浅埋暗挖法施工技术简介课件PPT52

浅埋暗挖挖法施工技术简介介2012年01月31日臧洋人类社会会的不断断发展进进步，各各种用途途的隧道道不断修修建，隧隧道工程程技术水水平也不不断提高高与发展展。我国国地铁修修建方法法已由最最初单一一的明挖挖法发展展到现在在的明挖挖、盖挖挖、浅埋埋暗挖及及盾构法法等多种种方法并并存，极极大地推推动了地地下工程程的快速速发展。。前言第一章浅浅埋暗暗挖法概概述第二章浅浅埋暗暗挖法施施工方法法第三章浅浅埋暗暗挖法常常用的配配套技术术第四章浅浅埋暗暗挖法施施工中的的监测目录第一章浅埋暗挖挖法概述述地面条件件允许的的情况下下，地铁铁隧道宜宜采用明明挖法，，主要适适合在人人、交通通和管线线较少的的地方应应用。因因埋深条条件、周周边环境境条件等等因素的的限制，，在建筑筑物密集集的繁华华市区和和特殊地地质区段段经常采采用浅埋埋暗挖法法施工。。浅埋暗挖挖法起源源于1986年北京地地铁复兴兴门车站站折返线线工程，，由于当当时取得得了很大大的经济济效益和和社会效效益，随随后铁道道部等相相关部门门讨论后后确定采采用“浅浅埋暗挖挖法”这这个名称称，建设设部把它它命名为为国家级级工法。。1、浅埋暗暗挖法产产生的背背景采用“浅浅埋暗挖挖法”施施工的第第一项工工程———北京市市地铁复复兴门折折返线工工程。1986年8月月开工，，1987年8月建成成。荣获获国家优优秀设计计金奖，，国家科科技进步步二等奖奖，北京京市科技技进步一一等奖。。浅埋暗挖挖法，是是指在软软弱围岩岩地层中中，以改改造地质质条件为为前提，，以控制制地表沉沉降为重重点，以以格栅和和锚喷砼砼作为初初期支护护手段，，遵循““新奥法法”理论论，按照照“十八八字”方方针（管超前前、严注注浆、短短开挖、、强支护护、快封封闭、勤勤量测））进行隧道道的设计计和施工工。浅埋暗挖挖的优点：结构形形式灵活活多变，，对地面面建筑、、道路和和地下管管线影响响不大，，拆迁占占地少，，扰民少少，污染染城市环环境少等等。缺点：施工速速度慢，，喷射混混凝土粉粉尘多，，劳动强强度大，，机械化化程度不不高，以以及高水水位地层层结构防防水比较较困难等等。2、浅埋暗暗挖法的的特点3、地铁中中浅埋暗暗挖、明明（盖））挖及盾盾构的关关系浅埋暗挖挖法既可可作为独独立的施施工方法法，也可可以与其其他施工工方法结结合使用用，车站站经常采采用浅埋埋暗挖法法与盖挖挖法相结结合，区区间隧道道用盾构构法与浅浅埋暗挖挖法结合合施工。。浅埋埋暗挖法法与其他他工法有有很强的的兼容性性。三者者的应用用情况如如下图。。新奥法是施工过过程中充充分发挥挥围岩本本身具有有的自承能力力，以喷射射砼、锚锚杆为主主的初期期支护，，使支护护与围岩岩联合受受力共同同作用，，把围岩岩看作是是支护结结构的重重要组成成部分。。浅埋暗挖挖法又称矿山山法，基基本不考考虑利用用围岩的的自承能能力，采采用复合合衬砌，，初期支支护承受受全部基基本荷载载，二衬衬作为安安全储备备，共同同承担特特殊荷载载。浅埋暗挖挖法理论论源于““新奥法法”，，如以锚锚喷作为为初期支支护手段段；尽量量减少围围岩扰动动；初支支与围岩岩密贴；；量测信信息反馈馈指导施施工等。。4、浅埋暗暗挖法与与新奥法法的区别别自承能力力：围岩岩开挖后后在未进进行任何何支护情情况下，，承载上上部荷重重的能力力。第二章浅埋暗挖挖法施工工方法1、浅埋暗暗挖施工工步骤及及工艺流流程浅埋暗挖挖法施工工步骤：：施工准备备——超前小导导管布设设——注浆——土方开挖挖——格栅架立立——钢筋网片片、连接接筋——喷射混凝凝土——防水施工工——二次衬砌砌。