浅埋暗挖法修建地铁区间隧道施工技术及安全管理课件

二、浅埋暗挖法的前提条件选用浅埋暗挖法应考虑的基本条件有：首先，浅埋暗挖法不允许带水作业。如果含水地层达不到疏干，带水作业是非常危险的。开挖面的稳定性时刻受到水的威胁，甚至发生塌方。把地下水，尤其是上层滞水处理好是非常关键的环节，它直接影响浅埋暗挖法的成败。二、浅埋暗挖法的前提条件选用浅埋暗挖法应考虑的基本条件有：1第二，采用浅埋暗挖法要求开挖面具有一定的自立性和稳定性。1997年日本土木学会曾提出开挖工作面土体稳定的定量判别标准：土体中的细颗粒（小于74μm）含量小或等于10%，且均匀系数Uc小于或等于5的土体，不具备自立性。我国对于土体的自立性还未作出定量规定，但从定性上提出了要求：工作面土体的自立时间，应足以进行必要的初期支护作业。我们把开挖面前方对底层的预加固和预处理是为浅埋暗挖法的必要前提，目的就在于加强开挖面的稳定性，增加施工的安全性。第二，采用浅埋暗挖法要求开挖面具有一定的自立性和稳定性。192三、浅埋暗挖法的基本经验铁道部隧道工程局就复兴门折返线工程总结的十八字诀，即管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测，基本上概括了浅埋暗挖法的施工工艺要求和施工经验。三、浅埋暗挖法的基本经验铁道部隧道工程局就复兴门折返线工程总3（1）底层的预加固和预处理

开挖面土体稳定是采用浅埋暗挖法的基本条件。当土体难以达到所需的稳定条件时，必须通过地层预加固和预处理，来提高开挖面土体的自立性和稳定性。降低地下水位一方面可达到无水施工，另一方面可以改善土体的物理力学特性。经常采用的预加固和预处理的措施有超前小导管注浆、工作面前方深孔注浆和大管棚超前支护。视具体情况可单独使用，也可以配合使用。（1）底层的预加固和预处理4（2）隧道开挖和初期支护

把“隧道开挖”和“初期支护”写成一个小标题，就是想强调“随开挖、随支护”的基本原则。如何利用土体有限的自立时间进行开挖和支护作业，使土体开挖后暴露的时间尽可能短，是初期支护尽早封闭成环。就这一意义上说，选择适当的开挖方法就显得十分重要。根据土体的稳定性和隧道断面大小可以选用短台阶法开挖，或带临时仰拱的长台阶法开挖。对于断面较大的隧道，考虑分部开挖、分部支护和封闭成环的需要，选择中隔壁法（CD法），交叉隔壁法（CRD法）和侧壁导坑法（眼镜法）等。每次开挖循环，以“短进尺”为原则。为了保持开挖面的稳定，采用弧形导坑留核心土的开挖方法，使开挖面得到核心土的支撑。（2）隧道开挖和初期支护5浅埋暗挖法常用的初期支护形式是钢筋格栅、钢筋网和喷混凝土，浅埋暗挖法要求初期支护具有足够的强度和刚度。在技术、经济的合理范围内，尽可能减小初期支护的变形量，目的是控制土体位移，减少地表沉降。之所以广泛采用钢筋格栅，其原因一方面是因为钢筋格栅与喷混凝土能紧密结合，另一方面是因为钢筋格栅在拼装成环后，具有一定的强度和刚度，在喷混凝土尚未具备足够强度之前，钢筋格栅可以单独承担来自土层的一部分荷载。有的施工指南要求钢筋格栅承受2-4m的土柱压力，也是基于这方面的考虑。浅埋暗挖法常用的初期支护形式是钢筋格栅、钢筋网和喷混凝土，浅6（3）二次衬砌

浅埋暗挖法通常采用模筑混凝土作为二次衬砌材料，它既是提高初期支护强度和刚度，增加初期支护安全储备的需要，也是支撑中间的防水隔离层、承受水压力的需要，一般通过监控测量，证明初期支护基本稳定，防水层铺设完毕经隐蔽工程检查合格后，可以开始灌注二次衬砌。如果隧道断面较大，等待初期支护变形达到基本稳定需要很长时间，也可提前施做二次衬砌，这时的二次衬砌将要承受初期支护变形传来的压力。（3）二次衬砌7（4）监控测量

利用监控量测获得的信息指导施工，这是浅埋暗挖法施工中必不可少的一个组成部分，地表位移、拱顶下沉、隧道周边收敛等量测项目常被选为监控量测的必测项目，而土压力土体位移、支护应力等可作为选侧项目。

当测点的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小于0.2mm/d，拱顶下沉变化率小于0.1mm/d，而且所测的位移值大于预计总位移值的80%以上时，可以认为隧道达到基本稳定。如果测点的位移时间曲线长时间不收敛，甚至有增大的趋势，或者发现初期支护有明显的开裂破坏痕迹，综合分析这些现象，可以将其作为隧道失稳前兆的依据，必须及时采取应急加固措施。量测数据对隧道支护的受力变形状态起着重要的监控作用，量测数据的及时性和准确性应予以足够重视。（4）监控测量8四、暗挖区间隧道标准断面施工方法及需注意的几个问题1.暗挖区间标准断面

地铁区间隧道除个别特殊地段外，一般均采用单线马蹄形曲墙断面形式。四、暗挖区间隧道标准断面施工方法及需注意的几个问题1.暗挖区92.超前支护施工

结合具体地质条件和开挖面的稳定情况，一般选择小导管注浆（图2）作为主要的超前支护手段。2.超前支护施工10小导管采用φ42mm，长2.5—3.5mm，外插角10—15°，环向间距为25—32cm，搭接1.5m。

注浆浆液需根据具体地质条件选用，或用单液水泥注浆，或用水泥玻璃双液注浆，或用改性水玻璃浆注浆。注浆浆液的选择，配比、压力的确定必须经过现场试验决定。目前工程中常出现的问题有：（1）注浆浆液配比及参数既无控制，注浆效果又不作严格检查，甚至只设管不注浆，结果影响开挖后开挖面的土体稳定。（2）外插角过大，沿拱架内缘斜插下一拱架外缘，但外插角近30°--40°。小导管下方土体坍塌，影响开挖面的稳定。小导管采用φ42mm，长2.5—3.5mm，外11由曲线可知隧道开挖临近并到达测点里程时，地面沉降急剧加大，曲线陡峭，最大沉降速率达2.施工过程中严格遵循“小步距，快封闭”的准则。（2）喷射混凝土不密实。我们有些个别工程施工组织设计既无周密的监控量测措施，为加快施工进度，又不采用间隔拆除长度是十分危险的。地铁区间隧道除个别特殊地段外，一般均采用单线马蹄形曲墙断面形式。隧道在复杂条件下施工，必须建立起周密的监测系统，实行信息化施工。（1）格栅拱架制作不合规范要求。如果含水地层达不到疏干，带水作业是非常危险的。①未封闭成环的初期支护是一个不稳定结构，长时间隧道处于不稳定支护体系是很危险的。1997年日本土木学会曾提出开挖工作面土体稳定的定量判别标准：土体中的细颗粒（小于74μm）含量小或等于10%，且均匀系数Uc小于或等于5的土体，不具备自立性。必须对制定相应对策提供可靠依据。管道内的水（特别是有压上水）冲入隧道，对隧道形成第二次冲击。开挖面土体稳定是采用浅埋暗挖法的基本条件。在技术、经济的合理范围内，尽可能减小初期支护的变形量，目的是控制土体位移，减少地表沉降。当测点的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小于0.量测数据对隧道支护的受力变形状态起着重要的监控作用，量测数据的及时性和准确性应予以足够重视。（1）临时隔墙及仰拱的施作质量。如果测点的位移时间曲线长时间不收敛，甚至有增大的趋势，或者发现初期支护有明显的开裂破坏痕迹，综合分析这些现象，可以将其作为隧道失稳前兆的依据，必须及时采取应急加固措施。施工过程中严格遵循“小步距，快封闭”的准则。在开挖以后，土体自承稳定的时间极短，在喷射混凝土达到设计强度以前，格栅拱架是主要支撑结构，因此规范要求拱架能单独承受2—4m土体荷载并密贴土体。3.短台阶法开挖与支护

隧道净高6.0m，净宽5.6m。对于一般地层常采用短阶法开挖，上台阶长不超过1倍洞径，并留有2m以上的核心土。后方开挖中层土，并施作仰拱。（1）留核心土的目的，一方面可以抑制开挖面的变形，保持土体稳定，另一方面可以压缩拱部开挖土方时间，尽早在有限空间架设拱部栅拱架，并喷射混凝土，尽早完成拱部初期支护。

