矿山法地铁隧道施工技术讲义总结

矿山法地铁隧道施工技术深圳地铁7号线BT项目指挥部1.矿山法定义传统矿山法

采用圆木、型钢、钢轨等形成支架，对开挖面形成强力支承。传统矿山法的依据是“松弛理论”，认为围岩可能由于扰动产生坍塌，支护需要支承围岩在一定范围内由于松弛可能坍塌的岩体重量。在80年代及以前，因施工工艺落后、钢材紧张而普遍采用。因安全性差，现已完全淘汰。奥地利学者米勒（Muller.L）发明。在支护手段上，采用喷射混凝土和锚杆为衬砌，把衬砌和围岩看作是一个相互作用的整体，既发挥围岩的自承能力，又使锚喷衬砌起到加固围岩的作用。初期支护能随着围岩变形，充分发挥围岩的自承能力。新奥法

采用锚喷支护的新奥法与采用钢木支护的传统矿山法相比，不仅仅是支护手段上的革新，更重要的是工程概念的不同。与前二者相比，限制围岩变形，是矿山法的概念。城市地铁工程基本属于浅埋矿山法。浅埋矿山法2.矿山法隧道施工方法开挖台阶法1全断面法2CD法3CRD法4双侧壁导坑法5中导洞法7冷冻法8偏洞法62.1台阶法爆破和台阶法人工开挖施工工序施做超前支护,注浆加固地层；留核心土开挖1部土体并支护开挖2部核心土，并施作临时仰拱、封闭开挖3部土体，施作初期支护（封闭成环）施做仰拱二次衬砌拆除临时仰拱，施作拱部二次衬砌，封闭成环2.2台阶法（环形台阶法）控制要点做好开挖工作面及前方岩体的预支护或预加固上部每循环开挖进尺控制在0.5m内，轮廓线尽可能圆顺，以减小应力集中在开挖后立即进行支护，以便尽早封闭拱顶及掌子面暴露面同一台阶中的各部开挖，相互滞后，距离不小于5～7m为宜，各台阶距离不小于10～14m①、②…表示开挖顺序，Ⅰ表示超前支护，Ⅱ、Ⅳ…表示初支及二次衬砌顺序2.3CD法①、②…表示开挖顺序，Ⅰ表示超前支护，Ⅱ、Ⅳ…表示初支及二次衬砌顺序控制要点每分部开挖后及时支护，使每分部及早封闭成环工序变化处之钢架应设φ42锁脚钢管，以确保钢架基础稳定右部导洞开挖，应滞后于左部导洞，距离不小于15m为宜临时钢架的拆除应等洞身主体结构初期支护施工完毕并稳定后，方可进行2.4CRD法控制要点要加强对超前小导管施工及注浆效果的控制上导坑①、③部的开挖循环进尺控制为1榀钢架间距（0.6～0.75m）中间支护系统的拆除要在围岩变形稳定后拆除，一次拆除长度不宜超过6m中隔壁混凝土拆除时，要防止对初期支护系统形成大的振动和扰动①、②…表示开挖顺序，Ⅰ表示超前支护，Ⅱ、Ⅳ…表示初支及二次衬砌顺序2.5双侧壁导坑法控制要点加强超前支护施工的质量控制，保证效果两侧壁导坑开挖支护施工超前中槽部位10~15m中槽开挖后，拱部钢架与两侧壁钢架的连接是难点，两侧壁导坑钢架的位置应准确定位初期支护稳定后拆除临时支护，一次拆除长度不得大于6m，并及时施作仰拱及二次衬砌①、②…表示开挖顺序，Ⅰ表示超前支护，Ⅱ、Ⅳ…表示初支及二次衬砌顺序2.6偏洞法控制要点对先施工的单洞，中墙部分也一并开挖支护和衬砌，中墙顶部围岩应根据具体情况加强支护后开挖的单洞，必须严格控制下台阶的开挖长度，开挖后要及时施作二次衬砌，最大限度地缩短不对称结构后开挖的洞要在先开挖的洞施工完主体结构后才能进行，尤其是要在仰拱施工后后开挖的洞，在开挖靠中墙部分的围岩时，可以通过控制爆破，减少对中墙的破坏已经完成的偏洞法开挖2.7中导洞法控制要点中导洞初衬施作完后,应尽快施作中隔墙正洞开挖循环进尺与设计钢架间距相同工序变化处之钢架应设φ42锁脚钢管，以确保钢架基础稳定钢架之间纵向连接钢筋应按要求设置，及时施作并连接牢固右洞开挖应滞后于左洞，距离不小于6m为宜。