（见下图图）施工准备备超前导管管超前注浆浆土方开挖挖格栅安装装网片安装装砼喷射防水施工工二次衬砌砌2、浅埋暗暗挖施工工技术原原则浅埋暗挖挖法的核核心技术术被概括括为18字方针：：“管超前、、严注浆浆、短开开挖、强强支护、、快封闭闭、勤量量测”。在暗暗挖施工工作业时时根据地地质情况况制定相相应的开开挖步骤骤和支护护措施，，严格根根据量测测数据确确定支护护参数，，保证暗暗挖作业业和周边边环境的的安全。。管超前：开挖拱拱部土体体自稳能能力差，，自立时时间短，，土体凌凌空后极极易坍塌塌，采用超前前支护的的各种手手段主要要提高土土体的稳稳定性，，控制下下沉，防防止围岩岩松弛和和坍塌。严注浆：：导管超前前支护后后，立即即进行压压注水泥泥浆或其其它化学学浆液，，填充围围岩空隙隙，使隧隧道周围围形成一一个具有有一定强强度的壳壳体，以以增强围围岩的自自稳能力力，确保开挖挖过程中中的安全全。短进尺：一次注注浆，一一次开挖挖或多次次开挖，，土体暴暴露时间间越长，，进尺越越大，土土体坍塌塌的危险险就越大大，所以以一定要要严格限限制进尺尺的长度度。在施施工中可可采取预预留核心心土，目目的除减减少开挖挖时间外外，预留留的土体体还可以以平衡掌掌子面的的土体，，防止滑滑塌。强支护：：在松散地地层中施施工，大大量土体体的重力力会直接接作用于于初期支支护结构构上，初初期支护护必须十十分牢固固，具有有较大的的刚度，，以控制制初期结结构的变变形，保证结构构的稳定定。快封闭：在台阶法法施工中中，如上上台阶未未封闭成成环，变变形速度度较快，，为有效效控制围围岩松弛弛，必须须及时采采用临时时仰拱或使支护护体系成成环。勤量测：：结构的受受力最终终都表现现为变形形，可以以说，没没有变形形（微观观的），，结构就就没有受受力。按按照规定定频率对对规定部部位进行行监测，，掌握施工工动态，调整施施工参数数并设置置各部位位的变形形警戒值值，是浅埋暗暗挖法施施工成败败的关键键。3、浅埋暗暗挖常用用施工方方法采用浅埋埋暗挖法法施工时时,依据工程程地质、、水文情情况、工工程规模模、覆土土埋深及及工期等等因素，，常用施施工方法法有全断断面法、、台阶法法、中隔隔墙法（（CD法）、交交叉中隔隔墙法（（CRD法）、双双侧壁导导坑法(眼睛工法法)、洞桩法法（PBA法)、中洞法法及侧洞洞法等。。施工方法示意图纵段示意图重要指标比较

沉降工期支护拆除量造价全断面法一般最短没有拆除低

台阶法

一般短没有拆除低中隔墙法（CD）法较大短拆除少偏高交叉中隔墙法(CRD法)较小长拆除多高双侧壁导坑法（眼镜法）大长拆除多高洞桩法（PBA法）大长拆除多高中洞法小长拆除多高侧洞法大长拆除多高（1）全断面面开挖法法全断面法法主要适适用于较较好围岩岩，全断断面开挖挖法施工工操作比比较简单单，为了了减少对对地层的的扰动次次数，在在采取局局部注浆浆等辅助助施工措措施加固固地层后后，也可可采用全全断面法法施工。。采全断断面开挖挖法有较较大的作作业空间间，有利利于采用用大型配配套机械械化作业业，提高高施工速速度，且且工序少少，便于于施工组组织和管管理。但但由于开开挖面较较大，围围岩稳定定性降低低，且每每个循环环工作量量较大。。每次深深孔爆破破引起的的震动较较大，因因此要求求进行精精心的钻钻爆设计计，并严严格控制制爆破作作业。（2）台阶法法台阶法是是最基本本、运用用最广泛泛的施工工方法，，而且是是实现其其它施工工方法的的重要手手段。当当开挖断断面较高高时可进进行多台台阶施工工，每层层台阶的的高度常常用3.5～4.5m，或以人人站立方方便操作作选择台台阶高度度。