浅埋暗挖法PPT课件
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20~30mm.
14
三、管棚施工
（3）安装管棚 ❖ 坍方严重地段，一般将管棚的钢管钻
入，钻孔和安装一次完成。 ❖ 小于15m的短孔可用于人工或卷扬机
顶入 ❖ 深孔用钻机顶进，但倾斜度必须控制
在 1o~2 o范围内。
15
（4）管棚注浆 ❖ 以水泥砂浆注满钢管为止。当围岩或
土层松软破碎时，可事先在管棚钻小 孔，使浆扩散至钢管周围。
4
三、施工步骤：
第一步：先将钢管打入地层，然后注入水泥 浆或化学浆液，使地层加固。
第二步：然后进行短进尺开挖，一般每循环 在0.5-1.0米左右，随后即作初期支护。
第三步：施作防水层。 最后，完成二次支护。
施工方法：管棚法、矿山 法、盾构法和顶管法。
常用开挖方法：
台阶法 分部开挖法
5
§7-2 管棚施工法
小导管注浆分单液浆和双液浆两种：本工 程以双液浆为主。
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5
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4
6
2
78
9 10
双液注浆
小导管双液注浆工艺流程
①储浆齿；②泵；③高压胶管；④输浆钢管；⑤混合器；
⑥分浆器；⑦孔口压力表；⑧泄浆阀；⑨导管；⑩地层。 18
（5）隧洞挖掘
挖掘施工需在管棚注浆结束4~8小时后方可进行。 (a)挖掘完后，应及时架设钢拱架：
9
管 棚 透 视 图
10
管 棚 施 工
11
二、管棚设计要点
（1）根据地质条件选择长度，应保证有足够 的超前长度
❖ 管棚长度：一般为10~12m，采用分段连 接时选4~6m钢管，纵向以丝扣连接，连 接长度不应小于15cm。
（2）管棚钢管采用厚壁钢管。 管径70~180mm，钢管中心间距200~800 mm；孔径比管径大20~30mm。
6
一、管棚的布置形式
(a)门字形布置 ❖ 适用洞室跨度较大， ❖ 边墙土体不稳的情况。
(b)口字形布置 ❖ 适用大型洞室松软土层段。
7
一、管棚的布置形式
(c)一字形布置 ❖ 适用洞室跨度不大， ❖ 仅防上部土层坍塌。
(d)半圆拱布置 ❖ 适用大跨度公路， ❖ 地铁洞室不稳定地段。
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管棚法 施工
❖钻爆施工机械：主要有风动凿岩机和液压凿 岩机两种。
❖原理：利用镶嵌在钻头体前端的凿刃反复冲 击并转动破碎岩石成孔。通过调节冲击力大 小和旋转速度以适应不同的岩体，达到最佳 成孔效果。
1．风动凿岩机：以压缩空气为动力。 优点：结构简单，操作方便，使用安全； 缺点：空压设备复杂，能耗大。
29
2．液压凿岩机：以电力带动高压油泵，通过 改变油路，使活塞运动，实现冲击动力。
地下结构与技术
第07章 浅埋暗挖法
主讲教师 ： 肖 明
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LOGO
第七章 浅埋暗挖法
§7-1 概述 一、概念：
浅埋暗挖法：在特定条件下，不开挖地面，在 地下进行开挖和修筑衬砌的隧道施工方法。 一般是在埋深较浅的土层中进行地下施工。
2
浅埋暗挖法施工原理
定义：
设计思想：
管超前、严注浆、短开挖、
浅埋暗挖法是一 强支护、快封闭、勤量测
❖管棚法——称伞拱法。是在拟开挖的衬砌 拱圈隐埋线上，预先钻孔安设惯性力矩较 大的厚壁钢管，起超前支护。
❖特点：地下工程开挖前，采用超前注浆管 棚支撑土体结构，有效防止地面沉降，适 用于大跨度和极破碎岩体地段。
❖分类：短管棚（L<10m）； 长管棚（L>10~45m）； 板棚（L<10m）采用钢插板。
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§7-3 矿山施工法
❖矿山法：（从矿山开挖方法引入的方法）采 用传统钻爆法和臂式掘进机开挖的方法。
❖适用：各类岩层的地下工程（土层不采用） ❖要点：施工——是钻眼、爆破；支护——钢
木支撑和喷锚支护两种。 ❖ 钻爆开挖和喷锚支护施工方法称“新奥
法”。
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浅埋矿山法
27
矿山法施工支护
28
一、施工机械
种在离地表很近的地 下进行各种类型地下
应用范围：
洞室暗挖施工的方法。 在软弱围岩浅埋地层中修
建山岭隧道洞口段、城区地下
铁道及其他浅埋结构物。
3
第七章 浅埋暗挖法
二、优点： 不影响交通和地面建筑。尤其是对建筑物密 集、管线密布和交通繁忙的情况较适应。
❖ 适用：不宜明挖，含水量较小的各种地层， 尤其是对地面沉陷要求较严，且需修造浅埋 的地下工程。
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（3）管棚应沿隧洞纵向水平设置，并在管内 注浆；横断面采用钢拱架环向支撑，钢拱 架多采用工字钢和格栅钢架。
（4）管棚纵向的水平搭接长度不能小于1.5m， 外插角1°~2°。
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三、管棚施工
（1）开挖工作室：为管棚施工提供操作 场地。
❖ 工作室尺寸：以布置钻机和钢管推进 机为确定条件。
