管幕工法在北虹路地道中的应用
Ф500mm超前管幕在南水北调下穿铁路干线隧洞工程中的应用
１ 工 程概 况及 管 幕 设 计
南水北 调中线一期工 程天津干线工 程在 Ｘ Ｗ８ ８ ＋ １ ３ ３处 下穿 京 九铁 路 ， 隧 洞 断 面形 式 为分 离 式 小 净 距 ３孔 暗挖 隧洞 形 式 。每 孑 Ｌ 断 面 形 式 最 大 跨 度 为 ７ ． ５ ｍ， 高９ ． ９ ５ ｍ。每 两 孔 中 间净 土柱 宽 度 １ ０ ｒ ｎ 。 隧洞 拱顶 至地 面最小 高度 仅为 １ ． ６ ９ ｍ， 距铁 路 路 肩
＠５ ０ ０ ｍｍ 超前管幕在南水北 调下穿 铁路干 线隧洞工程中的应用
王 如 祥
（ 中铁 六 局 集 团 石 家 庄 铁路 建 设 有 限公 司 ， 河北 石家庄 ０ ５ ０ ０ １ ０ ）
摘 要 ： 南 水 北 调 中线 一 期 工 程 下 穿 京 九 铁 路 隧 洞 工 程 ， 隧洞浅埋 ， 围岩土体松散 ， 为有 效 控 制 路 基 沉 降 ， 采 用 管 幕 工 法 以保 证 开 挖 过 程 的 稳 定 。介 绍 了Ｑ５ ０ ０ ｍｍ 管 幕 工 法 的结 构 设 计 、 施 工 流 程及 夯管 导 轨 的铺 设 、 导 向 器 和 钢 管 的安 装 等 ， 以及 夯 管方 向控 制 及 纠偏 措 施 。通 过 采 用 ＠５ ０ ０ ｍｍ 超 前 管 幕 预 支 护技 术 ， 保 证 了铁 路 正 常运营安全 、 隧 洞 施工 安全 和施 工质 量 。 关键词 ： 管幕 工法 ； 隧洞工程 ； 南水北调工程 ； 下穿铁路 ； 导轨 ； 导 向 器
图 １ 管 幕 钢 管 布 置
国 防 交 通 工 程 与 技 术 囫 ２ ０ ｌ ５ 第 ４ 期
・
成果 与应 用 ・
应 用爆 破技 术辅 助拆 除 门式钢 架支 护 的 ’ 方法 何 闯等
软土地层管幕-箱涵顶进施工新技术
４ ０
第二届全国技术高峰论坛专辑 城 市道桥 与 防 洪
２０ 年 ５ ０７ 月第 ５ 期
软 土地层 管幕 一箱涵 顶进 施工新 技术
葛金 科 ， 向 阳 ｚ 李
（． １上海 市第 二市政 丁 程有限 公司 ， 上海 市 ２ ０ ６ ２ 同济大学 ， 海市 ２０ ９ ） ０ ０ ５； ． 上 ０ ０ ２
收稿 日期：０ ７ ０— ７ ２ ０ — ３ ０ 作者简 介 ： 金科 （ ９ ３ ， ， ， 授 级 高级 工 程 师 ， 葛 １５ 一） 男 人 教 副总 工程 师 ， 事市政 工程 施工 技术 管理工 作 。 从
Ｌ×Ｂ×Ｈ：８ｍ ×３ ×１ ８ｍ ８ｍ；力 固 强 度 ：ｕ０８ Ⅱ ｑ＝ ．
ＭＰａ 。
（ ） 管 幕 ：０根 ９０×１ 锁 口的 钢 管 ， ３钢 ８ ７ ０带 形 成 口字 形 管 幕 。锁 口材 料 为 角 钢 １０×８ ０ ０×１ ， ０
采用管幕结合 Ｆ 工法施工 ， Ｊ 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 人 钢管或 其 他材 质 的管 子 ，钢管之 间采用锁 口连接并 注人 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 １７ ９９年 的 比利 时Ａｔｅ ｎ ｗｒ ｅ ｐ地铁 车站 的修 建 ｝ 以后 日本逐 渐 发 ３ Ｊ ， 展并 普 遍 应 用 管 幕 工 法 ， 国香 港 及 台湾 地 区 、 中 新 加 坡 、 来 西 亚 已逐 渐 应 用 ｆ［。实 测 和 理 论 分 析 马 ４５ １１
管幕内顶进箱涵前端网格内壁土压力分布模式
第27卷 第8期 岩 土 工 程 学 报 Vol.27 No.8 2005年 8月 Chinese Journal of Geotechnical Engineering Aug., 2005 管幕内顶进箱涵前端网格内壁土压力分布模式肖世国，朱合华，李向阳，夏才初，刘学增（同济大学 地下建筑与工程系，上海 200092）摘 要：上海市中环线虹许路北虹路下立交工程是目前世界上在饱和含水软土地层中施工的横截面最大的管幕法工程。
在管幕内顶进大断面箱涵（前端嵌固钢板制网格框架）的施工过程中，随着网格后端土体的开挖，作用于网格内壁各面的土压力发生调整，其特点是在距开挖面不同位置处有不同的大小。
根据力学平衡条件分析，重新达到平衡状态后，作用于内壁顶面与底面的土压力沿网格纵向呈指数函数分布，内壁侧面的土压力则为沿网格长度方向（纵向）的指数分布与沿高度方向（竖向）的线性分布的叠加，直到在网格前端仍保持相应的原始状态为止。
这就为网格尺寸的合理设计打下了重要基础。
最后，用室内试验验证了理论计算方法并给出了实例工程网格内壁土压力的具体分布模式。
