中鐵地鐵暗挖施工講座

1、在城市軟弱圍巖地層中，在淺埋條件下修建地下工程，在城市軟弱圍巖地層中，在淺埋條件下修建地下工程， 以改造地質(zhì)條件為前提，以控制地表沉降為重點，以格以改造地質(zhì)條件為前提，以控制地表沉降為重點，以格 柵（或其他鋼結(jié)構(gòu)）和錨噴作為初期支護(hù)手段，遵循柵（或其他鋼結(jié)構(gòu)）和錨噴作為初期支護(hù)手段，遵循 “新奧法新奧法”大部分原理，大部分原理，按照按照“十八字十八字”原則（即管超原則（即管超 前、嚴(yán)注漿、短開挖、強支護(hù)、快封閉、勤量測）進(jìn)行前、嚴(yán)注漿、短開挖、強支護(hù)、快封閉、勤量測）進(jìn)行 隧道的設(shè)計和施工，謂之城市地下工程淺埋暗挖技術(shù)。隧道的設(shè)計和施工，謂之城市地下工程淺埋暗挖技術(shù)。 一、淺埋暗挖施工簡介一、

2、淺埋暗挖施工簡介 淺埋暗挖的概念淺埋暗挖的概念 一、淺埋暗挖施工簡介一、淺埋暗挖施工簡介 .常用馬蹄形斷面形式的暗挖隧道 二、地鐵暗挖施工工法 區(qū)間及部分風(fēng)道、出入口一般為小斷面，主要施工工法有：區(qū)間及部分風(fēng)道、出入口一般為小斷面，主要施工工法有：全斷面全斷面 法、臺階法法、臺階法。（跨度一般小于。（跨度一般小于8m） 風(fēng)道、出入口、換乘通道等斷面一般介于大斷面及小斷面之間，主風(fēng)道、出入口、換乘通道等斷面一般介于大斷面及小斷面之間，主 要施工工法有：要施工工法有：CD法（中隔壁法）、法（中隔壁法）、CRD（交叉中隔壁法）、雙（交叉中隔壁法）、雙 側(cè)壁導(dǎo)坑法等側(cè)壁導(dǎo)坑法等。（跨度一般在（跨度一般

3、在615m之間）之間） 地鐵車站及渡線段一般為大斷面，地鐵車站及渡線段一般為大斷面， 主要工法有：主要工法有：中洞法、側(cè)洞法、中洞法、側(cè)洞法、 洞樁法、洞樁法、PBA工法等工法等。（跨度較大）。（跨度較大） 除小斷面施工工法外，其余工法的特點是將除小斷面施工工法外，其余工法的特點是將大斷面劃為小斷面，大斷面劃為小斷面， 分部開挖，分部開挖，做臨時中隔壁及仰拱，然后分段拆除，施做二襯。做臨時中隔壁及仰拱，然后分段拆除，施做二襯。 在施工過程，隨時通過監(jiān)控量測，調(diào)整施工方案和參數(shù)，實現(xiàn)信息在施工過程，隨時通過監(jiān)控量測，調(diào)整施工方案和參數(shù)，實現(xiàn)信息 化施工?；┕?。 地鐵暗挖應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、斷面大小

4、選擇施工方法。地鐵暗挖應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、斷面大小選擇施工方法。 臺階法臺階法 臺階法適用于隧道跨度較小的情況，一般跨度小于臺階法適用于隧道跨度較小的情況，一般跨度小于8m。正臺。正臺 階法開挖優(yōu)點很多，能較早地使支護(hù)閉合，有利于控制其結(jié)構(gòu)變階法開挖優(yōu)點很多，能較早地使支護(hù)閉合，有利于控制其結(jié)構(gòu)變 形及由此引起的地面沉降，上臺階長度（形及由此引起的地面沉降，上臺階長度（L）一般控制在）一般控制在11.5倍洞倍洞 徑（徑（D），當(dāng)開挖斷面較高時可進(jìn)行多臺階施工，每層臺階的高度），當(dāng)開挖斷面較高時可進(jìn)行多臺階施工，每層臺階的高度 常用常用3.54.5m，或以人站立方便操作選擇臺階高度。，或以人站立方便

