地鐵暗挖施工技術(shù)及安全管理概述PPT課件[通用]

1、地鐵暗挖施工技術(shù)及安全管理（監(jiān)理內(nèi)部培訓(xùn)教材）前 言 青島地鐵采用的淺埋暗挖法，是以加固、處理軟弱地層為前提，采用足夠剛性的復(fù)合初砌為基本支護(hù)結(jié)構(gòu)的一種用于軟土地層近地表隧道的暗挖施工方案。它以施工監(jiān)測(cè)為手段，指導(dǎo)設(shè)計(jì)與施工，控制地表沉降，保證施工安全。青島地鐵11號(hào)線簡(jiǎn)介 青島藍(lán)色硅谷城際軌道交通工程，位于青島市東岸城區(qū)東部，于2013年4 月1日開工，全線線路起于苗嶺路站，止于鹽田東站，線路全長(zhǎng)59.2公里，設(shè)置車站22座（4座地下站，18座高架站），平均站間距2753m。第一駐地監(jiān)理工程師辦公室監(jiān)理范圍為K12+000K30+640，線路長(zhǎng)18.64km，共9站9區(qū)間；其中01標(biāo)、02標(biāo)

2、為暗挖段4站4區(qū)間和一個(gè)折返線，區(qū)間均為暗挖，3個(gè)明挖車站1個(gè)暗挖車站；03標(biāo)、04標(biāo)為高架橋部分，其中04標(biāo)有一個(gè)575米隧道；工程費(fèi)用約21.72億元。 一、淺埋暗挖法 選用淺埋暗挖法應(yīng)考慮的基本條件有：首先，淺埋暗挖法不允許帶水作業(yè)，如果含水地層達(dá)不到疏干，帶水作業(yè)是非危常險(xiǎn)的，開挖面的穩(wěn)定性時(shí)刻受到水的威脅，甚至發(fā)生塌方。把地下水，尤其是上層滯水處管理好是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，它直接影響到淺埋暗挖法的成敗。第二，采用淺埋暗挖法要求開挖面具有一定的自立性和穩(wěn)定性。 （一）淺埋暗挖法的前提條件（二）淺埋暗挖的基本經(jīng)驗(yàn) 鐵道部隧道工程局就復(fù)興門折返線工程總結(jié)的十八字決，即“管超前，嚴(yán)注漿，短開挖，

3、強(qiáng)支護(hù)，快封閉，勤量測(cè)”，基本上概括了淺埋暗挖法的施工工藝要求及施工經(jīng)驗(yàn)。1、 地層的預(yù)加固和預(yù)處理 開挖面土體穩(wěn)定是采用淺埋暗挖法的基本條件。當(dāng)土體難以達(dá)到所需的穩(wěn)定條件時(shí)，必須通過地層預(yù)加固和預(yù)處理來提高開挖面土體的穩(wěn)定性和自立性。降低地下水位，一方面可達(dá)到無水施工，另一方面可以改善土體的物理力學(xué)特性，經(jīng)常采用的預(yù)加固和預(yù)處理的措施有超前小導(dǎo)管注漿，工作面前方深孔注漿和大管棚超前支護(hù)。視具體情況可以單獨(dú)使用，也可以配合使用。 2、 隧道開挖和初期支護(hù) 要本著“隨開挖，隨支護(hù)”的基本原則。如何利用土體有限的自立時(shí)間進(jìn)行開挖和支護(hù)作業(yè)，使土體開挖后暴露的時(shí)間盡可能短，使初期支護(hù)盡早封閉成環(huán)，就

4、這一意義上說，選擇適當(dāng)?shù)拈_挖方法就顯得十分重要。 根據(jù)土體的穩(wěn)定性隧道斷面大小可以選用短臺(tái)階法開挖，或帶臨時(shí)仰拱的長(zhǎng)臺(tái)階法開挖。對(duì)于斷面較大的隧道，考慮分部開挖、分部支護(hù)和封閉成環(huán)的需要，選擇中隔壁法（CD法）、交叉隔壁法（CRD法）、和側(cè)壁導(dǎo)坑法（眼鏡法）等。每次開挖循環(huán)，以“短尺”為原則。為了保持開挖面的穩(wěn)定，采用弧形導(dǎo)坑留核心土的開挖方法，使開挖面得到核心土的支撐。 淺埋暗挖法常用的初期支護(hù)形式是鋼筋格柵、鋼筋網(wǎng)和噴射混凝土，淺埋暗挖法要求初期支護(hù)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的合理范圍內(nèi)，盡可能減小初期支護(hù)的變形量，目的是控制土體位移，減小地表沉降。之所以廣泛采用鋼筋格柵，其原因一

5、方面是鋼筋格柵與噴射混凝土能緊密結(jié)合，另一方面是因?yàn)殇摻罡駯旁谄囱b成環(huán)后，具有一定的強(qiáng)度和剛度，在噴射混凝土尚未具備足夠強(qiáng)度之前，鋼筋格柵可以單獨(dú)承擔(dān)來自土層的一部分荷載。有的施工指南要求鋼筋格柵能承擔(dān)2-4米的土柱壓力，也是基于這方面的考慮。3、 二次襯砌 淺埋暗挖法通常采用模筑混凝土作為二次襯砌材料它既是提高初期支護(hù)強(qiáng)度和剛度，增加初期支護(hù)安全儲(chǔ)備的需要，也是支撐中間的防水隔離層，承受水壓力的需要。一般通過監(jiān)控量測(cè)，證明初期支護(hù)基本穩(wěn)定，防水層鋪設(shè)完畢隱蔽工程檢查合格后，可以開始灌注二次襯砌，如果隧道斷面較大，等待初期支護(hù)變形達(dá)到基本穩(wěn)定需要很長(zhǎng)時(shí)間，也可提前施作二次襯砌，這時(shí)的二次襯砌將