临时钢架的拆除应等洞身主体结构初期支护施工完毕并稳定后，方可进行。中导洞法开挖中间为中导洞，两边为CD法3

矿山法隧道施工工序人工机械爆破开挖地面注浆洞内深孔注浆洞内水平旋喷超前预加固防水板止水带注

浆防水层钢筋混凝土二次衬砌锚杆格栅喷砼初期支护开始完成3.1.1超前预加固（洞内深孔劈裂注浆）注浆目的减少开挖面渗漏水改良地层，防止过大沉降、坍塌控制标准水泥浆水灰比0.8：1~1：1水玻璃模数2.6~2.8，水玻璃浓度35B注浆后地层渗透系数应不大于10-6cm/s注浆压力1~4Mpa施工注意事项要进一步核实地质情况，先试后作，选定最佳注浆参数注浆过程中详细记录注浆量、注浆压力及注浆工序的作业时间等，及时分析总结，改进注浆作业。注浆过程中随时观察注浆量及注浆泵排浆量的变化，分析注浆情况，防止注浆中堵管、串管和漏管。双液浆注浆机（注浆机进浆管）双液浆注浆机（非工作状态）洞内陕注浆金工作虽面（寸废水架废浆辈很少龟）注浆后盈开挖效湾果洞内上仙台阶人津工开挖洞内下按台阶机卵械开挖私（注浆畅效果好脖）洞内瓦下台帆阶钢倡筋（草等待演喷混易）3.1邪.2超前预断加固（解洞内水鞭平旋喷锄桩）水平旋喷桩：通酱过水平钻机巾把浆货液以进高压旋喷流匀的形六式喷射清到土体内，多在缓慢旋转和进率退的同炼时切雅割土涉体，作强制科土颗牲粒与共浆液胆混合，凝悼固后析形成水泥凡土柱肾状固丘结体旋喷形须成桩土摄体相互身咬接以杏同心圆棍形式在葬隧道拱栋顶及周事边形成爹封闭的迎水平旋粘喷桩帷植幕体原理优点可控性蓄：浆液注入部帆位和范围可唱控均匀性店：设计强桩径范洗围内的夏土体加钻固均匀欢程度较好综合效肥果好：奇提高复合土育体强度誉、防渗伏、抗滑午、预支沸护等作乐用水平独旋喷首桩典铁型设辆计水平番旋喷箱桩设镰计技歪术要犯点特制居精品薪水晶切图表违集桩长、桩径的选择应根据钻机的能力，即钻机的扭矩和钻杆的刚度而定，钻机的扭矩和钻杆的刚度大则桩长和桩径可以选择大一些；反之，则应小一些。对于普通锚杆钻机，其所配最大直径钻杆为D=80mm的钻杆，桩长不宜超过20m，桩径宜选择400～600mm。如果桩太长，由于钻杆的刚度不够，桩的底部在钻杆的自重作用下会逐渐向下方偏移最终会侵入开挖轮廓线以内而失去作用；如果桩径过大，由于钻杆的扭矩不够，则会使钻进速度降低，或根本钻不进去。

咬合厚度的选择相邻桩间咬合厚度的大小应根据桩径和桩长来进行选择，如果桩较长，桩径较大，则咬合厚度可以大一些；反之则应小一些。一般水平搅拌桩的咬合厚度以5cm为宜。水平中旋喷香桩设坚计技隆术要它点特制精患品水晶坟图表集外插角的选择由于前后环桩之间存在一个搭接问题，故水平搅拌桩不能沿隧道轴线方向钻进，必须向外偏移一个角度，这就是常说的外插角。水平搅拌桩的外插角应根据桩长、桩径及两环桩之间的搭接长度和搭接间隙大小经计算而选定。

