中铁地铁暗挖施工讲座

1、在城市软弱围岩地层中，在浅埋条件下修建地下工程，在城市软弱围岩地层中，在浅埋条件下修建地下工程， 以改造地质条件为前提，以控制地表沉降为重点，以格以改造地质条件为前提，以控制地表沉降为重点，以格 栅（或其他钢结构）和锚喷作为初期支护手段，遵循栅（或其他钢结构）和锚喷作为初期支护手段，遵循 “新奥法新奥法”大部分原理，大部分原理，按照按照“十八字十八字”原则（即管超原则（即管超 前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测）进行前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测）进行 隧道的设计和施工，谓之城市地下工程浅埋暗挖技术。隧道的设计和施工，谓之城市地下工程浅埋暗挖技术。 一、浅埋暗挖施工简介一、

2、浅埋暗挖施工简介 浅埋暗挖的概念浅埋暗挖的概念 一、浅埋暗挖施工简介一、浅埋暗挖施工简介 .常用马蹄形断面形式的暗挖隧道 二、地铁暗挖施工工法 区间及部分风道、出入口一般为小断面，主要施工工法有：区间及部分风道、出入口一般为小断面，主要施工工法有：全断面全断面 法、台阶法法、台阶法。（跨度一般小于。（跨度一般小于8m） 风道、出入口、换乘通道等断面一般介于大断面及小断面之间，主风道、出入口、换乘通道等断面一般介于大断面及小断面之间，主 要施工工法有：要施工工法有：CD法（中隔壁法）、法（中隔壁法）、CRD（交叉中隔壁法）、双（交叉中隔壁法）、双 侧壁导坑法等侧壁导坑法等。（跨度一般在（跨度一般

3、在615m之间）之间） 地铁车站及渡线段一般为大断面，地铁车站及渡线段一般为大断面， 主要工法有：主要工法有：中洞法、侧洞法、中洞法、侧洞法、 洞桩法、洞桩法、PBA工法等工法等。（跨度较大）。（跨度较大） 除小断面施工工法外，其余工法的特点是将除小断面施工工法外，其余工法的特点是将大断面划为小断面，大断面划为小断面， 分部开挖，分部开挖，做临时中隔壁及仰拱，然后分段拆除，施做二衬。做临时中隔壁及仰拱，然后分段拆除，施做二衬。 在施工过程，随时通过监控量测，调整施工方案和参数，实现信息在施工过程，随时通过监控量测，调整施工方案和参数，实现信息 化施工。化施工。 地铁暗挖应根据地质条件、断面大小

4、选择施工方法。地铁暗挖应根据地质条件、断面大小选择施工方法。 台阶法台阶法 台阶法适用于隧道跨度较小的情况，一般跨度小于台阶法适用于隧道跨度较小的情况，一般跨度小于8m。正台。正台 阶法开挖优点很多，能较早地使支护闭合，有利于控制其结构变阶法开挖优点很多，能较早地使支护闭合，有利于控制其结构变 形及由此引起的地面沉降，上台阶长度（形及由此引起的地面沉降，上台阶长度（L）一般控制在）一般控制在11.5倍洞倍洞 径（径（D），当开挖断面较高时可进行多台阶施工，每层台阶的高度），当开挖断面较高时可进行多台阶施工，每层台阶的高度 常用常用3.54.5m，或以人站立方便操作选择台阶高度。，或以人站立方便

5、操作选择台阶高度。 注意事项：注意事项： （1）台阶数不宜过多，台阶长度要适中，一般分长台阶）台阶数不宜过多，台阶长度要适中，一般分长台阶 （5B），中台阶（），中台阶（1.55B），短台阶（），短台阶（11.5B），微台阶），微台阶 （34m）。）。 （2）开挖过程中根据地层需要，采取一些辅助的施工措施，如回）开挖过程中根据地层需要，采取一些辅助的施工措施，如回 填注浆、增加锁脚锚管、超前支护等。填注浆、增加锁脚锚管、超前支护等。 二、地铁暗挖施工工法 台阶法施工步序台阶法施工步序 施作超前支护施作超前支护 上台阶土体开挖上台阶土体开挖 上台阶初期支护施作，打设锁脚锚杆上台阶初期支护施作，打

6、设锁脚锚杆 下台阶土体开挖下台阶土体开挖 下台阶初期支护施作下台阶初期支护施作 施作防水施作防水 二次衬砌施作二次衬砌施作 下台阶下台阶 上台阶上台阶 核心土核心土 0.80.8米米0.80.8米米 1.61.6米米 二、地铁暗挖施工工法 CD法是指将隧道法是指将隧道 断面分为左右两个洞断面分为左右两个洞 室进行开挖，中间增室进行开挖，中间增 设一道临时中隔壁，设一道临时中隔壁， 每个洞室开挖后及时每个洞室开挖后及时 施作初支施作初支 封闭成环。封闭成环。 二、地铁暗挖施工工法 CRD法是指将隧道分为法是指将隧道分为 多个导洞（视隧道断面大小多个导洞（视隧道断面大小 确定导洞的划分数量），依确