5、操作選擇臺階高度。 注意事項：注意事項： （1）臺階數(shù)不宜過多，臺階長度要適中，一般分長臺階）臺階數(shù)不宜過多，臺階長度要適中，一般分長臺階 （5B），中臺階（），中臺階（1.55B），短臺階（），短臺階（11.5B），微臺階），微臺階 （34m）。）。 （2）開挖過程中根據(jù)地層需要，采取一些輔助的施工措施，如回）開挖過程中根據(jù)地層需要，采取一些輔助的施工措施，如回 填注漿、增加鎖腳錨管、超前支護(hù)等。填注漿、增加鎖腳錨管、超前支護(hù)等。 二、地鐵暗挖施工工法 臺階法施工步序臺階法施工步序 施作超前支護(hù)施作超前支護(hù) 上臺階土體開挖上臺階土體開挖 上臺階初期支護(hù)施作，打設(shè)鎖腳錨桿上臺階初期支護(hù)施作，打

6、設(shè)鎖腳錨桿 下臺階土體開挖下臺階土體開挖 下臺階初期支護(hù)施作下臺階初期支護(hù)施作 施作防水施作防水 二次襯砌施作二次襯砌施作 下臺階下臺階 上臺階上臺階 核心土核心土 0.80.8米米0.80.8米米 1.61.6米米 二、地鐵暗挖施工工法 CD法是指將隧道法是指將隧道 斷面分為左右兩個洞斷面分為左右兩個洞 室進(jìn)行開挖，中間增室進(jìn)行開挖，中間增 設(shè)一道臨時中隔壁，設(shè)一道臨時中隔壁， 每個洞室開挖后及時每個洞室開挖后及時 施作初支施作初支 封閉成環(huán)。封閉成環(huán)。 二、地鐵暗挖施工工法 CRD法是指將隧道分為法是指將隧道分為 多個導(dǎo)洞（視隧道斷面大小多個導(dǎo)洞（視隧道斷面大小 確定導(dǎo)洞的劃分?jǐn)?shù)量），依確

7、定導(dǎo)洞的劃分?jǐn)?shù)量），依 次、分別進(jìn)行開挖，增設(shè)臨次、分別進(jìn)行開挖，增設(shè)臨 時中隔壁及臨時仰拱，每個時中隔壁及臨時仰拱，每個 小導(dǎo)洞開挖后及時封閉成環(huán)，小導(dǎo)洞開挖后及時封閉成環(huán)， 導(dǎo) 洞 與 導(dǎo) 洞 之 間 保 持 一導(dǎo) 洞 與 導(dǎo) 洞 之 間 保 持 一 定的縱向安全距離。定的縱向安全距離。 此工法適用于地質(zhì)條件此工法適用于地質(zhì)條件 差，隧道斷面大，沉降控制差，隧道斷面大，沉降控制 要求較高的隧道開挖。要求較高的隧道開挖。 二、地鐵暗挖施工工法 第一步：42超前小導(dǎo)管超 前預(yù)注漿加固地層，開挖左 上部導(dǎo)洞并施作永久及臨時 初期支護(hù)，封閉成環(huán)，采用 鎖腳錨管加固拱腳。 1 拱部超前小導(dǎo)管 42鎖

8、腳錨管 拱部超前小導(dǎo)管 3 1 第二步：開挖左下部導(dǎo)洞并 施作永久及臨時初期支護(hù)， 封閉成環(huán)，采用鎖腳錨管加 固拱腳。 二、地鐵暗挖施工工法 第三步：42超前小導(dǎo)管超前 預(yù)注漿加固地層，開挖右上部 導(dǎo)洞并施作永久及臨時初期支 護(hù)，封閉成環(huán)，采用鎖腳錨管 加固拱腳。 5 1 3 拱部超前小導(dǎo)管 第四步：開挖右下部導(dǎo)洞并施 作永久及臨時初期支護(hù)，封閉 成環(huán)，采用鎖腳錨管加固拱腳。 5 7 1 3 拱部超前小導(dǎo)管 二、地鐵暗挖施工工法 第五步：初期支護(hù)背后注漿， 進(jìn)行換撐施作仰拱二次襯砌， 預(yù)留鋼筋、防水板接頭。 L=1.0m I22 工字鋼 二次襯砌 拱部超前小導(dǎo)管 第六步：拆除剩余臨時支撐， 施

