《地铁浅埋暗挖法修建隧道施工技术》由会员分享，可在线阅读，更多相关《地铁浅埋暗挖法修建隧道施工技术（57页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、浅埋暗挖法修建隧道关键施工技术1、浅埋暗挖法的定义o 浅埋暗挖法是依据新奥法（New Austrian Tunnelling Method）的基本原理，在施工中采用 多种辅助施工措施加固围岩，充分调动围岩的自承 能力，隧道开挖后及时支护、封闭成环，使其与围 岩共同作用形成联合支护体系，有效地抑制围岩过 大变形的一种综合配套施工技术，适用于第四系无 水土质或软弱无胶结的砂、卵石等地层修建覆跨比 大于0.5的隧道；对于较高地下水位的类似地层， 采取灌浆堵水或降水等措施后仍能适用。采用浅埋 暗挖法修建的隧道多采用复合式衬砌。 2.浅埋暗挖法修建隧道的一般规定o 2.1采用浅埋暗挖法修建隧道时，应认真
2、贯彻“管超 前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测 ”18字原则。 o 2.2以喷射混凝土+网构钢架+钢筋网为初期支护（ 即一次衬砌）、二次衬砌为模筑钢筋混凝土，应在 两层衬砌之间施作高材料的防水层。 o 2.3当隧道围岩为V类，由于其自稳能力差，必须采 取预注浆加固地层后方可开挖。 o 2.4 隧道开挖应在无水条件下进行。如遇地下水， 根据工程具体情况选择人工降水或灌浆堵水措施， 创造无水作业条件。o 2.5 隧道开挖应减少对围岩的扰动，保持隧道开挖轮廓 圆顺 。 o 2.6 隧道的防水层及二次衬砌应在初期支护变形基本稳 定的条件下再施作。 o 2.7 施工前应根据施工规模 、工期、围岩
3、情况、现场 条件编制施工组织设计，其内容包括：施工方法及技术 措施、施工部署及质量、安全、环境措施等。 o 2.8 开工前必须进行质量、安全及施工工艺的培训工作 ，建立各工序工艺卡片。 o 2.9 施工期间必须加强施工管理，确保个工序衔接，不 间断地施工。 o 2.10监控量测工作应纳入隧道施工作业循环之中，作为 工序循环的一个组成部分。3.浅埋暗挖法修建隧道施工程序施工准备实施性施工组织设计地层预加固及施工辅助措施开挖初期支护 现场监控量测 是否符合 控制标准防水层二次衬砌混凝土结构结束是（修改施工方案）（加强初期支护施工辅助措施）（改变开挖步骤，程序）（修改支护参数）否4.施工辅助措施4.
4、1 在软弱地层中，对隧道开 挖工作进行加固处理，可采 取下列辅助措施：4.1.1 喷射混凝土封闭开挖工作面； 4.1.2 超前注浆小导管支护； 4.1.3 管棚钢架超前支护； 4.1.4 设置临时仰拱或临时支护； 4.1.5 地表注浆加固； 4.1.6 小导管周边注浆及围岩深孔注 浆； 4.1.7 其他措施。4.2 采用喷射混凝土封闭工作面时，应采用早 强喷射混凝土，其厚度宜为510cm。 4.3 超前注浆小导管4.3.1 小导管要和网架配合使用，从钢架格 栅腹部穿过。4.3.2 用3240钢管制作，在砂卵石地层 采用32（外径）无缝钢管，其他地层可采用 40（外径）无缝钢管。管长：隧道网构网
5、架 间距为75cm，每开挖2个循环注浆一次，管长为 3m；隧道网构钢架间为50cm，每开挖2个循环注 浆一次，长为2.25m。4.3.3 小导管沿隧道拱部布设，环向间距应 不小于30cm，外扦角(仰角)在510小导管制作要求：先把钢管解成需要长度，在 钢管一端做成30 cm长圆锥状， 在另一端10 cm处焊接6钢筋 箍。距钢筋箍一端75cm处开孔 ，剩余部分每隔20 cm梅花布设 68的溢水孔。4.3.4 灌浆材料l对于无水粗砂及砂砾(卵)石地层 宜选择单液材料；l对于无水中砂或粉细砂地层宜选 择改性水玻璃浆；l对于有水的粗砂及砂砾(卵)石地 层宜选择水泥-水玻璃双液浆；l对于前期强度要求较高
