浅埋暗挖法工程相关施工技术

1、Word文档 浅埋暗挖法工程相关施工技术 简介 浅埋暗挖法是在距离地表较近的地下进行各种类型地下洞室暗挖施工的一种方法。继1984年王梦恕院士在军都山隧道黄土段试验胜利的基础上，又于1986年在具有开拓性、风险性、简单性的北京复兴门地铁折返线工程中应用，在拆迁少、不扰民、不破坏环境下获得胜利。同时，结合中国特点及水文地质系统，制造了小导管超前支护技术、8字型网构钢拱架设计、制造技术、正台阶环形开挖留核心土施工技术和变位进行反分析计算的方法，提出了管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测 18字方针，突出时空效应对防塌的重要作用，提出在脆弱地层快速施工的理念。由此形成了浅埋暗挖法，创立了适

2、用于脆弱地层的地下工程设计、施工方法。 基本原理 浅埋暗挖法沿用新奥法 (New Austrian Tunneling Method)基本原理，初次支护按担当全部基本荷载设计，二次模筑衬砌作为平安储备；初次支护和二次衬砌共同担当特别荷载。应用浅埋暗挖法设计、施工时，同时采纳多种帮助工法，超前支护，改善加固围岩，调动部分围岩的自承力量；并采纳不同的开挖方法准时支护、封闭成环，使其与围岩共同作用形成联合支护体系；在施工过程中应用监控量测、信息反馈和优化设计，实现不塌方、少沉降、平安施工等，并形成多种综合配套技术。 浅埋暗挖法施工的地下洞室具有埋深浅（最小覆跨比可达0.2）、地层岩性差（通常为第四纪

3、脆弱地层）、存在地下水（需降低地下水位）、四周环境简单（邻近既有建、构筑物）等特点。 由于造价低、拆迁少、敏捷多变、无须太多专用设备及不干扰地面交通和四周环境等特点，浅埋暗挖法在全国类似地层和各种地下工程中得到广泛应用。在北京地铁复西区间、西单车站、国家计委地下停车场、首钢地下运输廊道、城市地下热力、电力管道、长安街地下过街通道及地铁复八线中推广应用，在深圳地下过街通道及广州地铁一号线等地下工程中推广应用，并已形成了一套完整的综合配套技术。 同时，经过很多工程的胜利实施，其应用范围进一步扩大，由只适用于第四纪地层、无水、地面无建筑物等简洁条件，拓广到非第四纪地层、超浅埋（埋深已缩小到0.8m）

4、、大跨度、上软下硬、高水位等简单地层及环境条件下的地下工程中去。 信息化技术的实施，实现了浅埋暗挖技术的全过程掌握，有效地减小了由于地层损失而引起的地表移动变形等环境问题。不但使施工对周边环境的影响降低到最低程度，由于准时调整、优化支护参数，提高了施工质量和速度，使浅埋暗挖法特点得到更进一步的发挥，为城市地下工程设计、施工供应了一种特别好的方法，具有重大的社会效益和环境效益，该方法在总体上达到国际领先水平。 工艺流程图： 适用条件： 1、浅埋暗挖法不允许带水作业。假如含水地层达不到疏干，带水作业是特别危急的。开挖面的稳定性时刻受到水的威逼，甚至发生塌方。把地下水，尤其是上层滞水处理好是特别关键

5、的环节，它直接影响浅埋暗挖法的成败。大范围的淤泥质软土、粉细砂地层，降水有困难或者经济上不合算的地层，不相宜采纳浅埋暗挖法。 2、采纳浅埋暗挖法要求开挖面具有肯定的独立性和稳定性。1997年日本学会曾提出开挖工作面土体稳定的定量判别标准：土壤中的细颗粒（74）含量10%, 且匀称系数Uc5%的突然不具备独立性.我国对土壤独立性提出了定性要求:工作面土体的独立时间,应足以进行必要的初期支护作业。因此开挖面前方对地层的预加固和预处理，是浅埋暗挖法的必要前提，目的在于加强开挖面的稳定性，增加施工的平安性。 （1）浅埋暗挖法的十八字方针管超前、严注浆、短开挖、强支护，快封闭、勤量测。 1、地层的预加固

