盖挖法施工和隧道浅埋暗挖法讲义PPT

第五章盖盖挖法法和浅埋埋暗挖法法第一节盖盖挖法施施工盖挖法是是先盖后后挖，以以临时路路面或结结构顶板板维持地地面畅通通再进行行下部结结构施作作的施工工方法。。早期的的盖挖法法是在支支护基坑坑的钢桩桩上架设设钢梁、、铺设临临时路面面维持地地面交通通。开挖挖到基坑坑底部后后，浇筑筑底板直直至浇筑筑顶板的的盖挖顺顺作法。。后来使用用盖挖逆逆作法。。用刚度度更大的的围护结结构取代代了钢桩桩，用结结构顶板板作为路路面系统统和支撑撑，结构构施作顺顺序是自自上而下下挖土后后浇筑侧侧墙楼板板至底板板完成。。也有采采用盖挖挖半逆作作法，施施工程序序如下：：围护结结构－顶顶板－挖挖土到基基坑底部部－底板板及其侧侧墙－中中板及其其侧墙。。盖挖法施施工的优优点是：：结构的的水平位位移小；；结构板板作为基基坑开挖挖的支撑撑，节省省了临时时支撑；；缩短占占道时间间，减少少对地面面干扰；；受外界界气候影影响小。。其缺点是是：出土土不方便便；板墙墙柱施工工接头多多，需进进行防水水处理；；工效低低，速度度慢；结结构框架架形成之之前，中中间立柱柱能够支支承的上上部荷载载有限。。一、盖挖挖法的施施工方法法盖挖法施施工主要要有以下下几种类类型：盖盖挖顺作作法；盖盖挖逆作作法；盖盖挖半逆逆作法；；盖挖顺顺作法与与盖挖逆逆作法的的组合；；盖挖法法与暗挖挖法的组组合；盖盖挖法与与盾构法法组合。。盖挖逆作作法施工工程序图图盖挖顺作作法与盖盖挖逆作作法组合合施工程程序图a-施工上半半部围护护结构、、中间柱柱、挖土土并架设设支撑、、下半部部围护结结构；b-主体结构构中间柱柱施工；；c-浇筑第二二层楼板板并开挖挖土方；；d-架设支撑撑，浇筑筑第三层层楼板及及其侧墙墙并开挖挖土方；；e-依次浇筑筑第四层层楼板及及相应侧侧墙；f-用顺作法法浇筑第第一、二二层结构构，拆除除临时设设施回恢恢路面。。盖挖法与与暗挖法法组合施施工程序序图①用暗挖挖法修建建两个行行车隧道道及梁柱柱；②锚喷护护坡、挖挖孔桩；；③用盖盖挖法完完成其它它部分。。二、盖挖挖法施工工措施(一)施工工期间地面面的处置有以下基本本方式：1、部分或全部部占用地面面；2、分条施施工临时路路面和结构构顶板，维维持部分交交通；3、夜间施施工、白天天恢复交通通。(二)围护结构盖挖法施工工的地下工工程围护结结构型式基基本可分为为两大类：：1)由桩（钻孔孔桩、挖孔孔桩或预制制桩）和内内衬墙组成成的柱墙结结构；2)地下连续墙墙或地下连连续墙与内内衬墙组合合结构。在在软弱土层层中，多采采用刚度和和防水性较较好的地下下连续墙。。围护结构与与内衬墙之之间的构造造视传力方方式不同可可分为两种种：分离式式结构、复复合式结构构1、分离式结结构当围护结构构与内衬墙墙之间需设设防水层时时，为保证证防水效果果在围护结结构与内衬衬墙和板之之间一般不不用钢筋拉拉结。施工工中为保证证板的强度度和刚度，，有时需在在上下板之之间设置拉拉杆或临时时立柱。软软弱土层中中，分离式式内衬墙往往往较厚，，但由于防防水性能好好，采用较较多。2、复合式结结构在围护结构构与内衬墙墙设置拉结结钢筋，使使二者结合合为整体，，共同受力力。