6、的地层， 可选择硫铝酸盐水泥浆。4.3.5 灌浆参数l灌浆终压：0.3MPa；l浆液扩散半径：0.25ml灌速度30L/minl灌浆量 Q=R2 Lnl R-浆液扩散半径，m；l L-注浆管长（只计花管部分长度），m；l n-地层孔；l -地层填充系数，一般取0.8；l -浆液消耗系数，一般取1.11.24.4 管棚n4.4.1 管棚用钢管直径为60 180mm，钢管中心间距宜为管径的 23倍。 n4.4.2 管棚长度应根据工程具体条 件及地层条件选用，一般不宜小于 10 m n4.4.3 纵向两组管棚的搭接长度应 大于3 m. n 4.5 临时仰拱的设置区段应 根据围岩情况及测量数据确定，
7、其做法可采用工字钢或喷射混凝 土构筑。4.6 在软弱地层中施工时， 根据围岩情况及测量数据，为确 保隧道结构稳定，可选用小导管 周边灌浆或深孔围岩灌浆。5.竖井 l城市地铁或市政工程隧道隧道浅埋道路下方， 为此必须在地面向下开挖竖井方能开辟工作面 ，而城市道路无开挖竖井条件，则必须根据具 体工程所处的条件，在隧道一侧开挖竖井，再 从竖井底向隧道方向开挖横通道，由横通道再 开辟进入主隧道的工作面。竖井一般采用复合 式衬砌结构，如工程完工后废弃可采用支护结 构（必要时加作防水层）。竖井由地面而下， 初期支护采用逆筑法施工，其工艺流程图如图 所示：施工准备测量放线、定井位安装提升龙门架锁口圈初期支护
8、施工施作锁口圈防水层锁口圈C30模筑砼施工井 身 初 支施作井底集水坑封 底转入横通道施工施工降水超前导管施工注浆， 超前加固底层井壁回填注浆5.1 竖井锁口段开挖l根据测量所放控制线，定出锁口圈的开挖轮廓 线，井口段可以采用PC-220反铲挖掘机配合人 工进行开挖。为保证井口开挖后井壁的稳定和 喷锚支护施工的要求，井口分三次开挖成型。 开挖土方由挖掘机直接装入自卸汽车外弃，同 时工人对井壁进行修整，以保证竖井断面尺寸 符合设计要求。在开挖过程中，严禁超挖，发 生超挖时，用同等级的砼喷平。在开挖时，及 时对该层井壁施作初期支护。地下工程竖井常 用锁口结构见图：5.2 竖井井深开挖及支护 l 开
9、挖采用人工开挖，由上而下逆作施工，渣土由人工 装入吊桶，通过电动葫芦提升至地面渣场，竖井每完成一 段开挖，经检查开挖尺寸符合设计要求后，立即进行该段 的初期支护，为防止竖井壁坍塌，同时控制钢支撑,便于 采取小导管超前注浆；与边墙成45角，穿过钢支撑打 3.5 m长42钢水管，环向间距1.0m，竖向每两榀支撑（ 间距1.0m）排设一次；井壁钢格珊在井外预制，井内安装 ，用螺栓将其连接成整体。喷射砼采用湿喷工艺，采取分 侧分块开挖，一侧喷砼支护后再进行另一侧开挖。施工期 间在井壁设临时爬梯，供施工人员上下。 5.3竖井施工技术措施5.3.1 井身开挖过程中严格控制纲支撑进 尺，及时进行网喷混凝土支
10、护，达到尽快封闭 的目的。5.3.2 为密实初支与壁后主体的空隙采用 壁后回填注浆；5.3.3 当井壁上有涌水时，预埋胶管，把 水引入积水吭，抽排出井外，并对涌水点周 围排管注浆堵水。5.3.4 竖井支护同时预埋梯步预埋件。6.横通道施工6.1 竖井马头门施工n 为了避免马头门处的应力集中 ，保证施工安全，采用在竖井挖至 横通道上半断面时，半断面先行开 挖 8m10m。如图6.1施工前应在马头门位置处进 行换撑措施处置，在割除前先 在竖井内架设临时支撑，确保 马头门处土体稳定，临时支撑 在进洞后拆除。排设超前小导管及注浆 n洞口处换撑措施措施完毕后，应尽 快在井壁上放出横通道开挖轮廓线 的位置
11、，并标出超前小导管的位置 ，为了加大洞口处加固地层的范围 ，马头门处第一排小导管长度为5 m ，且尽量与隧道中线保持平行，超 前注浆加固地层。 分部破除马头门处井壁混凝土，割除钢格栅支撑 n注浆完毕后，即破除马头门处上部竖井井壁砼 ，割除该部位钢格栅支撑，架设上部第一榀格 栅架，并将其主筋与周围的竖井壁格栅焊接牢 固，并及时喷射砼，按隧道的主体开挖及初期 支护的方法将上部向前推进8m10m，待竖井 施作到底部并施作井身衬砌后，破除下部竖井 井壁砼，割除该部为位的钢格栅支撑，架设下 部第一榀格栅拱架 ，同样将起主筋与周围的 竖井钢格栅焊接牢固，并及时喷射砼。 竖井马头门处的格栅 一定要架到位，防
