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1、浅埋暗挖法施工技术研究毕业论文目 录第一章 绪论21.1概述21.2地下工程常见施工技术31.2.1明挖法31.2.2暗挖法41.2.3地下工程常见施工方法优缺点比较51.3浅埋暗挖法施工技术71.3.1浅埋暗挖法施工原理71.3.2浅埋暗挖法适用围81.3.3浅埋暗挖法施工方法81.4存在问题111.5本文研究容11第二章 浅埋暗挖法施工技术122.1概述122.1.1浅埋暗挖法施工要求132.1.2浅埋暗挖法施工原则132.2施工方法142.2.1全断面开挖法施工142.2.2台阶法施工162.2.3 分部开挖法192.2.4特大断面施工方法272.3本章小结28第三章 浅埋暗挖法辅助施工
2、方法293.1概述323.2超前锚杆或超前小导管支护施工333.2.1超前锚杆或超前小导管的布设343.2.2参数选择373.2.3超前锚杆或超前小导管的施工373.3注浆加固地层施工383.3.1小导管超前周边注浆加固围岩施工383.3.2注浆方式403.3.3深孔注浆加固围岩施工403.3.4长、短导管相结合注浆堵水加固地层法413.4长管棚超前支护地层施工423.4.1适用围423.4.2长管棚的布设433.4.3长管棚施工长度的确定443.4.4参数选择443.4本章小结44第四章 监控量测和信息反馈464.1概述464.1.1监控量测的目的474.1.2监控量测的主要任务474.1.
3、3监控量测项目的确定484.2监控量测方法494.2.1目测494.2.2水平净空周边收敛的监控量测504.2.3拱顶下沉的监控量测524.2.4地面沉降的监控量测534.2.5地中多点垂直位移的监控量测544.2.6地中水平位移的监控量测564.2.7围岩接触应力的监控量测584.2.8钢拱架应力的监控量测594.2.9孔隙水压力的监控量测604.3监控量测数据的反馈614.3.1监控量测数据对施工的反馈614.3.2监控量测数据对设计的反馈634.4本章小结64第五章 工程实例655.1工程概况655.2施工方案655.2.1总体施工方案655.2.2超前大管棚施工665.2.3超前小导管
4、及边墙注浆管施工685.2.4 全断面注浆施工685.2.5 隧道施工685.3监控量测685.4施工关键的处理695.5.本章小结69第六章 结论与展望706.1结论706.2展望70参考文献73致 谢75 .专业.专注. 1.1 概述经济的发展，人口的增加，使城市的运行与发展受到土地与环境日益增多的制约。城市必须立体化。地下空间作为资源必须开发。地下工程大发展已是世界土木界的主流，地铁的建设是其重要组成部分。明挖法严重干扰交通，破坏环境，大量建筑物与管线的拆迁已不可能。即使拆迁，昂贵的拆迁费用也难以承受。盾构法解决了这些难题，但其灵活性差，特别是昂贵的盾构机械，会大大提高工程造价。浅埋暗挖
5、法是一种在离地表很近的地下进行各种类型地下洞室暗挖施工的方法。在明挖法、盾构法不适应的条件下，如长安街下的地铁修建工程，浅埋暗挖法显示了巨大的优越性。浅埋暗挖法又称矿山法，起源于1986年地铁复兴折返线工程，是中国人自己创造的适合中国国情的一种隧道修建方法。浅埋暗挖技术是我们在借鉴外国成功经验，以及我国山岭隧道硬岩新奥法施工经验的基础上，结合中国国情和地质水文情况，由王梦恕先生主持创造的地下工程施工技术。它包括小导管超前支护技术、“8”字形网构钢拱架设计与制造技术、正台阶环形开挖留核心土施工方法以及相应的监测仪器、监测方法和用变位仪进行反分析计算方法。浅埋暗挖法施工步骤是：先将钢管打入地层，然