（2）采用台阶的目的，一方面利用台阶的土压力支挡前方工作面，保持开挖面稳定，另一方面利用台阶便于人工开挖。（3）采用短台阶的目的，一方面便于人工翻碴，另一方面可以尽快开挖中层土方，便于尽早施作边墙支护和封闭仰拱，尽早使初期支护形成封闭的稳定结构。由曲线可知隧道开挖临近并到达测点里程时，地面沉降急剧加大，曲12但是目前有些工地施工存在的问题是：（1）格栅拱架制作不合规范要求。在开挖以后，土体自承稳定的时间极短，在喷射混凝土达到设计强度以前，格栅拱架是主要支撑结构，因此规范要求拱架能单独承受2—4m土体荷载并密贴土体。最早由德国引进的图纸，在四根钢筋之间用8字结连接，以后为了简化作成斜向连接，再以后斜向连接筋随便点焊上，把拱架作为构造钢筋处理。这是非常危险的。正是因为如此，规范对拱架作出严格要求。除此之外，拱架基础必须支牢，必要时设置斜向支撑注浆锚管。但是目前有些工地施工存在的问题是：13（2）喷射混凝土不密实。钢筋密集地段实施喷射混凝土是一件比较困难的事，回弹大，而且钢筋背后不密实。所以规范对双层钢筋网喷射混凝土必须喷完一层再挂第二层网喷第二层。挂在格栅表面喷混凝土要清除后再喷，不然钢筋背后是无法喷实的。不密实的初期支护存在严重隐患，而且地下水锈蚀钢筋，影响初期支护的寿命。（2）喷射混凝土不密实。14（3）短台阶过长。前面已经介绍了用短台阶的理由，但是有些工地运土车上了台阶以后，取消了人工翻土的作用。为了便于布置人力，往往将台阶拉得过长，台阶拉得过长，结果是：①未封闭成环的初期支护是一个不稳定结构，长时间隧道处于不稳定支护体系是很危险的。②半拱初期支护基础支撑在土体上，土体不可能提供足够的支撑力。半拱处于悬臂状态，悬臂过长，端头下沉，悬臂过长将会造成拱部拉裂，这在国外曾发生过事故，造成严重后果。

③台阶过长拖后了中层土体开挖，也拖后了封闭仰拱时间，结果至少将导致隧道变形过大，地表下沉量过大，由此，十八字诀中“短开挖，强支护，快封闭”就是这么出来的。（3）短台阶过长。154.小结①采用超前小导管注浆是防止工作面失稳及控制地面下沉的重要措施，小导管必须与钢拱架联结。

②严格控制格栅钢架的安装质量，保证钢架平面垂直隧道中线，水平、高程、左右误差应符合设计要求和规范要求，在拱脚处应设置能注浆的锚管，这是防止拱部垂直位移的关键。

③采用环形开挖，留核心土，可保证工作面稳定，核心土的尺寸在纵向要大于2m。对不良地层，要及时用喷射混凝土封闭工作面，做到开挖后，土体损失系数最小。4.小结16④严格控制每循环的进尺，一般为0.5—0.75m，因为拱部局部的坍塌高度一般是进尺长度的1/2。⑤控制台阶长度，充分利用地层纵向承载拱的作用。量测证明：对于软弱地层，台阶长度超过1倍洞径，就要及时闭临时仰拱。

⑥及时进行初期支护。当开挖完成以后，必须及时架立拱架。拱架与地层之间要紧密接触，以防地层松弛。随后挂网、焊接。从开挖到施喷混凝土的时间不应超过土体的自稳时间。工序的拖长、工序的衔接不紧，是造成塌方、下沉的最大隐患。④严格控制每循环的进尺，一般为0.5—0.75m，因为17⑦由于地层稳定性差，在喷层与地层间经常出现空隙。该空隙多发生在拱顶附近的拱脚处，所以背后充填注浆非常重要，该工序应紧跟工作面进行。

⑧系统地进行初期周围2—3m土体的固结注浆，是克服土壤长期流变引起地表下沉的最好方法。⑦由于地层稳定性差，在喷层与地层间经常出现空隙。该空隙18五、平顶直墙浅埋暗挖施工技术虽然地下工程采用拱结构的手里条件最佳，但是区间隧道受顶部管路或地下构筑物的影响，无法采用拱结构，在“复一八”线工程开始研究采用平顶直墙矩形隧道结构，平顶直墙浅埋暗挖施工法。现通过“复一八”线热电厂到八王坟区间的283m的双跨矩形区间隧道工程为例，介绍这种工法的主要特点。五、平顶直墙浅埋暗挖施工技术虽然地下工程采用拱结构的手里条件191.工程概况该隧道外轮廓尺寸为10.87×6.22m。通过的地层为粘质粉土，粉砂，粘质粉土，结构在地下水位以下。隧道顶部横向有11条管路，沿隧道纵向10条管线，管线埋设较深无法采用拱形结构，地下管线又无法迁移拆除，被迫不得不采用平顶浅埋暗挖施工技术。1.工程概况202.平顶直墙浅埋暗挖施工技术和工艺（1）隧道的断面结构

隧道采用双跨矩形隧道，中间为钢筋混凝土隔墙，设初期支护及二次衬砌，两层间设柔性防水层，如图3所示。2.平顶直墙浅埋暗挖施工技术和工艺21（2）施工技术措施①隧道初期支护毛洞全断面分为3个洞室。为增大洞室立墙的侧向稳定，减小地表沉降，贯彻快封闭的暗挖原则，边洞的立墙中央增设水平中隔板，即初期支护断面由两个相距一定距离的“日”字形组成。施工时3个洞室相互错开15m（见图4）。施工顺序采取先边洞、后中洞的开挖步序；每洞的掘进均采用保留核心土的短台阶开挖方法；施工过程中严格遵循“小步距，快封闭”的准则。（2）施工技术措施22为了保持开挖面的稳定，采用弧形导坑留核心土的开挖方法，使开挖面得到核心土的支撑。当然加大临时隔墙的跨度，可以减少废弃工程量，加大作业面，施工当然方便，但是对于平顶直墙隧道施工是非常危险的。由于区间设置渡线，一些渡线的隧道宽度达到14.事故的教训给我们的启示是，探明开挖面前方的工程地质和水文地质工作是非常重要的，一般采用洛阳铲简单工具应能大致了解到前方的土质和含水情况。在技术、经济的合理范围内，尽可能减小初期支护的变形量，目的是控制土体位移，减少地表沉降。二、浅埋暗挖法的前提条件③ 针对局部薄弱断面区段，提前施作二衬，提高支护衬砌结构刚度。把“隧道开挖”和“初期支护”写成一个小标题，就是想强调“随开挖、随支护”的基本原则。①隧道初期支护毛洞全断面分为3个洞室。大断面隧道分隔成小断面隧道，每个小隧道的初期支护都是封闭成环，都是稳定的。（4）平顶直墙浅埋暗挖法施工容易发生的问题：从开挖到施喷混凝土的时间不应超过土体的自稳时间。必须对制定相应对策提供可靠依据。④二衬施工（见图6），先做中洞范围内的中墙和顶底板结构钢筋混凝土，此时无力的转换，然后分档拆除中墙初期支护临时结构，完成初期支护和二衬力的转换。量测数据对隧道支护的受力变形状态起着重要的监控作用，量测数据的及时性和准确性应予以足够重视。在开挖以后，土体自承稳定的时间极短，在喷射混凝土达到设计强度以前，格栅拱架是主要支撑结构，因此规范要求拱架能单独承受2—4m土体荷载并密贴土体。2、侧壁导坑施工法（眼镜工法）③ 针对局部薄弱断面区段，提前施作二衬，提高支护衬砌结构刚度。量测证明：对于软弱地层，台阶长度超过1倍洞径，就要及时闭临时仰拱。钢筋密集地段实施喷射混凝土是一件比较困难的事，回弹大，而且钢筋背后不密实。②隧道北侧靠热电厂循环渠段长约120m，施工期间水渠不能断流。因该侧土体长期受水浸泡，处于饱和状态，为确保施工期间该侧土体的稳定和隧道范围的安全并结合现场实际情况，采用深层搅拌桩加固邻河侧土体，并采用井点降水。降水是将降水井打在隧道范围内，待开挖到降水井时将其破除，从而控制地下水位低于结构底板；同时土方开挖前在掌子面施作前超前探孔，探测掌子面前方4-6m内土体的含水率和土质变化情况，及时采取措施消除安全隐患。为了保持开挖面的稳定，采用弧形导坑留核心土的开挖方法，使开挖23③初期支护和二衬之间铺设柔性防水层。防水层材料选用抗拉强度大、延伸性、拉裂性、耐破损性和施工性良好的ECB防水卷材。吸取以往平顶直墙暗挖施工防水层未封闭成环造成结构渗漏的教训，采取先做中洞范围顶底板防水层并预留防水层的搭接长度，拆除初支临时结构时做好防水层的保护，施作边洞边水层是将预留的防水层搭接头展开与后敷设的防水层焊牢，从而实现防水层封闭成环（见图5）。③初期支护和二衬之间铺设柔性防水层。防水层材料选用抗拉强度大24施工时为保护ECB防水层级保证二衬钢筋搭接质量，二衬中隔墙顶、底板钢筋均采用锥螺纹连接，获得良好效果。施工时为保护ECB防水层级保证二衬钢筋搭接质量，二衬中隔墙顶25④二衬施工（见图6），先做中洞范围内的中墙和顶底板结构钢筋混凝土，此时无力的转换，然后分档拆除中墙初期支护临时结构，完成初期支护和二衬力的转换。设计要求初期支护破除每段不超过6m，间隔进行。④二衬施工（见图6），先做中洞范围内的中墙和顶底板结构钢筋混26由于需给防水和二衬钢筋留下1.5m的搭接量，因而每段二衬混凝土施工只有4.5m长，工程进度缓慢、施工缝多。为此，在施工过程中做了试验，即逐渐增加每段初期支护破除的长度，同时密切监测钢格栅应力和地表沉降量。根据测试数据，一次破除6m、8m、10m、12m时，顶部钢筋应力分别为9.8kN、10.0kN、10.1kN、10.3kN，地表沉降差0.1mm。根据顶部钢筋应力设计允许值10.2kN的指标，确定每段初期支护破除长度为10m，大大的提高了工效。由于需给防水和二衬钢筋留下1.5m的搭接量，因而每段二衬混凝27（3）监控量测反馈信息。隧道在复杂条件下施工，必须建立起周密的监测系统，实行信息化施工。热一八区间平顶直墙施工段的主要监测项目为：地表下沉量测、顶板下沉量测、结构净空收敛量测和钢筋应力量测。为实现各监测项目，建立了量测组织机构，配备了必要的仪器设备。通过对施工中量测所得到数据的处理和分析，得出了如下结论：

