管幕工法在北虹路地道中的应用
Ф500mm超前管幕在南水北调下穿铁路干线隧洞工程中的应用
１ 工 程概 况及 管 幕 设 计
南水北 调中线一期工 程天津干线工 程在 Ｘ Ｗ８ ８ ＋ １ ３ ３处 下穿 京 九铁 路 ， 隧 洞 断 面形 式 为分 离 式 小 净 距 ３孔 暗挖 隧洞 形 式 。每 孑 Ｌ 断 面 形 式 最 大 跨 度 为 ７ ． ５ ｍ， 高９ ． ９ ５ ｍ。每 两 孔 中 间净 土柱 宽 度 １ ０ ｒ ｎ 。 隧洞 拱顶 至地 面最小 高度 仅为 １ ． ６ ９ ｍ， 距铁 路 路 肩
＠５ ０ ０ ｍｍ 超前管幕在南水北 调下穿 铁路干 线隧洞工程中的应用
王 如 祥
（ 中铁 六 局 集 团 石 家 庄 铁路 建 设 有 限公 司 ， 河北 石家庄 ０ ５ ０ ０ １ ０ ）
摘 要 ： 南 水 北 调 中线 一 期 工 程 下 穿 京 九 铁 路 隧 洞 工 程 ， 隧洞浅埋 ， 围岩土体松散 ， 为有 效 控 制 路 基 沉 降 ， 采 用 管 幕 工 法 以保 证 开 挖 过 程 的 稳 定 。介 绍 了Ｑ５ ０ ０ ｍｍ 管 幕 工 法 的结 构 设 计 、 施 工 流 程及 夯管 导 轨 的铺 设 、 导 向 器 和 钢 管 的安 装 等 ， 以及 夯 管方 向控 制 及 纠偏 措 施 。通 过 采 用 ＠５ ０ ０ ｍｍ 超 前 管 幕 预 支 护技 术 ， 保 证 了铁 路 正 常运营安全 、 隧 洞 施工 安全 和施 工质 量 。 关键词 ： 管幕 工法 ； 隧洞工程 ； 南水北调工程 ； 下穿铁路 ； 导轨 ； 导 向 器
图 １ 管 幕 钢 管 布 置
国 防 交 通 工 程 与 技 术 囫 ２ ０ ｌ ５ 第 ４ 期
・
成果 与应 用 ・
应 用爆 破技 术辅 助拆 除 门式钢 架支 护 的 ’ 方法 何 闯等
软土地层管幕-箱涵顶进施工新技术
４ ０
第二届全国技术高峰论坛专辑 城 市道桥 与 防 洪
２０ 年 ５ ０７ 月第 ５ 期
软 土地层 管幕 一箱涵 顶进 施工新 技术
葛金 科 ， 向 阳 ｚ 李
（． １上海 市第 二市政 丁 程有限 公司 ， 上海 市 ２ ０ ６ ２ 同济大学 ， 海市 ２０ ９ ） ０ ０ ５； ． 上 ０ ０ ２
收稿 日期：０ ７ ０— ７ ２ ０ — ３ ０ 作者简 介 ： 金科 （ ９ ３ ， ， ， 授 级 高级 工 程 师 ， 葛 １５ 一） 男 人 教 副总 工程 师 ， 事市政 工程 施工 技术 管理工 作 。 从
Ｌ×Ｂ×Ｈ：８ｍ ×３ ×１ ８ｍ ８ｍ；力 固 强 度 ：ｕ０８ Ⅱ ｑ＝ ．
ＭＰａ 。
（ ） 管 幕 ：０根 ９０×１ 锁 口的 钢 管 ， ３钢 ８ ７ ０带 形 成 口字 形 管 幕 。锁 口材 料 为 角 钢 １０×８ ０ ０×１ ， ０
采用管幕结合 Ｆ 工法施工 ， Ｊ 注浆加固管幕内土体［ ２ 】 。 在 软 土地 层 中 ，以上 工 法 和 工 程 如 位 于 软 土 地 层 均要对 网格工具管开挖面前的土体进行加 固以维 持 土体 的平衡 。管幕法是利用微型顶管技术在拟 建 的地下 建筑 物 四周顶 人 钢管或 其 他材 质 的管 子 ，钢管之 间采用锁 口连接并 注人 防水材料而形 成 水 密性 地 下 空 间 ，在 此 空 间 内 可 修 建 地 下 建 筑 物 。比较 早 期 采 用 管 幕 法 的 工 程是 １７ ９９年 的 比利 时Ａｔｅ ｎ ｗｒ ｅ ｐ地铁 车站 的修 建 ｝ 以后 日本逐 渐 发 ３ Ｊ ， 展并 普 遍 应 用 管 幕 工 法 ， 国香 港 及 台湾 地 区 、 中 新 加 坡 、 来 西 亚 已逐 渐 应 用 ｆ［。实 测 和 理 论 分 析 马 ４５ １１
管幕内顶进箱涵前端网格内壁土压力分布模式
第27卷 第8期 岩 土 工 程 学 报 Vol.27 No.8 2005年 8月 Chinese Journal of Geotechnical Engineering Aug., 2005 管幕内顶进箱涵前端网格内壁土压力分布模式肖世国，朱合华，李向阳，夏才初，刘学增（同济大学 地下建筑与工程系，上海 200092）摘 要：上海市中环线虹许路北虹路下立交工程是目前世界上在饱和含水软土地层中施工的横截面最大的管幕法工程。
在管幕内顶进大断面箱涵（前端嵌固钢板制网格框架）的施工过程中，随着网格后端土体的开挖，作用于网格内壁各面的土压力发生调整，其特点是在距开挖面不同位置处有不同的大小。
根据力学平衡条件分析，重新达到平衡状态后，作用于内壁顶面与底面的土压力沿网格纵向呈指数函数分布，内壁侧面的土压力则为沿网格长度方向（纵向）的指数分布与沿高度方向（竖向）的线性分布的叠加，直到在网格前端仍保持相应的原始状态为止。
