地鐵暗挖施工技術(shù)討論課件

1、淺 埋 暗 挖 法.淺 埋 暗 挖 法. 概 述 淺埋暗挖法，我國(guó)始于20世紀(jì)八十年代中期的鐵路大秦線軍都山雙線隧道。1986年1987年，在北京地鐵復(fù)興門折返線隧道施工中進(jìn)行應(yīng)用試驗(yàn)，隨后用此法修建了北京地鐵1號(hào)線西單三跨雙層車站。九十年代初，北京地鐵1號(hào)線中段復(fù)（興門）八（王墳）線全面應(yīng)用此法，修建了十公里區(qū)間隧道和天安門西、王府井、東單等三座車站。. 概 述 淺埋暗挖法，我國(guó)始于20世紀(jì)八這種施工方法具有靈活多變、少拆遷、不擾民、不影響交通、不破壞環(huán)境等突出優(yōu)點(diǎn)，非常適合中國(guó)國(guó)情。所以，該方法很快在全國(guó)地鐵建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。淺埋暗挖施工方法已確定為國(guó)家級(jí)工法，總體達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。.

2、這種施工方法具有靈活多變、少拆遷、不擾民、不影響交通、不破壞 1. 基本原理淺埋暗挖法是基于新奧法（NATM）的基本原理，針對(duì)城市地下工程的特點(diǎn)，于八十年代在北京地鐵第四紀(jì)軟土中開(kāi)創(chuàng)出的新方法 。隧道開(kāi)挖前，采取輔助土體加固技術(shù)，提高地層自穩(wěn)能力；隧道開(kāi)挖時(shí)，利用圍巖短暫自穩(wěn)能力適時(shí)封閉支護(hù)，使圍巖與支護(hù)體共同作用，承擔(dān)土層與施工期內(nèi)的全部荷載；最后，在初期支護(hù)保護(hù)下施做防水和二襯砼，形成復(fù)合襯砌 結(jié)構(gòu)承擔(dān)使用荷載的這樣一種綜合施工技術(shù)。 淺埋暗挖法強(qiáng)調(diào)預(yù)支護(hù)，及時(shí)支護(hù)，控制地面的沉降。. 1. 基本原理. 2. 基本原則： 十八字方針無(wú)水開(kāi)挖（降水或止水）1）管超前：指采用超前導(dǎo)管注漿防護(hù)，

3、實(shí)際上就是采用超前預(yù)加固支護(hù)的各種手段，提高工作面的穩(wěn)定性，防止圍巖松弛和坍塌；2）嚴(yán)注漿：在超前預(yù)支護(hù)后，立即進(jìn)行壓注水泥砂漿或其它化學(xué)漿液，填充圍巖空隙，使隧道周圍形成一個(gè)具有一定強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)體，以增強(qiáng)圍巖的自穩(wěn)能力；3）短開(kāi)挖：即限制1次進(jìn)尺的長(zhǎng)度，減少對(duì)圍巖的松弛；4）強(qiáng)支護(hù)：在淺埋的松軟地層中施工，初期支護(hù)必須十分牢固，具有較大的剛度，以控制開(kāi)挖初期的變形；5）快封閉：在臺(tái)階法施工中，臺(tái)階長(zhǎng)宜為23m，即“短臺(tái)階”。上下臺(tái)階應(yīng)同步進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)快速封閉；6）勤量測(cè)：對(duì)隧道施工過(guò)程進(jìn)行經(jīng)常性的量測(cè)，掌握施工動(dòng)態(tài)，及時(shí)反饋，是淺埋暗挖法施工成敗的關(guān)鍵。. 2. 基本原則：. 3. 開(kāi)挖方法：

4、根據(jù)不同斷面和地質(zhì)條件選擇相應(yīng)的施工方法1正臺(tái)階法第一步：拱部超前注漿小導(dǎo)管施工第二步：上斷面環(huán)形開(kāi)挖留核心土第三步：下斷面開(kāi)挖第四步：鋪設(shè)防水板，由下至上模筑二襯. 3. 開(kāi)挖方法：第一步：拱部超前注漿小導(dǎo)管施工第二步2中隔壁法（CD法）.2中隔壁法（CD法）.第一步：左上斷面開(kāi)挖第二步：左下斷面開(kāi)挖第三步：右上斷面開(kāi)挖第四步：右下斷面開(kāi)挖第五步：隧道仰拱防水層鋪設(shè)及模筑二襯第六步：滿鋪防水層，隧道拱墻二次襯砌3交叉中隔壁法（CRD法）.第一步：左上斷面開(kāi)挖第二步：左下斷面開(kāi)挖第三步：右上斷面開(kāi)挖4雙側(cè)壁導(dǎo)坑法（眼鏡法）第一步第二步第三步第四步第五步第六步.4雙側(cè)壁導(dǎo)坑法（眼鏡法）第一步第二