❖ 但需超出隧道或洞室轮廓线0.5~1.0m （2）钻孔 ❖ 钻孔一般为水平，孔径比管棚大
❖ 小导管注浆采用“注浆一段，开挖一 段，段段推进”方式，根据每段的地质 和注浆情况及时调整浆液和支护参数。 小导管外露20cm以利于安设注浆管路。
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深化
在隧道工作面开挖前,沿隧道拱部开挖轮 廓线外打入带孔小导管,并通过小导管向围 岩压注起胶结作用的浆液,在隧道轮廓线外 形成一个0.6m～1.2m厚的弧型加固圈。在 此加固圈的保护下即可安全地进行开挖作业 。
作为初期支护，两拱架的纵向间距不应大于 1.2m，在两拱架之间应设置直径为20~22mm 的钢撑杆。 (b)喷射砼：喷层应及时，厚度10~15cm. (c)施加二次支护： ❖ 在二次衬砌和一次衬砌之间一般设一道防水层。 ❖ 砼二次衬砌一般为35~45cm
20
钢拱架结构
21
四、管棚变位、土层沉降监控措施
管棚法施工在开挖面前1~0.8倍开挖直径的上 方地面会发生沉陷。沉陷顺序是：管棚、 围岩、地表。防止措施有
（1）加强检测，及时反馈管棚下沉信息。 ❖ 管棚拱顶位移~时间曲线出现反弯点，则
位移发生突变，应及时加强支护，或停止 施工。
22
（2）采用合理的开挖方式： ❖ 变大跨度为小跨度，边
挖边支护，尽量减少对 围岩扰动。 ❖ 根据围岩条件，可采用 中导洞、边导洞，分台 阶开挖的开挖方式，尽 可能减小围岩扰动。
23
风道开挖初期支护施工图
3部洞室 1部洞室
4部洞室
2部洞室
6部洞室
5部洞室
开挖横断面图
ຫໍສະໝຸດ Baidu
开挖纵断面示意图
风道1部洞室
6-8米
风道2部洞室 5部洞室
6-8米
为有效的控制沉降， 并考虑现场施工实际， 台阶长度控制在6-8
米。
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（3）严格控制进尺 ❖ 一般的进尺控制在1.0cm以内。开挖支护
紧密配合。 （4）及时量测拱顶、拱底和边墙的位移
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三、管棚施工
（3）安装管棚 ❖ 坍方严重地段，一般将管棚的钢管钻
入，钻孔和安装一次完成。 ❖ 小于15m的短孔可用于人工或卷扬机
顶入 ❖ 深孔用钻机顶进，但倾斜度必须控制
在 1o~2 o范围内。
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（4）管棚注浆 ❖ 以水泥砂浆注满钢管为止。当围岩或
土层松软破碎时，可事先在管棚钻小 孔，使浆扩散至钢管周围。
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三、施工步骤：
第一步：先将钢管打入地层，然后注入水泥 浆或化学浆液，使地层加固。
第二步：然后进行短进尺开挖，一般每循环 在0.5-1.0米左右，随后即作初期支护。
第三步：施作防水层。 最后，完成二次支护。
施工方法：管棚法、矿山 法、盾构法和顶管法。
常用开挖方法：
台阶法 分部开挖法
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§7-2 管棚施工法
小导管注浆分单液浆和双液浆两种：本工 程以双液浆为主。
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双液注浆
小导管双液注浆工艺流程
①储浆齿；②泵；③高压胶管；④输浆钢管；⑤混合器；
⑥分浆器；⑦孔口压力表；⑧泄浆阀；⑨导管；⑩地层。 18
（5）隧洞挖掘
挖掘施工需在管棚注浆结束4~8小时后方可进行。 (a)挖掘完后，应及时架设钢拱架：
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管 棚 透 视 图
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管 棚 施 工
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二、管棚设计要点
（1）根据地质条件选择长度，应保证有足够 的超前长度
❖ 管棚长度：一般为10~12m，采用分段连 接时选4~6m钢管，纵向以丝扣连接，连 接长度不应小于15cm。
（2）管棚钢管采用厚壁钢管。 管径70~180mm，钢管中心间距200~800 mm；孔径比管径大20~30mm。
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一、管棚的布置形式
(a)门字形布置 ❖ 适用洞室跨度较大， ❖ 边墙土体不稳的情况。
(b)口字形布置 ❖ 适用大型洞室松软土层段。
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一、管棚的布置形式
(c)一字形布置 ❖ 适用洞室跨度不大， ❖ 仅防上部土层坍塌。
(d)半圆拱布置 ❖ 适用大跨度公路， ❖ 地铁洞室不稳定地段。
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管棚法 施工
❖钻爆施工机械：主要有风动凿岩机和液压凿 岩机两种。