6、和预处理（超前小导管和超前长管棚） 2、隧道开挖和初期支护 强调随开挖、随支护的基本原则，选择适当的开挖方法，做到利用土体有限的独立时间进行开挖和支护，使土体开挖后暴露的时间尽可能短，使初期支护尽早封闭成环。开挖方法：短台阶法、带临时仰拱的长台阶法、中隔壁法（CD法）、交叉隔壁法（CRD法）、侧壁导坑法（眼镜法）、弧形导坑留核心土等。初期支护：具有足够的强度和刚度，主要采纳钢筋格栅，主要有以下缘由：（1）、钢筋格栅与喷射混凝土能紧密结合；（2）、钢筋格栅在拼装成环后，具有肯定的强度和刚度，在喷射混凝土尚未具备足够强度前，钢筋格栅可以单独担当来自土层的一部分荷载 3、二次衬砌 作用：提高初期支护

7、强度和刚度、增加初期支护平安储备的需要，也是支撑中间的防水隔离层、承受水压力的需要。 4、监控量测 量测数据对隧道支护的受力变外形态其者重要的监控作用，量测数据的准时性和精确性应高度重视。监控量测的项目：地表位移、拱顶下沉、隧道周边收敛（必测项目）、土压力、土体位移、支护应力（选测项目）。 隧道稳定判据：当测点位移时间曲线变化率呈明显收敛趋势，隧道水平收敛变化率下于0.2mm/d，拱顶下沉变化率小于0.1 mm/d，而且所测的位移值大于估计总位移值的80%以上 （2）浅埋暗挖法隧道施工技术。 浅埋暗挖法施工步骤是：先将钢管打入地层，然后注入水泥或化学浆液，使地层加固。开挖面土体稳定是采纳浅埋暗

8、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0.5-1.0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，严峻时可导致塌方。处理好地下水是特别关键的环节。最终，完成二次支护。一般状况下，可注入混凝土，特别状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，这对施工的平安与质量都是重要的。 施工技术： 1 超前大管棚施工 隧道拱部采纳超前大管棚进行注浆加固。管棚沿隧道开挖线外200mm布设, 管棚采纳108mm壁厚8mm无缝钢管, 外插角小于1, 环向间距为400mm,。 管棚施工的主要施工工序有: (1) 南北站厅明挖围护桩施

9、工完成后, 开挖基坑, 边挖边撑。基坑开挖至适当位置施工管棚导向墙并预埋好管棚导向管。依据钻机型式及工艺设备的需要, 在适当位置施工钻机工作平台然后施工大管棚。(2)从管棚导向管按设计钻孔, 采纳间隔钻孔, 先两侧后中间的挨次, 利用钻杆的柔性在导向系统的监测下沿设计线路轨迹钻进, 到达目的地, 卸下钻头换上回扩器进行回扩孔, 拖管时将钢管随钻头一起钻入地层内, 当达到设计深度后停机。(3) 管棚安装完成后,安放钢筋笼, 在管棚钢管孔口用法兰盘连结上孔口管(42mm壁厚4mm, 长500mm)。(4) 向管棚钢管内注浆, 注浆挨次先下后上, 全孔可采纳一次性注浆。注浆浆液采纳水泥浆,浆液水灰比

10、: 0.6:11:1; 注浆压力拟采纳0.61.0MPa。为使钻孔定位精确, 在拱部设置导向墙, 导向墙中预埋!133mm、壁厚8mm、长120cm管棚导向管。钢管采纳分节安装。管棚的分节长度为: 5.4m共5节, 每两节之间用丝扣连接, 丝扣螺纹段长大于150mm。相邻两根钢花管的接头要错接, 其错接长度不小于1.0m。注浆钢管上钻注浆孔, 孔径10mm,孔间距200mm, 呈梅花型布置。钢管尾部( 孔口段)2.0m不钻花孔作为止浆段。为提高钢管的刚度和强度, 钢管内增设由4根16mm螺纹钢筋和固定短环组成的钢筋笼, 固定环采纳外径42mm,壁厚8mm,长60mm的短管环,短管间距1m。本工