6、要承受初期支護(hù)變形傳來的壓力。 （三）確保無水施工，重視地下管道漏水 淺埋暗挖法是在十分不穩(wěn)定的土體中進(jìn)行暗挖作業(yè)，必須十分謹(jǐn)慎。人們采用小導(dǎo)管、管棚、深孔土體注漿都是提高土體穩(wěn)定性的措施，其中必保的一條就是保持土體無水施工。這不但為方便施工所必須，也是提高土體穩(wěn)定性的必須采用辦法。諸多工程教訓(xùn)使同行們?nèi)〉霉沧R(shí)無水施工是淺理暗挖法的前提條件。 采用淺埋暗挖法不可避免要在市政管理道下面進(jìn)行施工，問題在于大多數(shù)上下水管道不同程度地存在滲漏水的情況。嚴(yán)重的滲漏導(dǎo)致管道周圍的地層狀況惡化，形成飽和水狀態(tài)的軟塑或流塑地層。當(dāng)隧道開挖接近這一層時(shí)，流泥和流砂便會(huì)涌入隧道，管道下面土體被掏空，又會(huì)造成管道斷

7、裂，管道內(nèi)的水（特別是有壓上水）沖入隧道，對(duì)隧道形成第二次沖擊。 探明開挖面前方的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)工作是非常重要的，一般采用紅外線溫度掃描儀或地質(zhì)雷達(dá)等物探手段，查明上層滯水和管道滲漏水的情況，必須對(duì)制定相應(yīng)對(duì)策提供可靠依據(jù)。 如果發(fā)現(xiàn)有上層滯水和管道滲漏嚴(yán)重威脅隧道施工的情況，可以采取局部加密注漿，增設(shè)管棚等措施，必要時(shí)采用局部土壤凍結(jié)也是可取的，總之要把一般降水難以奏效的上層滯水和管道滲漏水對(duì)淺埋暗挖法的潛在威脅，在開挖面到達(dá)之前加以消除。 （四）管理、經(jīng)驗(yàn)、監(jiān)測(cè)在淺埋暗挖法中的作用 隧道采用淺埋暗挖法施工，施工安全取決于人們通過嚴(yán)格的管理和正確的工程實(shí)踐，包括監(jiān)控量測(cè)的反饋來控制施工作

8、業(yè)，以減少風(fēng)險(xiǎn)。 淺埋暗挖法的十八字決，盡人皆知，但是對(duì)它的理解和體會(huì)的深度，實(shí)施中的堅(jiān)決程度未必相同，嚴(yán)格的管理表現(xiàn)在對(duì)影響工作面穩(wěn)定的因素始終緊抓不放，例如對(duì)地層預(yù)加固預(yù)處理的質(zhì)量，對(duì)于地下水的警覺，對(duì)支護(hù)支跟開挖面施作的及時(shí)性，短進(jìn)尺，快封閉的重要性，以及對(duì)補(bǔ)償注漿的作用等，不僅有深刻的認(rèn)識(shí)，而且有嚴(yán)密的施工工藝和質(zhì)量控制作保證。此外，注意對(duì)施工人員的培訓(xùn)，提高技術(shù)素質(zhì)。嚴(yán)格的管理還表現(xiàn)在，重視并關(guān)于利用不良地質(zhì)超前預(yù)報(bào)和施工的手段，了解開挖面前方工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件的變化，了解支護(hù)受力變形狀態(tài)的變化，及時(shí)發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)征兆，采取有效的應(yīng)變補(bǔ)救工作。二、區(qū)間標(biāo)準(zhǔn)斷面施工方法及需注意問題 地鐵

9、區(qū)間隧道除個(gè)別特殊地段外，一般均采用單線馬蹄形曲墻斷面形式，臺(tái)階法開挖支護(hù)形式。1、暗挖區(qū)間標(biāo)準(zhǔn)斷面14正臺(tái)階法開挖支護(hù)程序斷面開工開挖尺寸：11（5.76.1）； 22（5.86.12）； 33（6.36.22）； 88（6.06.16）開挖程序及其示意圖：環(huán)狀開挖1部土體；架格柵掛網(wǎng)、安置縱向連接筋，噴混凝土；拱頂設(shè)超前小導(dǎo)管或鋼筋，拱腳設(shè)置錨桿或錨管，并注漿；開挖2部土體，上、下臺(tái)階相距610m，開挖3部土體，架格柵、掛網(wǎng)、噴混凝土，初期支護(hù)封閉成環(huán)，拱背注漿。2332、超前支護(hù)施工 結(jié)合具體地質(zhì)條件和開挖面的穩(wěn)定情況，一般選擇小導(dǎo)管注漿作為主要超前支護(hù)手段。 小導(dǎo)管采用直徑42mm，長(zhǎng)

10、2.5-3.5mm，外插角10-15度，環(huán)向間距為25-32cm，搭接長(zhǎng)度1.5米。 注漿漿液需根據(jù)具體地質(zhì)條件選用，或用單液水泥注漿，或用水泥水玻璃注漿，或用改性水玻璃漿注漿。注漿漿液的選擇、配比、壓力的確定必須經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)決定。目前工程中經(jīng)常出現(xiàn)的問題有： （1） 注漿漿液配比及參數(shù)既無控制，注漿效果又不作嚴(yán)格檢查，甚至只設(shè)管不注漿，結(jié)果影響開挖面的土體穩(wěn)定。 （2） 外插角過大，沿拱架內(nèi)緣斜插下一拱架外緣，但外插角近30-40度，小導(dǎo)管下方土體坍塌，影響開挖面的穩(wěn)定。 隧道凈高6米，凈寬5.6米，對(duì)于一般地層常采用短臺(tái)階開挖，上臺(tái)階長(zhǎng)不超過1倍洞徑，并留有2米以上核心土。后方開挖中層土，

11、并施作仰拱。 （1）留核心土的目的，一方面可以抑制開挖面的變形，保持土體穩(wěn)定；另一方面可以壓縮拱部開挖土方時(shí)間，盡早在有限空間架設(shè)拱部格柵拱架，并噴射混凝土，盡早完成拱部初期支護(hù)。 （2）采用臺(tái)階法目的，一方面利用臺(tái)階的土壓力支擋前方工作面，保持開挖面開挖穩(wěn)定；另一方面利用臺(tái)階便于人工開挖。 （3）采用短臺(tái)階的目的，一方面便于人工翻碴，另一方面可以盡快開挖中層土方，便于盡早施作邊墻支護(hù)和封閉仰拱，盡早使初期支護(hù)形成封閉的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。3、短臺(tái)階法開挖與支護(hù)目前有些工地施工存在的問題是：（1）格柵拱架制作不合規(guī)范要求 在開挖以后，土體自承穩(wěn)定的時(shí)間極短，在噴射混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度以前，格柵拱架是主要支

