浅埋暗挖隧道施工技术介绍PPT版讲义

1、 洪山广场浅埋暗挖隧道施工技术介绍 中建三局工程总承包公司 洪山广场项目 汇报目录 中建三局工程总承包公司 洪山广场项目第一部分 工程概况第二部分 浅埋暗挖隧道概念第三部分 施工技术介绍一、工程概况1、工程概况中建三局工程总承包公司 洪山广场项目工程名称：武汉市轨道交通二号线一期18C标工程建设单位：武汉地铁集团有限公司设计单位：北京城建设计研究总院有限责任公司监理单位：上海天佑工程咨询有限公司施工单位：中建三局建设工程股份有限公司 洪山广场东区地下空间以商业和社会停车场为主. 包括地下开发两层，埋深约13米，覆土厚2米，局部覆土3米，总建筑面积35865m2，建筑长151米，宽110米。地面

2、共设置14个人行地面出入口、2个地下通廊，11个地面低风亭。本工程地下通道按照功能分类，包括4条人行地下通道、2条汽车通道、2条地下通廊，采用浅埋暗挖法施工。二、浅埋暗挖隧道概念1、浅埋暗挖法定义中建三局工程总承包公司 洪山广场项目 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

3、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、施工原则 浅埋暗挖法的施工原则为18字方针：“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”。二、浅埋暗挖隧道概念2、施工原则中建三局工程总承包公司 洪山广场项目 管超前：由于开挖拱部土体自稳能力差，自立时间短，当拱部土体凌空后极易坍塌，为了保证土体不坍塌，提高其稳定性，采用超前小导管或大管棚等预支护，形成对凌空土体的支护棚架，以约束土体变形，减少坍塌。 严注浆：要解决土体的稳定问题，必须从内部着手对土体性质进行改良，在施工中主要采取通过小导管预留的注浆孔对土体进行注浆固结的预加固措施。对间隙大的粗

4、颗粒土体，采用持续压力的渗透式注浆方式固结土体；对于致密的细颗粒土体，采用瞬时压力作用下的劈裂式注浆，确保开挖过程中的安全。 短进尺：开挖中，土体的稳定是施工中要解决的重点问题，性质一定的土体的稳定取决于以下两个因素：暴露（或凌空）时间和开挖进尺大小得到的自拱半径的大小。暴露时间越长，进尺越大，土体坍塌的危险就越大；反之则越小。在施工中应主要采取预留核心土，开挖环向土体的施工方环法，每个循进尺要小。预留核心土的目的除减少开挖时间外，预留的土体还可以平衡掌子面的土体，防止滑塌。二、浅埋暗挖隧道概念2、施工原则中建三局工程总承包公司 洪山广场项目 强支护：由于土体被扰动后拱部凌空面层的土体产生下沉

5、，虽然自拱的存在阻止了自拱线以上土体的继续下沉，但随着时间的推移，振动的影响，自拱逐渐被破坏，大量松散土体的重力会直接作用于初期支护结构上，因此，必须有较强的支护体系来保证结构的稳定。 早封闭：隧道施工一般采用台阶法，根据作业的空间要求设置分层高度，自上而下分层施工，为了防止拱部在没有坚实支撑面的情况下土体压迫拱部持续下沉，在施工中除采用厚木板支垫拱脚以增大拱脚与土体的接触面积的方法外，采取的最根本办法就是及早使支护体系成环。 勤量测：浅埋暗挖法施工的理论基础源于新奥法施工理论，也离不开新奥法的理论精髓信息化施工。在浅埋暗挖作业中，土体的沉降、支护结构受力等均需要通过量测数据来了解，因此，必须

6、按照规定频率对规定部位进行观测，掌握变形变位信息，调整施工参数并设置各种部位的变形警戒值，采取必要措施进行过大变形的预防预控。二、浅埋暗挖隧道概念1、施工工艺中建三局工程总承包公司 洪山广场项目循环掘进修改设计地质调查及环境调查实施性施工组织设计通道土方开挖地层预加固预支护初期支护&喷射混凝土监控测量稳定安全判别防水层施工结束二次衬砌及主体结构施工NoYes 严格按照十八字方针施工。 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。 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。 隧道开挖应在无水条件