但防水水效果较差差。从减少墙体体水平位移移和对附近近建筑物影影响来看，，盖挖逆作作法效果最最好。在软软弱土层开开挖时，侧侧压力较大大，除以板板作为墙体体的支撑外外，还需设设置一定数数量的临时时支撑，并并施加预应应力。(三)中间临时柱柱中间临时柱柱在结构框框构形成前前是承受竖竖向荷载的的主要受力力构件，能能减少板的的应力。盖盖挖顺作作法大多采采用在永久久柱两侧单单独设置临临时柱。而而盖挖逆作作法多使临临时柱与永永久柱合二二为一。临临时柱通常常采用钢管管柱或H形钢柱。柱柱下基础可可采用桩基基和条基。。桩基多采采用灌注桩桩。条基基用于地质质条件较好好的地段，，可通过暗暗挖小隧道道来完成。。(四)土方挖运土方挖运是是控制逆作作法施工进进度的关键键工序，开开挖方案还还直接影响响板的模板板型式及侧侧墙水平平位移的大大小。根据据基坑的空空间和地质质条件，可可选择是人人工挖运或或是小型挖挖掘机挖运运。盖挖法施工工的土方，，由明、暗暗挖两部分分组成。条条件许可时时，从改善善施工条件件和缩短工工期考虑应应尽可能增增加明挖土土方量。一一般是以顶顶板底面作作为明、暗暗挖土方的的分界线。。这样可利利用土模浇浇筑顶板。。而在软弱弱土层，难难以利用土土模时，明明挖土方可可延续到顶顶板下，按按要求架设设支撑，立立模浇筑顶顶板。暗挖土方时时应充分利利用土台护护脚支撑效效应，采用用中心挖槽槽法，即先先挖出支撑撑设计位置置土体，架架设支撑，，再挖两侧侧土体。暗挖时，材材料机具运运送、挖运运的土方均均通过临时时出口。临临时出口可可单独设置置或利用隧隧道的出入入口和风道道。(五)混凝土施工工缝处理逆作法施工工时，结构构的内衬墙墙及立柱是是由上而下下分段施作作，施工缝缝一般多在在立柱设V型接头、在在内衬墙上上设L型接头进行行处理。施工缝的结结构形式施工缝根据据结构对强强度及防水水的要求，，有三种处处理的方法法可供选择择：1、直接法。。在先浇混混凝土的下下面继续浇浇筑，浇注注口高出施施工缝，利利用混凝土土的自重使使其密实，，对接缝处处实行二次次振捣，尽尽可能排除除混凝土中中的气体，，增加其密密实性。2、充填法。。在先浇和和后浇混凝凝土之间留留一个充填填接头带，，清除浮浆浆后再用膨膨胀的混凝凝土或砂浆浆充填。3、注人法。。在先浇和和后浇混凝凝土之间的的缝隙压人人水泥浆或或环氧树脂脂使其密实实。施工缝的处处理第二节浅浅埋暗暗挖法施工工修建浅埋地地段隧道有有时因周围围环境等要要求须采用用暗挖法施施工，称为为浅埋暗挖挖法。采用浅埋暗暗挖法应与与明挖法、、盖挖法、、盾构法等等施工方法法，进行经经济、技术术及环境因因素等方面面的分析比比较。一、暗挖法法施工隧道道的深度分分界确定深、浅浅埋隧道覆覆盖厚度分分界值hp的经验公式式为：hp＝(2·0－－2.5））ha式中：ha－深埋隧道垂垂直荷载计计算高度（（m)，ha=(0.225+0.045B)26－－s(公式适用用于B≥5m)；其中：S－围岩类别，，如Ⅲ类围围岩即S=3；B－坑道宽度(m)。当隧道覆盖盖厚度h小于hp时为浅埋隧隧道。计算hp时，Ⅵ－ⅥⅥ类围岩取取高值；当当有不利于于山体稳定定的地质构构造时，应应适当加大大hp值。