当拱拱部围岩岩条件发发生较大大变化时时，可适适当延长长或缩短短台阶长长度，确确保开挖挖、支护护质量及及施工安安全。台阶法工工程实例例（3）CD法和CRD法中隔墙法法也称CD工法，主主要适用用于地层层较差和和不稳定定岩体，，且地面面沉降要要求严格格的地下下工程施施工。当当CD工法仍不不能满足足要求时时，可在在CD工法的基基础上加加设临时时仰拱，，即所谓谓的交叉叉中隔墙墙法（也也称CRD工法）。。CRD工法的最最大特点点是将大大断面施施工化成成小断面面施工，，各个局局部封闭闭成环的的时间短短，控制制早期沉沉降好，，每个步步序受力力体系完完整。因因此，结结构受力力均匀，，形变小小。另外外，由于于支护刚刚度大，，施工时时隧道整整体下沉沉微弱，，地层沉沉降量不不大，而而且容易易控制。。大量施工工实例资资料的统统计结果果表明，，CRD工法优于于CD工法（前前者比后后者减少少地面沉沉降近50%）。但CRD工法施工工工序复复杂，隔隔墙拆除除困难，，成本较较高，进进度较慢慢，一般般在地面面沉降要要求严格格时才使使用。暗挖CRD法施工步步序CRD工法施工工实例CRD法开挖效效果图（4）双侧壁壁导坑法法双侧壁导导坑法也也称眼镜镜法，是是变大跨跨度为小小跨度的的施工方方法，其其实质是是将大跨跨度分成成三个小小跨度进进行作业业，主要要适用于于地层较较差、断断面很大大、三线线或多线线大断面面铁路隧隧道及地地下工程程。该法法工序较较复杂，，导坑的的支护拆拆除困难难，有可可能由于于测量误误差而引引起钢架架连接困困难，从从而加大大了下沉沉值，而而且成本本较高，，进度较较慢。一一般采用用人工和和机械混混合开挖挖，人工工和机械械混合出出渣。双侧壁导坑法法实例实践证明，选选择合理的施施工方法，可可以安全的施施工隧道，并并将地表沉降降控制在设计计要求范围内内。因此，选选择一种合理理的施工方法法是工程成败败的关键。综综合国内外施施工经验,基于经济性及及工期考虑,其工法选择的的顺序为:台阶法→CD工法→CRD工法→眼镜工工法。从安全全性角度考虑虑，顺序正好好相反。在工工程实践中，，应根据地质质条件、断面面大小、地面面环境等因素素从工法的可可实现性、安全性性、工期、、适应应性、、技术术性和和经济济性六六个方方面综综合考考虑,选择施施工方方法。。（5）大断断面暗暗挖法法大断面面车站站开挖挖方法法的选选择,受地表表沉陷陷影响响较大大,变大跨跨为小小跨可可减小小地表表沉陷陷;开挖分分块越越多,扰动地地层次次数增增多地地表沉沉陷就就越大大;一次支支护及及时、、开挖挖支护护封闭闭时间间越快快地表表沉陷陷就越越小。。当采采用正正确施施工方方法和和相应应的辅辅助施施工措措施后后,可以做做到安安全、、经济济、快快速施施工的的目的的。大断面面暗挖挖主要要集中中在地地铁车车站及及渡线线段。。主要要工法法为:洞桩法法（PBA法）、、中洞洞法、、侧洞洞法等等。在在大断断面施施工中中以下下几点点值得得注意意:①大断断面划划小断断面,不是越越小越越好,要根据据地层层做调调整,小断面面固然然开挖挖安全全,但多次次力的的转换换,易造成成累计计沉降降过大大;②较好好的方方法为为洞桩桩法,但洞桩桩法导导洞多多,洞内施施工桩桩,作业条条件差差;③中洞洞法较较为安安全,控制沉沉降好好,但该法法在完完成中中洞后后,开挖侧侧洞,由于侧侧向抵抵抗侧侧压的的减弱弱,会造成成中洞洞过大大变形形,有的造造成中中拱二二衬开开裂,二衬不不宜过过早受受力;④多层层导洞洞开挖挖,一般先先从上上部洞洞室开开挖,然后落落底。。但是是整体体下沉沉总总累计计沉降降较大大。