关键词：管幕；箱涵；开挖面；网格；土压力中图分类号：TU 47 文献标识码：A 文章编号：1000–4548(2005)08–0908–05作者简介：肖世国(1973–)，男，博士后，从事岩土工程及地下结构工程的研究工作。
Distribution mode of earth pressure on inner plates of steel grids located in the front of a big box culvert surrounded by pipes in a pipe-roof projectXIAO Shi-guo，ZHU He-hua，LI Xiang-yang， XIA Cai-chu，LIU Xue-zeng（Department of Geotechnical Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China）Abstract: Up to now, the subway crossing project through Hongxu Road is a pipe-roof project with the biggest cross-section of box culvert in the world. It is constructed in saturated soft soil stratum under the Beihong Road located in the middle ring-road of Shanghai. During pushing the box culvert in the front of which many steel grids are inverted, earth pressure on inner plates ofa grid will vary with excavation of soil near the back end of the grid. Its general rule is that earth pressure is of different value atvarious distance from cutting surface. According to the mechanical equilibrium conditions, earth pressures on inner top and bottom plate are exponentially distribution along the longitudinal direction of a grid and those on inner side plates are superposition of exponential distribution along the longitudinal direction and linear distribution along the vertical direction of the same grid until reaching their corresponding original status at the fore end of the grid after attaining new mechanical equilibrium status. It is the important basis of rational design of grid sizes. In the end, the theoretical calculation method is proved by the model test. The distribution mode is given in detail by the practical project.Key words: pipe-roof; box culvert; cutting surface; grid; earth pressure0 引 言上海市虹许路－北虹路下立交工程设计采用管幕内顶进箱涵的施工方法，箱涵横断面外包尺寸为34 m×7.85 m，管幕穿越段全长约125 m，箱涵采用钢筋混凝土结构，分8节预制，每节15.5 m。
管幕法简述
城 市道 桥 与 防 洪
管理施工
１１ ４
管 幕 法 简 述
刘博海 ， 杨 亮 ， 昊冲 罗
（ 津 市 市 政 工 程 设 计 研 究 院 滨 海 分 院 ， 津 ３０ ５ ） 天 天 ０ ４ ７ 展 历史 、 用 情况 、 缺点 ， 对管幕 法 的设计 内容 、 工 方法 、 新 改进 等做 了介绍 ： 该 应 优 并 施 创