12、撐結(jié)構(gòu)，因此規(guī)范要求拱架能單獨(dú)承受2-4米土體荷載并密貼土體，最早由德國(guó)引進(jìn)的圖紙，在四根鋼筋之間用8字結(jié)連接，以后為了簡(jiǎn)化做成斜向連接，再以后斜向連接鋼筋便點(diǎn)焊上，把拱架作為構(gòu)造鋼筋處理，這是非常危險(xiǎn)的，正是因?yàn)槿绱?，?guī)范對(duì)拱架作出嚴(yán)格要求。除此之外，拱架基礎(chǔ)必須支牢，必要時(shí)設(shè)置斜向支撐注錨管。 （2） 噴射混凝土不密實(shí) 鋼筋密集地段實(shí)施噴射混凝土是一件比較困難的事，回彈大，而且鋼筋背后不密實(shí)，所以規(guī)范對(duì)雙層鋼筋網(wǎng)噴混凝土必須噴完一層再掛第二層網(wǎng)再噴， 在格柵表面的混凝土要清除后再噴，不然鋼筋背后是無法噴實(shí)的。不密實(shí)的初期支護(hù)存在嚴(yán)重隱患，而且地下水銹蝕鋼筋，影響初期支護(hù)的壽命。（3） 短臺(tái)

13、階過長(zhǎng) 前面已介紹了用短臺(tái)階的理由，但是有些工地運(yùn)土車上了臺(tái)階以后，取消了人工翻土的作用，為了便于布置人力，往往將臺(tái)階拉得過長(zhǎng)，臺(tái)階拉得過長(zhǎng)，結(jié)果是： 1)未封閉成環(huán)的初期支護(hù)是一個(gè)不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)時(shí)間隧道處于不穩(wěn)定支護(hù)體系是危險(xiǎn)的。 2)半拱初期支護(hù)基礎(chǔ)支撐在土體上，土體不可能提供足夠的支撐力，半拱呈懸臂狀態(tài)，懸臂過長(zhǎng)，端頭下沉，將會(huì)造成拱部拉裂，這在國(guó)外曾發(fā)生過事故，造成嚴(yán)重后果。 3）臺(tái)階過長(zhǎng)，拖后了中層土體開挖，也拖后了封閉仰拱時(shí)間，結(jié)果至少將導(dǎo)致隧道變形過大，地表下沉過大，由此，十八字決中“短開挖，強(qiáng)支護(hù)，快封閉”就是從這里提煉出來的。 4、長(zhǎng)臺(tái)階施工方法 有些單位為便于施工組織安排，

14、采用長(zhǎng)臺(tái)階施工方法，這種施工方法也是允許的，但是必須及時(shí)施作臨時(shí)仰拱。半斷面初期支護(hù)封閉成環(huán)，拱腳支撐在臨時(shí)仰拱上，拱部荷載由臨埋仰拱承受，由于上半斷面已形成獨(dú)立的封閉環(huán)形穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，它的長(zhǎng)度將不受限制。 問題是我們一些施工單位考慮施作臨時(shí)仰拱投資過大，將來還要拆除，不認(rèn)真施工臨時(shí)仰拱，又不及時(shí)進(jìn)行施工監(jiān)測(cè)，這樣的長(zhǎng)臺(tái)階施工是十分危險(xiǎn)的，復(fù)八線上的幾個(gè)工程的教訓(xùn)需要引起我們的注意。 （1）采用超前小導(dǎo)管注漿是防止工作面失穩(wěn)及控制地面下沉的重要措施，小導(dǎo)管必須與鋼拱架聯(lián)結(jié)。 （2）嚴(yán)格控制格柵鋼架的安裝質(zhì)量，保證鋼架平面垂直隧道中線，水平、高程、左右、誤差應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，在拱腳處應(yīng)設(shè)注漿錨管，這是

15、防止拱部垂直位移的關(guān)鍵。 （3）采用環(huán)形開挖，留核心土，可保證工作面穩(wěn)定，核心土的尺寸在縱向要大于2m。對(duì)不良地層，要及時(shí)用噴射混凝土封閉工作面，做到開挖后，土體損失系數(shù)最小。 （4）嚴(yán)格控制每循環(huán)的進(jìn)尺，一般為0.5-0.75m，因?yàn)楣安烤植康奶叨纫话闶沁M(jìn)尺長(zhǎng)度的二分之一。5、小 結(jié) （5）控制臺(tái)階長(zhǎng)度，充分利用地層縱向承載拱的作用。量測(cè)證明：對(duì)于軟弱地層，臺(tái)階長(zhǎng)度超過1倍洞徑，就要及時(shí)閉合臨時(shí)仰拱。 （6）及時(shí)進(jìn)行初期支護(hù)，當(dāng)開挖完成以后，必須及時(shí)架立拱架。拱架與地層之間要緊密接觸，以防地層松馳。隨后掛網(wǎng)、焊接。從開挖到施噴混凝土的時(shí)間不應(yīng)超過土體的自穩(wěn)時(shí)間。工序的拖長(zhǎng)、工序的銜接不緊

16、，是造成塌方、下沉的最大隱患。 （7）由于地層穩(wěn)定性差，在噴層與地層間經(jīng)常出現(xiàn)空隙。該空隙多發(fā)生在拱頂附近和拱腳處，所以背后充填注漿非常重要，該工序應(yīng)緊跟工作面進(jìn)行。 （8）系統(tǒng)地進(jìn)行初期周圍2-3m土體的固結(jié)注漿，是克服土壤長(zhǎng)期流變引起地表下沉的最好方法。三、區(qū)間隧道大跨度斷面施工技術(shù) 區(qū)間隧道受線路平面布置的影響，有些區(qū)段采用雙線隧道方案。這時(shí)的隧道的凈跨將達(dá)到12m，凈高達(dá)到8m。如果仍采用前面介紹的短臺(tái)階施工技術(shù)或長(zhǎng)臺(tái)階施工技術(shù)，則臺(tái)階上部弧形導(dǎo)坑的弧度十分平緩，矢高比非常不合理，直接影響到拱部土體的穩(wěn)定。平拱拱腳水平推力大，拱頂下沉過大，甚至坍塌?？缍仍酱髥栴}越嚴(yán)重，所以跨度法叫CR