9、作拱部二次襯砌，結(jié)構(gòu)封閉 成環(huán)，進(jìn)行二次襯砌背后注漿。 拱部超前小導(dǎo)管（示意） 二、地鐵暗挖施工工法 二、地鐵暗挖施工工法 (1)(1)保持各分部開挖斷面和各部的縱向間距，開挖輪廓線要圓順，保持各分部開挖斷面和各部的縱向間距，開挖輪廓線要圓順， 以減少出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象。以減少出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象。 (2)(2)每塊小斷面緊臨核心土，及時設(shè)置臨時仰拱封閉、步步成環(huán)，每塊小斷面緊臨核心土，及時設(shè)置臨時仰拱封閉、步步成環(huán)， 盡量縮短成環(huán)時間，必要時進(jìn)行掌子面噴射混凝土臨時支護(hù)。盡量縮短成環(huán)時間，必要時進(jìn)行掌子面噴射混凝土臨時支護(hù)。 (3)(3)中隔壁設(shè)置為弧形臨時支護(hù)，隧道左右開挖小斷面底部臨時中隔壁設(shè)

10、置為弧形臨時支護(hù)，隧道左右開挖小斷面底部臨時 仰拱保持在同一斷面上，各節(jié)點的連接一定要對齊，螺栓連接牢仰拱保持在同一斷面上，各節(jié)點的連接一定要對齊，螺栓連接牢 固，并及時施作鎖腳錨管。固，并及時施作鎖腳錨管。 (4)(4)必須保證中隔壁和臨時仰拱鋼架的規(guī)格數(shù)量和噴射混凝土的必須保證中隔壁和臨時仰拱鋼架的規(guī)格數(shù)量和噴射混凝土的 厚度，鋼架之間縱向連接鋼筋及時施作并連接牢固。厚度，鋼架之間縱向連接鋼筋及時施作并連接牢固。 (5)(5)為減小支護(hù)結(jié)構(gòu)對地基的壓力，提高地基的承載能力，對鋼為減小支護(hù)結(jié)構(gòu)對地基的壓力，提高地基的承載能力，對鋼 拱架的底部設(shè)置拱架的底部設(shè)置202020202020厘米的枕

11、木支墊。厘米的枕木支墊。 (6)(6)中隔壁混凝土拆除時，要防止對初期支護(hù)系統(tǒng)形成大的振動中隔壁混凝土拆除時，要防止對初期支護(hù)系統(tǒng)形成大的振動 和擾動。可采用風(fēng)鎬由上至下逐榀拆除鋼支撐之間的噴射混凝土，和擾動?？刹捎蔑L(fēng)鎬由上至下逐榀拆除鋼支撐之間的噴射混凝土， 以及臨時支護(hù)與初期支護(hù)連接部位附著在鋼架上的噴射混凝土。以及臨時支護(hù)與初期支護(hù)連接部位附著在鋼架上的噴射混凝土。 二、地鐵暗挖施工工法 采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖 隧道時首先進(jìn)行兩側(cè)洞的開隧道時首先進(jìn)行兩側(cè)洞的開 挖與支護(hù)（一般是兩側(cè)對稱挖與支護(hù)（一般是兩側(cè)對稱 開挖），然后再進(jìn)行中洞的開挖），然后再進(jìn)行中洞的 開挖與支護(hù)