12、止侵入 竖井净空 6.2横通道施工n 根据竖井用途和横通道 断面大小的不同，如仅用于 施工，横通道断面能满足施 工需要即可；如横通道用作 通风道，则断面较大，应按 设计要求进一步施工， 7地铁区间隧道标准断面正台阶法 施工7.1正台阶法开挖断面分块及台阶长 度的控制l一般情况下,根据地质情况台阶 长度控制在5-8m,在遇水开挖困难 地段台阶长度适当延长至15m左右 ,以满足洞内轻型井点降水要求。 7.2 正台阶法施工流程 下层土方开挖下层钢架安装下层边墙喷砼底板开挖底板钢架安装底板模筑砼开始超前支护注浆超前支护注浆上部弧形开挖上部钢架安装上部拱墙喷砼上部核心土开挖临时横撑安装下一循环7.3 正
13、台阶法施工工序示意 第一步:拱部超前小导管 预注浆，台阶法环形开 挖上部土体,施做上部初 衬；第二步：开挖核心 土及下部土体，施 做下部初衬第三步：施做仰 拱防水层及仰拱 二衬第四步：施工侧墙 拱顶防水层，浇注 二衬。7.2施工要点及技术措施：l7.4.1 采用”正台阶法”施工,开挖循环进尺宜为每榀 格栅间距。l7.4.2 严格控制隧道开挖的中线和水平,开挖轮廓要 圆顺,防止超挖,局部欠挖处人工修凿,但要充分考虑 施工误差及顶留变形。l7.4.3 隧道开挖时保留核心土,待拱部初支完成后再 开挖核心部分土体。l7.4.4 当隧道围岩自稳能力较差时,应尽可能缩短开 挖台阶长度,尽快使初期支护闭合。
14、l7.4.5 在过房屋段时,为严格控制地表陈降,在上台阶 架设临时仰拱,待下半段面初支封闭达到设计强度后 拆除。l7.4.6 钢格栅接头采用连接板和螺栓连接以方便安装。l7.4.7 为防止格栅承载下沉,钢格栅下端设在稳固地层上, 或设在扩大钢板混凝土垫块上。l7.4.8为防止开挖下部引起格栅悬空出现下陈,可在上半段 面格栅拱脚施作锁脚锚管,或在拱脚下设纵向托梁把几排 格栅连成整体,下部开挖后及时拼接。l7.4.9 格栅安装位置要准确,各节点要对齐,连接要牢固, 确保格栅可靠受力。l7.4.10 初支结束后及时回填注浆,液浆为内渗XPM外加剂 的无收缩浆液。l7.4.11 作好开挖的施工记录和地
15、质段面描述,加强对洞内 外的观察。l7.4.12开挖过程中必须加强监控量测,当发现拱顶拱脚和 边墙位移速率值超过设计允许值或出现突变时,应及时施 工临时支撑或仰拱,形成封闭环,控制位移和变形。根据量 测结果进行跟踪注浆。8.大断面隧道隧道CRD法施工nCRD法（center cross diaphragm）即交叉中隔壁法,适 用于地质条件差,跨度较大,沉降 控制要求高的隧道。8.1 CDR法开挖断面分块加台阶长度的控制nCRD法施工时,隧道分成四个部分开挖,开 挖顺序见图8.1,各部分开挖施工间隔为:n部与部相隔6-8m。各部每次开挖进尺为 一个格栅间距,严禁多榀一次开挖,在各 开挖分部内,按
16、正台阶法分两台阶支护, 台阶长度2-3m,见图:8.2 CRD法施工工艺流程图 左导洞打钢插管、压注固结地层浆液左导洞开挖上台阶、留核心土左导洞架上台阶拱架及临时仰拱，网 喷砼左导洞下台阶开挖左导洞架下台阶拱架及临时支撑，网 喷砼右导洞打钢插管、压注固结地层浆液右导洞开挖上台阶、留核心土右导洞架上台阶拱架及临时仰拱，网 喷砼右导洞下台阶开挖右导洞架下台阶拱架、网喷砼8.3 CRD法施工要点及技术措施n8.3.1 注意控制先行导洞的开挖中线和水平,确保 开挖端面圆顺,钢格栅安装位置正确。n8.3.2 加强量测监控,作好信息反馈,及时调整施 工方法。n8.3.3 尽可能缩短开挖台阶和各开挖分部的施工 间隔,使初期支护尽快闭合,以控制围岩变形。n8.3.4因为CRD法工序较多,工序转换使得结构受力 复杂,为保证临时拆除格栅时的安全,必须保证各 部格栅之间的连接质量。 8.