采用非爆破破法开挖及及采用喷锚锚支护时hp可适当减小小；隧道开开挖宽度大大时采用高高值。对于软弱围围岩地段，，为了较准准确地判别别隧道埋深深的性质，，可以通过过试验段进进行荷载实实测。应用实测压压力(P)与垂直土柱柱重(γh)之比来确定定隧道处于于何种埋深深。其判别别标准可参参考如下经经验值：当p/γh≤≤0.4为深埋隧道道p/γh≥≥0.4为浅埋隧道道有时还进一一步将P/γh≥0.6者，称为为超浅埋隧隧道。超浅浅埋隧道在在初期支护护作用下，，其围岩塑塑性区，在在一般情况况下将达到到地表，覆覆盖层发生生整体位移移下沉。二、开挖方方法及支护护方式(一)开挖方法的的选用浅埋暗挖法法施工隧道道工程时，，应根据工工程特点、、围岩情况况、环境要要求以及施施工单位的的自身条件件等，选择择适宜的开开挖方法及及掘进方式式。必要时时，应通过过试验段进进行验证。。施工中常用用的开挖方方法是台阶阶法以及适适用于特殊殊条件的各各类型分部部开挖方法法。一般山岭隧隧道可采用用正台阶法法施工。城城市及附近近地区的一一般隧道可可采用上台台阶分部开开挖法或短短台阶法施施工。大断断面的城市市或山岭隧隧道可采用用中隔墙台台阶法、单单侧壁导坑坑法或双侧侧壁导坑法法施工。城城市地铁车车站，地下下停车场等等多跨隧道道多采用柱柱洞法，侧侧洞法或中中洞法施工工。正台阶法a-上台阶分部部开挖法；；b-短台阶法a-中隔墙台阶阶法；b-单侧壁导坑坑法；c-双侧壁导坑坑法柱洞法施工工顺序；侧洞法施工工顺序中洞法施工工顺序浅埋隧道断断面较大时时不宜采用用全断面开开挖。施工中应尽尽量减少对对围岩的扰扰动，优先先采用掘进进机或人工工开挖。采采用爆破开开挖时，应应采用短进进尺、弱爆爆破，必要要时要对爆爆破振动进进行监控。。爆破进尺尺一般不宜宜超过1.0m。(二)支护方式浅埋暗挖法法施工的隧隧道多采用用复合式衬衬砌。支护护设计时可可分为三种种情况：初期支护承承受全部荷荷载，二次次支护(内层衬砌)仅作为安全全贮备；初期支护与与二次支护护共同承担担荷载；初期支护仅仅作为施工工期间的临临时支护，，二次支护护作为主要要承载结构构。设计时应将将结构设计计，施工方方法及支护护方式，辅辅助施工方方法等进行行综合研究究，并经试试验段进行行验证。在在施工过程程中根据量量测数据不不断进行改改善。一般地质条条件下，初初期支护类类型由喷、、锚、网、、钢架或格格构架四种种方式而组组成不同的的结构型式式对于浅埋埋软弱地层层，锚杆的的作用明显显降低，其其顶部锚杆杆由于作用用不大而常常被取消，，应采用刚刚度较大的的初期支护护。可采用用喷射钢纤纤维混凝土土代替以加加快支护速速度及提高高支护质量量。大断面软弱弱地层施工工中采用分分部开挖，，其初期支支护常与临临时支护（（临时仰拱拱、中隔墙墙）结合，，使每块分分部开挖后后都及时得得以封闭。。为了强化化初期支护护，有时在在做内层衬衬砌前才进进行拆除。。对于地下水水丰富的浅浅埋隧道，，应采用洞洞内井点降降水和周边边围岩注浆浆等措施来来改善施工工条件。