17、D法，即交叉中隔墻法。大斷面隧道分隔成小斷面隧道，每個(gè)小隧道的初期支護(hù)都是封閉成環(huán)，都是穩(wěn)定的。按一定順序開挖支護(hù)好的小斷面隧道最終匯成一個(gè)大斷面隧道。臨時(shí)隔墻與臨時(shí)仰拱對(duì)大斷面隧道的穩(wěn)定起到十分重要作用。 1、大跨度隧道中隔墻施工法（CD法）和交叉隔墻（CRD法） 二次襯砌施工時(shí)，需要拆除臨時(shí)隔墻及仰拱，如何拆除，如何選擇拆除順序，如何確定拆除段長(zhǎng)是十分關(guān)鍵的，這就需要施工單位在實(shí)施前編制專項(xiàng)拆除方案，并嚴(yán)格按方案組織實(shí)施。中隔墻法或交叉隔墻法實(shí)施中需要注意幾個(gè)問題： （1）臨時(shí)隔墻及仰拱的施作質(zhì)量。 中隔墻及仰拱雖然都是臨時(shí)結(jié)構(gòu)，將來都需要拆除，但隧道的施工過程中，在隧道初期支護(hù)上未完全封

18、閉前，是系統(tǒng)的重要受力結(jié)構(gòu)的一部分。切不可認(rèn)為是臨時(shí)支護(hù)而草率施工，造成不良后果。 （2）二襯施工時(shí)要正確選擇臨時(shí)結(jié)構(gòu)的拆除順序及相應(yīng)工藝，需要采用監(jiān)測(cè)手段進(jìn)行有效監(jiān)控。有些施組中對(duì)此選擇方案不當(dāng)，采用通長(zhǎng)拆除通長(zhǎng)施作二襯，雖然施工便于安排，但危險(xiǎn)性大。一般選擇跳段拆除，跳段施作二襯。雖然施工麻煩一些，但利用空間拱效應(yīng)對(duì)隧道的穩(wěn)定有利。 (3)大斷面隧道水平推力大，開挖支護(hù)后的背后地層注漿的及時(shí)性及充填密實(shí)是十分重要的，需要切實(shí)掌握。中隔壁法開挖支護(hù)程序斷面開工開挖尺寸：44（9.87.11）；開挖程序及其示意圖：環(huán)狀開挖1部土體，開挖進(jìn)尺不超過1m；架格柵掛網(wǎng)、安置縱向連接筋，噴混凝土；打超

19、前小導(dǎo)管或錨桿，注漿；相錯(cuò)2m開挖2部土體；與1部相錯(cuò)4m開挖3支護(hù)部土體，架格柵掛網(wǎng)、噴混凝土，待邊墻開挖封閉兩榀即架設(shè)3部仰拱格柵，噴錨、封閉；與3部相錯(cuò)4m開挖4支護(hù)部土體，架格柵、噴混凝土、封閉；拱背注漿，拆除臨時(shí)中隔壁和臨時(shí)橫撐，進(jìn)入下道工序。1234施工前的準(zhǔn)備工作第一部分開挖圖第二部分開挖圖第三部分開挖圖第四部分開挖圖2、側(cè)壁導(dǎo)坑施工法（眼鏡工法） 由于區(qū)間需設(shè)置渡線，一些渡線的隧道寬度達(dá)到14.5m以上，高度達(dá)到10m,在這種情況下，先用中隔壁法，或交叉隔壁法都不相適應(yīng)，只有選用側(cè)壁導(dǎo)坑法，或稱之為眼鏡工法先開挖兩個(gè)側(cè)洞，再開挖中拱，最后落底作仰拱，形成封閉的環(huán)形支護(hù)，大洞由多

20、個(gè)小洞組合而成。每個(gè)小隧道的斷面都不大，可以保證施工的安全與穩(wěn)定，整個(gè)隧道的穩(wěn)定性及沉降量就是可以控制了，當(dāng)然這種施工方法比較麻煩。廢棄工程量多，工程費(fèi)用相對(duì)較高。但是對(duì)于超大斷面的隧道，這種施工工法是比較穩(wěn)妥的。眼鏡法開挖支護(hù)程序斷面開工開挖尺寸：66（12.290）, 66A（12.99.3）, 77（14.210.7）， 77A（14.211.1） ；開挖程序及其示意圖：眼鏡寬4.4m，高7.5m，分上下兩部開挖，環(huán)狀開挖1部土體，開挖進(jìn)尺不1超過1m，架格柵掛網(wǎng)、安置縱向連接；打超前小導(dǎo)管和錨桿，注漿固結(jié)地層，噴混凝土；相錯(cuò)4m隨即開挖2部土體，架2部仰拱格柵，噴錨、封閉；與1部相錯(cuò)4

21、m開挖支護(hù)另一眼鏡3、4部；兩眼鏡開挖封閉10m，以正臺(tái)階法開挖支護(hù)中部土體5部，架格柵掛網(wǎng)、噴混凝土打超前小導(dǎo)管和錨桿，拱部格柵與兩眼鏡格柵相焊接；部仰拱格柵與兩側(cè)眼鏡仰拱格柵相焊接；噴混凝土，拱背注漿，完成整個(gè)洞體的封閉。123456施工前的準(zhǔn)備工作第一部分開挖圖第二部分開挖圖第三部分開挖圖第四部分開挖圖斷面開工開挖尺寸：55（11.36.55）；開挖程序及其示意圖：先做中洞，而后作兩側(cè)邊洞。中洞寬4m，高4m，采用臺(tái)階法施工，中洞與側(cè)洞相距10m，即按臺(tái)階法的開挖支護(hù)程序先后相錯(cuò)5m，開挖支護(hù)兩側(cè)邊洞。拱背注漿，完成洞體封閉。12345中洞法開挖支護(hù)程序3、中洞施工法（1） 超前支護(hù)方案