（3）监控量测反馈信息。28随着隧道的掘进，地表沉降呈现规律性的变化，如图7所示。由曲线可知隧道开挖临近并到达测点里程时，地面沉降急剧加大，曲线陡峭，最大沉降速率达2.60mm/d，最大沉降量为28.5mm。当隧道开挖通过测点断面一定距离，初期支护结构施工完毕并已封闭成环，地表下沉速度减慢，曲线变缓。随着隧道的掘进，地表沉降呈现规律性的变化，如图7所示。由曲线29

在二次结构施工前，拆除中墙临时支撑时由于结构顶部发生绕度变形，引起地表沉降，最大的沉降量可达14.9mm，如图8.

从量测结果可以看出，由于临时支撑的存在，变大跨度结构为小跨度结构，增强了结构刚度，从而有效的控制了土体位移及顶板下沉。临时支撑拆除后，顶板再次下沉，但其变形在结构变形允许范围之内。

在二次结构施工前，拆除中墙临时支撑时由于结构30结构应力量测采用埋入式JXG-I型钢筋应力传感器和SS-Ⅱ型袖珍数字式钢弦频率接收仪。初期支护结构应力测试结果表明，各测点应力值均小于钢筋允许应力。钢筋应力随掌子面的远去而逐渐趋于稳定。二衬施工时，通过逐渐增加每段初期支护破除的长度并测量钢格栅应力的试验，将每段二衬施工的长度由设计的6m提高到10m，在确保安全的条件下大大的提高了工效，充分体现了监控量测对施工和设计的指导作用。浅埋暗挖法修建地铁区间隧道施工技术及安全管理课件31（4）平顶直墙浅埋暗挖法施工容易发生的问题：

①平顶直墙矩形隧道的临时隔墙分块太大。应该看到平顶直墙矩形断面是受环境制约，迫不得已采用的一种受力条件不太理想的一种结构形式，薄板承受弯矩能力差，因此要化大跨为小跨，临时隔墙间距不能太大。上述工程实例，临时隔墙跨度控制在3.4m是合适的。我们十号线某车站施工组织平面设计中平顶直墙段，总宽为22m，临时隔墙将隧道分为4块，隔墙间距达到5.5m，采用35cm厚的初期支护，不知该设计是否做过验算，至少目前为止，平顶直墙隧道这么大跨度的工程实例还未听到过。当然加大临时隔墙的跨度，可以减少废弃工程量，加大作业面，施工当然方便，但是对于平顶直墙隧道施工是非常危险的。按照化大跨为小跨的原则，目前的工程经验，隔墙间距一般不宜超过4m，隧道埋深越深，项部荷载越大，隔墙间距的选择越要十分慎重。（4）平顶直墙浅埋暗挖法施工容易发生的问题：32②二衬施工时，临时隔墙拆除顺序二衬施工阶段临时隔墙拆除时比较重要，也是比较容易出现问题的一个阶段。上述工程通过监控量测逐步调整临时隔墙拆除的间隔长度和顺序。我们有些个别工程施工组织设计既无周密的监控量测措施，为加快施工进度，又不采用间隔拆除长度是十分危险的。③二衬背后及时充填注浆二衬施工以后，及时背后回填注浆及注浆质量是十分重要的。尤其二衬顶板背后，如留存空隙，当隔墙拆除时，地层和初期支护外荷载不能实现平静的应力重分布，荷载转由二衬承受，而是发生突然下沉出现冲击荷载压在二衬上，这一结果不但二衬承受设计外的冲击荷载，而且加大地表沉降量，对工程十分不利。②二衬施工时，临时隔墙拆除顺序33六、大跨度区间隧道施工技术1、大跨度隧道中隔墙施工法（CD法）和交叉隔墙法(CRD法)区间隧道受线路平面布置的影响，有些区段采用双线隧道方案。这时的隧道净跨将达到12m，净高达到8m。如果仍采用前面介绍的短台阶施工技术或长台阶施工技术，则台阶上部弧形导坑的弧度十分平缓，矢高比非常不合理，直接影响到拱部土体的稳定。平拱拱脚水平推力大，拱顶下沉过大，甚至坍塌。跨度越大问题越严重，所以跨度超过7m以上的隧道就要选择中隔墙（CD法），如果跨度再大，隧道高度再高，高隔墙难于保护稳定时，中间必须加设临时仰拱，这种施工方法叫CRD法，即交叉中隔墙法。大断面隧道分隔成小断面隧道，每个小隧道的初期支护都是封闭成环，都是稳定的。按一定顺序开挖支护好的小断面隧道最终汇成一个大断面隧道。临时隔墙与临时仰拱对大断面隧道的稳定起十分重要作用。六、大跨度区间隧道施工技术1、大跨度隧道中隔墙施工法（CD34二次衬砌施工时，需要拆除临时隔墙及仰拱，如何拆除，如何选择拆除顺序，如何确定拆除段长是十分关键的。中隔墙法或交叉隔墙法实施中需要注意几个问题：（1）临时隔墙及仰拱的施作质量。中隔墙及仰拱虽然都是临时结构，奖励啊都需要拆除，但隧道的施工过程中，在隧道初期支护尚未完全封闭以前，是系统的重要受力结构的一部分。切不可以认为是临时支护而草率施工，造成不良后果。二次衬砌施工时，需要拆除临时隔墙及仰拱，如何拆35（2）二衬施工时要正确选择临时结构的拆除顺序及相应工艺，需要采用监测手段进行有效监控。有些施组中对此选择方案不当，采用通长拆除通长施作二衬，虽然施工便于安排，但危险性大。一般选择跳段拆除，跳段施作二衬。虽然施工麻烦一些，但利用空间拱效应，对隧道的稳定有利。（3）大断面隧道水平推力大，开挖支护后的背后地层注浆的及时性及充填密实性是十分重要的，需要切实掌握。（2）二衬施工时要正确选择临时结构的拆除顺序及相应工艺，需要36③台阶过长拖后了中层土体开挖，也拖后了封闭仰拱时间，结果至少将导致隧道变形过大，地表下沉量过大，由此，十八字诀中“短开挖，强支护，快封闭”就是这么出来的。①未封闭成环的初期支护是一个不稳定结构，长时间隧道处于不稳定支护体系是很危险的。挂在格栅表面喷混凝土要清除后再喷，不然钢筋背后是无法喷实的。前面已经介绍了用短台阶的理由，但是有些工地运土车上了台阶以后，取消了人工翻土的作用。平拱拱脚水平推力大，拱顶下沉过大，甚至坍塌。诸多工程都训使同行们取得共识，——无水施工是浅埋暗挖法的前提条件。因该侧土体长期受水浸泡，处于饱和状态，为确保施工期间该侧土体的稳定和隧道范围的安全并结合现场实际情况，采用深层搅拌桩加固邻河侧土体，并采用井点降水。3kN，地表沉降差0.大断面隧道分隔成小断面隧道，每个小隧道的初期支护都是封闭成环，都是稳定的。（4）平顶直墙浅埋暗挖法施工容易发生的问题：但是对于超大断面的隧道，这种施工法是比较稳妥的。五、平顶直墙浅埋暗挖施工技术为实现各监测项目，建立了量测组织机构，配备了必要的仪器设备。前面已经介绍了用短台阶的理由，但是有些工地运土车上了台阶以后，取消了人工翻土的作用。放弃工程量多，工程费用相对较高。1、大跨度隧道中隔墙施工法（CD法）和交叉隔墙法(CRD法)该空隙多发生在拱顶附近的拱脚处，所以背后充填注浆非常重要，该工序应紧跟工作面进行。当然加大临时隔墙的跨度，可以减少废弃工程量，加大作业面，施工当然方便，但是对于平顶直墙隧道施工是非常危险的。施工过程中严格遵循“小步距，快封闭”的准则。开挖面的稳定性时刻受到水的威胁，甚至发生塌方。2、侧壁导坑施工法（眼镜工法）由于区间设置渡线，一些渡线的隧道宽度达到14.5m以上，高度达到10m。在这种情况下，选用中隔壁法，或交叉隔壁法都不适应。只有选用侧壁导坑法，或称之为眼镜工法，先开挖两个侧洞，再开挖中拱，最后落底作仰拱，形成封闭的环形支护，大洞由多个小洞组合而成。每个小隧道的断面都不大，可以保证施工的安全与稳定，整个隧道的稳定性及沉降量就是可以控制了。当然这种施工方法比较麻烦。放弃工程量多，工程费用相对较高。但是对于超大断面的隧道，这种施工法是比较稳妥的。③台阶过长拖后了中层土体开挖，也拖后了封闭仰拱时间，结果至少37七、王府井—东单区间折返线及渡线的施工实例