在在地下水丰丰富的浅埋埋情况下，，也可结合合深井降水水和地面预预注浆堵水水等措施进进行水的综综合治理，，以减少水水的危害，，确保施工工的安全和和围岩的稳稳定。（三）辅助助施工方法法一般情况下下可按下列列次序依次次选用：1、上半断面面留核心土土环形开挖挖；2、喷射混凝凝土封闭开开挖工作面面；3、超前锚杆杆或超前小小导管支护护；4、超前小导导管周边注注浆；5、设置临时时仰拱；6、深孔注浆浆加固及堵堵水；7、长管棚超超前支护或或注浆。第三节洞洞口及及明洞施工工一、洞口口施工隧道洞口地地段，一般般地质条件件差，且地地表水汇集集，施工难难度较大。。施工时要要结合洞外外场地和相相邻工程的的情况，全全面考虑、、妥善安排排及早施工工，为隧道道洞身施工工创造条件件。由于每座隧隧道的地形形、地质及及线路位置置不同，要要很明确规规定洞口段段的范围是是比较困难难的。在一一般情况下下，可以将将由于隧道道开挖可能能给上坡地地表造成不不良影响的的洞口范围围称为洞口口加强段。。每座隧道道应根据各各自的围岩岩条件来确确定洞口段段范围，一一般亦可参参照下图确确定。洞口段范围围1－洞门位位置；2－－洞口位置置；3－明明洞段；4－进口过过渡段；5－洞口段段；6－隧隧道洞身段段；7－上上部开挖地地基；隧道洞口工工程主要包包括边、仰仰坡土石方方；边、仰仰坡防护；；端墙、翼翼墙等洞门门圬工；洞洞口排水系系统；洞口口检查设备备安装；洞洞口段洞身身衬砌。洞洞口工程中中的洞门施施工，一般般可在进洞洞后做，并并应作好边边仰坡防护护，以减少少洞门施工工对洞身施施工的干扰扰。洞口段施工工时应注意意以下事项项：1、在场地清清理作施工工准备时，，应先清理理洞口上方方及侧方有有可能滑塌塌的表土，，灌木及山山坡危石等等。平整洞洞顶地表，，排除积水水，整理隧隧道周围流流水沟渠。。之后施做做洞口边、、仰坡顶处处的天沟。。2、洞口施工工宜避开雨雨季和融雪雪期。在进进行洞口土土石方工程程时，不得得采用深眼眼大爆破或或集中药包包爆破，以以免影响边边、仰圾的的稳定。应应按设计要要求进行边边、仰坡放放线自上而而下逐段开开挖，不得得掏底开挖挖上下重叠叠开挖。3、洞口部分分圬工基础础必须置于于稳固的地地基上。须须将虚渣杂杂物、泥化化软层和积积水清除干干净。对于于地基强度度不够时，，可结合具具体条件采采取扩大基基础、桩基基、压浆加加固地基等等措施。4、洞门拱墙墙应与洞内内相邻的拱拱墙衬砌同同时施工连连接成整体体，确保拱拱墙连接良良好。洞门门端墙的砌砌筑与回填填应两侧同同时进行，，防止对衬衬砌产生偏偏压。5、洞口段段洞身施工工时，应根根据地质条条件，地表表沉陷控制制以及保障障施工安全全等因素选选择开挖i方法和支护护方式。洞洞口段洞身身衬砌应根根据工程地地质、水文文地质及地地形条件，，至少设置置不小于5m长的模筑混混凝土加强强段，以提提高圬工的的整体性。。6、洞门完成成后，洞门门以上仰坡坡脚受破坏坏处，应及及时处理。。如仰坡地地层松软破破碎，宜用用浆砌片石石或铺种草草皮防护。。洞口段施工工中最关键键的工序就就是进洞开开挖。隧道道进洞前应应对边仰坡坡进行妥善善防护或加加固，作好好排水系统统。洞口段段施工方法法的确定取取决于诸多多因素。