隧道管棚超前支護.ppt

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1、隧道管棚超前支護掘進距離取決于管棚深度地下工程超前支護方法超前支護技術是指在隧道開挖之前，通過向掌子面前方地層里注漿、冷凍、打入鋼管、鋼板、錨桿等技術措施在隧道橫斷面上形成一個拱形連續(xù)體，使其加固開挖面前方地層，同時利用其支撐力保持前方土體的穩(wěn)定，減少地表沉降量的技術總稱。研究表明，圍巖注漿加固可提高其強度和變形模量，從根本上改善圍巖的變形規(guī)律，前蘇聯的資料表明，砂巖在注漿后的強度可增加50%-70%，粉砂巖和泥質巖增加2-4倍，而巖石強度的增大可使支護荷載減少2/3-4/5。實踐表明超前支護體系能夠有效地限制地面沉降，并全面地

2、保持自然地層在穩(wěn)定狀態(tài)下開挖隧道。研究表明地面的整個沉降量的30%-40%和地下地層的整個沉降量的40%-50%是在一般的支護開始發(fā)生作用之前發(fā)生的，超前支護對地面沉降有30-35%的抑制效果，對隧道頂上地層(拱頂)沉降有40%的抑制效果，所以，加固掌子面前方的地層對抑制地面沉降有非常重要的作用。超前支護技術作為加固地層、穩(wěn)定拱頂及掌子面、減少地表沉降的輔助施工工法，己經在地下工程施工中得到了廣泛地應用。根據采取的加固措施對周圍地層特性和應力分布的影響，可將超前支護分為地層改良法和預支護法。地層改良法就是提高開挖面周圍地層土的特

3、性的方法，這種方法包括注漿、土壤加固、排水和地層凍結等；預支護法就是在隧道開挖前，先超前對圍巖進行加固，以增加圍巖的自穩(wěn)能力，并使開挖面周圍應力干擾達到最小的方法。超前支護方法主要包括：管棚法，機械預切糟法，預襯砌法，水平旋噴注漿法，超前小導管法，超前錨桿法、凍結法等等。其中管棚法、水平旋噴注漿法、小導管法等支護方法同時也改良和加固了地層。管棚注漿支護就是把一組鋼管沿開挖輪廓外己鉆好的孔中打入地層內，并與鋼拱架組合形成強大的棚架預支護加固體系，支承來自于管棚上部的荷載，通過鋼管的梅花形布置的注漿孔加壓向地層中注漿，以加固軟弱破碎

4、的地層，提高地層的自穩(wěn)能力。管棚注漿是一種長距離超前支護方法，超前距離長，剛度較大，適用于掌子面不能自穩(wěn)、含水的地層，控制地表沉降、防滲止水的效果較好，施工工藝要求較高。如將管棚注漿與小導管補充注漿法結合，除具有大管棚的特點外，能夠防止管棚下方三角土體的塌落，這種長短結合的預支護效果更為理想。管棚支護的主要作用和優(yōu)點（1）梁拱效應：先行施設的管棚，以掌子面和后方支撐為支點，形成一個梁式結構，二者構成環(huán)繞隧洞輪廓的殼狀結構，可有效抑制圍巖松動和垮塌。（2）加固效應：注漿漿液經管壁孔壓入圍巖裂隙中，使松散巖體膠結、固結，從而改善了軟

5、弱圍巖的物理力學性質，增強了圍巖的自承能力，達到加固鋼管周邊軟弱圍巖的目的。（3）環(huán)槽效應：掌子面爆破產生的爆炸沖擊波傳播和爆生氣體擴展遇管棚密集環(huán)形孔槽后被反射、吸收或繞射，大大降低了反向拉伸波所造成的圍巖破壞程度及擾動范圍。（4）確保施工安全：管棚支護剛度較大，施工時如發(fā)生塌方，塌碴也是落在管棚上部巖碴上，起到緩沖作用，即使管棚失穩(wěn)，其破壞也較緩慢。隧道超前支護法一覽根據采取的加固措施對周圍地層特性和應力分布的影響，可將超前支護分為地層改良法和預支護法。地層改良法就是提高開挖面周圍地層土的特性的方法，這種方法包括注漿、土壤加

6、固、排水和地層凍結等；預支護法就是在隧道開挖前，先超前對圍巖進行加固，以增加圍巖的自穩(wěn)能力，并使開挖面周圍應力干擾達到最小的方法。超前支護方法主要包括：管棚法，機械預切糟法，預襯砌法，水平旋噴注漿法，超前小導管法，超前錨桿法、凍結法等等。其中管棚法、水平旋噴注漿法、小導管法等支護方法同時也改良和加固了地層。管棚注漿支護就是把一組鋼管沿開挖輪廓外己鉆好的孔中打入地層內，并與鋼拱架組合形成強大的棚架預支護加固體系，支承來自于管棚上部的荷載，通過鋼管的梅花形布置的注漿孔加壓向地層中注漿，以加固軟弱破碎的地層，提高地層的自穩(wěn)能力。管棚注

7、漿是一種長距離超前支護方法，超前距離長，剛度較大，適用于掌子面不能自穩(wěn)、含水的地層，控制地表沉降、防滲止水的效果較好，施工工藝要求較高。如將管棚注漿與小導管補充注漿法結合，除具有大管棚的特點外，能夠防止管棚下方三角土體的塌落，這種長短結合的預支護效果更為理想。管棚支護適用范圍根據國內外的施工實踐，綜合我國目前地下工程管棚支護應用的實際案例，管棚支護可適用于：軟弱砂土質地層、砂卵礫石地層，膨脹性軟流塑、硬可塑狀粉質粘土地層，裂隙發(fā)育巖體、突泥突水段、斷層破碎帶、塌方段、破碎土巖堆地段、淺埋大偏壓等地質和地下水豐富條件的地下構筑物施

8、工的支護，隧道進出口段開挖的支護，也多應用于地鐵等穿越城區(qū)的地下工程的開挖預支護，可作為穿越既有建筑物、公路、鐵路及地下結構物下方修建隧道的輔助方法；作為隧道洞口段及修建大斷面隧道施工的輔助工法及作為其他施工的輔助工法，也常用于淺埋但不宜明挖地段或淺埋隧道情況下