为为减少少累计计沉降降,可采取取反复复注浆浆措施施,也可以以考虑虑先挖挖下部部导洞洞,逐层上上挖,但每层层开挖挖增加加超前前小导导管;1、上下下导坑坑错开开距离离开挖挖（包包括初初支））；2、孔桩桩开挖挖、底底纵桩桩、中中柱边边桩、、顶纵纵梁；；3、中洞洞上台台阶开开挖（（包括括初支支）；；4、左右右洞上上台阶阶开挖挖（包包括初初支））；Ⅴ、中洞洞拱部部衬砌砌；Ⅵ、侧洞洞拱部部衬砌砌；7、楼板板以上上土体体开挖挖；Ⅷ、楼板板浇砼砼；9、剩余余部分分土体体开挖挖；Ⅹ、底板板及底底部边边墙衬衬砌；；Ⅺ、站台台板浇浇筑。。施工要要点及及技术术措施施①注意意控制制先行行导洞洞的开开挖中中线和和水平平，确确保开开挖断断面圆圆顺，，钢格格栅安安装位位置正正确。。②尽可可能缩缩短开开挖台台阶和和各开开挖分分部的的施工工间隔隔，使使初期期支护护尽快快闭合合，以以控制制围岩岩变形形。③因为为中隔隔壁法法工序序较多多，工工序转转换使使得结结构受受力复复杂，，为保保证拆拆除临临时格格栅时时的安安全，，必须须保证证各部部格栅栅之间间的连连接质质量。。④中隔隔墙、、板拆拆除时时，一一定要要进行行拆除除实验验，根根据监监测数数据，，决定定拆除除长度度。拆拆除时时要有有专项项拆除除方案案，采采用滑滑轮、、绳索索等措措施确确保安安全，，严禁禁采用用卷扬扬机等等机械械设备备连续续拆除除，一一般采采用跳跳仓或或换撑撑拆除除等方方法。。第三章章浅浅埋暗暗挖法法常用用的配配套技技术1.浅埋暗暗挖施施工中中出现现的问问题施工一一般地地处第第四纪纪冲、、洪积积扇的的中上上部,地层由由粘性性土、、粉土土、砂砂类土土、碎碎石类类土沉沉积而而成,土质松松散,成拱条条件差差；而而且地地下水水水位位高，，渗透透性强强（一一般采采取降降水措措施,但仍有有残留留水））；加加上大大部分分线路路处于于交通通繁忙忙地段段，车车辆行行驶过过程中中产生生强烈烈震动动，使使浅埋埋隧道道周边边土体体更加加松弛弛，开开挖过过程中中极易易坍塌塌。一一般引引起坍坍塌的的原因因或因因素:（1）地层层预加加固效效果不不佳浅埋暗暗挖是是以地地层预预加固固为前前提的的一种种施工工技术术。对对松散散地层层,开挖的的过程程更主主要的的是支支护的的过程程,地层加加固是是开挖挖成败败的关关键。。（2）开挖挖面暴暴露时时间长长在预加加固后后开挖挖过程程中,围岩土土体会会出现现一个个短暂暂的稳稳定，，随着着暴露露时间间延长长,坍塌的的可能能性也也越大大。（3）受地地面震震动影影响地面车车辆行行驶过过程中中产生生的震震动是是坍塌塌的重重要诱诱因之之一，，尤其其夜间间重车车高速速行驶驶更为为明显显。（4）降水水后地地层残残留水水的影影响土层隧隧道施施工最最为关关键的的是地地下水水。施施工有有地下下水时时，施施工前前都采采取降降水措措施。。部分分地层层中形形成砂砂和粘粘土的的混合合体，，管井井很难难达到到疏干干的目目的，，开挖挖过程程中可可能产产生潜潜蚀作作用，，并造造成流流砂、、坍塌塌现象象。（5）雨、、污水水等市市政管管线渗渗漏或或下穿穿河、、湖地下管管线纵纵横交交错,一些雨雨、污污水管管修建建年代代较早早，渗渗漏严严重，，下穿穿河、、湖水水渗漏漏严重重，周周围地地层处处于饱饱和状状态，，部分分地段段还形形成一一个水水囊。。随着着暗挖挖施工工扰动动土体体，破破坏原原有平平衡，，可能能引起起坍塌塌。（6）马头头门及及断面面变换换处马头门门和断断面变变换处处是工工程施施工的的一大大难点点，由由于受受力转转换比比较复复杂，，施工工中易易引起起坍塌塌。