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1、,浅埋暗挖隧道地层沉降控制 及施工安全控制,一、浅埋暗挖法的机理,主要内容,二、浅埋暗挖隧道建造程序,三、浅埋暗挖法的施工工法介绍,四、沉降原因分析及控制措施,五、施工安全控制措施,一、浅埋暗挖法的机理,(一）、浅埋暗挖隧道原理及特点,一、浅埋暗挖法的机理,浅埋暗挖工法是依据新奥法的基本原理，施工中采用多种辅助措施加固围岩，充分利用围岩的自承能力，开挖后及时支护、封闭成环，有效地控制围岩过大变形的一种综合配套施工技术。 浅埋暗挖法理论源于新奥法，但强调预支护，及时支护。,十八字方针“管超前，严注浆，短开挖，强支护，快封闭，勤量测”是浅埋暗挖工法的精髓。,（二）、暗挖的一些术语,暗挖掌子面,超前
2、小导管,暗挖马头门,超前预支护- 大管棚,暗挖竖井,一、浅埋暗挖法的机理,锁脚锚管,中隔壁,临时仰拱,（二）、暗挖的一些术语,一、浅埋暗挖法的机理,1、稳定拱架作用；,2、加固拱后土体，防止坍塌；,3、防止导洞收敛,1、一是掌子面能够自稳 如不能自稳创造条件自稳冷冻、注浆加固、水平旋喷等措施。,（三）、浅埋暗挖法的适用的基本条件:,2、二是无水 如有水则采用地表降水、止水或少量在洞内堵排水。,一、浅埋暗挖法的机理,二、浅埋暗挖隧道建造程序,二.暗挖隧道建造程序,建造施工竖井,开马头门,暗挖初衬施工,二衬施工,拱顶土 层预加 固,辅助 措施超 前加固,稳定性确定,三、浅埋暗挖法的施工工法介绍,（
3、一）、施工工法,三.浅埋暗挖法的施工工法介绍,全 断 面 法-、级围岩 台 阶 法跨度小于6米 临时仰拱法高度大于5米或沉降要求高 “CD” 工 法-（中隔墙法）-跨度6-12米 “CRD”工法（交叉中隔墙法）-跨度6-12米，高度大于5米。 “眼镜工法”-跨度12-15米，高度小于6米,大跨或双跨、三跨断面：,中 洞 法 侧 洞 法 柱 洞 法,单跨断面：,上台阶临 时仰拱法,正台阶环 形开挖法,全断面法,台阶法,环形开挖预 留核心土法,双 侧 壁 导 洞 法,单侧壁导坑法,第一步：施作超前支护, 开挖两侧号洞室，施作初期支护,第二步：开挖两侧2号洞室，施作初期支护，,第三步：施作超前支护，
4、前后开挖两侧3号洞室，施作初期支护,张自忠单层车站侧洞法施工步序图,第四步：继续前后开挖两侧4号洞室，施作初期支护,第五步：继续前后开挖两侧5号洞室，施作初期支护，,第六步：继续前后开挖两侧6号洞室，施作初期支护，,第七步：在临时仰拱上凿洞，施作底梁、中柱与顶梁（含防水）,第八步：根据监测情况纵向分段拆除中隔墙，临时支撑，逐步完成侧洞底板防水与二次衬砌,第十一步：中洞纵向紧随中台阶开挖，视监测情况拉结中隔壁，凿除顶部中隔壁并施作顶板防水与二次衬砌；,第九步：根据监测情况纵向分段拆除中隔壁，临时仰拱及临时支撑，逐步完成侧洞防水与二次衬砌,第十步：中洞上台阶开挖，纵向紧跟施作拱顶初期支护，中隔壁穿
5、孔及时架设顶梁水平钢支撑；,第十二步：短台阶紧随开挖下台阶土体，穿洞架设临时钢支撑，开挖至基底，封闭初期支护；（同时顶板达到强度后可拆除顶部临时支撑）,中洞法,中洞法可适用于双连拱或三连拱隧道，采用先施作中墙混凝土，后开挖两侧的施工方法。施工时应符合下列规定：,1、中洞开挖后，及时施工中墙混凝土，达到设计强度后方可拆模，并应进行临时横向支撑；,2、施工中应注意力的转换，两侧应均衡开挖，并应设置临时横向支撑；,采用中洞法施工,中洞区中洞区中洞区中洞区底纵梁钢管柱顶纵梁侧洞V区侧洞区侧洞区侧洞区,蒲黄榆采用中洞法施工步序,六 步： 1、仰 拱 2、边 墙 3、中 板 4、上边墙 5、拱 部 6、站