开挖支护方案的研究浅埋暗挖法主要有台阶法、中隔壁法、眼镜法、中洞法，不同的施工方法具有不同的特点。为便于分析，现就上述各主要施工方法的特点、适用条件、沉降量控制效果、工期、造价等方面作一对比，见表：七、王府井—东单区间折返线及渡线的施工实例开挖支护方案的研38工程的实施超前支护的施工通过对几种超前支护方案的比选，结合本区间所处地质条件，工程除在施工通道进入正线开口处采用大管棚超前支护外，其他地段均选择以小导管注浆作为主要超前支护手段。小导管注浆支护参数如下：小导管采用Φ42mm，长2.5~3.5m，外插角13~16°，环向间距为25~33cm，搭接1.5m。工程的实施小导管采用Φ42mm，长2.5~3.5m，外插角139浅埋暗挖法修建地铁区间隧道施工技术及安全管理课件40大断面向小断面的转换过渡一般作法是将大断面作到设计位置后，进行封端，再进入小断面的施工。但要注意二个问题，一是小断面存在应力集中，在此部位进行结构加强，二是存在二次开挖需要进行土体加固，但这种施工工期长，封端破除量较大。小断面向大断面的转换过渡小断面向大断面的转换过渡难度较大，在硬质围岩的情况下较易实现，直接用错台就可以实现，但是在松散土体中就复杂多了。从小断面向大断面过渡，充分利用超前支护加固土体，利用格栅喷混凝土逐步加高加宽断面的渐变形式实现。渡线段的施工，断面转换过渡的顺序及工序过渡的施工方法，都是非常关键的，也是容易出现问题的部位，需要十分的慎重。大断面向小断面的转换过渡41（4）监控量测的实施为确保此段隧道施工时结构安全、稳定、及时了解结构受力状况及周围土体在不同工作状态下的力学动态和收敛状况，在施工中对地表下沉、隧道拱顶下沉、格栅钢筋应力、隧道净空收敛均进行了严密监测，并对监测结果做了动态分析。量测结果显示：地表最大沉降量23mm，净空收敛值3mm，拱顶下沉值20mm，均在允许范围内。（5）小结地铁“王一东”区间折返段由10种不同结构断面形式组成，最小跨度5.6mm过渡到最大跨度14.2m，断面交错变化几十处，施工方法包括台阶法、中隔壁法、眼镜法、中洞法等多种浅埋暗挖施工法，确保施工安全，同时也确保多种不同工法过渡的安全。（4）监控量测的实施42本工程采取措施总体概括如下：① 采用人工降水，确保无水施工，大量采用地层注浆加固措施，提高地层稳定性。② 针对不同断面选择不同的，经过比选与断面相适应的施工方法及不同工法的过渡措施。③ 针对局部薄弱断面区段，提前施作二衬，提高支护衬砌结构刚度。④ 自始至终采用有效的监控量测手段对工程状态进行监测，根据量测信息选作必要的工程措施。本工程采取措施总体概括如下：43八、确保无水施工，重视地下管道漏水浅埋暗挖是在不稳定的土体中进行暗挖作业，必须十分谨慎。人们采用小导管、管棚、深孔土体注浆都是提高土体稳定性的措施，其中必保的一条就是保持土体无水施工。这不但为方便施工所必须，也是提高土体稳定性的必须采用办法。诸多工程都训使同行们取得共识，——无水施工是浅埋暗挖法的前提条件。采用浅埋暗挖法不可避免要在市政管理道下面进行施工，问题在于大多数上、下水管道不同程度地存在漏水的情况。严得的渗漏导致管首周围的地层状况恶化，形成饱和水状态的软塑和流塑地层。当隧道开挖接近这一地层时，流泥和流砂便会涌入隧道。管道下面土体被掏空，又会造成管道断裂。管道内的水（特别是有压上水）冲入隧道，对隧道形成第二次冲击。八、确保无水施工，重视地下管道漏水浅埋暗挖是在不稳定的土体中44事故的教训给我们的启示是，探明开挖面前方的工程地质和水文地质工作是非常重要的，一般采用洛阳铲简单工具应能大致了解到前方的土质和含水情况。如能采用红外线温度扫描仪或地质雷达等物探手段，查明上层滞水和管道渗漏水的情况。必须对制定相应对策提供可靠依据。如果发现上层滞水和管道渗漏严重威胁隧道施工的情况，可以采取局部加密注资浆，增设管棚等措施，必要时采用局部土壤冻结也是可取的。总之要把一般降水难以奏效的上层滞水和管道渗漏水对浅埋暗挖法的潜在威胁，在开挖面到达之前加以消除。事故的教训给我们的启示是，探明开挖面前方的工程地质和水文地质45九、管理、经验、监测在浅埋暗挖法中的作用隧道采用浅埋暗挖法施工，施工安全取决于人们通过严格的管理和正确的工程浦实践，包括监控量测的反馈来控制施工作业，以减少风险。浅埋暗挖法的十八字决，尽人皆知，但是对它的理解和体会的深浅、实施中的坚决程度未必相同。严格的管理表现在对影响工作面稳定的因素始终紧抓不放。例如对地层预加固预处理的质量，对于地下水的警觉，对支护紧跟挖面施作的及时性，短进尺、快封闭的重要性，以及对补偿注浆的作用等，不仅有深刻的认识，而且有严密的施工工艺和质量控制作保证。此外，注意对施工人员的培训，提高技术素质。严格的管理还表现在，重视并善于利用不良地质超前预报和施工监测的手段，了解开挖面前方工程地质和水文地质条件的变化，了解支护受力变形状态的变化，及时发现危险征兆，采用有效的应变措施和补救工作。九、管理、经验、监测在浅埋暗挖法中的作用隧道采用浅埋暗挖法施46量测数据对隧道支护的受力变形状态起着重要的监控作用，量测数据的及时性和准确性应予以足够重视。③ 针对局部薄弱断面区段，提前施作二衬，提高支护衬砌结构刚度。为了便于布置人力，往往将台阶拉得过长，台阶拉得过长，结果是：该隧道外轮廓尺寸为10.根据测试数据，一次破除6m、8m、10m、12m时，顶部钢筋应力分别为9.如果含水地层达不到疏干，带水作业是非常危险的。（3）采用短台阶的目的，一方面便于人工翻碴，另一方面可以尽快开挖中层土方，便于尽早施作边墙支护和封闭仰拱，尽早使初期支护形成封闭的稳定结构。三、浅埋暗挖法的基本经验该隧道外轮廓尺寸为10.在开挖以后，土体自承稳定的时间极短，在喷射混凝土达到设计强度以前，格栅拱架是主要支撑结构，因此规范要求拱架能单独承受2—4m土体荷载并密贴土体。初期支护结构应力测试结果表明，各测点应力值均小于钢筋允许应力。在这种情况下，选用中隔壁法，或交叉隔壁法都不适应。吸取以往平顶直墙暗挖施工防水层未封闭成环造成结构渗漏的教训，采取先做中洞范围顶底板防水层并预留防水层的搭接长度，拆除初支临时结构时做好防水层的保护，施作边洞边水层是将预留的防水层搭接头展开与后敷设的防水层焊牢，从而实现防水层封闭成环（见图5）。管道内的水（特别是有压上水）冲入隧道，对隧道形成第二次冲击。平顶直墙浅埋暗挖施工技术和工艺初期支护结构应力测试结果表明，各测点应力值均小于钢筋允许应力。④严格控制每循环的进尺，一般为0.应该看到平顶直墙矩形断面是受环境制约，迫不得已采用的一种受力条件不太理想的一种结构形式，薄板承受弯矩能力差，因此要化大跨为小跨，临时隔墙间距不能太大。必须对制定相应对策提供可靠依据。钢筋应力随掌子面的远去而逐渐趋于稳定。当测点的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小于0.这时的隧道净跨将达到12m，净高达到8m。（4）监控测量