7、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。 三、施工技术介绍中建三局工程总承包公司 洪山广场项目3#人行通道横断面示意图 本工程共有8条地下通道，现以3#人行通道来进行浅埋暗挖施工技术的介绍,3#人行通道暗挖横断面示意图如右图。 3#人行通道明挖段宽度为5.3m，长度31.4米；暗挖段宽度为4米，长度为42.81米。3#人行通道横穿洪山广场环路与主体结构C-D/14轴连接，覆土厚度为38m。三、施工技术介绍中建三局工程总承包公司 洪山广场项目 3#人行通道主要位于杂填土层和粉质黏土层，暗挖断纵剖面示意图如下：3#人行通道结构暗挖断纵剖面示意图42.81米

8、三、施工技术介绍1、施工总体安排中建三局工程总承包公司 洪山广场项目 1）施工流程： 先暗挖后明挖 先竖井后暗挖三、施工技术介绍1、施工总体安排中建三局工程总承包公司 洪山广场项目 2）施工平面布置施工竖井搅拌机及空压机临时材料堆场水泥及砂石堆场渣土堆场三、施工技术介绍2、竖井施工中建三局工程总承包公司 洪山广场项目 竖井采用倒挂井壁的支护形式施工，初期支护由喷射混凝土、锚管、钢筋网及钢筋格栅拱组成。竖井设计结构图如下： 42X3.25小导管环向间距0.75m，竖向间距随格栅间距,倾角15格栅钢架0.5m纵向螺纹22连接筋，L=0.74m，间距500，内外侧双层布置钢筋网6.5，150X150

9、，内外侧双层满铺42X3.25回填注浆管，3.0m梅花形布设C25喷射混凝土，厚400井底布设格栅钢架0.5m井底双层螺纹22连接筋500，双层满铺6.5钢筋网150X150三、施工技术介绍中建三局工程总承包公司 洪山广场项目沟槽开挖格栅施工喷锚支护竖井封底三、施工技术介绍3、大管棚施工中建三局工程总承包公司 洪山广场项目3#人行通道管棚布设示意图 大管棚施工工法是在通道暗挖之前，沿通道开挖断面外轮廓线，以一定间隔与通道轴线成1030夹角的钻孔，插入钢管，再从插入的钢管内压注充填水泥浆或水泥砂浆，来增强钢管的弯矩，并对管周围的岩土体进行加固，使钢管与土体一体化，由管棚和土体构成的棚架支撑承载体

10、系减少土体下沉。 3#人行通道大管棚采用108*6无缝钢管，打设长度为42m，钢管采用水泥浆填充。三、施工技术介绍3、大管棚施工中建三局工程总承包公司 洪山广场项目 1）机械选型 现场通道埋深较浅，打设长度达到42m，部分大管棚处于杂填土层中。考虑到现场管线以及现场地质情况，管棚采用非开挖水平导向跟管钻进方法施工。 施工机械拟选用HGT100钻机，主要性能如下：长8m，扭距6500N.m，给进力200KN，重量1.5t，电机功率60KW。同时导向系统采用SE1型水平导向系统，导向系统包括探头和监视器，导线连接，可测钻头倾角及钻头斜面的面向角，探头发射的光束可监测左右偏斜。 2）施工工艺流程：人

11、员设备进场测量放线铺设“H”钢轨道设备组装调试埋设孔口管调试钻机（方位、倾角）钻具组装进孔冲洗液循环导向钻进回次加尺（接线、接口补焊）孔斜测量导向钻进直至设计深度终孔回取探头盒管内及环状间隙注浆移至下一孔位三、施工技术介绍3、大管棚施工中建三局工程总承包公司 洪山广场项目 3）管棚施工 工作平台搭设三、施工技术介绍3、大管棚施工中建三局工程总承包公司 洪山广场项目 3）管棚施工 大管棚加工 大管棚分节段制作，首节钢管前端呈尖锥形。管接头采取丝扣连接，管接头须错开。三、施工技术介绍3、大管棚施工中建三局工程总承包公司 洪山广场项目 3）管棚施工 马头门钻孔处理取芯钻头三、施工技术介绍3、大管棚施