6、台板及填充层,仰拱,下边墙,中板及中纵梁,上边墙,拱部,蒲黄榆采用中洞法施工步序,中隔壁法 （CD法）,CD法可适用于VI-V级围岩的浅埋隧道，施工要求：,1、中隔墙开挖时，应沿一侧自上而下分为二或三部进行，每开挖 一步均应施作中隔壁，底部应设临时仰拱，中隔壁墙依次分布 联结而成，之后再开挖中隔墙的另一侧；,2、后一侧开挖应全断面及时封闭；,“CRD”工法就是交叉中隔墙法，可适用于IV-VI级围岩浅埋的双线或多线隧道。 有如下特点：,自上而下，交叉进行；设置临时仰拱，步步成环；,交叉中隔壁法 （CRD法）,CRD 工 法 照 片,、柱洞法,（）导洞开挖及支护,（）桩、柱、顶底梁,（）上层开挖、
7、支护衬砌,（）下层开挖、衬砌,有时,几种工法要联合使用,如西四主体暗挖:大的方面采用侧洞法,而每一侧洞,又采用CRD法。,断面总宽23.65m，高15.5 m，长53m；,（二）、辅助工法,三.浅埋暗挖法的施工工法介绍,2、稳定掌子面的辅助工法： 全断面注浆 水平 旋 喷 冻 结 法,3、处理水的辅助工法-地面降水；洞内降水；堵水,1、超前支护的辅助工法 大 管 棚 小 导 管 管 幕,四、沉降原因分析及控制措施,1 、地层土体特性 隧道开挖后能形成自然拱的，对地表沉降量的影响就小一些，反之即大一些。,2 、地下水 隧道开挖后易造成地下水因压力差的存在不断渗出，形成多条渗水通道，使地层持续失水
8、，土层空隙及节理裂隙固结收缩，引起地层沉降。,3、 地层应力释放 对多孔介质土且具潜在坍滑面的地层，随地表下沉，地层应力的释放，坍滑面会渐次产生，伴随着的就是地表的大范围下沉，控制地层应力释放度可以减少下沉量及波及的范围。,（一）、地层沉降变形的主要因素,四、沉降原因分析及控制措施,4、施工方法 对城市地铁隧道常用的施工方法而言，台阶法是对地表下沉影响最为严重的一种施工方法（其较CRD法引起的地表沉降量增大一倍），但因其操作简单，造价低，只要措施得当，一般可满足地表沉降的要求。因此国内外对区间单线隧道，采用台阶法的较多。但台阶法也多种多样，需根据不同的断面形式及地层条件谨慎选取。,5、 开挖进
9、尺 开挖进尺的大小实质上是工作面无支护空间的大小，进尺短有利于控制沉降，但影响施工速度,6、施工速度 施工速度越快，表明隧道开挖面暴露的时间就会越短，产生沉降的时间也短，因而产生的沉降量也就会越小；,（一）、地层沉降变形的主要因素,四、沉降原因分析及控制措施,2、 适度排放地下水 对于砂层、砾砂等特殊地层，过度抽排地下水，会使上覆土层超固结，从而引起地表沉降。因此，在能保证工作面稳定正常开挖的条件下，应尽量减少或限制地下水的抽排，可根据情况采取止水措施。,1 、改良土体、超前预加固-静压流浆、旋喷桩等,（二）、控制地表变形沉降的主要对策,3、根据地层条件选择合适的施工方法 开挖洞室能及早封闭成