对于侧墙部位的桩，其外插角直接采用计算值就可以；对于拱部的桩考虑到钻杆自重的作用可能桩底会向下偏移，其外插角可以在计算值的基础上再增加0.5度。旋喷技术参数应按照设计确定的桩径、桩长现场施工试验确定。对于桩径600mm，桩长12~18m的水平旋喷桩，一般的旋喷注浆压力大于21MPa，后退速度20cm/min~25cm/min，旋转速度20r/min~25r/min；喷嘴个数及直径：双喷嘴，A2.5mm~2.8mm。水平旋鞭喷桩主怕要机械打设备配另置设备名称型号规格单位数量设备动力/kw备注水平旋喷钻机MY-2X型台125×2空压机10m3台175×1高压注浆泵YL-500台175×1搅拌机Nj-1000台15.5×1排污泵FC15台23.0×1高压注浆管A25mmm150环形机架施工过程水平旋甩喷桩施请工机械——国内水平浪旋喷惨桩应笛用于CRD法隧道后现场水平旋闷喷桩应做用于单贤线洞水平旋汁喷桩施到工技术法措施钻机就耕位机座味平稳，技立轴要柿与孔位深正对，光孔位偏阀差不大鼻于50m梁m，倾鞋角与并设计灯误差觉不大翻于1°1旋喷港桩施磨工必责须间俗隔2孔进行撒跳打，就严禁用雅清水钻慰进；宜晕采用带蹈浆钻进电或空压谋机风动换成孔2钻机感距离楚高压欣泵的拨距离话每超理过50m，应苦调高尤注浆液泵压1MP灵a，保证暗旋喷桩跨桩径达唯到设计单要求3浆液配象置必须奥按水灰曾比1：1严格教执行汇，复钱合速捷凝剂概在旋虽喷前症加入果搅拌朋罐，钓并尽浪快送痛浆进致行旋淋喷4水平脚旋喷今桩施脉工技哀术措遍施钻头址钻进傍至设逢计深按度时茧，先好做原预地旋慰喷，款待返担浆由搁导浆眯管流腔出后联，方头可开黎始提郊升（凉后退肺）5旋喷提孩升中，蠢钻杆搭愁接长度嫂不小于20辈0m感m，以旧避免洪出现侨断桩6卸钻末杆时险，动叔作要窝快；位先停籍止后再退、斯送浆工后，距尽快弊卸接味管，星恢复拿给浆捐后再构旋转那数圈绕方可叛后退7封堵孔姿口：喷恭头退至敢离孔口1.5颗m~1淘m时停傲止旋糖喷，柴待无领清浆疲外流约后用争木塞刚封堵茎防止根浆液偶外流8水平贞旋喷资桩与畏深孔江注浆扒的优跟缺点疗对比施工币周期汉长，标勇准断趣面旋朱喷桩弃一个倘循环丛需要15天左右疾，而超墓前注浆强只需要4~5天，头注浆铁完成2小时就僚可以开差挖。1废泥浆简多，高郑压水绝对土怕体进善行的籍切割渠、搅质拌，烧置换刮出大绩量废脱泥浆耗，积榜存在致隧道韵内，貌造成市文明唱施工从差，爬而深减孔注续浆只碌产生科冲洗由管道俊的少桶量废准水2代价高，工法孝需要专偿业高压示旋喷设瓶备、制搞浆、注磨浆设备申和专业狂的操作狗人员，墨水泥消颠耗量大庸，造成崭每米单透价很高殃，一般糟只在淤此泥质土颤体采用3无法革替代菠超前兼注浆，一扁般只援设计炮在上叫半拱著施做上旋喷从桩，揉对掌锄子面佩和下仪半拱都仍需拐要进准行超赏前注普浆，杀才能芳形成稿完整默的挡酿水墙油体。撞高压痒对相湾邻工过序影起响也较大4旋喷纳桩加依固咬笛合效蛙果旋喷后页拱顶旋喷股桩细缺部3.婶2.开挖输方法适用范围1.适用于V、VI级围岩2.对防震要求高、沉降要求很高的地段，如房屋下方、桩基切除方法人工及小型挖掘机开挖人、机开挖法钻爆法光面爆破1.适用于I、II、III级围岩2.掏槽眼→辅助眼→周边眼→底板眼预裂爆破1.适用于III、IV级围岩2.周边眼→掏槽眼→辅助眼→底板眼适用范围1.IV、V级围岩2.对防震要求高、沉降要求较高的地段，如城市地铁微震爆破法开挖方法分类3.条2.羽3开挖——微震爆术破控制控制目的减小爆破震动对周边建筑的影响施工沉降控制在允许范围内杜绝坍塌事故控制标准最大爆破振速控制在

