管棚的適用條件及一些土體狀況的應用

1、管棚的適用條件及一些土體狀況的應用管棚的適用條件及一些土體狀況的應用引言引言隨著我國道路交通建設的迅速發(fā)展，隧道工程施工日益增多，面臨一些不良地質(zhì)條件的隧道掘進施工和事故處理，超前管棚支護技術具有廣闊的應用前景。管棚法是公路隧道施工中最常采用而行之有效的超前支護方法之一。在超前預支護工法中，管棚法由于施工便捷、安全可靠、工藝簡單、工期短、效率高、預加固效果明顯，經(jīng)濟和社會效益顯著等優(yōu)點，被國內(nèi)工程界廣泛采用。管棚法最早于20世紀80年代

2、應用于意大利隧道工程，之后在法國、日本等國家得到廣泛推廣，目前已成為國內(nèi)外地下工程施工的主要輔助工法之一，被廣泛應用于淺埋、松散、軟弱、破碎、塌方、涌水等地質(zhì)條件下的隧道暗挖施工。僅1998年之前，我國就有13項城市淺埋地下工程采用管棚法施工獲得成功，其應用目的主要是在開挖階段防止圍巖坍塌、控制施工引起的地層變位。盡管管棚的工程應用非常普遍，但其理論研究相對較少。現(xiàn)階段的工程設計大多是通過經(jīng)驗及工程類比確定相應參數(shù)，現(xiàn)場施工管理方對其質(zhì)

3、量控制指標也欠缺了解。本文結(jié)合幾種地質(zhì)條件下管棚的支護，對具體地質(zhì)條件中管棚的作用談幾點思考。1.管棚的適用條件管棚的適用條件管棚作為隧道施工的輔助方法，可適用于：軟弱砂土質(zhì)地層、砂卵礫石地層，膨脹性軟流塑、硬可塑狀粉質(zhì)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(zhì)和地下水豐富條件的地下構(gòu)筑物施工的支護，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

4、、公路、鐵路及地下結(jié)構(gòu)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，地表有建筑物、或隧道接近地中結(jié)構(gòu)物時等對施工沉降有特殊要求的工程等。2.管棚的主要作用和優(yōu)點管棚的主要作用和優(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，形成一個梁式撐作用，故在軟弱圍巖施工中是一項防止及控制塌方的有效技術措施。管棚將周圍的土層和鋼管固結(jié)成整體，

5、以增強其支撐能力，并起到防水的作用，開挖前使圍巖固結(jié)成整體防止及控制塌方，增大圍巖強度形成拱形薄殼，拱頂預形成加固的傘形保護環(huán)防止土層塌方，使塌方體具有一定的支撐和自穩(wěn)能力，并起到可能的棚架作用。4.幾種具體地質(zhì)情況的分析幾種具體地質(zhì)情況的分析不同的研究學者針對不同地質(zhì)條件得出的結(jié)論有較大的差異。事實上，在實際的施工中，隧道的地質(zhì)條件、埋深、隧道幾何參數(shù)、施工方法等存在較大差異，因此根據(jù)不同的條件得出的認識與結(jié)論也不盡相同。盡管如此，有

6、兩點可以肯定，即：（1）淺埋隧道仍然可以形成承載拱；（2）拱高的判定可以認為是工作面開挖擾動區(qū)土體高度。4.1淺埋黃土地層與巖體相比，黃土土體強度低，變形大，自承能力小，工程性質(zhì)差，受水的影響十分強烈，一旦被水浸泡，達到飽和狀態(tài)，其強度會明顯降低，工程性質(zhì)發(fā)生很大變化。在黃土隧道中，因其土質(zhì)比較松散，開挖后易形成分層坍塌，層厚一般為20～60cm，故需較強的初期支護。管棚可以提高地層的剛度和承載能力，在管棚中注漿能有效增強管棚的抗彎和抗