力 ， 交 结 构 越 来越 多地 出现 在 城 市 里 ， 穿 地 道 立 下 就是 一 种 常用 的立 交 形 式 。管 幕 法 就 是 在 下 穿 地 道施 工 中应 用 较 多 的 一 种 非 明 挖 施 工 方 法 。这 种 工法 也 常用 于 下 穿 已建 高 速公 路 或 铁 路 线 的地 道
构工程 设计 ｌ作 。 Ｉ ：
单 向顶 进 。这 是 我 国第 一次 采 用 管 幕 结 合 箱 涵 顶 进 施 工 技 术 ，也 是 世 界 上 在软 土 地层 中施 工 的 断
面 尺 寸 最 大 的管 幕 法 丁 程 。２ ０ ０ ４年 北 京 地铁 五号 线 崇 文 门站 下 穿 既 有 地 铁 一 号 线 区 间 隧 道 工 程 ， 为 保 证 车 站 开挖 支 护过 程 中 的结 构 稳 定 、严 格 控
施工 中。
管 幕 法 ， 叫 排管 顶 进 法 ， 一 种 新 型 暗 挖 法 也 是 施 工 技 术 。管 幕 法 的 施 工 原 理 为 在 始 发 井 与 接 受
图 ２ 德 国 管 幕 工 程 案 例 实 景
井之 间 ， 用 顶 管设 备顶 进 钢 管 到 土体 中 ， 单 管 利 各
来 西 亚 也 开 始 采 用 管 幕 法 施 Ｔ 。 美 国首 次应 用 管
管幕工法在北虹路地道中的应用
管幕工法在北虹路地道中的应用摘要本文将介绍管幕工法在北京市北虹路地道施工中的应用情况。
管幕工法是一种快速、安全、高效的地下结构支护施工方法，具有施工周期短、对地表造成的影响小等优点。
本文将主要从北虹路地道的设计方案、施工技术、施工风险控制等方面进行详细介绍，以供相关从业人员参考。
引言地道作为一种重要的交通工程，其施工过程中需要进行有效的地下结构支护。
传统的地道支护方法存在施工周期长、对周边环境影响大等问题。
然而，近年来，随着管幕工法的引入，这些问题得到了有效的解决。
管幕工法以其独特的特点，逐渐在地下结构支护领域得到广泛应用。
本文将以北虹路地道为例，详细介绍管幕工法在地道施工中的应用情况。
北虹路地道设计方案北虹路地道位于北京市中轴线，是连接市中心与城北地区的重要交通干道。
地道设计方案是确保地道施工顺利进行的前提。
在北虹路地道的设计中，采用了管幕工法作为地下结构支护方法。
管幕工法的应用有效地解决了地下水位较高的问题，提供了良好的支撑条件。
施工技术1. 地面条件分析在北虹路地道的施工前，需要对地下地质情况进行详细分析。
通过地质勘探和地下水位测试，确定地道施工所面临的地质条件，以制定相应的施工方案。
2. 地下结构支护设计根据地下地质情况和预测的地下水位，设计地道的结构支护方案。
管幕工法的应用使得地下结构支护更加牢固可靠，能够有效降低地道的沉陷风险。
3. 施工设备和材料准备为确保地道施工的顺利进行，需要提前准备好所需的施工设备和材料。
管幕工法所需的管材、撑靴等辅助材料需要提前购置，并对施工设备进行检查，确保设备的正常工作。
施工风险控制管幕工法的应用在地道施工中能够有效控制施工风险，确保施工的安全。
以下是在北虹路地道施工中采取的风险控制措施：1. 安全防护地道施工过程中，要严格遵守各项安全操作规程，做好施工现场的安全防护工作。
工人需要佩戴防护装备，施工现场设置警示标志，确保施工过程的安全。
2. 管幕工法施工监控在管幕工法施工过程中，需要进行实时监控，及时发现施工中可能存在的问题，并采取相应措施加以解决。
上海_管幕法技术建地道不开挖_张奕任羽中
建设科技
中华建筑报/2003年/07月/08日/第007版/
上海:管幕法技术建地道不开挖
张奕任羽中
本报讯:上海又向一项新的世界级建设难题发起进攻。
日前,上海市中环线虹许路-北虹路下立交工程正式开工。
在这一工程的地道建设中,建设者将在国内首次使用非开挖的管幕法施工技术,管幕断面为世界最大。
虹许路-北虹路下立交工程全长1.7公里,沿线经过本市西南多个高档别墅区,并穿越西郊宾馆的地下,地区环境对施工要求较高。
为避免一路“开膛破肚”,建设者将先在规划建造的8车道地道两端制作两座大型管幕工作井,然后动用88根钢管在地下顶进,形成“口”字型的管幕;管幕形成后,再分四次浇筑混凝土箱涵,最后浇制混凝土完成地道合龙。
这一过程中,需要建造的管幕段长达130米,管幕内净断面宽32米、高5.15米。
这一工程不仅将开创我国使用全暗挖技术建造大断面地下空间的先河,也将成为世界上第一大断面、第二长距离的管幕法工程。
整个工程预计于2004年底竣工。
又讯:为配合中环线、地铁二号线西延伸等市重大工程的交通疏散,北新泾地区的淞虹路道路工程已于日前竣工通车。
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。
管幕法施工技术图文介绍