1.5cm/s以内或更小沉降控制2.5cm以内或更小控制措施缩短每循环进尺，一般0.5~1.5米选用震动烈度小的炸药多分段，减小单段用药量。最大单段用药量Q计算如下：（K、α经验回归数据，一般取120、2.0，R距离，ν震速控制标准）关键部位采用静态爆破或人工开挖3.凡3.初期顷支护超前锚杆超前小导管大管棚超前支护湿喷工艺厚度平整度喷混凝土系统锚杆药卷锚杆锁脚锚管锚杆钢筋格栅型钢格栅格栅完成开始安装钢架铺挂钢筋网喷混凝土3.冤4防水泽工程防水设计以防为主，刚柔结合，多道设防，因地制宜，综合治理初支防水+防水层+二衬防水形成复合防、堵水体系变形缝、后浇带、施工缝、预埋件、预留通道接头、各种结构的接口等部位设置加强措施防水等级为二级，不允许漏水复合违式防洲水体货系初支防水喷射混凝土防水效果差，需要在初期支护完成后进行注浆处理，同时填充初支与围岩之间的空隙围岩有明显渗漏地段需要进行注浆处理，铺设防水层前不能有明显渗漏防水层防水板+无纺布形成防水第二道防线防水板焊接质量是关键二衬防水二衬混凝土自防水能力，砼防水等级P10施工缝、沉降缝防水措施注浆填充二衬与初支之间的空隙以及混凝土本身的空隙。水泥浆是最好的注浆材料防水层常施工质浮量控制懂关键点

初支表面基本平整无尖锐物基面处理焊接质量

尽量采用机械焊接充气检验铺设要求

防水板铺设不宜紧绷平顺、贴紧成品保护

钢筋加工期间保护混凝土灌注期间保护钢筋头处浅理注浆畅管处组理基面处遥理方法锚杆杠头处棒理砂淘浆抹界平拱部应满足D/L≤1/炉8基面裕处理至方法防水碌层铺哭设要幻玉求标出隧道拱顶中心线，根据基面凹凸情况留足富余量，由拱部向两侧铺设。用射钉将热塑性垫圈和缓冲层平顺地固定在基面上，固定点间距宜为0.5~0.8m。缓冲层接缝搭接宽度不得小于5cm，一般仅设环向接缝，铺设的缓冲层应平顺，无隆起，无皱褶。缓冲层施工防水板的铺设松紧适度并留有余量，实铺长度与初期支护基面弧长的比值为10:8。采用电热压焊器热熔缓冲层热塑性垫圈，使防水板与热塑性垫圈融化粘结为一体。两幅防水板的搭接宽度不应小于15cm，分段铺设的防水板的边缘部位应预留至少60cm的搭接余量。防水板铺设防水板去固定图防水板绪焊接焊接犯要求焊接设备焊接要求风热式浴爬焊机防水层施工施工缝伴防水设计要做求注意事项止水带埋置位置要准确，平直，固定牢固先浇混凝土表面必须凿毛，凿毛时，混凝土必须达到一定的强度充分振捣，保证混凝土与止水带紧密结合止水带凿毛变形缝孩防水设计要并求注意事项钢边橡胶止水带安设位置要准确，其中间空心圆环与变形缝中心线重合槽体内嵌单组分聚氨酯密封胶后，用隔离层将密封膏与槽内上下嵌缝材料隔开，只能与槽内两侧混凝土粘结3.层5二次老衬砌

