埋暗挖法施工方法
新奥法
总结词
以岩石力学理论为基础,采用锚喷支护为主要手段的施工方法。
03 浅埋暗挖法施工流程
施工准备
现场勘查
对施工区域进行详细的 地质勘查,了解地质结 构、地下水位和土壤性
质等信息。
方案设计
根据工程要求和地质勘 查结果,制定详细的施
工方案和设计图纸。
资源配置
根据施工方案,准备所 需的施工设备、材料和
人力资源。
安全措施
制定并实施必要的安全 措施,确保施工过程的
浅埋暗挖关键施工技术
7.4.11 作好开挖的施工记录和地质段面描述,加强对洞内 外的观察。
7.4.12开挖过程中必须加强监控量测,当发现拱顶拱脚和 边墙位移速率值超过设计允许值或出现突变时,应及时施 工临时支撑或仰拱,形成封闭环,控制位移和变形。根据量 测结果进展跟踪注浆。
7.4.2 严格控制隧道开挖的中线和水平,开挖轮廓要圆 顺,防止超挖,局部欠挖处人工修凿,但要充分考虑施工 误差及顶留变形。
7.4.3 隧道开挖时保存核心土,待拱部初支完成后再开 挖核心局部土体。
7.4.4 当隧道围岩自稳能力较差时,应尽可能缩短开挖 台阶长度,尽快使初期支护闭合。
7.4.5 在过房屋段时,为严格控制地表陈降,在上台阶架 设临时仰拱,待下半段面初支封闭到达设计强度后撤除。
1
8.6 5
2
2
0.5 10.6 7
1 0.5 1
单位:m
1 竖井锁口平面
10.6 0.35 7 0.35
8.62-2剖面
5.2 竖井井深开挖及支护
开挖采用人工开挖,由上而下逆作施工,渣土由人
工装入吊桶,通过电动葫芦提升至地面渣场,竖井每完成
一段开挖,经检查开挖尺寸符合设计要求后,立即进展该
施工前应在马头门位置处进 展换撑措施处置,在割除前先 在竖井内架设临时支撑,确保 马头门处土体稳定,临时支撑 在进洞后撤除。
①排设超前小导管及注浆
洞口处换撑措施措施完毕后,应尽 快在井壁上放出横通道开挖轮廓线 的位置,并标出超前小导管的位置, 为了加大洞口处加固地层的范围, 马头门处第一排小导管长度为5 m, 且尽量与隧道中线保持平行,超前 注浆加固地层。
2.浅埋暗挖法修建隧道的一般规定
浅埋暗挖法
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3.2.1 管棚的布置形式
图3.8 管棚的布置形式
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注:一字形布置适用 于洞室跨度不大,仅 上部土层易坍塌的地 段;门形布置适用于 大型洞室工程上部土 层不稳定地段;半圆 拱形适用于地铁、地 下隧道土层不稳定段; 正方形布置适用于大 型洞室工程松软土层 段。
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3.2.2 管棚的基本设计要点
施工的地下隧道或洞室断面都比较大,所处地段的岩土层软 弱破碎,多选用单侧壁导洞或双侧壁导洞掘进技术;图3.9 为单侧臂导洞法开挖顺序示意图。开挖时,工作面I与II的距 离应保持在4~6m间,不应过大,工作面III与I间要大于 10m,以确保施工安全。
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3.安装管棚
根据钻孔深度大小可选用适宜的安装钢管技术。对于坍
孔严重地段,可直接将管棚钢管钻入,使钻孔与安装一次完
成。一般对于孔长小于15m的短孔,可用人工安装或用卷扬
机顶进。深孔则用钻机顶进,在顶进过程中.必须用测斜仪
严格控制上仰角度,一般为1~2度。接长管棚钢管时,接头
要采用厚壁管箍,上满丝扣,确保连接可靠。
3.管棚宜采取沿隧道或洞室开挖轮廓纵向近水平方向设置。
为增加管棚刚度,通常要在钢管内注入水泥砂浆、混凝土或设
置钢筋笼后注入水泥砂浆。
4.纵向两组管棚间应有不小于1.5m的水平搭接段,管棚搭
接处应设计钢支架。
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3.2.3 管棚法的施工
管棚法施工的主要工序包括:开挖工作室、钻孔、安装管 棚,管棚钢管注浆以及掘砌施工等。 1.开挖工作室
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韩国仁川地铁穿越汉城—仁川高速公路段采用具有连接 键的搭扣式管棚。施工中超前支护采用26根钢管施作管棚,管 棚之间采用搭扣连接。当时的目的仅仅是为了提高施工的精 度,以方便采用气动夯锤施工。在第一根棚管精确定位之后, 其余的棚管就可以在连接键的导向下保证顺直(如图4所示)。