6、后注入水泥或化学浆液，使地层加固。开挖面土体稳定是采用浅埋暗挖法的基本条件。地层加固后，进行短进尺开挖。一般每循环在0.51.0米左右。随后即作初期支护。第三步，施作防水层。开挖面的稳定性时刻受到水的危胁，严重时可导致塌方。处理好地下水是非常关键的环节。最后，完成二次支护。一般情况下，可注入混凝土，特殊情况下要进行钢筋设计。当然，浅埋暗挖法的施工需利用监控测量获得的信息进行指导，这对施工的安全与质量都是重要的。浅埋暗挖法强调了新的施工要点，突出时空效应对防塌的重要作用，提出来在软弱地层必须快速施工的理念，于20世纪80年代中期在大秦线军都山铁路隧道双口黄土试验段研究成功。之后，在1986年5月
7、1987年5月，结合地区地质与水文地质情况，在地铁复兴门折返线工程设计与施工中，首次应用浅埋暗挖技术并获得成功。与明挖法相比，由于这项技术具有拆迁少、不扰民、不破坏交通及周围环境等优点，为城市修建地铁开辟了一条新路。例如地铁复兴门折返线，因不便明挖而停滞了8年，应用浅埋暗挖法技术后沿长安街下施工成功。随后，这项技术又在地铁复兴门至西单区间进行了三拱两柱跨度达21.7m的地下车站的设计、施工和试验，并获得成功，从而为后来西单地铁站采用三拱两柱双层结构设计和施工提供了重要的技术支持。由于浅埋暗挖法技术取得了巨大的经济效益和社会效益，市科委和铁道部科技司曾于1987年8月共同组织了成果鉴定会，与会专
8、家和各级领导对这项技术进行了认真的讨论及评价，并对该技术方法的名称进行了讨论，否定了“软弱地层新奥法”、“中国特色新奥法”、“地铁浅埋暗挖法”等名称，最后确定取名“浅埋暗挖法”。与其他名称相比，这个名称定义准确，既反映了该技术方法的特点，又明确了它的普遍意义适用于各种软弱地层的地下工程设计与施工。之后，浅埋暗挖法经过十多年的广泛应用，不断改进和完善，现已在城市地铁、市政工程、城市热力和电力管道、城市地下过街道、地下停车场等工程中推广应用，形成的“隧道与地铁浅埋暗挖法”，已被国家建设部批准为国家级工法，并广泛应用于铁路、公路及其他城市地下工程。该工法正式提出的“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早
9、封闭、勤量测”十八字方针，广为流传，推动了该工法的广泛应用。1.2 地下工程常见施工技术浅埋地下工程施工地方法主要有明挖法（盖挖法）和暗挖法两大类，早期多采用明挖法施工。近年来，随着盾构技术和暗挖技术的发展以及城市生活与环境要求的提高，暗挖法已被广泛采用。1.2.1 明挖法浅埋地下工程以往多采用传统的的明挖法施工。明挖法也称基坑法，主要包括敞口明挖法和基坑支护开挖法两类。其施工方法是首先从地面向下开挖出基坑，在基坑进行结构施工，然后回填回复地面。明挖法简单易行，施工作业面宽敞，施工速度较快，在覆盖层薄、建筑物稀少、地面交通车量不多、地下各种管线少、周围环境要求不高的地区，采用这种方法最经济。我
10、国最初的地铁站到苹果园站一期工程，就是在当时沿线两边没有建筑或少量建筑情况下，本着先修地铁，后带动两边建筑发展的原则，地下铁道采用明挖法修建的。然而随着城市的发展，地面交通、周围环境、地下管线也在增加。采用明挖法施工的最大缺点是破坏地面、中断交通、拆迁工作量大。同时施工产生的噪音、震动等也会严重干扰居民的生活和工作。为了尽可能地减少地下工程施工对地面交通和附近居民的干扰，盖挖法应运而生。盖挖法是一种先做钻孔灌注桩或连续墙作为维护结构和支撑结构，在该结构保护下再做桩顶纵梁、盖顶板，恢复路面，然后，在桩及钢筋混凝土顶板的支护下进行主体结构施工的方法。根据开挖和结构施工顺序的不同，盖挖法又可分为盖挖
