管棚预支护技术在浅埋暗挖过街通道中的应用研究
在城市软土隧道施工中，由于隧道开挖卸荷会导致围岩变形、沉降，处理不当会严重地威胁地面设施、地表建筑物和地下构筑物的安全使用。为控制这种不利影响，不仅要加大设计结构刚度，增强结构对地表变形的耐受力，还要优化施工方法，包括开挖方法的选择，开挖顺序的调整等，以将施工对围岩的扰动减至最小，以及对围岩进行预处理，即预加固、预支护。在浅埋暗挖法中，预加固和预支护措施对于隧道施工的成败起着举足轻重的作用。由于新奥法设计中初期支护是采用喷射混凝土的柔性支护，喷射混凝土达到强度需要一定时间，而研究表明，地表沉降量的30％-40%，地下土层沉降量的40%-50%是在隧道初期支护产生作用之前发生的。所以，对隧道工作面前方的土层进行预加固和预支护，以便在隧道开挖之前最大程度地限制土体的变位，是控制沉降的关键环节。工程实践和理论研究表明，超前预支护对于地表沉降的约束作用始于工作面前方一定距离处，一般为1-2倍洞径，其对地表沉降的控制可达30 %-35 %，对洞顶沉降的控制高达40%。隧道施工中，超前加固方法主要包括工作面深孔注浆、小导管超前预注浆等。预支护手段主要有工作面超前锚杆、水平旋喷桩和管棚等。其中，管棚在土质隧道施工中由于施工工艺较为完善、可靠性高，对土体沉降控制效果好和能够承受大荷载而在城市隧道、山岭隧道洞口段和穿越工程，如隧道穿越房屋、重要管线、公路、铁路、隧道等得到广泛应用。实践证明：地表沉降槽宽度约为26m，沉降曲线符合Peck曲线的大致趋势。地表沉降最大值11. 48mm，小于城市地下工程地表沉降控制值的规定(一般地段30mm，特殊地段15mm)。拱顶下沉最大值17. 55mm，小于地下工程浅埋暗挖施工常规控制值50mm。结构轴力较大，弯矩相对较小，说明结构断面型式设计基本合理;结构受力较大的部位有仰拱(内侧受拉)和拱腰(外侧受拉)，仰拱拱度或可优化。本工法能实现在不影响行车的前提下安全穿越广州大道，地表沉降及衬砌变形值符合规定，衬砌断面拟定合理。
隧道施工 浅埋暗挖法 超前预支护 管棚 沉降控制
章玉伟 徐双龙
中铁隆工程有限公司 广州市市政工程设计研究院
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425-428
2012-10-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）