7、定导洞的划分数量），依 次、分别进行开挖，增设临次、分别进行开挖，增设临 时中隔壁及临时仰拱，每个时中隔壁及临时仰拱，每个 小导洞开挖后及时封闭成环，小导洞开挖后及时封闭成环， 导 洞 与 导 洞 之 间 保 持 一导 洞 与 导 洞 之 间 保 持 一 定的纵向安全距离。定的纵向安全距离。 此工法适用于地质条件此工法适用于地质条件 差，隧道断面大，沉降控制差，隧道断面大，沉降控制 要求较高的隧道开挖。要求较高的隧道开挖。 二、地铁暗挖施工工法 第一步：42超前小导管超 前预注浆加固地层，开挖左 上部导洞并施作永久及临时 初期支护，封闭成环，采用 锁脚锚管加固拱脚。 1 拱部超前小导管 42锁

8、脚锚管 拱部超前小导管 3 1 第二步：开挖左下部导洞并 施作永久及临时初期支护， 封闭成环，采用锁脚锚管加 固拱脚。 二、地铁暗挖施工工法 第三步：42超前小导管超前 预注浆加固地层，开挖右上部 导洞并施作永久及临时初期支 护，封闭成环，采用锁脚锚管 加固拱脚。 5 1 3 拱部超前小导管 第四步：开挖右下部导洞并施 作永久及临时初期支护，封闭 成环，采用锁脚锚管加固拱脚。 5 7 1 3 拱部超前小导管 二、地铁暗挖施工工法 第五步：初期支护背后注浆， 进行换撑施作仰拱二次衬砌， 预留钢筋、防水板接头。 L=1.0m I22 工字钢 二次衬砌 拱部超前小导管 第六步：拆除剩余临时支撑， 施

9、作拱部二次衬砌，结构封闭 成环，进行二次衬砌背后注浆。 拱部超前小导管（示意） 二、地铁暗挖施工工法 二、地铁暗挖施工工法 (1)(1)保持各分部开挖断面和各部的纵向间距，开挖轮廓线要圆顺，保持各分部开挖断面和各部的纵向间距，开挖轮廓线要圆顺， 以减少出现应力集中现象。以减少出现应力集中现象。 (2)(2)每块小断面紧临核心土，及时设置临时仰拱封闭、步步成环，每块小断面紧临核心土，及时设置临时仰拱封闭、步步成环， 尽量缩短成环时间，必要时进行掌子面喷射混凝土临时支护。尽量缩短成环时间，必要时进行掌子面喷射混凝土临时支护。 (3)(3)中隔壁设置为弧形临时支护，隧道左右开挖小断面底部临时中隔壁设

10、置为弧形临时支护，隧道左右开挖小断面底部临时 仰拱保持在同一断面上，各节点的连接一定要对齐，螺栓连接牢仰拱保持在同一断面上，各节点的连接一定要对齐，螺栓连接牢 固，并及时施作锁脚锚管。固，并及时施作锁脚锚管。 (4)(4)必须保证中隔壁和临时仰拱钢架的规格数量和喷射混凝土的必须保证中隔壁和临时仰拱钢架的规格数量和喷射混凝土的 厚度，钢架之间纵向连接钢筋及时施作并连接牢固。厚度，钢架之间纵向连接钢筋及时施作并连接牢固。 (5)(5)为减小支护结构对地基的压力，提高地基的承载能力，对钢为减小支护结构对地基的压力，提高地基的承载能力，对钢 拱架的底部设置拱架的底部设置202020202020厘米的枕

11、木支垫。厘米的枕木支垫。 (6)(6)中隔壁混凝土拆除时，要防止对初期支护系统形成大的振动中隔壁混凝土拆除时，要防止对初期支护系统形成大的振动 和扰动。可采用风镐由上至下逐榀拆除钢支撑之间的喷射混凝土，和扰动。可采用风镐由上至下逐榀拆除钢支撑之间的喷射混凝土， 以及临时支护与初期支护连接部位附着在钢架上的喷射混凝土。以及临时支护与初期支护连接部位附着在钢架上的喷射混凝土。 二、地铁暗挖施工工法 采用双侧壁导坑法开挖采用双侧壁导坑法开挖 隧道时首先进行两侧洞的开隧道时首先进行两侧洞的开 挖与支护（一般是两侧对称挖与支护（一般是两侧对称 开挖），然后再进行中洞的开挖），然后再进行中洞的 开挖与支护