❖原理：利用镶嵌在钻头体前端的凿刃反复冲 击并转动破碎岩石成孔。通过调节冲击力大 小和旋转速度以适应不同的岩体，达到最佳 成孔效果。
1．风动凿岩机：以压缩空气为动力。 优点：结构简单，操作方便，使用安全； 缺点：空压设备复杂，能耗大。
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2．液压凿岩机：以电力带动高压油泵，通过 改变油路，使活塞运动，实现冲击动力。
地下结构与技术
第07章 浅埋暗挖法
主讲教师 ： 肖 明
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LOGO
第七章 浅埋暗挖法
§7-1 概述 一、概念：
浅埋暗挖法：在特定条件下，不开挖地面，在 地下进行开挖和修筑衬砌的隧道施工方法。 一般是在埋深较浅的土层中进行地下施工。
2
浅埋暗挖法施工原理
定义：
设计思想：
管超前、严注浆、短开挖、
浅埋暗挖法是一 强支护、快封闭、勤量测
❖管棚法——称伞拱法。是在拟开挖的衬砌 拱圈隐埋线上，预先钻孔安设惯性力矩较 大的厚壁钢管，起超前支护。
❖特点：地下工程开挖前，采用超前注浆管 棚支撑土体结构，有效防止地面沉降，适 用于大跨度和极破碎岩体地段。
❖分类：短管棚（L<10m）； 长管棚（L>10~45m）； 板棚（L<10m）采用钢插板。
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§7-3 矿山施工法
❖矿山法：（从矿山开挖方法引入的方法）采 用传统钻爆法和臂式掘进机开挖的方法。
❖适用：各类岩层的地下工程（土层不采用） ❖要点：施工——是钻眼、爆破；支护——钢
木支撑和喷锚支护两种。 ❖ 钻爆开挖和喷锚支护施工方法称“新奥
法”。
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浅埋矿山法
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矿山法施工支护
28
一、施工机械
种在离地表很近的地 下进行各种类型地下
应用范围：
洞室暗挖施工的方法。 在软弱围岩浅埋地层中修
建山岭隧道洞口段、城区地下
铁道及其他浅埋结构物。
3
第七章 浅埋暗挖法
二、优点： 不影响交通和地面建筑。尤其是对建筑物密 集、管线密布和交通繁忙的情况较适应。
❖ 适用：不宜明挖，含水量较小的各种地层， 尤其是对地面沉陷要求较严，且需修造浅埋 的地下工程。
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（3）管棚应沿隧洞纵向水平设置，并在管内 注浆；横断面采用钢拱架环向支撑，钢拱 架多采用工字钢和格栅钢架。
（4）管棚纵向的水平搭接长度不能小于1.5m， 外插角1°~2°。
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三、管棚施工
（1）开挖工作室：为管棚施工提供操作 场地。
❖ 工作室尺寸：以布置钻机和钢管推进 机为确定条件。
❖ 但需超出隧道或洞室轮廓线0.5~1.0m （2）钻孔 ❖ 钻孔一般为水平，孔径比管棚大
❖ 小导管注浆采用“注浆一段，开挖一 段，段段推进”方式，根据每段的地质 和注浆情况及时调整浆液和支护参数。 小导管外露20cm以利于安设注浆管路。
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深化
在隧道工作面开挖前,沿隧道拱部开挖轮 廓线外打入带孔小导管,并通过小导管向围 岩压注起胶结作用的浆液,在隧道轮廓线外 形成一个0.6m～1.2m厚的弧型加固圈。在 此加固圈的保护下即可安全地进行开挖作业 。
作为初期支护，两拱架的纵向间距不应大于 1.2m，在两拱架之间应设置直径为20~22mm 的钢撑杆。 (b)喷射砼：喷层应及时，厚度10~15cm. (c)施加二次支护： ❖ 在二次衬砌和一次衬砌之间一般设一道防水层。 ❖ 砼二次衬砌一般为35~45cm
20
钢拱架结构
21
四、管棚变位、土层沉降监控措施
管棚法施工在开挖面前1~0.8倍开挖直径的上 方地面会发生沉陷。沉陷顺序是：管棚、 围岩、地表。防止措施有
（1）加强检测，及时反馈管棚下沉信息。 ❖ 管棚拱顶位移~时间曲线出现反弯点，则
位移发生突变，应及时加强支护，或停止 施工。
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（2）采用合理的开挖方式： ❖ 变大跨度为小跨度，边
挖边支护，尽量减少对 围岩扰动。 ❖ 根据围岩条件，可采用 中导洞、边导洞，分台 阶开挖的开挖方式，尽 可能减小围岩扰动。
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风道开挖初期支护施工图
3部洞室 1部洞室
4部洞室
2部洞室
6部洞室
5部洞室
开挖横断面图
ຫໍສະໝຸດ Baidu
开挖纵断面示意图
风道1部洞室
6-8米
风道2部洞室 5部洞室
6-8米
为有效的控制沉降， 并考虑现场施工实际， 台阶长度控制在6-8
米。
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（3）严格控制进尺 ❖ 一般的进尺控制在1.0cm以内。开挖支护
紧密配合。 （4）及时量测拱顶、拱底和边墙的位移