南北二座工作井的尺寸： L×B×H＝24.6m×41m×17m， 工作井采用地下连续墙法施工墙厚B＝0.8m， 入土深度H=31m。 南北二座工作井的出洞段土体加固范围： L×B×H＝8m×38m×18m； 加固强度：qu=0.8Mpa。
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钢管幕：80 根Φ970×10 带锁口的钢管，形 成口字形管幕。锁口材料为角钢100×80×10， 管幕段长度126m。 箱涵：矩形双孔钢筋混凝土结构，为双向八车 道。结构外包尺寸：34.2m×7.85m，箱涵共 分8节。
管幕
角撑 围檩 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， 最终形成完整的地下通道。
加 固
开挖方法：全断面法、台阶法、中隔墙法等。 箱涵顶进方案
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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）
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RBJ工法
工具头 千斤顶
后背墙
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网格工具头
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中继间及其防水措施
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FJ工法
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ESA工法
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管幕工法实例
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管幕施作方案
8套泥水平衡顶管掘进机由北井向南井顶进
基准 管
超大型管幕箱涵顶进施工工法
管幕箱涵顶进施工工法1.前言作为穿越道路、铁路、机场等的非开挖技术，管幕法最早出现在1971年日本Kwase-Inae 穿越铁路的通道工程中，欧洲较早采用该法是1979年比利时Antewerp地铁车站的修建，而后，在我国香港、台湾地区及新加坡、马来西亚等国得到了较广泛的发展和应用。
在此基础上，结合箱涵顶进施工，日本研究开发出很多工法，如ESA（endless self-advancing），FJ（front jacking）工法等。
实测和理论分析结果均表明，具有一定刚度的管幕能显著减小地面变形和增加开挖面的稳定性。
国内最有代表性的管幕-箱涵顶进法（RBJ工法）为上海北虹路地道工程，地道工程轴线基本呈南北走向，沿虹许路穿越西郊宾馆接入北虹路．为长距离浅埋式地道。
管幕段长126m，由80根ф970×10mm带锁口的钢管，形成口字型管幕壁厚12mm。
钢管锁口采用双角钢L-100×80×10(mm)。
突破了原有的沉管法施工的局限，避免了对地上道路、建筑的影响。
南水北调天津市内配套箱涵穿越外环线工程为天津市首次应用管幕箱涵顶进工法，对高填土地层下管幕结合箱涵顶进的关键技术如管幕顶进纠偏、箱涵顶力计算与控制、施工对地表沉降影响等进行了分析，对管幕箱涵顶进工法的推广具有一定意义。
图1-1箱涵顶进穿越外环线平面布置图2.工法特点管幕箱涵顶进工法可以避免对地面道路交通的影响，实现非开挖条件下输水箱涵穿越公路。
3.适用范围适用于非开挖条件下结构物穿越公路施工。
4.工艺原理针对管幕箱涵顶进施工工艺特点，管幕、箱涵顶进在各施工阶段的技术要点，合理确定施工工艺，并采取相应措施使基坑围护结构设计及施工、管幕-箱涵的施工精度、管幕-箱涵的注浆、路面沉降达到了设计要求。
5.施工工艺流程及操作要点5.1深基坑围护、支护方式的选择、施工工艺5.1.1基坑围护1、支护型式原设计方案为基坑采用二级防护，第一级放坡加4m平台，外侧采用一排Ф60cm水泥搅拌桩防平台以上地下水，桩长9m。
下穿铁路超浅埋暗挖隧道超前预支护管幕施工工法
下穿铁路超浅埋暗挖隧道超前预支护管幕施工工法工法编号：RJGF(闽)—14—2010完成单位：中铁二十四局集团福建铁路建设有限公司主要完成人：何方颜振聪1 前言1.0.1管幕法起源于日本，后在日本、新加坡、台湾获得推广应用。
我国首个管幕工程是上海市中环线虹许路－北虹路下立交工程。
随着国民经济和社会的不断发展，城市交通日趋发达，当前城市浅埋暗挖隧道以及地下通道日趋增多，与浅埋暗挖隧道相关的超前预支护管幕施工作业也必须相应的得到创新和发展。