12、，視隧道斷面大開挖與支護(hù)，視隧道斷面大 小 ， 可 將 兩 側(cè) 洞 及 中 洞小 ， 可 將 兩 側(cè) 洞 及 中 洞 再分為若干個小導(dǎo)洞分部開再分為若干個小導(dǎo)洞分部開 挖。挖。 此工法適用于地質(zhì)條件此工法適用于地質(zhì)條件 差、跨度大、沉降控制要求差、跨度大、沉降控制要求 高的隧道。高的隧道。 二、地鐵暗挖施工工法 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法也稱眼睛工法，也是變大跨度為小跨度的施工方法，雙側(cè)壁導(dǎo)坑法也稱眼睛工法，也是變大跨度為小跨度的施工方法， 其實質(zhì)是將大跨度（其實質(zhì)是將大跨度（20m）分成三個小跨度進(jìn)行作業(yè)，主要適用）分成三個小跨度進(jìn)行作業(yè)，主要適用 于地層較差、斷面很大、

13、單側(cè)壁導(dǎo)坑超前臺階法無法滿足要求的三于地層較差、斷面很大、單側(cè)壁導(dǎo)坑超前臺階法無法滿足要求的三 線或多線大斷面鐵路隧道及地鐵工程。該法工序較復(fù)雜，導(dǎo)坑的支線或多線大斷面鐵路隧道及地鐵工程。該法工序較復(fù)雜，導(dǎo)坑的支 護(hù)拆除困難，有可能由于測量誤差而引起鋼架連接困難，從而加大護(hù)拆除困難，有可能由于測量誤差而引起鋼架連接困難，從而加大 了下沉值，而且成本較高，進(jìn)度較慢。了下沉值，而且成本較高，進(jìn)度較慢。 二、地鐵暗挖施工工法 第一步：拱頂打設(shè)大管棚及小 導(dǎo)管、注漿，同時先后開挖兩 側(cè)洞室，施作初期支護(hù)及中 隔壁、中隔板。兩側(cè)洞室開挖 距離參考值為56米。 大管棚 中隔壁中隔壁 中隔板 中隔板 超前注

14、漿小導(dǎo)導(dǎo)管 第二步：先后開挖洞室，前 后參考距離56米，施作初期 支護(hù)及中隔壁。 中隔板 2 1 中隔壁 2 1 中隔板 二、地鐵暗挖施工工法 第三步：拱頂小導(dǎo)管注漿，開 挖洞室，施做初期支護(hù)及中 隔板。 第四步：開挖右下部導(dǎo)洞并施 作永久及臨時初期支護(hù)，封閉 成環(huán)，采用鎖腳錨管加固拱腳。 中隔板 中隔壁 4 3 1 2 中隔板 1 2 中隔板 中隔板 中隔壁 4 3 1 2 中隔板 1 2 中隔板 二、地鐵暗挖施工工法 第五步：根據(jù)監(jiān)測情況，縱向 分段防水層，施做拱底二襯（ 步長3m）。 第六步：根據(jù)監(jiān)測情況，縱 向分段拆除的中隔板和中隔 壁（步長3m），敷設(shè)防水 層，施作余下二襯，仰拱部

15、分回填素混凝土。 2 1 3 4 中隔板 中隔壁 2 1 鋼支撐 素混凝土回填 二、地鐵暗挖施工工法 又又 名名 眼眼 鏡鏡 法法 施施 工工 二、地鐵暗挖施工工法 1 1開挖方式采用機械輔助人工開挖。開挖方式采用機械輔助人工開挖。 2 2工序變化處之鋼架（或臨時鋼架）應(yīng)設(shè)鎖腳鋼管，工序變化處之鋼架（或臨時鋼架）應(yīng)設(shè)鎖腳鋼管， 且必須對鎖腳鋼管進(jìn)行注漿，以確保鋼架基礎(chǔ)穩(wěn)定。且必須對鎖腳鋼管進(jìn)行注漿，以確保鋼架基礎(chǔ)穩(wěn)定。 3 3當(dāng)現(xiàn)場導(dǎo)坑開挖孔徑及臺階高度需進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整當(dāng)現(xiàn)場導(dǎo)坑開挖孔徑及臺階高度需進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整 時，應(yīng)保證側(cè)壁導(dǎo)坑臨時支護(hù)與主體洞身鋼架連接牢時，應(yīng)保證側(cè)壁導(dǎo)坑臨時支護(hù)與主體洞身鋼