这就为网格尺寸的合理设计打下了重要基础。
最后，用室内试验验证了理论计算方法并给出了实例工程网格内壁土压力的具体分布模式。
关键词：管幕；箱涵；开挖面；网格；土压力中图分类号：TU 47 文献标识码：A 文章编号：1000–4548(2005)08–0908–05作者简介：肖世国(1973–)，男，博士后，从事岩土工程及地下结构工程的研究工作。
Distribution mode of earth pressure on inner plates of steel grids located in the front of a big box culvert surrounded by pipes in a pipe-roof projectXIAO Shi-guo，ZHU He-hua，LI Xiang-yang， XIA Cai-chu，LIU Xue-zeng（Department of Geotechnical Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China）Abstract: Up to now, the subway crossing project through Hongxu Road is a pipe-roof project with the biggest cross-section of box culvert in the world. It is constructed in saturated soft soil stratum under the Beihong Road located in the middle ring-road of Shanghai. During pushing the box culvert in the front of which many steel grids are inverted, earth pressure on inner plates ofa grid will vary with excavation of soil near the back end of the grid. Its general rule is that earth pressure is of different value atvarious distance from cutting surface. According to the mechanical equilibrium conditions, earth pressures on inner top and bottom plate are exponentially distribution along the longitudinal direction of a grid and those on inner side plates are superposition of exponential distribution along the longitudinal direction and linear distribution along the vertical direction of the same grid until reaching their corresponding original status at the fore end of the grid after attaining new mechanical equilibrium status. It is the important basis of rational design of grid sizes. In the end, the theoretical calculation method is proved by the model test. The distribution mode is given in detail by the practical project.Key words: pipe-roof; box culvert; cutting surface; grid; earth pressure0 引 言上海市虹许路－北虹路下立交工程设计采用管幕内顶进箱涵的施工方法，箱涵横断面外包尺寸为34 m×7.85 m，管幕穿越段全长约125 m，箱涵采用钢筋混凝土结构，分8节预制，每节15.5 m。
管幕法简述
城 市道 桥 与 防 洪
管理施工
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管 幕 法 简 述
刘博海 ， 杨 亮 ， 昊冲 罗