5、步第三步第四步第五步第5側(cè)洞法第一步第二步第三步第四步第五步第六步第七步第八步.5側(cè)洞法第一步第二步第三步第四步第五步第六步第七步第八步6中洞法.6中洞法.7洞樁法之一.7洞樁法之一.7洞樁法之二.7洞樁法之二.9m8一 次 扣 拱 法.9m8一 次 扣 拱 法.9大斷面隧道暗挖工法的選擇大斷面暗挖隧道主要指暗挖車站及渡線段區(qū)間。大斷面隧道暗挖工法主要有： 雙側(cè)壁法、中洞法、洞樁法、一次扣拱法等。雙層車站一般選擇： 中洞法、洞樁法、一次扣拱法。風(fēng)道根據(jù)設(shè)計(jì)寬度選擇： 側(cè)壁法（CRD法）、洞樁法（PBA法）。區(qū)間渡線一般為單層，有單跨、雙跨或多跨組合。以選擇雙側(cè)壁法為主。雙聯(lián)拱區(qū)間隧道一般選擇中

6、洞法。 .9大斷面隧道暗挖工法的選擇大斷面暗挖隧道主要指暗挖車站10幾種施工方法的分析、比較a 雙側(cè)壁法： 一般在跨度較大、結(jié)構(gòu)不高的單層斷面選擇較多。盡管此時(shí)導(dǎo)洞較多，但層數(shù)較少，一般為 2層、3層（個(gè)別有4層、5層情況）。 為控制多層導(dǎo)洞分層開(kāi)挖時(shí)引起地表過(guò)大沉降， 一般要在下導(dǎo)洞開(kāi)挖時(shí)監(jiān)測(cè)最上層導(dǎo)洞的沉降， 并及時(shí)反復(fù)回填注漿，以控制地表沉降。.10幾種施工方法的分析、比較a 雙側(cè)壁法：. b 中洞法： 中洞法基本原理是先做中洞初支， 其后做中洞二次結(jié)構(gòu)（即永久結(jié)構(gòu)），目的是靠永久結(jié)構(gòu)支撐初支，以避免側(cè)壁導(dǎo)洞開(kāi)挖時(shí)中洞初支下沉和失穩(wěn)。本意是好的，但并有達(dá)到控制地表沉降的目的。原因是頂不緊

7、，注漿難以填充密實(shí)。 . b 中洞法：. c 洞樁法標(biāo)準(zhǔn)斷面 車站主體為雙層三跨三連拱結(jié)構(gòu)，采用PBA施工，施工時(shí)設(shè)置8個(gè)小導(dǎo)洞，兩側(cè)采用挖孔樁?？缍?.85m-5.8m-6.85mm.標(biāo)準(zhǔn)斷面 車站主體為雙層三跨三連拱結(jié)構(gòu)，采用PBA施工，施工 洞樁法在洞內(nèi)做樁環(huán)境較差，施工難度較大，但能較好的形成支護(hù)體系， 能較好的控制地表沉降。對(duì)周圍環(huán)境保護(hù)有利，等于做了隔離樁。 這種做法在全國(guó)地鐵暗挖車站中選用做最 多。. 洞樁法在洞內(nèi)做樁環(huán)境較差，施工難度較大，但能較 目前采用洞樁法時(shí)，很多設(shè)計(jì)人員對(duì)下列問(wèn)題進(jìn)行了研究和改進(jìn)： 中樁下底縱梁較窄，在較弱地層中，地基承載力問(wèn)題。 在逆做開(kāi)挖落底時(shí)，側(cè)壁