利用监控量测获得的信息指导施工，这是浅埋暗挖法施工中必不可少的一个组成部分，地表位移、拱顶下沉、隧道周边收敛等量测项目常被选为监控量测的必测项目，而土压力土体位移、支护应力等可作为选侧项目。

当测点的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小于0.2mm/d，拱顶下沉变化率小于0.1mm/d，而且所测的位移值大于预计总位移值的80%以上时，可以认为隧道达到基本稳定。如果测点的位移时间曲线长时间不收敛，甚至有增大的趋势，或者发现初期支护有明显的开裂破坏痕迹，综合分析这些现象，可以将其作为隧道失稳前兆的依据，必须及时采取应急加固措施。量测数据对隧道支护的受力变形状态起着重要的监控作用，量测数据的及时性和准确性应予以足够重视。量测数据对隧道支护的受力变形状态起着重要的监控作用，量测数据47四、暗挖区间隧道标准断面施工方法及需注意的几个问题1.暗挖区间标准断面

地铁区间隧道除个别特殊地段外，一般均采用单线马蹄形曲墙断面形式。四、暗挖区间隧道标准断面施工方法及需注意的几个问题1.暗挖区48（3）短台阶过长。前面已经介绍了用短台阶的理由，但是有些工地运土车上了台阶以后，取消了人工翻土的作用。为了便于布置人力，往往将台阶拉得过长，台阶拉得过长，结果是：①未封闭成环的初期支护是一个不稳定结构，长时间隧道处于不稳定支护体系是很危险的。②半拱初期支护基础支撑在土体上，土体不可能提供足够的支撑力。半拱处于悬臂状态，悬臂过长，端头下沉，悬臂过长将会造成拱部拉裂，这在国外曾发生过事故，造成严重后果。

③台阶过长拖后了中层土体开挖，也拖后了封闭仰拱时间，结果至少将导致隧道变形过大，地表下沉量过大，由此，十八字诀中“短开挖，强支护，快封闭”就是这么出来的。（3）短台阶过长。49④严格控制每循环的进尺，一般为0.5—0.75m，因为拱部局部的坍塌高度一般是进尺长度的1/2。⑤控制台阶长度，充分利用地层纵向承载拱的作用。量测证明：对于软弱地层，台阶长度超过1倍洞径，就要及时闭临时仰拱。

⑥及时进行初期支护。当开挖完成以后，必须及时架立拱架。拱架与地层之间要紧密接触，以防地层松弛。随后挂网、焊接。从开挖到施喷混凝土的时间不应超过土体的自稳时间。工序的拖长、工序的衔接不紧，是造成塌方、下沉的最大隐患。④严格控制每循环的进尺，一般为0.5—0.75m，因为50⑦由于地层稳定性差，在喷层与地层间经常出现空隙。该空隙多发生在拱顶附近的拱脚处，所以背后充填注浆非常重要，该工序应紧跟工作面进行。