12、，视隧道断面大开挖与支护，视隧道断面大 小 ， 可 将 两 侧 洞 及 中 洞小 ， 可 将 两 侧 洞 及 中 洞 再分为若干个小导洞分部开再分为若干个小导洞分部开 挖。挖。 此工法适用于地质条件此工法适用于地质条件 差、跨度大、沉降控制要求差、跨度大、沉降控制要求 高的隧道。高的隧道。 二、地铁暗挖施工工法 双侧壁导坑法开挖双侧壁导坑法开挖 双侧壁导坑法也称眼睛工法，也是变大跨度为小跨度的施工方法，双侧壁导坑法也称眼睛工法，也是变大跨度为小跨度的施工方法， 其实质是将大跨度（其实质是将大跨度（20m）分成三个小跨度进行作业，主要适用）分成三个小跨度进行作业，主要适用 于地层较差、断面很大、

13、单侧壁导坑超前台阶法无法满足要求的三于地层较差、断面很大、单侧壁导坑超前台阶法无法满足要求的三 线或多线大断面铁路隧道及地铁工程。该法工序较复杂，导坑的支线或多线大断面铁路隧道及地铁工程。该法工序较复杂，导坑的支 护拆除困难，有可能由于测量误差而引起钢架连接困难，从而加大护拆除困难，有可能由于测量误差而引起钢架连接困难，从而加大 了下沉值，而且成本较高，进度较慢。了下沉值，而且成本较高，进度较慢。 二、地铁暗挖施工工法 第一步：拱顶打设大管棚及小 导管、注浆，同时先后开挖两 侧洞室，施作初期支护及中 隔壁、中隔板。两侧洞室开挖 距离参考值为56米。 大管棚 中隔壁中隔壁 中隔板 中隔板 超前注

14、浆小导导管 第二步：先后开挖洞室，前 后参考距离56米，施作初期 支护及中隔壁。 中隔板 2 1 中隔壁 2 1 中隔板 二、地铁暗挖施工工法 第三步：拱顶小导管注浆，开 挖洞室，施做初期支护及中 隔板。 第四步：开挖右下部导洞并施 作永久及临时初期支护，封闭 成环，采用锁脚锚管加固拱脚。 中隔板 中隔壁 4 3 1 2 中隔板 1 2 中隔板 中隔板 中隔壁 4 3 1 2 中隔板 1 2 中隔板 二、地铁暗挖施工工法 第五步：根据监测情况，纵向 分段防水层，施做拱底二衬（ 步长3m）。 第六步：根据监测情况，纵 向分段拆除的中隔板和中隔 壁（步长3m），敷设防水 层，施作余下二衬，仰拱部

15、分回填素混凝土。 2 1 3 4 中隔板 中隔壁 2 1 钢支撑 素混凝土回填 二、地铁暗挖施工工法 又又 名名 眼眼 镜镜 法法 施施 工工 二、地铁暗挖施工工法 1 1开挖方式采用机械辅助人工开挖。开挖方式采用机械辅助人工开挖。 2 2工序变化处之钢架（或临时钢架）应设锁脚钢管，工序变化处之钢架（或临时钢架）应设锁脚钢管， 且必须对锁脚钢管进行注浆，以确保钢架基础稳定。且必须对锁脚钢管进行注浆，以确保钢架基础稳定。 3 3当现场导坑开挖孔径及台阶高度需进行适当调整当现场导坑开挖孔径及台阶高度需进行适当调整 时，应保证侧壁导坑临时支护与主体洞身钢架连接牢时，应保证侧壁导坑临时支护与主体洞身钢

16、架连接牢 固，横向钢支撑可根据监控量测结果适当调整其位置。固，横向钢支撑可根据监控量测结果适当调整其位置。 并考虑侧壁导坑自身的稳定及施工的便捷性。并考虑侧壁导坑自身的稳定及施工的便捷性。 4 4双侧壁导洞法施工，其导洞跨度不宜大于双侧壁导洞法施工，其导洞跨度不宜大于0.30.3倍隧倍隧 道宽度，道宽度， 施工时施工时, ,左右导洞前后错开距离不应小于左右导洞前后错开距离不应小于1 1 5 m5 m。并在导洞施工完后方可按台阶法施工上下台阶。并在导洞施工完后方可按台阶法施工上下台阶 及仰拱。及仰拱。 二、地铁暗挖施工工法 双侧壁导坑法施工注意事项双侧壁导坑法施工注意事项 5 5钢架之间纵向连接

