序號(hào)序號(hào)支護(hù)類型施工方法適用地層常用管徑(mm〕12風(fēng)動(dòng)力跟管鉆進(jìn)法濕陷性黃土地層φ108、φ159管棚支護(hù)3潛孔錘沖擊成孔送管法φ108、φ159碎石強(qiáng)風(fēng)化地層4潛孔錘跟管鉆進(jìn)法卵石、碎石地層、卵現(xiàn)場(chǎng)地層土層層。φ108、φ127、φ1595管幕工法φ300-φ5006水平旋噴樁φ500-φ8007水平旋噴攪拌樁φ500-φ10008凍結(jié)管施工φ89、φ108穩(wěn)定的含水地層松散粘土層、粉土泥漿循環(huán)跟管鉆進(jìn)層、淤泥層、沙層、φ108、φ133、法φ146、φ159層隧道開挖預(yù)支護(hù)的管棚法一、管棚法的根本概念注漿，對(duì)管棚四周的圍巖進(jìn)展加固，使管棚成為隧道后續(xù)開挖的防護(hù)傘〔棚〕，到達(dá)安全施工的目的。水、涌沙等地段時(shí)，管棚及其超前注漿對(duì)隧道的穩(wěn)定起到了保護(hù)作用。管棚作為隧道頂部和邊墻的超前預(yù)支護(hù)，可以有效防止掌子面的坍塌及地層過量變位，為隧道開挖供給安全保障。同時(shí)管棚施工快、安全性高，被認(rèn)為是隧道施工中預(yù)防事故的最有效、最合理的關(guān)心措施之一。二、隧道開挖預(yù)支護(hù)中承受管棚工法的緣由隧道開挖過程中，常常會(huì)遇到裂開帶、松散帶、脆弱地層、涌水、涌沙等地段，在這類地質(zhì)業(yè)造成經(jīng)濟(jì)損失，增加工程本錢，而且極大地影響工程施工進(jìn)度和施工質(zhì)量。在隧道施工下穿既有線路或建筑物及河流、湖泊的開挖前，假設(shè)不進(jìn)展超前預(yù)支護(hù)，很簡(jiǎn)潔造成隧道上既有線路或建筑物的沉降以及河流、湖泊涌水而帶來各種安全隱患。對(duì)于隧道施工過程中遇到上述狀況時(shí)，早期隧道開挖時(shí)，主要承受插板法、小導(dǎo)管超前注漿法、護(hù)地層段，這樣，不僅造成現(xiàn)場(chǎng)窩工、停工等狀況，嚴(yán)峻影響施工進(jìn)度，而且有時(shí)其安全性也難以保證。隨著施工技術(shù)的不斷改進(jìn)，管棚工法得到了普遍的利用。特別是在導(dǎo)向跟管鉆進(jìn)等技術(shù)及多種的施工工藝引入后，管棚施工的精度、打設(shè)長(zhǎng)度、沉降掌握及施工工效有了長(zhǎng)足的進(jìn)展。管棚工法是承受專用鉆機(jī)將鋼管沿隧道開挖輪廓線外一節(jié)一節(jié)地打入需支護(hù)的地層中的預(yù)定位支護(hù)開挖線外側(cè)圍巖的作用。三、管棚工法的優(yōu)點(diǎn)管棚工法與前期超前預(yù)支護(hù)工法相比，具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，主要表現(xiàn)在以下幾方面：〔一〕管棚工法所承受的鋼管具有較高的鋼性強(qiáng)度，而且管徑相對(duì)較大，能夠承載較大上部負(fù)荷。〔二〕管棚工法的注漿可以使?jié){液在管棚鋼管四周沿著土體縫隙進(jìn)展集中，不僅能起來加固土體的作用，而且還能起到肯定的止水效果?！踩彻芘锕しù蛟O(shè)的鋼管長(zhǎng)度較大。目前施作管棚長(zhǎng)度可以到達(dá)100m以上，這樣可以大大地削減預(yù)支護(hù)循環(huán)次數(shù)，加快施工進(jìn)度?！菜摹彻芘锕し軌蛲ㄟ^專用導(dǎo)向儀準(zhǔn)確掌握管棚鋼管鋪設(shè)的軌跡線，確保管棚鋼管按設(shè)計(jì)要求鋪設(shè)，有利于掌握隧道施工時(shí)的開挖量，削減施工本錢?！参濉匙罴夹g(shù)可以在脆弱地層中高精度一次性打設(shè)數(shù)百米的管棚?！擦吵讨嘘P(guān)心時(shí)間，提高施工效率。四、管棚的作用管棚工程在隧道開挖前的預(yù)支護(hù)中的作用主要有以下兩方面：〔一〕提高圍巖土體強(qiáng)度，提高開挖線拱部土體承載力，加固隧道圍巖，確保隧道施工安全。在隧道穿越裂開帶、松散帶、脆弱地層、涌水、涌沙等地段時(shí)，管棚的這種作用比較明顯?！捕痴莆盏乇沓两?。