12、工中建三局工程总承包公司 洪山广场项目 3）管棚施工 跟管钻进三、施工技术介绍3、大管棚施工中建三局工程总承包公司 洪山广场项目 3）管棚施工 终孔注浆三、施工技术介绍3、大管棚施工中建三局工程总承包公司 洪山广场项目 3）管棚施工 特殊段处理 根据设计，3#人行通道小截面变大截面过渡段存在大管棚。截面过渡段的大管棚施工时，为方便此段大管棚的施工作业，在过渡段大管棚的起始打设部位超前3米范围内，将通道开挖的两侧轮廓线外扩200mm ,拱顶上抬400mm，增加部位用二衬的混凝土最终进行填充。具体如图：三、施工技术介绍4、超前小导管施工中建三局工程总承包公司 洪山广场项目 1）设计概况 超前小导管

13、设置形式主要有两种，一种为大管棚间插小导管形式，另一种为双排小导管。小导管采用42*3.25无缝钢管，钢管内压注水泥水玻璃浆液。间插小导管双排小导管小导管长2m，径向间距30cm，每榀打设一环上排小导管长4m，径向间距30cm，每4榀打设一环；下排小导管长2m，径向间距30cm，每榀打设一环。三、施工技术介绍4、超前小导管施工中建三局工程总承包公司 洪山广场项目 2）施工部署 根据现场实际情况，3#人行通道拟配置2台YT-28风钻进行小导管钻孔施工，配置1台KBY-50/70型注浆机和1台拌浆机进行小导管注浆施工。作业时，暗挖通道24小时组织施工，确保工期得到保证。 3）施工工艺 三、施工技术

14、介绍4、超前小导管施工中建三局工程总承包公司 洪山广场项目 4）施工方法 （1）导管制作：该工程的小导管均采用42*3.25的热轧钢管，在管壁钻孔间距为200mm，孔径为68mm的花眼，梅花状布置。导管前端100mm应加工成锥形，导管后部（2.5m小导管1.0m长，4m小导管1.5m长为宜）不设出浆孔。 （2）配浆：该工程浆液为水泥-水玻璃浆液。浆液的配置包括单液水泥浆配置和水玻璃的稀释。单液水泥浆配置应在搅拌机内进行。其投料顺序为：在放水的同时，将缓凝剂磷酸氢二钠并加入并搅拌，待水加之设计量后，继续搅拌1min，然后投入水泥，再搅拌3min。水玻璃的配置（水玻璃的稀释）采用边加水边搅拌边用波

15、美计量测量的方法进行，亦可采用计算办法，先计算出加水量，然后加入搅拌均匀。三、施工技术介绍4、超前小导管施工中建三局工程总承包公司 洪山广场项目 4）施工方法 （3）封闭掌子面：根据土质情况，喷射混凝土封闭掌子面，喷射混凝土厚度一般为5080mm。 （4）成孔：按设计图要求，在掌子面上准确画出小导管设计孔位，采用YT风洞凿岩机钻孔，成孔直径为48mm，如遇塌孔，可直接利用风钻和特制顶头将小导管导入。 （5）超前导管安设：超前小导管应按设计要求布置，小导管从钢架腹部穿过，小导管钢管尾端外露设计长度2030mm，并与格栅钢拱架焊接在一起。环向间距宜为每米3根，长度35m，仰角530。 （6）堵孔：

16、超前小导管和孔壁之间的空隙应进行封堵，以防止浆液从管外溢出，拟采用沾有CS胶泥的麻丝缠绕成不小于孔径的纺锤形柱塞，把小导管插入孔内，带好丝扣保护帽，用风钻或风镐打入到设计深度，使麻丝柱塞与孔壁压紧。 三、施工技术介绍4、超前小导管施工中建三局工程总承包公司 洪山广场项目 4）施工方法 （7）注浆：注浆时相邻孔位应错开，交叉进行。注浆顺序一般由上而下，以间隔对称注浆为宜。注浆控制标准：单根结束标准：注浆过程中，压力逐渐上升，流量逐渐减少，当压力达到注浆终压并稳定1015min，注浆量达到设计注浆量的80以上，可结束该孔注浆。 （8）封堵注浆管：采用止浆塞封堵注浆管。 （9）采用水泥-水玻璃浆液时

17、，开挖时间为注浆后4小时。 三、施工技术介绍5、洞身开挖施工中建三局工程总承包公司 洪山广场项目 1）概述 3#人行通道洞身开挖采用CRD工法(交叉中隔壁法)+正台阶留核心土的复合开挖工法；土方开挖采用风镐松动、人工开挖的方式，推车装渣运输至洞口，然后由竖井电动葫芦运出竖井倾倒在临时渣土堆放场。 施工过程中，考虑到现场实际情况，洞身土方开挖进尺控制在0.450.5m，各洞室的纵向开挖步距控制为6m。 三、施工技术介绍5、洞身开挖施工中建三局工程总承包公司 洪山广场项目 在这里，以下面的工法示意图来简单解释CRD工法： 第一步：开挖洞室 ，施作初期支护。第二步：台阶法开挖洞室 ，施作初期支护。第