如如施工机具具设备情况况、工程地地质、水文文地质和地地形条件；；洞外相邻邻建筑的影影响；隧道道自身构造造特点等。。根据地层层情况，可可分为以下下几种施工工方法：（1）洞口口段围岩为为Ⅲ类以上，地地层条件良良好时，一一般可采用用全断面直直接开挖进进洞，初始始l0m－20m区段的开挖挖，爆破进进尺应控制制在2m－3m。施工支护，，于拱部可可施做局部部锚杆；墙墙、拱采用用素喷混凝凝土支护。。洞口3m－5m区段可以挂挂网喷混凝凝土及设钢钢拱架予以以加强。（2）洞口口段围岩为为Ⅲ－Ⅳ类类，地层条条件较好时时，宜采用用正台阶法法进洞(不不短于20m区段)。爆爆破进尺控控制在1.5m－2.5m。施工支护采采用拱、墙墙系统锚杆杆和钢筋网网喷射混凝凝土。必要要时设钢拱拱架加强施施工支护。。（3）洞口口段围岩为为Ⅳ－Ⅴ类类，地层条条件较差时时，宜采用用上半断面面长台阶法法进洞施工工。上半半半断面先进进50m左右后，拉拉中槽落底底，在保证证岩体稳定定的条件下下，再进行行边墙扩大大及底部开开挖。上部部开挖进尺尺一般控制制在1.5m以下，并严严格控制爆爆破药量。。施工支护护采用超前前锚杆与系系统锚杆相相结合，挂挂网喷射混混凝土。拱拱部安设间间距为0.5m－l.0m的钢拱架支支护，及早早施做混凝凝土确保稳稳定和安全全。（4）洞口段围围岩为Ⅴ类以下，地地层条件差差时，可采采用分部开开挖法和其其它特殊方方法进洞施施工。具体方法有有：1）预留核心心土环形开开挖法；2）插板法或或管棚法；；3）侧壁导坑坑法；4）下导坑先先进再上挑挑顶扩大，，由里向外外施工法；；5）预切槽法法等。开挖进尺尺控制在lm以下，宜采采用人工开开挖，必要要才采用弱弱爆破。开开挖前应对对围岩进行行预加固措措施，如采采用超前预预注浆锚杆杆或采用管管棚注浆法法加固岩层层后，用钢钢架紧贴洞洞口开挖面面进行支护护，再进行行开挖作业业。在洞身开挖挖中，支撑撑应紧跟开开挖工序，，随挖随支支。施工支支护采用网网喷混凝土土，系统锚锚杆支护；；架立钢拱拱架间距为为0.5m，必要时可在在开挖底面面施做临时时仰拱。开开挖完毕后后及早施作作混凝土内内层衬砌。。当衬砌采用用先拱后墙墙法施工时时，下部断断面开挖应应符合下列列要求：1）拱圈混凝凝土达到设设计强度70%之后方可进进行下部断断面的开挖挖；2)可采用扩大大拱脚，打打设拱脚锚锚杆，加强强纵向联接接等措施加加固拱脚；；3)下部边墙部部位开挖后后，应及早早、及时做做好支护，，确保上部部混凝土拱拱的稳定。。施工前，在在工艺设计计中，应对对施工的各各工序进行行必要的力力学分析。。施工过程程中应建立立建全量测测体系，收收集量测数数据及时分分析，用以以指导施工工。二、明洞施施工明洞是用明明挖法修建建的隧道。。其结构形形式分为独独立式明洞洞和接长式式明洞。它它的结构形形式，常因因地形、地地质条件的的不同而有有许多种，，采用最多多的是拱式式明洞和棚棚式明洞。。明洞大多多设置在坍坍方、落石石、泥石流流等地质不不良地段。。公路隧道道有时需在在洞口外设设置遮光棚棚，亦属明明洞类结构构。明洞洞施施工工方方法法的的选选择择，，应应根根据据地地形形、、地地质质条条件件、、结结构构形形式式等等因因素素确确定定。。