10、环的方法，对控制沉降有利。,4、拉开左右线隧道的开挖距离 在线间距一定的情况下，增大两隧道开挖面的相对距离可以减少其相互作用的叠加；,四、沉降原因分析及控制措施,6、严格遵循“十八字”原则 “管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”。,管超前：对围岩进行小导管超前支护，必要时采用大管棚。,严注浆：及时进行小导管注浆、背后回填土浆，并注重注浆的效果， 对于注浆量、时间（时机）、顺序、材料及配合比等都要 结合实际情况严格控制。,（二）、控制地表变形沉降的主要对策,5、提高施工效率 施工效率的提高，意味着各工序施工时间的缩短，地层应力的释放就能得到有效控制，地层内部的变位调整也将减小。,四、
11、沉降原因分析及控制措施,快封闭：初期支护尽可能尽快的封闭成环，不仅是全断面及早封闭， 还在于每一个分部开挖面也要尽快封闭。,勤量测：地层变形检测，隧道内的检测的密度尽可能大，以便及时掌 握变形情况，采取措施控制变形量。,强支护：初期支护要及时，要保证足够的刚度与强度，并且与围岩变形 的速度相适应，掌握好支护施作时间、施作程度的“火候”。,短开挖：要控制循环进尺，少扰动地层，保证开挖的范围尽可能小， 必要时留核心土。,（二）、控制地表变形沉降的主要对策,四、沉降原因分析及控制措施,五、施工安全控制措施,1、竖井的安全,五、暗挖施工安全控制措施,（1）、暗挖进洞前，最好是竖井的二衬施工完成后（或者
12、施工完成竖井底板），然后进行暗挖施工，这样，安全等级将大大提高。,（2）、上下人梯不得以受力横撑作为支点。,（3）、开马头，不得随意拆除横撑或腰梁。,2、暗挖马头门的开设安全,五、暗挖施工安全控制措施,（1）、同一竖井有多个马头门，要分别开设；避免同时开。,（2）、马头门要设环梁，必要时，对马头门上拱周围土体进行加固。,3、隧道内施工时，安全检控重点,（1）台阶法开挖隧道，在上半部开挖并安设格栅后，最好设锁角锚管，并注浆，以防拱架下沉,（2）小导管注浆时，要观察掌子面情况，必要时，封闭掌子面，防止从掌子面流浆，从而使掌子面失稳。,（3）、提高施工效率：达到开挖要快、封闭要快、注浆也要快， 保证
13、每步从开挖到初衬完成使用的时间尽可能短，一般 在4小时以内完成（主要是工序衔接更要快）。,五、暗挖施工安全控制措施,（4）、相邻洞错开开挖，米以上为好，但现在常控制在15米以上。,（5）、确对保证掌子面稳定（盾构为保持需10002500T的推力）， 采用上下台阶法；留核心土法，及时锚喷封闭面法等。,（6）、保证喷射砼的质量（多做实验确定）；,（7）、格栅质量：加工质量；安装质量（接头处，栓接和焊接结合 使用，要明白，初衬受全部围岩压力，二衬是装饰和耐久。,（10）、CD或CRD法施工的大断面隧道,二衬施工采用跳仓法和临 时换撑法相结合较好,能保证一次拆9米左右，方便施工。,（8）、遇水必处理：
14、止水、引水，必要时，封闭掌子面，严防、 流砂和涌水。,（9）、不得随意在中隔壁上开洞，如必需，则要有补强措施。,（11）、准备应急材料：如加气砼、架子管、木板、装土袋。,（12）、每步施工中间不易停。暂停施工，要封闭成环，根据计 算压力锚喷封闭掌子面。,（13）、建议成立保障组：送饭、保证设备完好，材料运到现场等。,五、暗挖施工安全控制措施,4、暗挖隧道上方地面安全,五、暗挖施工安全控制措施,（1）、对地面建筑物要加强检测，重点关注差异沉降。,（2）、最有危害的几种管线：煤气、雨污水、供水主干道（承插 式），如土质较差，则要对这些管线周围土体进行改良。,谢 谢 各位同事、领导！,亦庄线暗挖竖井,上下台阶法施工照片,格栅结点连接,不仅要栓接，还要绑焊,