18、三步：台阶法开挖洞室 ，施作初期支护。第四步：台阶法开挖洞室 ，施作初期支护。第五步：根据监测情况，纵向分段拆除临时支撑第六步：敷设防水层，施作二次衬砌及内部结构.三、施工技术介绍5、洞身开挖施工中建三局工程总承包公司 洪山广场项目 第一步：破除竖井墙壁结构，在拱形断面中施作超前小导管，注浆加固地层，并喷射砼封堵掌子面。 第二步：待竖井支撑强度达到设计强度要求后，测量放线后通道截面尺寸后，凿除竖井支护结构，上台阶留核心土法开挖上洞室，并架设钢筋格栅拱架、钢筋网片及临时仰拱，并在临时仰拱处打设锁脚锚管并注浆；施作喷射砼初支封闭上洞室，待上洞室开挖6米后进行下洞室的开挖，封闭左侧导洞初支，并及时对

19、初支背后进行回填注浆。 2）洞身开挖工序三、施工技术介绍5、洞身开挖施工中建三局工程总承包公司 洪山广场项目 第三步:待下开挖6米后，留核心土法开挖上洞室，并架设格栅、铺设钢筋网片及临时仰拱；拱架处打锁脚锚管并注浆加固拱脚处地层，封闭上洞室；待上洞室开挖6米后开挖下洞室，封闭右侧导洞初支，并及时对初支背后回填注浆。 第四步：分段拆除底板范围内临时中隔壁，拆除长度不大于6m，并铺设底板及部分侧墙防水层，绑扎二衬钢筋支模浇筑结构砼。 第五步：分段拆除顶板范围内临时中隔壁和侧墙范围临时仰拱，拆除长度不大于6m，铺设剩余侧墙及顶板防水层，做好施工缝的处理，搭设支撑体系及模板并绑扎钢筋后浇筑砼，浇筑后并

20、及时对初支二衬顶部进行回填注浆。 2）洞身开挖工序三、施工技术介绍5、洞身开挖施工中建三局工程总承包公司 洪山广场项目 3）施工照片 目前，已有5个通道开始施工，其中有两个通道已进行洞身土方开挖。综合考虑各种因素，每班组需46人，每天一个导洞可掘进施工1m。三、施工技术介绍6、初期支护施工中建三局工程总承包公司 洪山广场项目 地下通道初期支护由喷射混凝土、钢筋网、钢筋格栅拱架及钢拉杆组成。初支施工顺序为：开挖后初喷砼 铺设内层钢筋网 拼装钢格栅拱架 钢拉杆焊接 铺设外层钢筋网 喷射砼至设计厚度。 1）钢格栅 各通道钢格栅统计情况如下表： 通道1#、2#通廊1#人行通道3人行通道4#人行通道1#

21、汽车坡道2#汽车坡道截面尺寸（mm）270*270270*270220*220320*320220*220220*220纵向间距（mm）500（450）500500450500500三、施工技术介绍6、初期支护施工中建三局工程总承包公司 洪山广场项目 1）钢格栅 通道钢格栅设计结构如图如下：三、施工技术介绍6、初期支护施工中建三局工程总承包公司 洪山广场项目 1）钢格栅 由专业钢筋工长分别对每条通道不同截面的钢格栅进行编号和规格的分类按设计尺寸下料并计算其工程量，在现场指导加工试拼并分类堆码，施工时分别运输至施工工作面。钢格栅施工前选取一定数量进行试拼装。三、施工技术介绍6、初期支护施工中建三局工程总承包公司 洪山广场项目 2）喷射混凝土 本工程的初衬为喷射混凝土，等级均为C25混凝土（P6防水早强混凝土），喷射混凝土应掺速凝剂，并采用湿喷法施工。 喷射作业应分层、分段、分片，喷射顺序应自下而上，分段长度不宜大于6m。分层喷射时,在前一层混凝土终凝后进行,如终凝1h后再喷射,应清洗喷射表面。施工