8、樁（八導(dǎo)洞時(shí)）的水平位移問(wèn)題。（增加橫向?qū)Ф矗? 目前采用洞樁法時(shí)，很多設(shè)計(jì)人員對(duì)下列.四、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（混凝土支撐設(shè)計(jì)）.四、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（混凝土支撐設(shè)計(jì)）.d 一次扣拱法： 一次扣拱法的原理與洞樁法相同，但是把上下小導(dǎo)洞加大了，導(dǎo)洞開(kāi)挖寬度可達(dá)10m以上。施工開(kāi)挖采用中隔壁法。 此種方法因?yàn)閷?dǎo)洞開(kāi)挖斷面大，引起地表沉降相對(duì)大些。但值得推薦的是，上述洞樁法兩個(gè)問(wèn)題可以避免了。另外導(dǎo)洞底標(biāo)高一致，對(duì)橫向運(yùn)輸通道及防水施工都有一定好處。.d 一次扣拱法：. 總結(jié)以上可看出： 從引起地表沉降分析，中洞法最大、洞樁法最小。 洞樁法和一次扣拱法各有長(zhǎng)處。建議采用上四小導(dǎo)、下兩大導(dǎo)方法，把兩者結(jié)合起來(lái)。. 總結(jié)

9、以上可看出：.4 事故案例.4 事故案例.北京地鐵十號(hào)線 呼光區(qū)間人防段塌方.北京地鐵十號(hào)線.北京地鐵十號(hào)線 蘇州街站東南口塌方.北京地鐵十號(hào)線 蘇州街站東南口塌北京地鐵4號(hào)線 西單站聯(lián)絡(luò)通道塌方事故.北京地鐵4號(hào)線.5 輔助工法 根據(jù)地質(zhì)條件和施工方法，選用不同輔助工法。 降水施工 在有水地層進(jìn)行明挖、蓋挖、暗挖，以及盾構(gòu)始發(fā)井、接收井和聯(lián)絡(luò)通道施工，有條件的地方應(yīng)首先采取降水措施，確保無(wú)水作業(yè)。降水方法：管井降水；水平井降水。水資源保護(hù).5 輔助工法 根據(jù)地質(zhì)條件和施工方管井降水就是在區(qū)間隧道的兩側(cè)(一般要求2.0m)布置降水井點(diǎn)，在每眼井中安裝抽水泵，通過(guò)抽水形成水位降落漏斗，各個(gè)降水井

10、抽水形成群井水位降落漏斗疊加，以此來(lái)達(dá)到降低施工范圍內(nèi)地下水位的目的。.管井降水就是在區(qū)間隧道的兩側(cè)(一般要求2.0m)布置降水井水平井降水是由不同深度上若干水平輻射管和個(gè)豎直大井所組成的輻射型抽水裝置組合。水平輻射井是用來(lái)匯集含水層中的地下水至豎井內(nèi)。豎直大井一般有兩個(gè)作用：一是通過(guò)豎井，設(shè)置施工平臺(tái)，施做不同深度和不同方向的水平輻射管；二是匯集由水平輻射管流人的地下水，并設(shè)置潛水泵將這部分地下水排至地表。水平井結(jié)構(gòu)示意圖.水平井降水是由不同深度上若干水平輻射管和個(gè)豎直大井所組成的 注漿加固地層小導(dǎo)管注漿；長(zhǎng)管棚；深孔注漿。 一般情況下多采用小導(dǎo)管注漿，當(dāng)小導(dǎo)管注漿不能滿足開(kāi)挖安全和建（構(gòu)）

11、筑物保護(hù)時(shí)，往往增加長(zhǎng)管棚，或有堵水要求時(shí)采用深孔注漿。. 注漿加固地層.（1）小導(dǎo)管注漿.（1）小導(dǎo)管注漿.（2）長(zhǎng)管棚.（2）長(zhǎng)管棚.（3）深孔注漿.（3）深孔注漿. 水平凍結(jié) 凍結(jié)法是利用人工制冷技術(shù)，在凍結(jié)孔中循環(huán)低溫鹽水，使地層中的水結(jié)冰，將松散含水巖土變成人工凍土，增加其強(qiáng)度和穩(wěn)定性，在要開(kāi)挖體周圍形成封閉的連續(xù)凍土帷幕，以抵抗土壓、水壓并隔絕地下水與開(kāi)挖體之間的聯(lián)系，以便在凍結(jié)壁的保護(hù)下，進(jìn)行掘砌作業(yè)。 . 水平凍結(jié).上海地鐵四號(hào)線 浦南區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道塌方.上海地鐵四號(hào)線. 水平旋噴與攪拌樁 水平旋噴樁是以高壓泵為動(dòng)力源,通過(guò)水平鉆機(jī)鉆桿、噴嘴把配制好的漿液噴射到土體內(nèi),噴射流以巨