1.0.2隧道施工当中常见的其它主要预支护方法有超前小导管、水平旋喷、以及管幕法。
管幕法属于大刚度管棚，是管棚中的特例，管幕不是单一的超前钢管，而是与施工方法相关的联动体系。
1.0.3管幕施工时不必降低地下水位和大范围开挖，不影响城市道路、铁路正常运行;适用于回填土、砂土、粘土、软土和岩层等多种地层;可以有效控制地面沉降以及对周围环境的影响。
这些特点和优点比较适合我国城市建设的国情。
其中管幕精确定位是管幕施工工艺的关键过程，中铁二十四局集团福建铁路建设有限公司2007年在厦门杏林大桥主体工程C标段工程的施工中，针对浅埋暗挖隧道超前预支护管幕施工关键工序进行研究，形成了下穿铁路超浅埋暗挖隧道超前预支护管幕施工工法，并总结形成本工法。
1.0.4本工法由中铁二十四局集团福建铁路建设有限公司2007年在厦门杏林大桥主体工程C标段下穿铁路隧道内首次应用。
2 特点2.0.1本工法施工时不必降低地下水位和大范围开挖，不影响城市道路、铁路正常运行;2.0.2适用于回填土、砂土、粘土、软土和岩层等多种地层;2.0.3可以有效控制地面沉降以及对周围环境的影响；2.0.4作为管幕的钢管埋入土体后不能回收，成本较高3 适用范围本工法适用于浅埋暗挖隧道超前预支护施工。
4 工艺原理4.0.1水平钻进无线导向前拉后夯：水平钻机设有轨道，能平移、升降钻机平台。
全液压水平钻机回拖力50t，扭矩28000N·m，打设最大导向孔φ300mm，一次性最大扩孔直径在此类地层中可达400mm，打设时采用泥浆护壁，一次性成孔，前面用拉管机通过钻杆拉动扩孔头扩孔，并由万向节同φ299钢管连接保证方向，并拉动钢管，将钢管拉入，如遇障碍物不能拉动时，后面用夯管锤锤击。
软土地层中管幕加箱涵顶进施工关键技术
软土地层中管幕加箱涵顶进施工关键技术
华国强
【期刊名称】《城市道桥与防洪》
【年(卷),期】2007(000)006
【摘要】上海市中环线在北虹路一虹许路地道工程中首次引用了管幕加箱涵顶进工法,获得成功,对今后管幕法的推广应用具有极大意义.该文以工程为背景,对软土地层中管幕加箱涵顶进施工的关键技术,如钢管幕顶进的纠偏、管幕与箱涵的建筑间隙、箱涵的顶力计算、机头网格与开挖面稳定关系、工程对地表变形的影响和控制作了客观的综合分析.
【总页数】5页(P78-82)
【作者】华国强
【作者单位】上海中环线建设发展有限公司,上海市,200072
【正文语种】中文
【中图分类】U449.82
【相关文献】
1.软土地层管幕-箱涵顶进施工新技术 [J], 葛金科;李向阳
2.软土地层管幕-箱涵顶进施工新技术 [J], 葛金科;李向阳
3.管幕箱涵法隧道在软土地层中的应用技术研究 [J], 陈立生;程池浩;葛金科;张振;曾英俊;王欢
4.软土地层管幕-箱涵顶进施工新技术 [J], 葛金科;李向阳
5.软土地层超大断面管幕箱涵顶进穿越工法的关键技术研究 [J], 郑杰
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曲线顶管管幕管间相互影响研究_李志宏
曲线顶管管幕管间相互影响研究现代隧道技术MODERN TUNNELLING TECHNOLOGY李志宏1李剑2(1广东省南粤交通投资建设有限公司，广州510101；2港珠澳大桥珠海连接线管理中心，珠海519030)曲线顶管管幕管间相互影响研究摘要曲线顶管管幕施工较直线顶管管幕精度控制难度大、管间相互影响显著、管幕形成更难。
文章以港珠澳大桥拱北隧道曲线顶管管幕施工为依托，通过模型试验、数值模拟、现场试验等手段对曲线顶管管幕管间相互影响进行了研究，分析了顶管对土体的累积扰动、土体应变以及管土接触压力、轨迹影响等规律特征。
结果表明：顶管顶进过程中，顶管机头前方的地表发生隆起，机头前方土体横、纵向应变增大；模型试验所得土体的位移及应变变化规律与数值模拟结果较为一致；在顶进参数有效控制、施工措施得当的条件下，通过及时测量纠偏，曲线管幕顶管间的相互影响可得到有效降低和控制，可确保顶管形成管幕。
关键词曲线顶管管幕相互影响模型试验数值模拟中图分类号：U455文献标识码：A文章编号：1009-6582（2015）03-0063-06修改稿返回日期：2014-12-11基金项目：交通运输部建设科技项目(2013318J11300)；广东省交通运输厅重大工程科技项目(2010-01-002).作者简介：李志宏(1980-)，男，博士，高级工程师，主要从事隧道及地下隧道工程、高速公路等的建设管理工作，E-mail ：lizhihong0701@.DOI:10.13807/ki.mtt.2015.03.0091引言管幕法首次应用于1971年日本Kawase-Inae穿越铁路的通道工程中[1]。
我国首次应用管幕工法是1984年在香港修建的地下通道，1989年台北松山机场地下通道工程采用了管幕结合ESA 箱涵推进工法施工[2]。