二衬设计理念初期支护在二衬过程中逐步拆除二衬承受100%的荷载传统矿山法衬砌围岩变形达到80%以上时二衬初支与围岩承受80%以上荷载，二衬约20%新奥法复合式衬砌初支承受几乎100%的荷载二衬起应力储备和装饰、防水作用浅埋矿山法复合衬砌CD法隧道性中隔壁文拆除（拆除炉一段、气预留一跃段，保贼证拱顶奸沉降稳秋定）二次胖衬砌缎施工销方法小模板整体衬砌◆灵活多变、适应性强◆成本较低，但劳动强度高，进度慢◆外观较难控制◆控制重点：支撑系统、板缝大断丸面满郑堂架（配16工字钢柔弧拱和30柄15标准钢唯模板）二次衬泻砌施工恶方法钢模台车整体衬砌◆整体移动式模板台车◆穿越式分体移动模板台车◆断面固定◆混凝土设备配套◆混凝土捣固问题拼装霉中的刮大断环面台挨车二次衬颠砌施工粱流程施工准备模板安装砼制备运送砼灌注拆模养护压浆模筑衬侮砌施工疼准备工米作断面检查1测量检查开挖断面欠挖部分按规范要求进行凿除做好断面检查记录放线定位2测量确定衬砌立模位置预留误差量和预留沉落量注意曲线地段的加宽拱架模板整备3立模前将拱架和模板进行试拼模板表面要涂抹防锈剂注意曲线加宽后的衬砌及模板尺寸立模4根据放线位置，安装拱架模板或钢模台车就位做好各项检查：位置、尺寸、方向、标高、坡度、稳定性等混凝四土的捕制备原与运唇送

混凝土制备严格亭按照逼选定期的配钟合比拌想合，特别要严格误控制停加水丽量，保证水奴灰比的尊正确性，使惑混凝浆土硬磨化后工能获漠得设叶计要柄求的渗强度子和耐扬久性混凝珠土运鱼送途中银运输宏的时泊间应智尽量喷缩短爽，一馆般不缩慧应超叨过45殃mi浩n。如有离耍析现象品时，应蜻进行再壁搅拌后喊方可灌这筑入模盟。由搅请拌站华运出痰的混控凝土涛，在满任何斜情况根下均短不得捞在中途增加水。混凝耍土灌躬注施祖工要缓求Add慢yo摄ur膛tit行le稠in奸her孩e保证居捣固差密实奋，使丛衬砌集具有及良好驾的抗京渗防膝水性乓能，刚尤其晨应处闻理好秤施工丘缝。1整体袄模筑珠时，劳应注脚意对蹲称灌砍筑，范两侧音同时飘或交跳替进诞行，挺以防止偏蚁压而引田起误适差。2衬砌混北凝土灌拣筑应分况段进行倦，混凝珍土灌筑拼时的自凯由倾落倒高度不宇宜超过2m。3混凝躺土应弃分层眉灌筑，根榜据拌合地能力遮、运围输条梢件、文灌筑速度等决定割，一鸭般为15隔~3曲0c汗m。4混凝土雾灌注施差工注意私事项Add递yo般ur僵tit旨le隆in锡her衣e拱脚1m范围内互的超挖，用壶同级脏砼回叉填灌筑；蚕其他部位的超挖研可用浆砌缓片石稼回填夺密实贪。5砼灌筑桶要连考续，撑若出抽现间掉断，应按都照施缺工接酒缝进值行处塑理，嫁务使全衬砌钟具有贱较好怕的整矩体性旧。6衬砌蚂的分到段施洒工缝饿应与厚设计福沉降寻缝、味伸缩扒缝及磁设备布洞位智置统持一考自虑，侵合理钳确定蓄位置旋。7灌筑拱河圈混凝打土时，趟应从两雾侧拱脚捞开始，蜂同时向季拱顶分划层对称吗地进行糠，层面竹保持辐射状割。8混凝甘土的喜拆模、迹养护床与压怪浆Add陆yo壁ur杏tit挂le路in袭her溪e

拆模、养护混凝斯土强杯度达骗到2.乐5M吉Pa时方可稍拆模浇水养困护时间元不少于14天（以继混凝土印表面保股持湿润问为宜）压浆浆工作某宜在拨与衬帮砌作肌业区纱保持70~有100旧m距离范踪蝶围内，贵同时向源前推进榨，如留协待隧道板衬砌完疾成后再肌压浆，刃效果不好压浆揪浆液胃材料批多采道用单骑液水裂泥浆矿山荒法施工头常见拿质量经问题售与对驱策

问题描述开挖面或初期支护轮廓与设计不符，超挖或欠挖1.超欠骡挖问梦题

解决对策1、测量导线控制关2、开挖面、格栅安装精确定位3、成型断面检查4、喷砼表面平整

问题危害1、超挖造成混凝土回填加大成本2、欠挖照成二衬厚度不足；处理欠挖易造