在隧道穿越既有線、下穿既有建筑物、構(gòu)筑物等時(shí)，管棚的作用主要就是掌握地表沉降，防止既有線路、建筑物、構(gòu)筑物因隧道開挖而遭到破壞，確保既有線路、建筑物和構(gòu)筑物的安全及隧道開挖的順當(dāng)進(jìn)展。此種狀況管棚的鋼管直徑可偏大〔φ299〕。五、管棚工作的原理管棚工作的原理主要有兩方面；〔一〕利用簡(jiǎn)支梁作用的原理；由于管棚的直徑大、剛度大，同時(shí)又是較密排布置的，當(dāng)鋼管阻隔隧道開挖時(shí)釋放應(yīng)力對(duì)圍巖的作用?！捕忱盟酀{液的流淌性和圍巖的裂縫或孔隙，使注入的水泥漿液能與土體進(jìn)展粘合而形的止水效果。六、管棚的設(shè)計(jì)參數(shù)〔一〕管棚尺寸參數(shù)：管棚尺寸參數(shù)主要包括管棚的長(zhǎng)度、鋼管直徑、鋼管壁厚及隧道內(nèi)工作室的尺寸參數(shù)。1、管棚的長(zhǎng)度一般為20-８0m，特別狀況下，管棚打設(shè)長(zhǎng)度可以到達(dá)100m－300m。2φ89mm、φ108mm、φ159mm。3、管棚壁厚一般為6mm，中間用同直徑的壁厚10－12mm鋼管車絲扣連接。4、隧道內(nèi)施作管棚時(shí)工作室一般外擴(kuò)30cm，當(dāng)?shù)貙硬辉试S時(shí)可用無工作室管棚施工法。5、在洞口施作管棚無需導(dǎo)向墻?！捕彻芘镂恢脜?shù)：管棚位置參數(shù)主要包括開孔位置、傾角、外插角和環(huán)向間距。1、管棚中心位置距開挖線20-30cm，開孔位置偏差為±2cm。2、管棚傾角依據(jù)地質(zhì)狀況及隧道坡度確定。30。1。。4、環(huán)向間距依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件、管棚管徑確定，一般為25-40cm?！踩彻芘镒{參數(shù)：管棚注漿壓力為0.8-1.2MPa，漿液配比按0.8：1或1：1配制，注漿量依據(jù)管棚管徑和管棚長(zhǎng)度確定?！菜摹彻芘锸┕ぞ龋?、管棚打設(shè)傾角偏差依據(jù)管棚長(zhǎng)度一般都能掌握在±0.5。以內(nèi)，外插角掌握在3‰以內(nèi)。2、管棚長(zhǎng)度誤差掌握在±30cm以內(nèi)。3、管棚施工過程中由于成管快，注漿能準(zhǔn)時(shí)跟進(jìn)，因此上覆地層沉降根本上為零沉降。七、管棚適用條件及管棚施工實(shí)例〔一〕大多數(shù)隧道洞口屬于淺埋和風(fēng)化層，成洞較困難，承受管棚工法可以有效地解決洞口段的施工難題。對(duì)于洞口的超前預(yù)支護(hù)，管棚長(zhǎng)度一般為30－40m左右，管徑以φ108mm為主。通過管棚可挖斷面最大凈寬為15m，開挖斷面面積為144m2進(jìn)口處地質(zhì)條件為砂卵石地層，地層松散，鉆進(jìn)時(shí)不易成孔。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)狀況，承受了潛孔錘跟管鉆進(jìn)成管法施作φ108mm管棚，成管后進(jìn)展注漿加固。圖一張石高速大路三甲村隧道進(jìn)口管棚工程潛孔錘跟管鉆進(jìn)成管法是承受水平定向鉆機(jī)通過錘頭前端帶有外錘頭的潛孔錘沖擊成管，外固圍巖的管棚成管工法。潛孔錘跟管鉆進(jìn)成管法適用于砂卵層、風(fēng)化裂開帶等不易成孔地層的管棚施工，要求用強(qiáng)度壁厚度不得小于6mm，管壁太薄時(shí)簡(jiǎn)潔消滅斷管的狀況，影響管棚質(zhì)量。管棚施工過程中要求現(xiàn)6MPa，確?？變?nèi)鉆渣排出干凈，保證管棚質(zhì)量。施工精度掌握：管棚打設(shè)到位后承受管棚導(dǎo)向儀進(jìn)展鉆孔測(cè)斜，依據(jù)測(cè)斜結(jié)果進(jìn)一步分析確定鉆孔鉆進(jìn)角度，并依據(jù)地層變化準(zhǔn)時(shí)進(jìn)展調(diào)整?！捕乘淼来┰搅验_帶、松散帶、脆弱、涌沙地層等地段時(shí)，為保證隧道開挖施工安全，也需要施作超前預(yù)支護(hù)管棚工程。管棚長(zhǎng)度需要依據(jù)支護(hù)段長(zhǎng)度確定，管徑多為φ108mm-φ159mm。