22、 若區(qū)間隧道處于軟弱地層中，土體開挖后地層不穩(wěn)定或自穩(wěn)時(shí)間極短，支護(hù)結(jié)構(gòu)初期承受壓力大，變形快，如果控制不當(dāng)，地層很快松弛。施工中必須選用適當(dāng)?shù)妮o助措施對(duì)隧道周圍地層時(shí)行超前支護(hù)或預(yù)加固。以實(shí)現(xiàn)控制地面沉降，防止坍塌的目的。（2） 開挖支護(hù)方案的研究 淺埋暗挖法主要有臺(tái)階法、中隔壁法、眼鏡法、中洞法，不同的施工方法具有不同的特點(diǎn)。為便于分析，現(xiàn)就上述各主要施工方法的特點(diǎn)、適用條件、沉降量控制效果、工期、造價(jià)等方面作一對(duì)比，見下表：四、區(qū)間折返線及渡線施工技術(shù)1、方案的研究開挖支護(hù)施工方案比較開挖支護(hù)方案臺(tái)階法中隔壁法眼鏡法中洞法工法主要特點(diǎn)拱腳應(yīng)力大，接觸面小，拱部易坍塌斷面分割，可有效控制沉

23、降量利用側(cè)壁導(dǎo)坑先行，開挖時(shí)間短施工工序多，拆除量大適用斷面小較大大大沉降量大小小較小工期短較長(zhǎng)長(zhǎng)較長(zhǎng)造價(jià)低較高高較高2、工程的實(shí)施（1） 超前支護(hù)施工 若通過對(duì)幾種超前支護(hù)方案的比選，結(jié)合區(qū)間所處地質(zhì)條件，工程除在施工通道進(jìn)入正線開口處采用大管棚超前支護(hù)外，其他地段均選擇以小導(dǎo)管注漿作為主要超前支護(hù)手段。小導(dǎo)管注漿支護(hù)參數(shù)如下： 小導(dǎo)管采用42mm，長(zhǎng)2.5-3.5m，外插角13-16度，環(huán)向間距25-33cm，搭接1.5m； 漿液采用改性水玻璃材料，按不同濃度的水玻璃和硫酸配制，ph值為5-6，呈弱酸性； 注漿區(qū)域?yàn)殚_挖輪廓線以外1.5m范圍內(nèi)； 注漿壓力為1.3-0.5MPa。（2） 區(qū)

24、間折返線開挖支護(hù)的施工 根據(jù)區(qū)間折返線斷面類型、地面沉降控制分析以及工期、造價(jià)比較，同時(shí)兼顧前后斷面施工的銜接，施工確定采用的開挖支護(hù)方法。（3）渡線段施工加強(qiáng)支護(hù)措施 采用護(hù)墻小導(dǎo)管注漿，提高交叉口處土體的自穩(wěn)能力。在交叉口10m范圍內(nèi)的垂直于邊墻打設(shè)42mm護(hù)墻小導(dǎo)管，導(dǎo)管長(zhǎng)3.5m，間距每米3根，自上而下呈梅花形布置，內(nèi)注水泥、水玻璃雙液漿，加固邊墻。 適當(dāng)加密格柵間距，增加初期支護(hù)的強(qiáng)度。將交叉口10m范圍內(nèi)斷面格柵間距每米1榀，改為每0.5m/榀，小導(dǎo)管由原設(shè)計(jì)單根長(zhǎng)3.5m，改為2.5m，確保注漿效果。 增設(shè)縱向邊接筋，提高整個(gè)結(jié)構(gòu)的剛度，施工渡線段兩個(gè)大斷面時(shí)，縱向邊接筋由原設(shè)計(jì)

25、的每米1根，增加到每米2根。 3、不同斷面銜接施工方法 以五標(biāo)陶菜區(qū)間停車線、渡線大斷面開挖為例。（1）臺(tái)階法向雙側(cè)壁導(dǎo)坑法過渡銜接從菜市口站向南開挖右線至區(qū)間里程K6+540.7處為臺(tái)階法向雙側(cè)壁導(dǎo)坑法過渡，即由右線QYH斷面，渡線QYJ斷面向QYG雙側(cè)壁導(dǎo)坑法大斷面過渡施工，拱部抬高3.34m。如圖所示：1）QYH斷面、QYJ斷面挑高、加寬。由于斷面抬高高度大，采用提前6m抬高過渡，將QYH、QYJ斷面由臺(tái)階法轉(zhuǎn)換為CRD法。QYH斷面過渡方法如下圖所示：圖中從左側(cè)起依次為每過渡1.5米的斷面結(jié)構(gòu)形式。在到達(dá)K6+540處后成為圖中過渡6米的形狀，其結(jié)構(gòu)左輪廓與QYG大斷面初支結(jié)構(gòu)斷面相同

26、。QYJ斷面過渡方法與QYH斷面過渡方法相同。QYH、QYJ斷面在開挖過程中均安裝臨時(shí)中隔壁與臨時(shí)仰拱，轉(zhuǎn)換成CRD法施工。最后兩個(gè)斷面在銜接面處形狀如下圖所示 2）QYG斷面開挖順序當(dāng)QYH斷面左側(cè)開挖到銜接里程后繼續(xù)向前開挖雙側(cè)壁導(dǎo)坑的右側(cè)上導(dǎo)坑，進(jìn)入雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工。如下圖所示： 當(dāng)QYG雙側(cè)壁導(dǎo)坑段左上部導(dǎo)坑開挖進(jìn)入5米后，再進(jìn)行左下部導(dǎo)坑開挖。QYJ渡線斷面過渡抬高至QYG斷面后進(jìn)行QYG斷面右側(cè)導(dǎo)坑開挖，并保證與左側(cè)導(dǎo)坑至少15米的距離。當(dāng)QYH/QYJ斷面轉(zhuǎn)換后的CRD法第3部洞室開挖至QYG斷面中上部后再進(jìn)行QYG斷面中部導(dǎo)坑的施工。如上圖，首先施工QYG雙側(cè)壁左右兩側(cè)上下導(dǎo)坑