11、程管棚施工的关键掌握环节为钻孔质量掌握, 由于地下有管线、人防洞和排污涵等, 角度掌握稍有差错将铸成事故, 此外由于钻进通过砂层简单消失塌孔及涌水现象, 因此必需做好泥浆系统、导向系统。 (1)泥浆系统 本工程地层为砂层、土层, 自稳力量稍差, 导向孔钻进及钢管回拖胜利与否泥浆起到关键作用, 泥浆采纳易钻膨润土, 并在膨润土内掺少量的聚合物, 粘度在40秒左右, PH值掌握在8.510, 泥浆采纳机械搅拌, 并进行二次回收利用。 (2)导向系统 本工程钻孔线路沿线有管线、混凝土基础等,对导向系统信号放射有肯定干扰, 施工中采纳美国DCI公司生产的ECLIPSE无线地下定位系统, 加强型探棒,

12、探棒放射信号强, 探测深度为19.8m,加强型探棒电池采纳DCI公司生产的专用锂电池。导向系统确保了钻孔不破坏人防洞、混凝土排水涵。 2 超前小导管及边墙注浆管施工 超前小导管施工: 隧道采纳的超前小导管为42无缝钢管, 小导管单根长度为3.0m, 壁厚3.5mm, 布设于拱部和边墙上部范围, 外插角10, 环向间距0.4m, 纵向间距为1.8m超前小导管注浆施工工序包括: 封闭掌子面、钻孔、安设小导管、注浆、效果检查等。小导管采纳手持式凿岩机钻孔。插管时采纳风动锤振入, 注浆采纳注浆泵。边墙注浆管施工与超前小导管施工方法基本相同。 3 全断面注浆施工 本站站厅联络通道施工时, 对3- 2淤泥

13、质砂、4- 1冲洪积土层、5- 1残积土层作全断面注浆加固处理。 全断面注浆加固利用全断面打设超前注浆管进行注浆, 注浆前利用喷射砼封闭掌子面, 浆液采纳水泥- 水玻璃浆液, 水灰比10.7511, 水玻璃浓度为35, Be模数为2.6。注浆范围为隧道开挖轮廓线外1.5m以内的3- 2、4- 1、5- 1地层。浆液集中半径: R=0.65m, 注浆孔孔底间距为1m, 梅花型布置。注浆采纳长套管护壁后退式注浆工艺, 注浆挨次为先隧道周边后中间, 隔孔交替注浆。注浆方法为在砂层中采纳渗透注浆, 在土层中采纳劈裂注浆。 4 隧道施工 超前大管棚施工完成后, 即可进行正常的隧道施工, 隧道采纳CD法开

14、挖。CD法施工工序及步骤包括: 打设小导管、加固注浆、分区土方开挖、型钢支撑和钢格栅架设( 包括连接钢筋的焊接, 网片的搭接)、喷射混凝土、封闭后回填注浆。 依据地质条件及相关国内阅历拟订设计原则: (1) 超前支护是设计中的关键, 此工程地层属于淤泥质地层, 而该地道相对埋深较大, 土体自承力量优于福州路工程。福州的阅历表明采纳108 大管棚施作拱部, 辅以32 小导管超前预支护可有效地掌握沉降; 由于软土层较厚, 仰拱隆起在设计中也应重视, 因此在该过街地道支护设计中, 隧道拱顶及仰拱都采纳108 大管棚超前支护, 并辅以32 小导管超前注浆。比较拱部与仰拱, 侧壁由于土压力相对较小, 采纳了32 小导管密排方案。这样就使得地道四周形成了一个具备肯定刚度密闭的壳体, 可有效地掌握开挖过程中引起的水土流失及开挖应力释放所导致的土体位移 (2) 该设计