圖二武廣客運(yùn)專線金沙洲隧道管棚工程該隧道工程開挖時(shí)遇到的地質(zhì)條件比較簡(jiǎn)單，主要以松散風(fēng)化巖為主，中間夾有松軟的強(qiáng)風(fēng)地層，局部存有空洞或較大巖層裂縫，在管棚施工時(shí)承受潛孔錘成孔后送管法施作φ159mm管棚進(jìn)展超前預(yù)支護(hù)，微擴(kuò)工作面〔20-30cm〕,承受屢次循環(huán)，一次打設(shè)６０米。潛孔錘沖擊成孔后送管法適用于風(fēng)化巖層及軟硬復(fù)合地層中，打設(shè)過程中要求承受風(fēng)動(dòng)力排渣，供風(fēng)風(fēng)壓不得小于6MPa，保證出渣量。鉆孔打設(shè)到位后退出鉆桿和潛孔錘，然后實(shí)行鍥形鉆頭將管棚鋼管送到孔內(nèi)進(jìn)展圍巖加固注漿。圖三管棚工作面微擴(kuò)剖面圖〔進(jìn)孔角度〕?！踩乘淼来┰郊扔芯€〔如既有鐵路、大路、高速大路、高速鐵路等〕、建筑物及構(gòu)筑物等，管棚長(zhǎng)度需要依據(jù)穿越長(zhǎng)度設(shè)計(jì)管棚長(zhǎng)度，管徑依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件及隧道上部覆土層厚度確定。如圖四、圖五所示鄭西客運(yùn)專線高橋隧道下穿既有鐵路〔同蒲鐵路〕的施工現(xiàn)場(chǎng)，該穿越隧道位于濕陷性黃土，主要發(fā)育垂直節(jié)理，極易下陷，而且設(shè)計(jì)為大斷面開挖，開挖尺寸為15m×13m(寬×高)，斷面面積達(dá)160多m2。為了掌握地表沉降，避開影響既有鐵路的正常運(yùn)行，在隧道開挖前承受風(fēng)循環(huán)跟管鉆進(jìn)法一次性施作φ159mm管棚100米。圖六所示為鄭西客運(yùn)專線閿鄉(xiāng)隧道下穿連霍高速大路〔80mφ159mm管棚共三個(gè)循環(huán)〕。圖四鄭西客運(yùn)專線高橋隧道下穿既有鐵路的施工現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)動(dòng)力跟管鉆進(jìn)法適用于濕陷性黃土及枯燥粉土地層，通過風(fēng)壓在6MPa以上的風(fēng)力可以將鉆渣排出，并在鉆進(jìn)的同時(shí)進(jìn)展跟蹤導(dǎo)向，掌握鉆孔偏差，確保管棚鋪設(shè)精度。圖五鄭西客運(yùn)專線高橋隧道外景圖六鄭西客運(yùn)專線閿鄉(xiāng)隧道下穿連霍高速大路〔四〕隧道開挖過程中的坍塌段超前預(yù)支護(hù)管棚，管棚長(zhǎng)度一般都要一次性穿越坍塌段，并延長(zhǎng)5-10m。管徑依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件及坍塌狀況確定，一般為φ108mm-φ159mm。如圖七為某隧道面積沉降，坍塌范圍沿隧道開挖方向延長(zhǎng)30m，致使隧道開挖無法連續(xù)進(jìn)展。為了加固坍塌范圍內(nèi)8m的φ108mm管棚。圖七某隧道開挖時(shí)坍塌搶險(xiǎn)管棚工程水循環(huán)跟管鉆進(jìn)法適用于松散帶、粘土層、沙層、淤泥層、回填土及強(qiáng)風(fēng)化地層等。承受水循環(huán)排渣、造漿護(hù)壁、冷卻鉆頭，并在鉆進(jìn)的同時(shí)承受管棚導(dǎo)向儀進(jìn)展跟蹤定向，掌握管棚鋪設(shè)軌跡。〔五〕隧道穿越富水地層中管棚超前預(yù)支護(hù)時(shí)，管棚長(zhǎng)度應(yīng)在富水段兩端各延長(zhǎng)10m左右，管徑承受φ108mm或φ159mm。通過管棚注漿漿液的集中，能夠起到肯定止水效果。針對(duì)這類地層，則承受水泥漿作為循環(huán)液的跟管鉆進(jìn)成管法施作管棚，然后進(jìn)展注漿加固。假設(shè)承受水平旋一號(hào)永久風(fēng)道隧道管棚工程，承受水泥漿循環(huán)跟管定向鉆進(jìn)成管法施作φ108mm管棚。圖九為深圳地鐵五號(hào)線一號(hào)永久風(fēng)道隧道水平旋噴樁工程。通過施作管棚和水平旋噴樁，不僅掌握了地表沉降，而且起到了止水效果，確保了隧道開挖的順當(dāng)進(jìn)展。圖八深圳地鐵五號(hào)線西麗1號(hào)永久風(fēng)道隧道管棚圖九深圳地鐵五號(hào)線西麗1號(hào)永久風(fēng)道水平旋噴樁〔六〕管幕工法是管棚工法的一種特例