27、，然后再開挖QYH，QYJ斷面CRD法3部洞室，然后再施工雙側(cè)壁導(dǎo)坑中間部分。 （2）雙側(cè)壁導(dǎo)坑法向臺(tái)階法過渡施工在里程K6+548.1處左線由QZB向區(qū)間左線標(biāo)準(zhǔn)段和渡線QYJ斷面過渡，此接口為大斷面向小斷面過渡。接口斷面形式如下圖所示： 堵頭墻施工順序如下：左右兩側(cè)上導(dǎo)坑開挖至銜接斷面處，停止下導(dǎo)坑的開挖，并保證下導(dǎo)坑與上導(dǎo)坑不得小于5米距離。然后開始從上至下逐層封閉上導(dǎo)坑開挖面，按照堵頭墻設(shè)計(jì)圖紙施做堵頭墻，并安裝渡線斷面和區(qū)間標(biāo)準(zhǔn)斷面第一榀格柵，在渡線QYJ斷面和區(qū)間標(biāo)準(zhǔn)斷面開挖線內(nèi)設(shè)置臨時(shí)堵頭墻。上導(dǎo)坑封閉完成后再進(jìn)行下導(dǎo)坑開挖，下導(dǎo)坑開挖至銜接斷面處，立即封閉開挖面，并施工堵頭墻。

28、注意左右兩側(cè)導(dǎo)坑不得小于15米距離。 中間上導(dǎo)坑開挖至銜接斷面處時(shí)，從上至下開挖并安裝堵頭墻工字鋼，掛鋼筋網(wǎng)并噴射C20混凝土。當(dāng)開挖至渡線斷面和區(qū)間標(biāo)準(zhǔn)斷面高度時(shí)安裝渡線及區(qū)間標(biāo)準(zhǔn)段格柵。渡線斷面與區(qū)間左線標(biāo)準(zhǔn)斷面開挖線內(nèi)設(shè)置臨時(shí)堵頭墻。如下圖所示： 當(dāng)堵頭墻全部施工完畢后開始破除渡線開挖線內(nèi)臨時(shí)堵頭墻，按照從上至下的施工順序。先施工上臺(tái)階5米后，再破除渡線開挖線內(nèi)下部堵頭墻，進(jìn)入渡線臺(tái)階法開挖。 渡線全部開挖完畢后，開始破除左線標(biāo)準(zhǔn)斷面開挖線內(nèi)臨時(shí)堵頭墻。按照從上至下的順序施工，上臺(tái)階開挖5米后，再破除左線開挖線內(nèi)下部臨時(shí)堵頭墻，進(jìn)入左線標(biāo)準(zhǔn)段臺(tái)階法開挖。 （3）臺(tái)階法向雙側(cè)壁導(dǎo)坑法加寬過

29、渡右線從南向北開挖至K6+271里程處為由QYA臺(tái)階法斷面進(jìn)入停車線QYB斷面雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖。此銜接面為由小斷面向大斷面開挖。如下圖：左側(cè)邊墻外擴(kuò)4.8米，拱部抬高0.8米。采用提前6米向左側(cè)擴(kuò)挖的施工方法。由于斷面加寬需設(shè)置臨時(shí)支撐，在過渡過程中即轉(zhuǎn)入雙側(cè)壁導(dǎo)坑法。如下圖所示。當(dāng)施工至銜接面后轉(zhuǎn)入QYB斷面CRD法施工。QYA斷面向QYB斷面過渡橫斷面圖QYA斷面向QYB斷面過渡平面圖 QYA斷面與QYB斷面原設(shè)計(jì)平面圖 （4） CRD法向雙側(cè)壁導(dǎo)坑法過渡當(dāng)區(qū)間左線從北向南開挖至里程K6+562.5里程處時(shí)，為由渡線QZE斷面向渡線QZD雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖過渡，斷面為由小斷面向大斷面過渡。如

30、下圖所示：左側(cè)外擴(kuò)0.7米。采用前1榀格柵先過渡的方法施工。開挖順序如下：1）當(dāng)CRD法斷面左上部洞室開挖至銜接里程后，開挖雙側(cè)壁導(dǎo)坑法左側(cè)導(dǎo)坑上導(dǎo)洞，并設(shè)置雙側(cè)壁導(dǎo)坑中間導(dǎo)坑左半部分臨時(shí)堵頭墻。當(dāng)CRD法斷面右上部洞室開挖至銜接面里程時(shí)，開挖雙側(cè)壁導(dǎo)坑右側(cè)上部導(dǎo)坑，并設(shè)置雙側(cè)壁導(dǎo)坑中間導(dǎo)坑右半部分臨時(shí)堵頭墻。如下圖所示： 2)當(dāng)雙側(cè)壁導(dǎo)坑段右側(cè)上導(dǎo)坑開挖15米后破除雙側(cè)壁導(dǎo)坑中間上部臨時(shí)堵頭墻。施工雙側(cè)壁導(dǎo)坑中間上部導(dǎo)坑。當(dāng)上導(dǎo)坑開挖支護(hù)5米后破除中間下部導(dǎo)坑臨時(shí)堵頭墻，施工雙側(cè)壁導(dǎo)坑中間下部導(dǎo)坑。 （5）雙側(cè)壁導(dǎo)坑法向雙側(cè)壁導(dǎo)坑法過渡不同結(jié)構(gòu)尺寸的雙側(cè)壁導(dǎo)坑法之間過渡主要為，右線的較大斷面

31、向較小斷面過渡，左線的較小斷面向較大斷面過渡，雙側(cè)壁導(dǎo)坑法過渡斷面尺寸變化量不超過80cm，施工難度不大。施工時(shí)在接口斷面施工方法不變，只需適當(dāng)擴(kuò)挖或縮放結(jié)構(gòu)尺寸至設(shè)計(jì)要求即可。（一）圍巖加固注漿與填充注漿 1、敞開式暗挖施工遇到下列情況，應(yīng)采取注漿加固圍巖措施： 1) 穿越地層為砂或砂礫石； 2)穿越地層為呈軟塑或流塑狀態(tài)土壤； 3)穿越地層為非原狀土； 4) 穿越有滲水的土層。 2、暗挖施工的隧道、管道結(jié)構(gòu)與圍巖間的縫隙，應(yīng)及時(shí)注漿填充。 3、注漿的材料配比和控制壓力等必須根據(jù)土質(zhì)情況、施工工藝、設(shè)計(jì)要求、通過試驗(yàn)確定，漿液材料應(yīng)符合環(huán)境保護(hù)要求。五、暗挖施工中重要工序的總結(jié)4、注漿前，注