⑧系统地进行初期周围2—3m土体的固结注浆，是克服土壤长期流变引起地表下沉的最好方法。⑦由于地层稳定性差，在喷层与地层间经常出现空隙。该空隙511.工程概况该隧道外轮廓尺寸为10.87×6.22m。通过的地层为粘质粉土，粉砂，粘质粉土，结构在地下水位以下。隧道顶部横向有11条管路，沿隧道纵向10条管线，管线埋设较深无法采用拱形结构，地下管线又无法迁移拆除，被迫不得不采用平顶浅埋暗挖施工技术。1.工程概况52③初期支护和二衬之间铺设柔性防水层。防水层材料选用抗拉强度大、延伸性、拉裂性、耐破损性和施工性良好的ECB防水卷材。吸取以往平顶直墙暗挖施工防水层未封闭成环造成结构渗漏的教训，采取先做中洞范围顶底板防水层并预留防水层的搭接长度，拆除初支临时结构时做好防水层的保护，施作边洞边水层是将预留的防水层搭接头展开与后敷设的防水层焊牢，从而实现防水层封闭成环（见图5）。③初期支护和二衬之间铺设柔性防水层。防水层材料选用抗拉强度大53② 针对不同断面选择不同的，经过比选与断面相适应的施工方法及不同工法的过渡措施。降水是将降水井打在隧道范围内，待开挖到降水井时将其破除，从而控制地下水位低于结构底板；我们把开挖面前方对底层的预加固和预处理是为浅埋暗挖法的必要前提，目的就在于加强开挖面的稳定性，增加施工的安全性。③台阶过长拖后了中层土体开挖，也拖后了封闭仰拱时间，结果至少将导致隧道变形过大，地表下沉量过大，由此，十八字诀中“短开挖，强支护，快封闭”就是这么出来的。对不良地层，要及时用喷射混凝土封闭工作面，做到开挖后，土体损失系数最小。①隧道初期支护毛洞全断面分为3个洞室。在开挖以后，土体自承稳定的时间极短，在喷射混凝土达到设计强度以前，格栅拱架是主要支撑结构，因此规范要求拱架能单独承受2—4m土体荷载并密贴土体。如果发现上层滞水和管道渗漏严重威胁隧道施工的情况，可以采取局部加密注资浆，增设管棚等措施，必要时采用局部土壤冻结也是可取的。防水层材料选用抗拉强度大、延伸性、拉裂性、耐破损性和施工性良好的ECB防水卷材。这不但为方便施工所必须，也是提高土体稳定性的必须采用办法。隧道净高6.在二次结构施工前，拆除中墙临时支撑时由于结构顶部发生绕度变形，引起地表沉降，最大的沉降量可达14.当然加大临时隔墙的跨度，可以减少废弃工程量，加大作业面，施工当然方便，但是对于平顶直墙隧道施工是非常危险的。量测证明：对于软弱地层，台阶长度超过1倍洞径，就要及时闭临时仰拱。由曲线可知隧道开挖临近并到达测点里程时，地面沉降急剧加大，曲线陡峭，最大沉降速率达2.此外，注意对施工人员的培训，提高技术素质。上述工程通过监控量测逐步调整临时隔墙拆除的间隔长度和顺序。②二衬施工时，临时隔墙拆除顺序①未封闭成环的初期支护是一个不稳定结构，长时间隧道处于不稳定支护体系是很危险的。设计要求初期支护破除每段不超过6m，间隔进行。当然加大临时隔墙的跨度，可以减少废弃工程量，加大作业面，施工当然方便，但是对于平顶直墙隧道施工是非常危险的。通过对几种超前支护方案的比选，结合本区间所处地质条件，工程除在施工通道进入正线开口处采用大管棚超前支护外，其他地段均选择以小导管注浆作为主要超前支护手段。该隧道外轮廓尺寸为10.管道内的水（特别是有压上水）冲入隧道，对隧道形成第二次冲击。三、浅埋暗挖法的基本经验降低地下水位一方面可达到无水施工，另一方面可以改善土体的物理力学特性。（4）平顶直墙浅埋暗挖法施工容易发生的问题：二衬施工时，通过逐渐增加每段初期支护破除的长度并测量钢格栅应力的试验，将每段二衬施工的长度由设计的6m提高到10m，在确保安全的条件下大大的提高了工效，充分体现了监控量测对施工和设计的指导作用。根据顶部钢筋应力设计允许值10.2、侧壁导坑施工法（眼镜工法）大断面隧道分隔成小断面隧道，每个小隧道的初期支护都是封闭成环，都是稳定的。当然这种施工方法比较麻烦。挂在格栅表面喷混凝土要清除后再喷，不然钢筋背后是无法喷实的。五、平顶直墙浅埋暗挖施工技术75m，因为拱部局部的坍塌高度一般是进尺长度的1/2。从小断面向大断面过渡，充分利用超前支护加固土体，利用格栅喷混凝土逐步加高加宽断面的渐变形式实现。③二衬背后及时充填注浆小导管采用φ42mm，长2.应该看到平顶直墙矩形断面是受环境制约，迫不得已采用的一种受力条件不太理想的一种结构形式，薄板承受弯矩能力差，因此要化大跨为小跨，临时隔墙间距不能太大。如果测点的位移时间曲线长时间不收敛，甚至有增大的趋势，或者发现初期支护有明显的开裂破坏痕迹，综合分析这些现象，可以将其作为隧道失稳前兆的依据，必须及时采取应急加固措施。④严格控制每循环的进尺，一般为0.上述工程通过监控量测逐步调整临时隔墙拆除的间隔长度和顺序。①未封闭成环的初期支护是一个不稳定结构，长时间隧道处于不稳定支护体系是很危险的。通过对施工中量测所得到数据的处理和分析，得出了如下结论：隧道净高6.①未封闭成环的初期支护是一个不稳定结构，长时间隧道处于不稳定支护体系是很危险的。（1）底层的预加固和预处理但要注意二个问题，一是小断面存在应力集中，在此部位进行结构加强，二是存在二次开挖需要进行土体加固，但这种施工工期长，封端破除量较大。管道内的水（特别是有压上水）冲入隧道，对隧道形成第二次冲击。小断面向大断面的转换过渡难度较大，在硬质围岩的情况下较易实现，直接用错台就可以实现，但是在松散土体中就复杂多了。工序的拖长、工序的衔接不紧，是造成塌方、下沉的最大隐患。③台阶过长拖后了中层土体开挖，也拖后了封闭仰拱时间，结果至少将导致隧道变形过大，地表下沉量过大，由此，十八字诀中“短开挖，强支护，快封闭”就是这么出来的。我国对于土体的自立性还未作出定量规定，但从定性上提出了要求：工作面土体的自立时间，应足以进行必要的初期支护作业。二、浅埋暗挖法的前提条件每次开挖循环，以“短进尺”为原则。我们有些个别工程施工组织设计既无周密的监控量测措施，为加快施工进度，又不采用间隔拆除长度是十分危险的。③ 针对局部薄弱断面区段，提前施作二衬，提高支护衬砌结构刚度。八、确保无水施工，重视地下管道漏水虽然施工麻烦一些，但利用空间拱效应，对隧道的稳定有利。（1）注浆浆液配比及参数既无控制，注浆效果又不作严格检查，甚至只设管不注浆，结果影响开挖后开挖面的土体稳定。5mm，外插角10—15°，环向间距为25—32cm，搭接1.本工程采取措施总体概括如下：① 采用人工降水，确保无水施工，大量采用地层注浆加固措施，提高地层稳定性。② 针对不同断面选择不同的，经过比选与断面相适应的施工方法及不同工法的过渡措施。③ 针对局部薄弱断面区段，提前施作二衬，提高支护衬砌结构刚度。④ 自始至终采用有效的监控量测手段对工程状态进行监测，根据量测信息选作必要的工程措施。② 针对不同断面选择不同的，经过比选与断面相适应的施工方法及54二、浅埋暗挖法的前提条件选用浅埋暗挖法应考虑的基本条件有：首先，浅埋暗挖法不允许带水作业。如果含水地层达不到疏干，带水作业是非常危险的。开挖面的稳定性时刻受到水的威胁，甚至发生塌方。把地下水，尤其是上层滞水处理好是非常关键的环节，它直接影响浅埋暗挖法的成败。二、浅埋暗挖法的前提条件选用浅埋暗挖法应考虑的基本条件有：55第二，采用浅埋暗挖法要求开挖面具有一定的自立性和稳定性。1997年日本土木学会曾提出开挖工作面土体稳定的定量判别标准：土体中的细颗粒（小于74μm）含量小或等于10%，且均匀系数Uc小于或等于5的土体，不具备自立性。我国对于土体的自立性还未作出定量规定，但从定性上提出了要求：工作面土体的自立时间，应足以进行必要的初期支护作业。我们把开挖面前方对底层的预加固和预处理是为浅埋暗挖法的必要前提，目的就在于加强开挖面的稳定性，增加施工的安全性。第二，采用浅埋暗挖法要求开挖面具有一定的自立性和稳定性。1956三、浅埋暗挖法的基本经验铁道部隧道工程局就复兴门折返线工程总结的十八字诀，即管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测，基本上概括了浅埋暗挖法的施工工艺要求和施工经验。三、浅埋暗挖法的基本经验铁道部隧道工程局就复兴门折返线工程总57（1）底层的预加固和预处理

开挖面土体稳定是采用浅埋暗挖法的基本条件。当土体难以达到所需的稳定条件时，必须通过地层预加固和预处理，来提高开挖面土体的自立性和稳定性。降低地下水位一方面可达到无水施工，另一方面可以改善土体的物理力学特性。经常采用的预加固和预处理的措施有超前小导管注浆、工作面前方深孔注浆和大管棚超前支护。视具体情况可单独使用，也可以配合使用。（1）底层的预加固和预处理58（2）隧道开挖和初期支护

把“隧道开挖”和“初期支护”写成一个小标题，就是想强调“随开挖、随支护”的基本原则。如何利用土体有限的自立时间进行开挖和支护作业，使土体开挖后暴露的时间尽可能短，是初期支护尽早封闭成环。就这一意义上说，选择适当的开挖方法就显得十分重要。根据土体的稳定性和隧道断面大小可以选用短台阶法开挖，或带临时仰拱的长台阶法开挖。对于断面较大的隧道，考虑分部开挖、分部支护和封闭成环的需要，选择中隔壁法（CD法），交叉隔壁法（CRD法）和侧壁导坑法（眼镜法）等。每次开挖循环，以“短进尺”为原则。为了保持开挖面的稳定，采用弧形导坑留核心土的开挖方法，使开挖面得到核心土的支撑。（2）隧道开挖和初期支护59浅埋暗挖法常用的初期支护形式是钢筋格栅、钢筋网和喷混凝土，浅埋暗挖法要求初期支护具有足够的强度和刚度。在技术、经济的合理范围内，尽可能减小初期支护的变形量，目的是控制土体位移，减少地表沉降。之所以广泛采用钢筋格栅，其原因一方面是因为钢筋格栅与喷混凝土能紧密结合，另一方面是因为钢筋格栅在拼装成环后，具有一定的强度和刚度，在喷混凝土尚未具备足够强度之前，钢筋格栅可以单独承担来自土层的一部分荷载。有的施工指南要求钢筋格栅承受2-4m的土柱压力，也是基于这方面的考虑。浅埋暗挖法常用的初期支护形式是钢筋格栅、钢筋网和喷混凝土，浅60（3）二次衬砌

浅埋暗挖法通常采用模筑混凝土作为二次衬砌材料，它既是提高初期支护强度和刚度，增加初期支护安全储备的需要，也是支撑中间的防水隔离层、承受水压力的需要，一般通过监控测量，证明初期支护基本稳定，防水层铺设完毕经隐蔽工程检查合格后，可以开始灌注二次衬砌。如果隧道断面较大，等待初期支护变形达到基本稳定需要很长时间，也可提前施做二次衬砌，这时的二次衬砌将要承受初期支护变形传来的压力。（3）二次衬砌61（4）监控测量

利用监控量测获得的信息指导施工，这是浅埋暗挖法施工中必不可少的一个组成部分，地表位移、拱顶下沉、隧道周边收敛等量测项目常被选为监控量测的必测项目，而土压力土体位移、支护应力等可作为选侧项目。

当测点的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小于0.2mm/d，拱顶下沉变化率小于0.1mm/d，而且所测的位移值大于预计总位移值的80%以上时，可以认为隧道达到基本稳定。如果测点的位移时间曲线长时间不收敛，甚至有增大的趋势，或者发现初期支护有明显的开裂破坏痕迹，综合分析这些现象，可以将其作为隧道失稳前兆的依据，必须及时采取应急加固措施。量测数据对隧道支护的受力变形状态起着重要的监控作用，量测数据的及时性和准确性应予以足够重视。（4）监控测量62四、暗挖区间隧道标准断面施工方法及需注意的几个问题1.暗挖区间标准断面