2004年上海中环线虹许路北虹路地道采用了管幕结合箱涵顶进的工法，其矩形管幕由80根直径970mm 的钢管组成[3~6]。
管幕支护法在地下连通道施工中的应用
（ ｂ） 管幕法施工在顶进过程中对环境影响小。由于
作者 简介 ：汪思 满 （ １ ９ ７ １ 一 ），男，本科 ，高级工程 师 。
管 径 小 ，对 周 围土体 的扰 动小 ，顶进 时 无须 对进 出 口进 行
通迅地址 ：上海市枵州ｇ２ ８ ９ 号（ ２ ０ ０ ０ ８ ０ ） 。
收 稿 日期 ：２ ０ １ ２ ， １ １ 一 叭
此该 方法不 适用 。
２ ． １ ． ２ 矩形顶管 （ 盾构 ） 施 工
采 用 顶管 （ 盾构 ） 施 工 法 ， 即以液压 为动 力将 矩形 土
于 地 下２ 层 的通道 进 行连 通 （ 图１ ） 。地 下 连通 道 顶板 埋 深
一
５ ． ９ ６ ｍ ，底 板埋 深 一 １ ３ ． １ ６ ｍ，截 面尺 寸为８ ． ５ ｍ× ５ ． ３ ｍ；通
压 平衡 工 具 头 沿着连 通 道 的路 径 进行 顶进 的施工 方 法。 该 法 可 以避 免 对上 部 土体 的 开挖 ，并能 一 次顶 进完 成 。但 由
道结 构长度２ ３ ． ４ ｍ。
于上海地质土性较差 ，尤其地下通道大部处于②３ 层和④层
中。 项管 （ 盾构 ） 进 出洞 时 为 了避 免 涌 土、 流砂 等 现象 ，
２ ． １ Ｉ ３ 管幕支护 法施工
图１ 地 下 空 间 布 置 示 意
管幕 支 护 法施工 是 在 施工 的结 构体 外 围 ，预 先进行 小
钢 管的顶进 ，形成封闭水平帷幕及超前水平围护结构 ，并
在 土 体 加 固后 进行 水平 暗 挖及 支 撑 ，完成 支 护后 进 行结 构
将 原 设计 的 １ 个地 下 空 间分成 南 、Ｊ Ｌ ２ 个地 下 空 间 ，通 过 位
软土地层超大断面管幕箱涵顶进穿越工法的关键技术研究
软土地层超大断面管幕箱涵顶进穿越工法的关键技术研究郑杰上海城建市政工程(集团)有限公司上海200065摘要：上海市中环线北虹路地道工程采用了迄今为止世界上最大断面的土压平衡式箱涵掘进机，这也是一种完全创新的工法。
以该工程为依托，对超大箱涵的设备选型、地面变形控制、正面稳定性、箱涵顶进姿态控制等关键技术进行了较全面的分析与总结，并通过实测对该工法的施工控制效果及对中环道路的变形影响进行了分析，为该类装备及工法的推广应用积累了成功经验，也为今后类似工程的设计提供了借鉴。
关键词：软土地层；超大断面管幕箱涵；设备选型；姿态控制；变形影响中图分类号：U449.82文献标志码：A文章编号：1004-1001(2019)05-0936-04DOI：10.14144/ki.jzsg.2019.05.062 Research on Key Technologies of Jacking Crossing Method for Super-Large Section Pipe-Roof Box Culvert in Soft Soil StratumZHENG JieShanghai Urban Construct!on Municipal Engineering(Group)Co.,Ltd.,Shanghai200065,ChinaAbstract:The Beihong Road Tunnel Project of Shanghai Middle Ring Line adopts the earth pressure balanced box culvert tunneling machine with the largest section in the world so far,which is also a completely innovative construction method.Based on the project,the related key tech n o l ogies of super-large box culvert are comprehe n sively an a lyzed and summarized,including equipment selection,ground deformation control,frontal stability,jacking attitude control of super-large box culvert,and so on.The con s tructi o n control eft e ct and the deformatio n influe n ee on Middle Ring Line of this