32、漿嘴與土壤或結(jié)構(gòu)間的空隙，應(yīng)用粘土或水泥砂漿封堵。向豎井和隧道開挖面進(jìn)行加固注漿時(shí)，應(yīng)對(duì)井壁和開挖面采取噴射混凝土等支護(hù)措施。5、在建（構(gòu)）筑物附近進(jìn)行加固和填充注漿時(shí)，應(yīng)對(duì)建（構(gòu)）筑物進(jìn)行變形、位移等監(jiān)測(cè)。6、作業(yè)和試驗(yàn)人員應(yīng)按規(guī)定佩戴安全防護(hù)用品，嚴(yán)禁裸露身體作業(yè)。7、在室內(nèi)、豎（斜）井和隧道內(nèi)配制漿液，應(yīng)采取通風(fēng)措施。8、注漿初始?jí)毫Σ坏么笥?.1mp.作業(yè)中應(yīng)分級(jí)，逐步升壓至控制壓力。填充注漿壓力宜控制在0.1-0.3mp.9、制漿、注漿機(jī)械設(shè)備和管路發(fā)生故障或檢修時(shí)，必須在關(guān)機(jī)，斷電，卸壓后進(jìn)行。10、作業(yè)中注漿罐內(nèi)應(yīng)保持一定數(shù)量的漿液，防止放空后漿液噴出傷人。11、漿液原材料中有強(qiáng)

33、酸、強(qiáng)堿等材料時(shí)應(yīng)設(shè)專人管理。儲(chǔ)存、運(yùn)輸、配制遵守下列規(guī)定：1) 強(qiáng)酸、強(qiáng)堿材料必須儲(chǔ)存在專用庫(kù)房?jī)?nèi)，并建立領(lǐng)發(fā)料制度。2) 施工中應(yīng)按照配制工藝規(guī)定的程序作業(yè)。3) 配制溶液時(shí)，應(yīng)采取防濺和降溫措施。4) 余料必須及時(shí)退回庫(kù)房?jī)?chǔ)存。5) 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)配備應(yīng)急藥品和器械。12、現(xiàn)場(chǎng)拌制砂漿應(yīng)有良好的排污，通風(fēng)條件，清洗攪拌設(shè)備不得污染環(huán)境。（二）隧道噴錨暗挖施工1、在編制施工組織設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)，覆蓋層厚度，結(jié)構(gòu)斷面，地面環(huán)境等確定開挖方法與程序，支護(hù)方法與程序，監(jiān)控量測(cè)方案，局部不良地質(zhì)情況的處理預(yù)案和相應(yīng)的安全技術(shù)措施等。2、噴錨暗挖施工，開挖后應(yīng)及時(shí)施工初期支護(hù)結(jié)構(gòu)，并應(yīng)快閉合。當(dāng)圍巖自

34、穩(wěn)時(shí)間不能滿足初期支護(hù)結(jié)構(gòu)施工要求時(shí)，必須采取超前支護(hù)或注漿加固圍巖的措施。 3、在自穩(wěn)能力較差的圍巖中施工，應(yīng)遵循防坍，防位移超限的“十八字方針”“管超前，嚴(yán)注漿，短開挖，強(qiáng)支護(hù)，快封閉，勤量測(cè)”的原則。4、施工前，必須按施工組織設(shè)計(jì)中的搶險(xiǎn)預(yù)案?jìng)潺R應(yīng)急物資，并建立搶險(xiǎn)專業(yè)隊(duì)伍。5、施工中應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)文件斷面尺寸和結(jié)構(gòu)要求進(jìn)行作業(yè)。遇水文、地質(zhì)、環(huán)境等情況變化，需變更設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)對(duì)開挖面采取臨時(shí)支護(hù)措施，并按程序變更設(shè)計(jì)。（三）掘進(jìn)施工1、隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)圍巖的性能、施工方法和機(jī)械確定。隧道開挖循環(huán)進(jìn)尺應(yīng)滿足支護(hù)設(shè)計(jì)要求，在穩(wěn)定圍巖中宜為3-5m，中等穩(wěn)定圍巖中宜為1.2-3m，不穩(wěn)定圍巖

35、中宜為0.5-1.2m。2、中、小型機(jī)具作業(yè)的中等穩(wěn)定圍巖中施工時(shí)，宜采取臺(tái)階法開挖并應(yīng)遵守下列規(guī)定：1)長(zhǎng)臺(tái)階法開挖適用于較好的圍巖，上臺(tái)階長(zhǎng)度宜大于5倍洞跨以上。2)短臺(tái)階法開挖適用于較差的圍巖，上臺(tái)階長(zhǎng)度宜為1-1.5倍洞跨。3)超短臺(tái)階法開挖適用于機(jī)械化作業(yè)程度不高的較差圍巖，上臺(tái)階長(zhǎng)度宜小于1倍洞跨，特殊情況可為3-5m。）下部斷面開挖應(yīng)在上部初期支護(hù)基本穩(wěn)定，且噴射混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%以上時(shí)進(jìn)行，并應(yīng)符合下列要求：一次循環(huán)開挖長(zhǎng)度應(yīng)視圍巖穩(wěn)定狀況而定，穩(wěn)定巖體不得大于4m，土層和不穩(wěn)定巖體不得大于2m。邊墻應(yīng)采用單側(cè)或雙側(cè)交錯(cuò)開挖，不得使上部支護(hù)結(jié)構(gòu)同時(shí)懸空。邊墻挖至設(shè)計(jì)高程