（7）人为为管理理等因因素施工方方法不不当；；施工工方案案不当当；管管理上上重开开挖轻轻支护护等。。坍塌事事故照照片2.常用的的辅助助工法法稳定地地层的的主要要手段段是用用注浆浆加固固隧道道周边边地层层，用用管棚棚加固固隧道道拱部部地层层。要要根据据地质质和施施工的的具体体情况况确定定注浆浆的范范围、、压力力和材材料，，达到到改善善地层层的物物理力力学参参数，，提高高地层层的自自稳能能力。。常用用辅助助方法法：（1）大管管棚支支护一般开开挖洞洞门或或结构构受力力转换换、大大断面面或通通过重重要管管线等等地方方,设计普普遍采采用管管棚方方案。。常用用管棚棚为108mm～159mm,也有采采用更更大的的管棚棚。管管棚直直径不不是越越大越越好,施工过过程中中注意意沉降降控制制。管管棚施施工带带水作作业时时要间间隔进进行，，同时时完成成一个个管就就要立立即进进行注注浆，，防止止地层层中地地下水水的串串流。。大管棚棚支护护实例例（2）小导导管超超前支支护在软弱弱地层层中沿沿着开开挖轮轮廓线线和加加固轮轮廓线线，按按照一一定的的入射射角度度，打打设一一定数数量的的小导导管，，用注注浆设设备把把配置置好的的注浆浆材料料，通通过小小导管管注入入到地地层里里，使使注浆浆材料料在软软弱地地层里里向四四周迅迅速扩扩散和和固结结，并并使小小导管管和土土体固固结在在一起起，起起到棚棚护和和加固固地层层的作作用。。常用用的小小导管管为25mm——42mm。对较较好的的粘性性土层层,采用开开挖镐镐刨,小导管管打入入较困困难，，只要要能够够使开开挖面面稳定定，可可不必必强求求打小小导管管；小小导管管仰角角不宜宜过大大,一般控控制在在15°°以内。。小导管管不能能盲目目追求求角度度要求求，防防止下下榀格格栅因因无架架设空空间而而割断断导管管。（3）地表表降水水及洞洞内水水理方方法地表井井点降降水是是常用用方法法，在在布置置井点点时应应控制制单井井抽水水量，，在施施工时时做好好反滤滤层，，并且且分段段抽水水，以以减少少因降降水引引起的的地表表沉降降和减减少地地下水水的流流失。。粘土土层中中夹有有砂层层或砂砂层中中夹有有粘土土等,管井降降水很很难全全部疏疏干,地层中中存在在残留留水，，这时时经常常采用用水平平排水水和注注浆止止水等等办法法。（4）冻结结法冻结法法是利利用人人工制制冷技技术，，使地地层中中的水水冻结结，把把天然然岩土土变成成冻土土，增增加其其强度度和稳稳定性性，隔隔绝地地下水水与地地下工工程的的联系系，以以便在在冻结结壁的的保护护下进进行隧隧道和和地下下工程程的开开挖与与衬砌砌施工工技术术。多多用在在盾构构隧道道出发发、到到达端端头、、联络络通道道和区区间隧隧道局局部具具流塑塑或流流沙地地层的的止水水与加加固。。另外还有一一些小的辅辅助办法如如：开挖留留核心土、、喷射混凝凝土封闭开开挖工作面面、锁脚锚锚管、设置置临时仰拱拱等。第四章浅浅埋暗挖法法施工中的的监测1.施工监测总总体要求监控量测工工作必须紧紧接开挖、、支护作业业，按设计计要求进行行布点和监监测，并根根据现场情情况及时进进行调整或或增加量测测的项目和和内容。量量测数据应应及时分析析处理，并并将结果反反馈到施工工过程中。量测结果修改设计指导施工积累资料为以后设计提供类比依据二次衬砌合理的施作时间为确定隧道安全提供可靠的信息预见事故和险情掌握围岩动态和支护结构的工作状态监控量测2.监测的作用用3.监测项目的的确定因素素监测项目的的确定、监监测断面及及测点的位位置、仪器器设备的选选择及组件件的埋设方方法等，主主要考虑如如下因素：：