construction method are analyzed through the actual measurement.It accumulates the successful experience for the popularization and application of this kind of equipment and construction method,and also provides references for the design of similar projects in the future.Keywords:soft soil stratum;super-large pipe-roof box culvert;equipment selection;attitude control;deformation effect管幕箱涵法通过顶管机依次顶进单根顶管，形成具有封闭性的管幕空间，进而实现在密闭空间中的地下开挖施工，由于该工法所需工作井占地面积小，施工过程中对周围环境扰动轻微等优势，成为断头路节点工程的首选。
饱和软土地层管幕施工
饱和软土地层中管幕法隧道施工方案摘要：某市中环线虹许路一北虹路下立交工程是我国第一次采用管幕法隧道施工，也是世界上在饱和软土地层中施工的断面尺寸最大和最长的管幕法工程；结合工程实际，提出了管幕结合箱涵顶进的施工工法；本文对该方案进行了详细论述，从而为国内相关乒程的设计、施工提供了经验。
关键词：管幕法隧道大断面箱涵饱和软土1 引言管幕法作为穿越道路、铁路、结构物、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。
管幕钢管依靠锁口相连，并在锁门处注入止水剂或者砂浆，形成密封的止水管幕。
管幕有多种形状，如半圆型、圆型、门字型、口字型等。
然后存管幕的保护下，对管幕内上体加固处理后，边歼挖边支撑，也至管幕段开挖贯通，冉浇筑结构体；或者先在两侧工作井内现浇箱涵，然后边开挖土体边推进箱涵。
该工法由于管幕的作用．可以显著减少地面沉降。
市中环线虹许路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和西郊宾馆接入北虹路，为大断面长距离浅埋式地道工程。
由于该工程所处位置的虹桥路上交通繁忙，地下有许多管线。
西郊宾馆的环境又非常重要。
因此，经方案优化后采用管幕结合箱涵顶进的工法施工。
先顶进80根D970钢管，成口字形钢管幕，然后由南北两座工作井同时在钢管幕内相向推进箱涵，开挖面为网格结构，以稳定土体。
推进结束后在巾问回筑箱涵。
本工程是我国第一次采用管幕法施工，该方案减少了大量工程投资，同时也降低了工程风险，缩短了工期。
图1 地质纵剖图2 工程概况2.1 工程地质和水文地质由图1可见，G3与G4孔之间为管幕段，管幕和箱涵位手③。
灰色淤泥质粉质粘土和④灰色淤泥质粘土层，为饱和软土。
含水量大、承载力低、渗透系数小。
其物理力学性质指标如表l所示。
表1 场地地基土的物理力学性质指标表2.2 结构参数如图2所示，管幕段长度为126m，宽度为双向8车道。
在横断面上呈“口”字形布置80根φ970钢管。
土木工程知识点-管幕箱涵推进法在建筑工程的应用
土木工程知识点-管幕箱涵推进法在建筑工程的应用郁郁葱葱的上海西郊宾馆别墅区、管线密布的虹桥路如果地道从它们身下经过，传统的开膛剖肚显然行不通。
中环线北虹路下立交通道的设计人员采用管幕箱涵推进法，不仅成功解决了施工难题，还省下至少5000万元资金。
管幕箱涵推进法在中国大陆还是首次应用。
它先用80根直径97厘米的钢管围成一个口字型的管幕，水平推进土里，再用千斤顶依次将8节混凝土箱涵推进管幕里。
由于箱涵是中空的，里面的土清空后，地道雏形就基本形成了。
然而，困难同样不少。
管幕段长126米，横截面达273平方米，加之上海为饱和软土地层，国际上无先例可循。
有国外专家断言，如果不花5000万元先加固软土，地道肯定造不成。
上海科研人员没有灰心。
为让80根钢管在推进时保持队形，他们在每根钢管间加上锁口，使得管管相扣。
每8根钢管组成一组，前面装一台小型推进机，开拓前方道路。
配合采用激光诱导纠偏系统，以控制精度。
科研人员还发现，推进顺序也有讲究，先顶进下排管幕，后顶进两侧和上排管幕，更有利于减小上排管幕的变形和沉降。
因土质松软，中空的箱涵在地下推进时，迎面一定会有大量泥土迅速涌入，极易导致方向失控。
如果让泥土的流速慢些，冲击力就会变小，方向也容易控制。
于是在箱涵的正前方，技术人员又加了一个网格，通过分流泥土，减缓流速，保持箱涵稳步前进。
把箱涵套进管幕，两者之间留有10厘米左右的空隙，箱涵周围都被泥土包围，摩擦力太大也会影响推进。