地铁区间隧道除个别特殊地段外，一般均采用单线马蹄形曲墙断面形式。四、暗挖区间隧道标准断面施工方法及需注意的几个问题1.暗挖区632.超前支护施工

结合具体地质条件和开挖面的稳定情况，一般选择小导管注浆（图2）作为主要的超前支护手段。2.超前支护施工64小导管采用φ42mm，长2.5—3.5mm，外插角10—15°，环向间距为25—32cm，搭接1.5m。

注浆浆液需根据具体地质条件选用，或用单液水泥注浆，或用水泥玻璃双液注浆，或用改性水玻璃浆注浆。注浆浆液的选择，配比、压力的确定必须经过现场试验决定。目前工程中常出现的问题有：（1）注浆浆液配比及参数既无控制，注浆效果又不作严格检查，甚至只设管不注浆，结果影响开挖后开挖面的土体稳定。（2）外插角过大，沿拱架内缘斜插下一拱架外缘，但外插角近30°--40°。小导管下方土体坍塌，影响开挖面的稳定。小导管采用φ42mm，长2.5—3.5mm，外65由曲线可知隧道开挖临近并到达测点里程时，地面沉降急剧加大，曲线陡峭，最大沉降速率达2.施工过程中严格遵循“小步距，快封闭”的准则。（2）喷射混凝土不密实。我们有些个别工程施工组织设计既无周密的监控量测措施，为加快施工进度，又不采用间隔拆除长度是十分危险的。地铁区间隧道除个别特殊地段外，一般均采用单线马蹄形曲墙断面形式。隧道在复杂条件下施工，必须建立起周密的监测系统，实行信息化施工。（1）格栅拱架制作不合规范要求。如果含水地层达不到疏干，带水作业是非常危险的。①未封闭成环的初期支护是一个不稳定结构，长时间隧道处于不稳定支护体系是很危险的。1997年日本土木学会曾提出开挖工作面土体稳定的定量判别标准：土体中的细颗粒（小于74μm）含量小或等于10%，且均匀系数Uc小于或等于5的土体，不具备自立性。必须对制定相应对策提供可靠依据。管道内的水（特别是有压上水）冲入隧道，对隧道形成第二次冲击。开挖面土体稳定是采用浅埋暗挖法的基本条件。在技术、经济的合理范围内，尽可能减小初期支护的变形量，目的是控制土体位移，减少地表沉降。当测点的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小于0.量测数据对隧道支护的受力变形状态起着重要的监控作用，量测数据的及时性和准确性应予以足够重视。（1）临时隔墙及仰拱的施作质量。如果测点的位移时间曲线长时间不收敛，甚至有增大的趋势，或者发现初期支护有明显的开裂破坏痕迹，综合分析这些现象，可以将其作为隧道失稳前兆的依据，必须及时采取应急加固措施。施工过程中严格遵循“小步距，快封闭”的准则。在开挖以后，土体自承稳定的时间极短，在喷射混凝土达到设计强度以前，格栅拱架是主要支撑结构，因此规范要求拱架能单独承受2—4m土体荷载并密贴土体。3.短台阶法开挖与支护

隧道净高6.0m，净宽5.6m。对于一般地层常采用短阶法开挖，上台阶长不超过1倍洞径，并留有2m以上的核心土。后方开挖中层土，并施作仰拱。（1）留核心土的目的，一方面可以抑制开挖面的变形，保持土体稳定，另一方面可以压缩拱部开挖土方时间，尽早在有限空间架设拱部栅拱架，并喷射混凝土，尽早完成拱部初期支护。

（2）采用台阶的目的，一方面利用台阶的土压力支挡前方工作面，保持开挖面稳定，另一方面利用台阶便于人工开挖。（3）采用短台阶的目的，一方面便于人工翻碴，另一方面可以尽快开挖中层土方，便于尽早施作边墙支护和封闭仰拱，尽早使初期支护形成封闭的稳定结构。由曲线可知隧道开挖临近并到达测点里程时，地面沉降急剧加大，曲66但是目前有些工地施工存在的问题是：（1）格栅拱架制作不合规范要求。在开挖以后，土体自承稳定的时间极短，在喷射混凝土达到设计强度以前，格栅拱架是主要支撑结构，因此规范要求拱架能单独承受2—4m土体荷载并密贴土体。最早由德国引进的图纸，在四根钢筋之间用8字结连接，以后为了简化作成斜向连接，再以后斜向连接筋随便点焊上，把拱架作为构造钢筋处理。这是非常危险的。正是因为如此，规范对拱架作出严格要求。除此之外，拱架基础必须支牢，必要时设置斜向支撑注浆锚管。但是目前有些工地施工存在的问题是：67（2）喷射混凝土不密实。钢筋密集地段实施喷射混凝土是一件比较困难的事，回弹大，而且钢筋背后不密实。所以规范对双层钢筋网喷射混凝土必须喷完一层再挂第二层网喷第二层。挂在格栅表面喷混凝土要清除后再喷，不然钢筋背后是无法喷实的。不密实的初期支护存在严重隐患，而且地下水锈蚀钢筋，影响初期支护的寿命。（2）喷射混凝土不密实。68（3）短台阶过长。前面已经介绍了用短台阶的理由，但是有些工地运土车上了台阶以后，取消了人工翻土的作用。为了便于布置人力，往往将台阶拉得过长，台阶拉得过长，结果是：①未封闭成环的初期支护是一个不稳定结构，长时间隧道处于不稳定支护体系是很危险的。②半拱初期支护基础支撑在土体上，土体不可能提供足够的支撑力。半拱处于悬臂状态，悬臂过长，端头下沉，悬臂过长将会造成拱部拉裂，这在国外曾发生过事故，造成严重后果。

③台阶过长拖后了中层土体开挖，也拖后了封闭仰拱时间，结果至少将导致隧道变形过大，地表下沉量过大，由此，十八字诀中“短开挖，强支护，快封闭”就是这么出来的。（3）短台阶过长。694.小结①采用超前小导管注浆是防止工作面失稳及控制地面下沉的重要措施，小导管必须与钢拱架联结。

②严格控制格栅钢架的安装质量，保证钢架平面垂直隧道中线，水平、高程、左右误差应符合设计要求和规范要求，在拱脚处应设置能注浆的锚管，这是防止拱部垂直位移的关键。

③采用环形开挖，留核心土，可保证工作面稳定，核心土的尺寸在纵向要大于2m。对不良地层，要及时用喷射混凝土封闭工作面，做到开挖后，土体损失系数最小。4.小结70④严格控制每循环的进尺，一般为0.5—0.75m，因为拱部局部的坍塌高度一般是进尺长度的1/2。⑤控制台阶长度，充分利用地层纵向承载拱的作用。量测证明：对于软弱地层，台阶长度超过1倍洞径，就要及时闭临时仰拱。

⑥及时进行初期支护。当开挖完成以后，必须及时架立拱架。拱架与地层之间要紧密接触，以防地层松弛。随后挂网、焊接。从开挖到施喷混凝土的时间不应超过土体的自稳时间。工序的拖长、工序的衔接不紧，是造成塌方、下沉的最大隐患。④严格控制每循环的进尺，一般为0.5—0.75m，因为71⑦由于地层稳定性差，在喷层与地层间经常出现空隙。该空隙多发生在拱顶附近的拱脚处，所以背后充填注浆非常重要，该工序应紧跟工作面进行。

⑧系统地进行初期周围2—3m土体的固结注浆，是克服土壤长期流变引起地表下沉的最好方法。⑦由于地层稳定性差，在喷层与地层间经常出现空隙。该空隙72五、平顶直墙浅埋暗挖施工技术虽然地下工程采用拱结构的手里条件最佳，但是区间隧道受顶部管路或地下构筑物的影响，无法采用拱结构，在“复一八”线工程开始研究采用平顶直墙矩形隧道结构，平顶直墙浅埋暗挖施工法。现通过“复一八”线热电厂到八王坟区间的283m的双跨矩形区间隧道工程为例，介绍这种工法的主要特点。五、平顶直墙浅埋暗挖施工技术虽然地下工程采用拱结构的手里条件731.工程概况该隧道外轮廓尺寸为10.87×6.22m。通过的地层为粘质粉土，粉砂，粘质粉土，结构在地下水位以下。隧道顶部横向有11条管路，沿隧道纵向10条管线，管线埋设较深无法采用拱形结构，地下管线又无法迁移拆除，被迫不得不采用平顶浅埋暗挖施工技术。1.工程概况742.平顶直墙浅埋暗挖施工技术和工艺（1）隧道的断面结构