16、架連接牢 固，橫向鋼支撐可根據(jù)監(jiān)控量測結(jié)果適當(dāng)調(diào)整其位置。固，橫向鋼支撐可根據(jù)監(jiān)控量測結(jié)果適當(dāng)調(diào)整其位置。 并考慮側(cè)壁導(dǎo)坑自身的穩(wěn)定及施工的便捷性。并考慮側(cè)壁導(dǎo)坑自身的穩(wěn)定及施工的便捷性。 4 4雙側(cè)壁導(dǎo)洞法施工，其導(dǎo)洞跨度不宜大于雙側(cè)壁導(dǎo)洞法施工，其導(dǎo)洞跨度不宜大于0.30.3倍隧倍隧 道寬度，道寬度， 施工時施工時, ,左右導(dǎo)洞前后錯開距離不應(yīng)小于左右導(dǎo)洞前后錯開距離不應(yīng)小于1 1 5 m5 m。并在導(dǎo)洞施工完后方可按臺階法施工上下臺階。并在導(dǎo)洞施工完后方可按臺階法施工上下臺階 及仰拱。及仰拱。 二、地鐵暗挖施工工法 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工注意事項雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工注意事項 5 5鋼架之間縱向連接

17、鋼筋應(yīng)按要求設(shè)置，及時施作鋼架之間縱向連接鋼筋應(yīng)按要求設(shè)置，及時施作 并連接牢固。并連接牢固。 6 6臨時鋼架的拆除應(yīng)等洞身主體結(jié)構(gòu)初期支護(hù)施工臨時鋼架的拆除應(yīng)等洞身主體結(jié)構(gòu)初期支護(hù)施工 完畢并穩(wěn)定后，方可進(jìn)行。完畢并穩(wěn)定后，方可進(jìn)行。 7 7施工中，應(yīng)按有關(guān)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)圖的要求，進(jìn)行監(jiān)施工中，應(yīng)按有關(guān)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)圖的要求，進(jìn)行監(jiān) 控量測，及時反饋結(jié)果，分析洞身結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，為支控量測，及時反饋結(jié)果，分析洞身結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，為支 護(hù)參數(shù)的調(diào)整、澆筑二次襯砌的時機提供依據(jù)。護(hù)參數(shù)的調(diào)整、澆筑二次襯砌的時機提供依據(jù)。 二、地鐵暗挖施工工法 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工注意事項雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工注意事項 正式吊裝前進(jìn)行試吊

18、, 檢查確認(rèn)無誤后， 正式起吊。 鋼管支撐 架立筋 鋼管柱錨入頂縱梁鋼筋焊接在 一起，鋼管柱之間再設(shè)置一道 架立筋；先綁扎底部鋼筋，增 架立筋在鋼管柱處設(shè)置，并與 強底部重心，以保證頂縱梁鋼 筋穩(wěn)定性。 防止頂縱梁傾覆。 架立筋用鋼管支撐在導(dǎo)洞初襯， 泡沫填充 土工布保護(hù)層 ECB防水板 保護(hù)鋼板（臨時支護(hù)鑿除后拆除） 需破除部分 砼 砼面板 頂縱梁 鋼管柱 頂縱梁 頂梁加固 C20砼面板 頂縱梁施作完成后， 加固后再扣拱 頂縱梁 鋼管柱 頂縱梁 連接鋼板 I25型鋼 初襯扣拱（中跨） 中跨初襯開挖扣拱、拆除 C20砼面板頂梁加固，在頂 縱梁間設(shè)置兩道工25型鋼， 拉桿設(shè)置完成進(jìn)行下一榀 扣拱

