管棚的適用條件及一些土體狀況的應(yīng)用

1、管棚的適用條件及一些土體狀況的應(yīng)用管棚的適用條件及一些土體狀況的應(yīng)用引言引言隨著我國道路交通建設(shè)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(jìn)施工和事故處理，超前管棚支護(hù)技術(shù)具有廣闊的應(yīng)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(hù)方法之一。在超前預(yù)支護(hù)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(yù)加固效果明顯，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著等優(yōu)點(diǎn)，被國內(nèi)工程界廣泛采用。管棚法最早于20世紀(jì)80年代

2、應(yīng)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(yīng)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(xiàng)城市淺埋地下工程采用管棚法施工獲得成功，其應(yīng)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(yīng)用非常普遍，但其理論研究相對(duì)較少。現(xiàn)階段的工程設(shè)計(jì)大多是通過經(jīng)驗(yàn)及工程類比確定相應(yīng)參數(shù)，現(xiàn)場施工管理方對(duì)其質(zhì)

3、量控制指標(biāo)也欠缺了解。本文結(jié)合幾種地質(zhì)條件下管棚的支護(hù)，對(duì)具體地質(zhì)條件中管棚的作用談幾點(diǎn)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(hù)，隧道進(jìn)出口段開挖的支護(hù)，也多應(yīng)用于地鐵等穿越城區(qū)的地下工程的開挖預(yù)支護(hù)，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(shí)等對(duì)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(diǎn)管棚的主要作用和優(yōu)點(diǎn)（1）梁拱效應(yīng)：先行施設(shè)的管棚，以掌子面和后方支撐為支點(diǎn)，形成一個(gè)梁式撐作用，故在軟弱圍巖施工中是一項(xiàng)防止及控制塌方的有效技術(shù)措施。管棚將周圍的土層和鋼管固結(jié)成整體，

5、以增強(qiáng)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(qiáng)度形成拱形薄殼，拱頂預(yù)形成加固的傘形保護(hù)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(xué)者針對(duì)不同地質(zhì)條件得出的結(jié)論有較大的差異。事實(shí)上，在實(shí)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(rèn)識(shí)與結(jié)論也不盡相同。盡管如此，有

6、兩點(diǎn)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(rèn)為是工作面開挖擾動(dòng)區(qū)土體高度。4.1淺埋黃土地層與巖體相比，黃土土體強(qiáng)度低，變形大，自承能力小，工程性質(zhì)差，受水的影響十分強(qiáng)烈，一旦被水浸泡，達(dá)到飽和狀態(tài)，其強(qiáng)度會(huì)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(qiáng)的初期支護(hù)。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(qiáng)管棚的抗彎和抗