（ 津 市 市 政 工 程 设 计 研 究 院 滨 海 分 院 ， 津 ３０ ５ ） 天 天 ０ ４ ７ 展 历史 、 用 情况 、 缺点 ， 对管幕 法 的设计 内容 、 工 方法 、 新 改进 等做 了介绍 ： 该 应 优 并 施 创
力 ， 交 结 构 越 来越 多地 出现 在 城 市 里 ， 穿 地 道 立 下 就是 一 种 常用 的立 交 形 式 。管 幕 法 就 是 在 下 穿 地 道施 工 中应 用 较 多 的 一 种 非 明 挖 施 工 方 法 。这 种 工法 也 常用 于 下 穿 已建 高 速公 路 或 铁 路 线 的地 道
构工程 设计 ｌ作 。 Ｉ ：
单 向顶 进 。这 是 我 国第 一次 采 用 管 幕 结 合 箱 涵 顶 进 施 工 技 术 ，也 是 世 界 上 在软 土 地层 中施 工 的 断
面 尺 寸 最 大 的管 幕 法 丁 程 。２ ０ ０ ４年 北 京 地铁 五号 线 崇 文 门站 下 穿 既 有 地 铁 一 号 线 区 间 隧 道 工 程 ， 为 保 证 车 站 开挖 支 护过 程 中 的结 构 稳 定 、严 格 控
施工 中。
管 幕 法 ， 叫 排管 顶 进 法 ， 一 种 新 型 暗 挖 法 也 是 施 工 技 术 。管 幕 法 的 施 工 原 理 为 在 始 发 井 与 接 受
图 ２ 德 国 管 幕 工 程 案 例 实 景
井之 间 ， 用 顶 管设 备顶 进 钢 管 到 土体 中 ， 单 管 利 各
来 西 亚 也 开 始 采 用 管 幕 法 施 Ｔ 。 美 国首 次应 用 管
管幕工法在北虹路地道中的应用
管幕工法在北虹路地道中的应用摘要本文将介绍管幕工法在北京市北虹路地道施工中的应用情况。
管幕工法是一种快速、安全、高效的地下结构支护施工方法，具有施工周期短、对地表造成的影响小等优点。
本文将主要从北虹路地道的设计方案、施工技术、施工风险控制等方面进行详细介绍，以供相关从业人员参考。
引言地道作为一种重要的交通工程，其施工过程中需要进行有效的地下结构支护。
传统的地道支护方法存在施工周期长、对周边环境影响大等问题。
然而，近年来，随着管幕工法的引入，这些问题得到了有效的解决。
管幕工法以其独特的特点，逐渐在地下结构支护领域得到广泛应用。
本文将以北虹路地道为例，详细介绍管幕工法在地道施工中的应用情况。
北虹路地道设计方案北虹路地道位于北京市中轴线，是连接市中心与城北地区的重要交通干道。
地道设计方案是确保地道施工顺利进行的前提。
在北虹路地道的设计中，采用了管幕工法作为地下结构支护方法。
管幕工法的应用有效地解决了地下水位较高的问题，提供了良好的支撑条件。
施工技术1. 地面条件分析在北虹路地道的施工前，需要对地下地质情况进行详细分析。
通过地质勘探和地下水位测试，确定地道施工所面临的地质条件，以制定相应的施工方案。
2. 地下结构支护设计根据地下地质情况和预测的地下水位，设计地道的结构支护方案。
管幕工法的应用使得地下结构支护更加牢固可靠，能够有效降低地道的沉陷风险。
3. 施工设备和材料准备为确保地道施工的顺利进行，需要提前准备好所需的施工设备和材料。
管幕工法所需的管材、撑靴等辅助材料需要提前购置，并对施工设备进行检查，确保设备的正常工作。
施工风险控制管幕工法的应用在地道施工中能够有效控制施工风险，确保施工的安全。
以下是在北虹路地道施工中采取的风险控制措施：1. 安全防护地道施工过程中，要严格遵守各项安全操作规程，做好施工现场的安全防护工作。
工人需要佩戴防护装备，施工现场设置警示标志，确保施工过程的安全。
2. 管幕工法施工监控在管幕工法施工过程中，需要进行实时监控，及时发现施工中可能存在的问题，并采取相应措施加以解决。
上海_管幕法技术建地道不开挖_张奕任羽中
建设科技
中华建筑报/2003年/07月/08日/第007版/
上海:管幕法技术建地道不开挖
张奕任羽中
本报讯:上海又向一项新的世界级建设难题发起进攻。
日前,上海市中环线虹许路-北虹路下立交工程正式开工。
在这一工程的地道建设中,建设者将在国内首次使用非开挖的管幕法施工技术,管幕断面为世界最大。
虹许路-北虹路下立交工程全长1.7公里,沿线经过本市西南多个高档别墅区,并穿越西郊宾馆的地下,地区环境对施工要求较高。
为避免一路“开膛破肚”,建设者将先在规划建造的8车道地道两端制作两座大型管幕工作井,然后动用88根钢管在地下顶进,形成“口”字型的管幕;管幕形成后,再分四次浇筑混凝土箱涵,最后浇制混凝土完成地道合龙。
这一过程中,需要建造的管幕段长达130米,管幕内净断面宽32米、高5.15米。
这一工程不仅将开创我国使用全暗挖技术建造大断面地下空间的先河,也将成为世界上第一大断面、第二长距离的管幕法工程。
整个工程预计于2004年底竣工。
又讯:为配合中环线、地铁二号线西延伸等市重大工程的交通疏散,北新泾地区的淞虹路道路工程已于日前竣工通车。
管幕法施工的简介