19、開挖 中隔壁拆除跳槽分 段施工。根據(jù)每模 襯砌長度，中隔壁 拆除位置選定應(yīng)盡 量選擇以鋼管柱為 中心向兩側(cè)平均分 配拆除長度。 頂縱梁部位的破除 注意防水板和預(yù)埋 拱頂鋼筋接駁器的 保護(hù)，破除完成后 檢查防水板破壞情 況，做好標(biāo)記，及 時修補。 （1）根據(jù)監(jiān)控量測信息，分段對稱破除。頂縱梁部位破除導(dǎo)洞初支結(jié) 構(gòu)時，加強頂縱梁部位防水板的保護(hù)與檢查，破壞的防水板及時修 補； （2）施工縫鑿毛，二襯鋼筋綁扎前要對頂縱梁處的混凝土面進(jìn)行鑿毛 處理，注意保護(hù)預(yù)埋筋接頭； （3）預(yù)留好注漿管； （4）邊拱與下道工序接口部位預(yù)留斜向坡口。 （5）臺車加工要進(jìn)行受力計算。 （6）臺車基礎(chǔ)要有足夠的承載力。

20、（7）臺車組裝及移動必須由專人統(tǒng)一指揮。 （8）采用機械或手拉葫蘆吊裝，吊環(huán)設(shè)置必須牢固可靠。 （9）臺車就位后對其中線、高程進(jìn)行檢校，調(diào)整臺車水平絲桿與豎向 千斤頂，確保中線、高程完全滿足設(shè)計要求。（所有臨時支撐不能 頂在鋼管柱、頂縱梁上） 三、大斷面初支結(jié)構(gòu)受力轉(zhuǎn)換 三、大斷面初支結(jié)構(gòu)受力轉(zhuǎn)換 拆 除 方 案 三、大斷面初支結(jié)構(gòu)受力轉(zhuǎn)換 拆 除 方 案 3、中板襯砌一模施工1218m， 施工前，先將第1模中板位置臨 時仰拱全部破除并割除工字鋼； 同時破除中板位置豎隔壁（只 破除，工字鋼清理干凈后不割 除）。待第1模中板澆筑完成后， 破除第2模中板位置臨時仰拱及 豎隔壁（工字鋼不割除），同

21、時割除仰拱工字鋼。 三、大斷面初支結(jié)構(gòu)受力轉(zhuǎn)換 拆 除 方 案 4、拱頂結(jié)構(gòu)襯砌每模襯砌澆 筑4m，每模破除6.5m，隔 斷施工兩側(cè)1.1m臨時仰拱 及1.2m豎隔壁破除，工字 鋼暫緩割除，隨即破除后 的渣土清理完成后，在2、 5部中板上搭設(shè)腳手架支撐 仰拱未破除部分，再將工 字鋼割除。 根據(jù)混凝土強度情況，破除 中板一下剩余臨時仰拱和 中隔壁，割除工字鋼。 三、大斷面初支結(jié)構(gòu)受力轉(zhuǎn)換 1、監(jiān)控量測及巡視、監(jiān)控量測及巡視 為保證拆除施工的安全，必須加強對車站的監(jiān)控量測，對拆除全過程 中進(jìn)行監(jiān)控。將監(jiān)測數(shù)據(jù)與預(yù)測值相比較，判斷前一步施工工藝和拆除 措施是否符合預(yù)期要求，以確定和調(diào)整下一步施工，控制并減少變形， 確保施工安全和地表建筑物、地下管線的安全。 2 2、監(jiān)控點布設(shè)、監(jiān)控點布設(shè) 作業(yè)影響范圍內(nèi)，區(qū)間人防拱頂及側(cè)墻部位每間隔5m設(shè)置一組拱頂沉 降點及收斂環(huán)。 拆除作業(yè)前，通告項目部量測班到現(xiàn)場量測拱頂沉降及收斂初始值， 在拆除的過程中，量測頻率為2次/d，及時將量測信息通告監(jiān)理及現(xiàn)場值 班技術(shù)人