17、钢筋应按要求设置，及时施作钢架之间纵向连接钢筋应按要求设置，及时施作 并连接牢固。并连接牢固。 6 6临时钢架的拆除应等洞身主体结构初期支护施工临时钢架的拆除应等洞身主体结构初期支护施工 完毕并稳定后，方可进行。完毕并稳定后，方可进行。 7 7施工中，应按有关规范及标准图的要求，进行监施工中，应按有关规范及标准图的要求，进行监 控量测，及时反馈结果，分析洞身结构的稳定，为支控量测，及时反馈结果，分析洞身结构的稳定，为支 护参数的调整、浇筑二次衬砌的时机提供依据。护参数的调整、浇筑二次衬砌的时机提供依据。 二、地铁暗挖施工工法 双侧壁导坑法施工注意事项双侧壁导坑法施工注意事项 正式吊装前进行试吊

18、, 检查确认无误后， 正式起吊。 钢管支撑 架立筋 钢管柱锚入顶纵梁钢筋焊接在 一起，钢管柱之间再设置一道 架立筋；先绑扎底部钢筋，增 架立筋在钢管柱处设置，并与 强底部重心，以保证顶纵梁钢 筋稳定性。 防止顶纵梁倾覆。 架立筋用钢管支撑在导洞初衬， 泡沫填充 土工布保护层 ECB防水板 保护钢板（临时支护凿除后拆除） 需破除部分 砼 砼面板 顶纵梁 钢管柱 顶纵梁 顶梁加固 C20砼面板 顶纵梁施作完成后， 加固后再扣拱 顶纵梁 钢管柱 顶纵梁 连接钢板 I25型钢 初衬扣拱（中跨） 中跨初衬开挖扣拱、拆除 C20砼面板顶梁加固，在顶 纵梁间设置两道工25型钢， 拉杆设置完成进行下一榀 扣拱

19、开挖 中隔壁拆除跳槽分 段施工。根据每模 衬砌长度，中隔壁 拆除位置选定应尽 量选择以钢管柱为 中心向两侧平均分 配拆除长度。 顶纵梁部位的破除 注意防水板和预埋 拱顶钢筋接驳器的 保护，破除完成后 检查防水板破坏情 况，做好标记，及 时修补。 （1）根据监控量测信息，分段对称破除。顶纵梁部位破除导洞初支结 构时，加强顶纵梁部位防水板的保护与检查，破坏的防水板及时修 补； （2）施工缝凿毛，二衬钢筋绑扎前要对顶纵梁处的混凝土面进行凿毛 处理，注意保护预埋筋接头； （3）预留好注浆管； （4）边拱与下道工序接口部位预留斜向坡口。 （5）台车加工要进行受力计算。 （6）台车基础要有足够的承载力。

20、（7）台车组装及移动必须由专人统一指挥。 （8）采用机械或手拉葫芦吊装，吊环设置必须牢固可靠。 （9）台车就位后对其中线、高程进行检校，调整台车水平丝杆与竖向 千斤顶，确保中线、高程完全满足设计要求。（所有临时支撑不能 顶在钢管柱、顶纵梁上） 三、大断面初支结构受力转换 三、大断面初支结构受力转换 拆 除 方 案 三、大断面初支结构受力转换 拆 除 方 案 3、中板衬砌一模施工1218m， 施工前，先将第1模中板位置临 时仰拱全部破除并割除工字钢； 同时破除中板位置竖隔壁（只 破除，工字钢清理干净后不割 除）。待第1模中板浇筑完成后， 破除第2模中板位置临时仰拱及 竖隔壁（工字钢不割除），同

21、时割除仰拱工字钢。 三、大断面初支结构受力转换 拆 除 方 案 4、拱顶结构衬砌每模衬砌浇 筑4m，每模破除6.5m，隔 断施工两侧1.1m临时仰拱 及1.2m竖隔壁破除，工字 钢暂缓割除，随即破除后 的渣土清理完成后，在2、 5部中板上搭设脚手架支撑 仰拱未破除部分，再将工 字钢割除。 根据混凝土强度情况，破除 中板一下剩余临时仰拱和 中隔壁，割除工字钢。 三、大断面初支结构受力转换 1、监控量测及巡视、监控量测及巡视 为保证拆除施工的安全，必须加强对车站的监控量测，对拆除全过程 中进行监控。将监测数据与预测值相比较，判断前一步施工工艺和拆除 措施是否符合预期要求，以确定和调整下一步施工，控制并减少变形， 确保施工安全和地表建筑物、地下管线的安全。 2 2、监控点布设、监控点布设 作业影响范围内，区间人防拱顶及侧墙部位每间隔5m设置一组拱顶沉 降点及收敛环。 拆除作业前，通告项目部量测班到现场量测拱顶沉降及收敛初始值， 在拆除的过程中，量测频率为2次/d，及时将量测信息通告监理及现场值 班技术人