管幕法作为穿越道路、铁路、机场等的非开挖技术，在日本、美国和中国台湾都取得了较好的效果。
管幕钢管锁口相连，管幕形成后在锁口处注入止水剂或者砂浆，形成密封的止水管幕。
然后在管幕的保护下，对管幕内土体加固处理后，边开挖边支撑，直至管幕段开挖贯通，再浇筑结构体；或者先在两侧工作井内现浇箱涵，然后边开挖土体边牵引对拉箱涵。
日本在箱涵顶进方面研究较早并开发出许多工法如：esa（endless self-advancing）,fj(front jacking)工法等。
根据台北市政府工务局新建工程处“松山机场地下道工程简介”，1989年台北松山机场地下通道工程由日本铁建公司承建，采用管幕结合esa箱涵推进工法施工，长100m，箱涵宽22.2m，高7.5m，水平注浆法加固管幕内土体。
1991年日本近几公路松原海南线松尾工程采用esa工法推进大断面箱涵，箱涵宽26.6m，高8.3m，长121m[1]。
2000年大池成田线高速公路下大断面箱涵长度47m,宽19.8m，高7.33m，采用管幕结合fj工法施工，注浆加固管幕内土体[2]。
在软土地层中，以上工法和工程如位于软土地层均要对网格工具管开挖面前的土体进行加固以维持土体的平衡。
管幕法是利用微型顶管技术在拟建的地下建筑物四周顶入钢管或其他材质的管子，钢管之间采用锁口连接并注入防水材料而形成水密性地下空间，在此空间内可修建地下建筑物。
比较早期采用管幕法的工程是1979年的比利时antewerp地铁车站的修建[3]，以后日本逐渐发展并普遍应用管幕工法，中国香港及台湾地区、新加坡、马来西亚已逐渐应用[4] [5]。
实测和理论分析均表明具有一定刚度的管幕能显著减小地表变形，增加开挖面稳定性[6]~[8]。
上海市中环线北虹路下立交工程是中环线的重要组成部分，其轴线基本呈南北走向，沿虹许路穿越虹桥路、西郊宾馆接入北虹路，为大断面长距离浅埋式地道工程。
（见图1）由于虹桥路上交通繁忙，地下有许多管线。
管幕法施工技术图文介绍
南北二座工作井的尺寸： L×B×H＝24.6m×41m×17m， 工作井采用地下连续墙法施工墙厚B＝0.8m， 入土深度H=31m。 南北二座工作井的出洞段土体加固范围： L×B×H＝8m×38m×18m； 加固强度：qu=0.8Mpa。
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钢管幕：80 根Φ970×10 带锁口的钢管，形 成口字形管幕。锁口材料为角钢100×80×10， 管幕段长度126m。 箱涵：矩形双孔钢筋混凝土结构，为双向八车 道。结构外包尺寸：34.2m×7.85m，箱涵共 分8节。
管幕
角撑 围檩 垂直 支撑
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管幕工法施工
两大部分 钢管幕施工 管幕保护下地下结构施工 施工难点 管幕顶进精度控制 管幕施作时的地表变形控制
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管幕工法步骤
1.构筑顶管工作井和接收井； 2.钢管顶进，钢管之间用锁口搭接，钢管锁口处 涂刷止水润滑剂； 3.钢管接头处注入止水剂； 4.在钢管内注浆或注入混凝土； 5.在管幕内开挖，边开挖边支撑； 6.逐段构筑内部结构，并逐步拆除管幕内支撑， 最终形成完整的地下通道。
加 固
开挖方法：全断面法、台阶法、中隔墙法等。 箱涵顶进方案
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管幕－箱涵施工方法
推进方案（RBJ工法） 牵引方案（FJ工法） 推拉结合方案（ESA工法）
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RBJ工法
工具头 千斤顶
后背墙
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网格工具头
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中继间及其防水措施
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FJ工法
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ESA工法
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管幕工法实例
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管幕施作方案
8套泥水平衡顶管掘进机由北井向南井顶进
基准 管