11、顺筑和盖挖逆筑两类。盖挖法是一种比较快速、经济、安全的施工方法。但是在主要交通干道上修建地下工程时，盖挖法施工还是不能彻底解决问题，因此研究开发新的地下工程设计与施工技术，成为工程技术人员孜孜以求的目标。浅埋暗挖法就是一种可以克服明挖法上述困难的创新技术和方法。1.2.2 暗挖法随着地面交通运输量越来越大，以及人们环境保护意识的提高，地下工程暗挖法已经逐渐取代明挖法而广泛应用于城市地下施工。一、盾构法盾构是在有水地层、软弱不稳定岩层中修建地铁区间隧道和其他地下工程时，进行开挖支护和衬砌的一种专用机械设备。盾构的种类很多，目前广泛采用最先进的盾构有泥水加压复合式盾构和土压复合式盾构。由于盾构法施
12、工具有施工速度快，不拆迁地面建筑物和地下管网，施工期间噪音小、震动小、不影响地面交通等优点，近年来在国外地铁区间工程中被广泛采用。但是盾构法施工存在着随地层的变化而产生不适应、断面又不容许改变、制造盾构的成本较高、造价昂贵等缺点，因此，其优越性不如浅埋暗挖法。二、浅埋暗挖法在工程设计中，根据施工特点，地下工程可分为深埋、浅埋、超浅埋地下工程。按照铁路隧道设计规（TB1003-2001）规定，当单线或双线隧道拱顶埋深小于：级围岩3540m、级围岩1825m、级围岩1014m、级围岩57m，为浅埋隧道。也可用实测压力P和垂直土柱重量h之比来确定，根据实测资料统计，当P/h0.40.6为浅埋隧道。城
13、市地铁、地下工程结构断面变化很大，仅用拱顶深度来确定深埋或浅埋是不妥的，还必须考虑地下工程大跨度大小，跨度大时，对覆土的影响也大。拱顶覆土厚度（H）与结构跨度（D）之比，即H/D称为覆跨比。当0.6H/D1.5时，均称为浅埋；当H/D0.6时，称为超浅埋。对于浅埋地下工程而言，其显著特点是埋深浅。在施工过程中，由于地层损失而引起的地面移动明显，对周边环境的影响较大。因此，在各种开挖、支护衬砌、排水注浆方法突出了更高的要求，施工难度增加。所以，如何有效控制浅埋地下工程施工扰动诱发的地面移动变形，成为浅埋地下工程设计与施工研究的重点、难点和热点问题。基于从控制地面变形、减少对环境的不利影响、降低施
14、工成本等方面考虑，形成了各种适用于浅埋地下工程施工地方法。为了达到及时支护，防止地层沉降的目的，必须完全稳定后，再敷设防水隔离板，施加二次模筑混凝土衬砌，这是最符合地下工程受力特点的一种结构。浅埋暗挖法是在近十几年发展起来的一种新方法，该方法现在已经在城市地铁、市政地下管网及地下空间的其他浅埋地下结构物的工程设计与施工中广泛应用。该方法多应用于第四纪软弱地层，开挖方法有正台阶法、单侧壁导洞法、中隔壁法（CD法）、交叉隔壁法（CRD法）、双侧壁导洞法（眼镜工法）等。该方法具有灵活多变，对地面建筑、道路和地下管网影响不大，拆迁占地少、不扰民、不污染城市环境，是目前较先进的施工方法。该方法在铁路、公
15、路及软弱地层中也开始应用。1.2.3 地下工程常见施工方法优缺点比较 浅埋暗挖法与其他的方法相比具有显著的优点。以城市地铁为例，浅埋暗挖法与明挖法（明挖法）相比，具有拆迁占地少、不扰民、不破坏交通及周围环境、节省大量拆迁投资等优点；与盾构法相比，具有简单易行，无需多种专用设备，灵活方便，适用于不同地层、不同跨度、多种断面，可以提供大量就业机会等优点，是适合我国国情的好方法。尤其对于区间隧道，浅埋暗挖法施工速度完全能满足总工期要求。当然，浅埋暗挖法也存在缺点，如速度较慢，喷射混凝土粉尘较多，劳动强度大，机械化程度不高，以及高水位地层结构防水比较困难等。浅埋暗挖法与明挖法、盾构法优缺点比较见表1-1。表1-1 浅埋地下工程常见施工方法优缺点比较方法明挖法盾构法暗挖法地质各种地层均可各种地层均可有水地层需做特殊处理占用场所占用街道路面较大占用街道路面较小不占用街道路面断面变化适用于不同断面不适用于不同断面适用于不同断面深度浅需要一定深度需要的深度比盾构法小防水较易较难