隧道采用双跨矩形隧道，中间为钢筋混凝土隔墙，设初期支护及二次衬砌，两层间设柔性防水层，如图3所示。2.平顶直墙浅埋暗挖施工技术和工艺75（2）施工技术措施①隧道初期支护毛洞全断面分为3个洞室。为增大洞室立墙的侧向稳定，减小地表沉降，贯彻快封闭的暗挖原则，边洞的立墙中央增设水平中隔板，即初期支护断面由两个相距一定距离的“日”字形组成。施工时3个洞室相互错开15m（见图4）。施工顺序采取先边洞、后中洞的开挖步序；每洞的掘进均采用保留核心土的短台阶开挖方法；施工过程中严格遵循“小步距，快封闭”的准则。（2）施工技术措施76为了保持开挖面的稳定，采用弧形导坑留核心土的开挖方法，使开挖面得到核心土的支撑。当然加大临时隔墙的跨度，可以减少废弃工程量，加大作业面，施工当然方便，但是对于平顶直墙隧道施工是非常危险的。由于区间设置渡线，一些渡线的隧道宽度达到14.事故的教训给我们的启示是，探明开挖面前方的工程地质和水文地质工作是非常重要的，一般采用洛阳铲简单工具应能大致了解到前方的土质和含水情况。在技术、经济的合理范围内，尽可能减小初期支护的变形量，目的是控制土体位移，减少地表沉降。二、浅埋暗挖法的前提条件③ 针对局部薄弱断面区段，提前施作二衬，提高支护衬砌结构刚度。把“隧道开挖”和“初期支护”写成一个小标题，就是想强调“随开挖、随支护”的基本原则。①隧道初期支护毛洞全断面分为3个洞室。大断面隧道分隔成小断面隧道，每个小隧道的初期支护都是封闭成环，都是稳定的。（4）平顶直墙浅埋暗挖法施工容易发生的问题：从开挖到施喷混凝土的时间不应超过土体的自稳时间。必须对制定相应对策提供可靠依据。④二衬施工（见图6），先做中洞范围内的中墙和顶底板结构钢筋混凝土，此时无力的转换，然后分档拆除中墙初期支护临时结构，完成初期支护和二衬力的转换。量测数据对隧道支护的受力变形状态起着重要的监控作用，量测数据的及时性和准确性应予以足够重视。在开挖以后，土体自承稳定的时间极短，在喷射混凝土达到设计强度以前，格栅拱架是主要支撑结构，因此规范要求拱架能单独承受2—4m土体荷载并密贴土体。2、侧壁导坑施工法（眼镜工法）③ 针对局部薄弱断面区段，提前施作二衬，提高支护衬砌结构刚度。量测证明：对于软弱地层，台阶长度超过1倍洞径，就要及时闭临时仰拱。钢筋密集地段实施喷射混凝土是一件比较困难的事，回弹大，而且钢筋背后不密实。②隧道北侧靠热电厂循环渠段长约120m，施工期间水渠不能断流。因该侧土体长期受水浸泡，处于饱和状态，为确保施工期间该侧土体的稳定和隧道范围的安全并结合现场实际情况，采用深层搅拌桩加固邻河侧土体，并采用井点降水。降水是将降水井打在隧道范围内，待开挖到降水井时将其破除，从而控制地下水位低于结构底板；同时土方开挖前在掌子面施作前超前探孔，探测掌子面前方4-6m内土体的含水率和土质变化情况，及时采取措施消除安全隐患。为了保持开挖面的稳定，采用弧形导坑留核心土的开挖方法，使开挖77③初期支护和二衬之间铺设柔性防水层。防水层材料选用抗拉强度大、延伸性、拉裂性、耐破损性和施工性良好的ECB防水卷材。吸取以往平顶直墙暗挖施工防水层未封闭成环造成结构渗漏的教训，采取先做中洞范围顶底板防水层并预留防水层的搭接长度，拆除初支临时结构时做好防水层的保护，施作边洞边水层是将预留的防水层搭接头展开与后敷设的防水层焊牢，从而实现防水层封闭成环（见图5）。③初期支护和二衬之间铺设柔性防水层。防水层材料选用抗拉强度大78施工时为保护ECB防水层级保证二衬钢筋搭接质量，二衬中隔墙顶、底板钢筋均采用锥螺纹连接，获得良好效果。施工时为保护ECB防水层级保证二衬钢筋搭接质量，二衬中隔墙顶79④二衬施工（见图6），先做中洞范围内的中墙和顶底板结构钢筋混凝土，此时无力的转换，然后分档拆除中墙初期支护临时结构，完成初期支护和二衬力的转换。设计要求初期支护破除每段不超过6m，间隔进行。④二衬施工（见图6），先做中洞范围内的中墙和顶底板结构钢筋混80由于需给防水和二衬钢筋留下1.5m的搭接量，因而每段二衬混凝土施工只有4.5m长，工程进度缓慢、施工缝多。为此，在施工过程中做了试验，即逐渐增加每段初期支护破除的长度，同时密切监测钢格栅应力和地表沉降量。根据测试数据，一次破除6m、8m、10m、12m时，顶部钢筋应力分别为9.8kN、10.0kN、10.1kN、10.3kN，地表沉降差0.1mm。根据顶部钢筋应力设计允许值10.2kN的指标，确定每段初期支护破除长度为10m，大大的提高了工效。由于需给防水和二衬钢筋留下1.5m的搭接量，因而每段二衬混凝81（3）监控量测反馈信息。隧道在复杂条件下施工，必须建立起周密的监测系统，实行信息化施工。热一八区间平顶直墙施工段的主要监测项目为：地表下沉量测、顶板下沉量测、结构净空收敛量测和钢筋应力量测。为实现各监测项目，建立了量测组织机构，配备了必要的仪器设备。通过对施工中量测所得到数据的处理和分析，得出了如下结论：

（3）监控量测反馈信息。82随着隧道的掘进，地表沉降呈现规律性的变化，如图7所示。由曲线可知隧道开挖临近并到达测点里程时，地面沉降急剧加大，曲线陡峭，最大沉降速率达2.60mm/d，最大沉降量为28.5mm。当隧道开挖通过测点断面一定距离，初期支护结构施工完毕并已封闭成环，地表下沉速度减慢，曲线变缓。随着隧道的掘进，地表沉降呈现规律性的变化，如图7所示。由曲线83

在二次结构施工前，拆除中墙临时支撑时由于结构顶部发生绕度变形，引起地表沉降，最大的沉降量可达14.9mm，如图8.

从量测结果可以看出，由于临时支撑的存在，变大跨度结构为小跨度结构，增强了结构刚度，从而有效的控制了土体位移及顶板下沉。临时支撑拆除后，顶板再次下沉，但其变形在结构变形允许范围之内。

在二次结构施工前，拆除中墙临时支撑时由于结构84结构应力量测采用埋入式JXG-I型钢筋应力传感器和SS-Ⅱ型袖珍数字式钢弦频率接收仪。初期支护结构应力测试结果表明，各测点应力值均小于钢筋允许应力。钢筋应力随掌子面的远去而逐渐趋于稳定。二衬施工时，通过逐渐增加每段初期支护破除的长度并测量钢格栅应力的试验，将每段二衬施工的长度由设计的6m提高到10m，在确保安全的条件下大大的提高了工效，充分体现了监控量测对施工和设计的指导作用。浅埋暗挖法修建地铁区间隧道施工技术及安全管理课件85（4）平顶直墙浅埋暗挖法施工容易发生的问题：

①平顶直墙矩形隧道的临时隔墙分块太大。应该看到平顶直墙矩形断面是受环境制约，迫不得已采用的一种受力条件不太理想的一种结构形式，薄板承受弯矩能力差，因此要化大跨为小跨，临时隔墙间距不能太大。上述工程实例，临时隔墙跨度控制在3.4m是合适的。我们十号线某车站施工组织平面设计中平顶直墙段，总宽为22m，临时隔墙将隧道分为4块，隔墙间距达到5.5m，采用35cm厚的初期支护，不知该设计是否做过验算，至少目前为止，平顶直墙隧道这么大跨度的工程实例还未听到过。当然加大临时隔墙的跨度，可以减少废弃工程量，加大作业面，施工当然方便，但是对于平顶直墙隧道施工是非常危险的。按照化大跨为小跨的原则，目前的工程经验，隔墙间距一般不宜超过4m，隧道埋深越深，项部荷载越大，隔墙间距的选择越要十分慎重。（4）平顶直墙浅埋暗挖法施工容易发生的问题：86②二衬施工时，临时隔墙拆除顺序二衬施工阶段临时隔墙拆除时比较重要，也是比较容易出现问题的一个阶段。上述工程通过监控量测逐步调整临时隔墙拆除的间隔长度和顺序。我们有些个别工程施工组织设计既无周密的监控量测措施，为加快施工进度，又不采用间隔拆除长度是十分危险的。③二衬背后及时充填注浆