技术人员独创一种由特种泥浆制成的润滑剂，箱涵一边推进，一边将泥浆喷射在箱涵和泥土接触的4个表面上。
经测算，注浆后的摩擦系数约为不注浆时的40％，起到了减阻润滑的作用。
这一特种泥浆已申请国家发明专利。
大断面管幕箱涵顶进应用技术是上海市科委重大工程项目，由上海中环建设发展有限公司、上海市第二市政工程有限公司、同济大学和上海市隧道工程轨道交通设计研究院共同承担。
据课题组负责人之一的同济大学教授朱合华博士介绍，许多城市都需修建浅埋式大端面下立交通道，为避免破坏环境和影响居民生活，大多采用暗挖法施工。
北虹路管幕法工程介绍
3、 在深搅加固区， 采用挖机掏空 大网格内的土体， 尚有较多区域受到 正面挤压。这时的 总推力在5000t～6000t 之间。
4、 当网格工具头穿过加固
区，迎面阻力会发生突
降，最小值4300t。
5、 在原状土的正常情况下， 正面土体全部挤入网格的总 推 力 为 6200t 。 这 时 的 迎 面 阻力在4000t左右。
特种泥浆制备
制备后的泥浆
四、结论
1 饱和软土地层中，采用管幕结合箱涵推 进工法（RBJ）是合理可行的。
2 通过采用高精度方向控制措施，能够保 证管幕施工时钢管的顶进偏差在允许的 范围内。
3 采用出洞8m土体加固，可维持出洞段开 挖面稳定。
4 对于饱和软土，采用网格挤土的方式， 同时利用网格维持开挖面稳定是可行的。
网格工具头前后图片
2、 箱涵洞口止水装置
止水装置主要由弹簧钢板和橡胶止水垫组成， 用螺栓沿圈梁一周固定。
管幕
圈梁
注浆孔
弹簧钢板
铰链
橡胶止水垫
推进方向
箱涵顶板
3、 箱涵出洞
北出洞段3.0mБайду номын сангаас搅桩加固，5m压密注浆 地下墙采用粉碎性爆破拆除 箱涵进入深搅加固区，用挖掘机挖除大
网格内土体，边挤压边推进 箱涵进入压密注浆加固区，也是采用挖
4、 推力计算和控制
采用单向推进，由北井向南井推进126m 推进阻力由迎面阻力、底部、顶部、两侧摩阻力
组成 采用特种复合泥浆减阻 设计推力为200000kN 推进力由370m暗埋段结构作为后靠，提供反力
推 进 阻 力 /t
8000
浅埋隧道管幕施工技术研究
浅埋隧道管幕施工技术研究摘要:随着经济发展，城市道路规模不断扩展，以下穿铁路隧道形式跨越既有铁路的工程数量快速增加，其中利用管幕技术作为隧道超前支护的优势变得十分突出。
本文将以致力路下穿铁路工程为例，介绍建设过程中浅埋隧道管幕施工的姿态控制技术、顶力控制技术及地表沉降控制技术。
关键词：管幕；姿态控制；顶力控制；沉降控制0引言交通运输作为经济发展的中流砥柱，与城市发展联系十分紧密。
然而随着经济增长，城市范围不停扩张，横跨城市的铁路却成为阻碍市内经济交流的障碍。
为结束“隔轨相望”这一发展困局，新建道路沟通铁轨两侧片区成为市政道路规划的重点工程。
在确定新建道路工程跨越形式时，由于隧道工程施工时具有对周边环境影响小，施工时铁路仍可不间断运行，能够合理应用地下空间，节约城市空间等优势，目前，城市中利用隧道下穿既有道路的情况已经越来越普遍。
不过，采用暗挖形式下穿既有线路很难不对地层造成扰动，致使隧道施工时会产生地表沉降。
为改善开挖时地表沉降，控制地面变形，在隧道施工之前，可以将带有锁口的钢管依次顶入拟建隧道周围，并将混凝土等止水材料注入管幕锁口内，从而形成不透水的管排，这种新型超前支护技术被称为管幕法。
管幕法在国外已经经历了40余年的发展，最早使用于日本Kawase-Inae一座跨铁路建筑。
而管幕法被初次引进是1984年，用于建造香港的一座地下建筑。
而在内地，2005年建造的上海市北虹路地道是管幕法的初次使用。
在那之后，管幕法在国内得到了空前发展，直到最近建成的港珠澳大桥拱北隧道，更是使用了先进的管幕冻结预筑法，刷新了多项管幕工程的世界纪录。
纵观国内外研究现状,在硬塑状粉质粘土及卵石土地层中顶进长大管幕都是罕见的。
利用管幕作为超前支护建设地下工程，在我国西南地区还没有先例，因此在施工方法上还存有空白和需要解决的难题。
其中最主要的重点难点问题为：管幕在硬质黏土及砂砾石地层顶进时的（1）高精度姿态控制问题、（2）顶力控制问题、（3）管幕上地表变形监测及土体沉降控制问题。
世界最大断面管幕法地道结构贯通
世界最大断面管幕法地道结构贯通
无
【期刊名称】《江西公路科技》
【年(卷),期】2005(000)003
【摘要】6月22日，世界最大断面管幕法地道工程——上海中环线北虹路地道实现结构贯通。
该工程长约126米，宽34．2米，高7．85米，双向八车道。
【总页数】1页(P116-116)
【作者】无
【作者单位】不详
【正文语种】中文
【中图分类】U412.373.1
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