36、后，必須立即安裝鋼筋格柵架并噴射混凝土。仰拱應(yīng)根據(jù)監(jiān)控量測(cè)結(jié)果及時(shí)施作，封閉成環(huán)。3、在不穩(wěn)定的巖體中進(jìn)行淺埋、大跨隧道施工時(shí)，宜采用環(huán)形留核心土法，分部開挖法和臺(tái)階法相結(jié)合的方法施工，并遵守下列規(guī)定：1）環(huán)形留核心土法，應(yīng)先開挖上臺(tái)階的環(huán)形拱結(jié)構(gòu)，再開挖核心土，循環(huán)進(jìn)尺宜為0.5-1.0m，核心土面積不得小于斷面的1/2，核心土的邊緣應(yīng)設(shè)安全坡度。(環(huán)形留核心土法適用于土層和不穩(wěn)定巖體施工中，它仍以臺(tái)階法為基礎(chǔ)，將隧道斷面分成環(huán)形拱部、上部核心土和下臺(tái)階三部分。其環(huán)形拱部部分，根據(jù)地質(zhì)情況可分為一塊或幾塊分別開挖后及時(shí)施工初期支護(hù)結(jié)構(gòu)。在拱部初期支護(hù)結(jié)構(gòu)保護(hù)下，開挖核心土和下部臺(tái)階。由于采用

37、環(huán)形留核心土法施工的隧道地質(zhì)較差，施工時(shí)，除嚴(yán)格控制循環(huán)節(jié)外，還必須注意核心土留置坡度問題，以免開挖工作面坍塌。)2）中隔壁法（CD法），中壁兩側(cè)宜各分為兩或三部，先施工中壁一側(cè)，再施工另一側(cè)，每部施工時(shí)，應(yīng)及時(shí)施作仰拱，封閉成環(huán)，每部開挖高度宜為3.5米，左右兩側(cè)縱向施工間距宜為30-50m，開挖與鋼架安裝，錨噴工序應(yīng)緊跟，量測(cè)應(yīng)及時(shí)。（中隔壁法適用于土層和不穩(wěn)定巖體中施工。它是以臺(tái)階法為基礎(chǔ)，將隧道斷面從中間分為4部分，使上、下臺(tái)階左右各分成2部分，將每一部分開挖并支護(hù)后形成獨(dú)立的閉合單元。各部分開挖時(shí)，縱向間隔的距離根據(jù)具體情況，可按短臺(tái)階法或超短臺(tái)階法確定。）3）交叉中隔壁法（CRD法

38、），中壁兩側(cè)宜各分為兩或三部，先施工中壁一側(cè)的一或兩部，再施工另一側(cè)的一或兩部，然后交錯(cuò)施工其余部分。保部施工時(shí)，應(yīng)及時(shí)施工其底部臨時(shí)仰拱，封閉成環(huán)，防止地面下沉和圍巖位移。每部開挖高度宜為3.5m，左右兩側(cè)縱向施工間距宜為30-50m.開挖與鋼筋架安裝，錨噴工序應(yīng)緊跟，量測(cè)應(yīng)及時(shí)。4）單側(cè)壁導(dǎo)坑法，先施工導(dǎo)洞，其長(zhǎng)度宜為30-50m，導(dǎo)洞跨度不宜大于0.5倍的洞跨。（單側(cè)壁導(dǎo)坑法適用于土層和不穩(wěn)定巖體中施工。它仍以臺(tái)階法施工為基礎(chǔ)，將隧道斷面分成三部分，即單側(cè)壁導(dǎo)洞和上、下臺(tái)階。側(cè)壁導(dǎo)洞尺寸，一般根據(jù)機(jī)械設(shè)備和施工條件確定，而側(cè)壁導(dǎo)洞的高度，所以規(guī)定至起拱線的位置，主要是為施工方便而確定）。

39、 5）雙側(cè)壁導(dǎo)洞法，先施工導(dǎo)洞，其長(zhǎng)度宜為30-50m，導(dǎo)洞跨度不宜大于0.3倍的洞跨。施工時(shí)左右導(dǎo)洞前后錯(cuò)開距離不得小于15m。（雙側(cè)壁導(dǎo)洞法適用于土層和不穩(wěn)定巖體中單側(cè)壁導(dǎo)洞法不易控制圍巖變形的隧道中施工。它仍以臺(tái)階法施工為基礎(chǔ)，將隧道斷面分成4部分，即雙側(cè)壁導(dǎo)洞和上、下臺(tái)階，其雙側(cè)壁導(dǎo)洞尺寸以滿足機(jī)械設(shè)備和施工條件為主確定。施工時(shí)，左右側(cè)壁導(dǎo)洞錯(cuò)開不小于15m距離的要求，主要以開挖過程中引起導(dǎo)洞周邊圍巖應(yīng)力重新分布不影響以成導(dǎo)洞而確定的。上、下臺(tái)階之間的距離，根據(jù)具體情況，可按短臺(tái)階或超短臺(tái)階法確定） 。6）雙側(cè)壁邊樁導(dǎo)洞法，其導(dǎo)洞斷面尺寸應(yīng)滿足邊樁施工安全的要求。施工先完成邊樁，再開挖上臺(tái)階，待完成拱部初期支護(hù)結(jié)構(gòu)后，方可接逆筑法施工下臺(tái)階部分，至封底。（雙側(cè)壁邊樁導(dǎo)洞法適用于土層和不穩(wěn)定巖體中，斷面寬度大、地基承載力差的隧道施工。它仍以臺(tái)階法施工為基礎(chǔ)，將隧道斷面分成4部分，即雙側(cè)壁導(dǎo)洞和上、下臺(tái)階。其雙側(cè)壁導(dǎo)洞尺寸以滿足樁、機(jī)械設(shè)備和施工條件為主確定，樁位平面位置應(yīng)與拱架相一致。施工時(shí)，應(yīng)先開挖兩側(cè)的側(cè)壁導(dǎo)洞，在導(dǎo)洞內(nèi)施工完支護(hù)樁后在開挖上臺(tái)階，當(dāng)隧道跨度大而地質(zhì)較差時(shí)，上臺(tái)階也可采用中隔壁法或環(huán)形留核心土法開挖后并及時(shí)施工初期支護(hù)結(jié)構(gòu)，在拱、墻的保