独独立立式式明明洞洞可可采采用用明明挖挖法法或或盖盖挖挖法法施施工工；；接接长长式式明明洞洞可可采采用用开开挖挖与与衬衬砌砌的的施施工工顺顺序序，，分分为为全全部部明明挖挖先先墙墙后后拱拱法法、、上上部部明明挖挖先先拱拱后后墙墙法法及及部部分分明明挖挖墙墙拱拱交交错错法法三三种种：：(一)全部部明明挖挖先先墙墙后后拱拱法法适用用于于埋埋置置深深度度较较浅浅，，边边仰仰坡坡开开挖挖后后能能暂暂时时稳稳定定，，或或已已成成路路堑堑中中增增建建明明洞洞地地段段。。开开挖挖程程序序如如图图所所示示。。施工工步步骤骤：：从从上上向向下下分分台台开开挖挖，，先先作作好好两两侧侧边边墙墙，，再再作作拱拱圈圈，，最最后后作作防防水水层层及及洞洞顶顶回回填填。。全部部明明挖挖先先墙墙后后拱拱法法(二)上部部明明挖挖先先拱拱后后墙墙法法适用用于于明明洞洞位位于于岩岩层层破破碎碎，，路路堑堑边边坡坡较较高高，，全全部部明明挖挖可可能能引引起起坍坍塌塌，，但但拱拱脚脚岩岩层层承承载载力力较较好好，，能能保保证证拱拱圈圈稳稳定定的的地地段段。。开开挖挖程程序序：：起起拱拱线线以以上上部部分分，，采采用用拉拉槽槽法法，，开开挖挖临临时时边边坡坡、、仰仰坡坡。。当当临临时时边边坡坡、、仰仰坡坡不不够够稳稳定定时时，，采采用用喷喷锚锚网网加加固固坡坡面面。。先先做做好好拱拱圈圈，，然然后后开开挖挖下下部部断断面面，，再再作作边边墙墙，，拱拱脚脚应应设设连连续续的的纵纵钢钢筋筋混混凝凝土土托托梁梁，，并并使使混混凝凝土土与与两两侧侧岩岩石石密密贴贴。。上部部明明挖挖先先拱拱后后墙墙法法(三)墙拱拱交交错错法法适用用于于半半路路堑堑、、原原地地面面边边坡坡陡陡峻峻，，由由于于地地形形限限制制不不能能先先做做拱拱圈圈，，或或由由于于外外侧侧地地层层松松软软，，先先做做拱拱圈圈可可能能发发生生较较大大沉沉陷陷，，先先墙墙后后拱拱亦亦有有困困难难时时。。1、先先做做外外侧侧边边墙墙法法施工工程程序序如如图图所所示示。。先做做外外侧侧边边墙墙法法(1)先先挖挖出出外外侧侧墙墙基基坑坑I，，然后后将将外外侧侧墙墙11砌砌筑筑(或或模模筑筑)至至设设计计标标高高。。(2)开开挖挖内内侧侧起起拱拱线线以以上上部部分分3，，挖挖除除后后立立即即架架立立拱拱架架灌灌注注拱拱圈圈lV，，如有有耳耳墙墙时时，，同同时时作作好好耳耳墙墙。。(3)在在拱拱内内落落底底5，，应应随随落落随随加加支支护护，，以以保保持持内内侧侧边边坡坡的的稳稳定定。。(4)开开挖挖内内边边墙墙马马口口，，逐逐段段施施作作内内边边墙墙Vl，，然后后进进行行拱拱顶顶回回填填，，并并做做防防水水层层。。2.挖开开灌灌筑筑边边墙墙法法先拱拱后后墙墙法法施施工工的的路路堑堑式式明明洞洞，，如如开开挖挖后后发发现现地地层层松松软软，，难难于于承承受受拱拱圈圈压压力力时时，，或或先先墙墙后后拱拱法法，，路路堑堑边边坡坡明明挖挖过过深深可可能能引引起起边边坡坡坍坍塌塌等等不不安安全全情情况况时时，，均均可可采采用用挖挖开开法法或或拉拉槽槽法法灌灌