12、大的能量將一定范圍內(nèi)的土體射穿,并在噴嘴作緩慢旋轉(zhuǎn)和進(jìn)退的同時(shí)切割土體,強(qiáng)制土顆粒與漿液攪拌混合。待漿液凝固后,形成水平圓柱狀水泥土固結(jié)體即水平旋噴樁,當(dāng)旋噴樁相互咬合后, 在隧道拱頂及周邊形成封閉的水平旋噴帷幕體，起到加固地層和止水的作用。. 水平旋噴與攪拌樁.a、控制好提升速度。b、地層選擇，礫石層成樁問(wèn)題。c、注漿對(duì)周圍環(huán)境調(diào)查，特別是砂層中地下水流動(dòng)速度。d、垂直旋噴和水平旋噴。e、注意壓噴傷人。測(cè)量定位鉆機(jī)就位鉆孔施工插入注漿管噴射作業(yè)拔管清洗機(jī)具移開(kāi)鉆機(jī)回填注漿配套設(shè)備就位水泥漿拌制水泥漿輸送旋噴樁施工工藝流程圖 旋噴樁法施工關(guān)鍵技術(shù).a、控制好提升速度。測(cè)量定位鉆機(jī)就位鉆孔施工插

13、入注漿管噴射作 鄰近地下管線與建（構(gòu)）筑物的保護(hù)注漿加固地層；注漿抬升；設(shè)隔離樁；基礎(chǔ)托換。. 鄰近地下管線與建（構(gòu)）筑物的保護(hù).6、淺埋暗挖法關(guān)鍵部位的施工技術(shù) 豎井施工： 鎖口圈梁-控制沉降、防雨水灌入。 豎向連接鋼筋-加強(qiáng)四個(gè)角部的拉結(jié)。 土方開(kāi)挖-對(duì)角開(kāi)挖。 支護(hù)錨桿-控制沉降，與格柵鋼筋焊接。 豎井初襯在 “馬頭門” 部位-增加豎向加強(qiáng)格柵。.6、淺埋暗挖法關(guān)鍵部位的施工技術(shù) .“馬頭門” 施工 水平管棚（一般長(zhǎng)8m）或水平小導(dǎo)管（一般長(zhǎng)5m）作超前支護(hù)。 采用分塊破除、臺(tái)階法進(jìn)洞，密排兩品格柵。上導(dǎo)洞進(jìn)洞 23 m封閉掌子面，再破除“馬頭門”下部分結(jié)構(gòu)，開(kāi)挖下導(dǎo)洞。 單側(cè)進(jìn)洞15

14、m，再開(kāi)另一側(cè)。 高大斷面，特別是直墻拱結(jié)構(gòu)，應(yīng)先施做二襯或臨時(shí)支撐后，再破 “馬頭門”。.“馬頭門” 施工.斷面過(guò)渡 地鐵渡線段、人防段等經(jīng)常遇到不同斷面的連接。 由大斷面向小斷面過(guò)渡，應(yīng)做好封堵端墻。 由小斷面向大斷面過(guò)渡，采用暗挖隧道斷面逐漸擴(kuò)大法。擴(kuò)大角度一般為3045，若大于45小導(dǎo)管超前棚護(hù)作用較差,搭接長(zhǎng)度應(yīng)增加。 斷面擴(kuò)大時(shí)格柵間距應(yīng)調(diào)小。 注意每品格柵尺寸都變化。.斷面過(guò)渡.橫通道轉(zhuǎn)為正洞施工 為節(jié)省工程量，橫通道一般斷面較小。當(dāng)轉(zhuǎn)為正洞時(shí)拱部必須抬高。此時(shí)按小斷面向大斷面過(guò)渡施工方法進(jìn)行，同時(shí)要遵守“馬頭門”施工要求。.橫通道轉(zhuǎn)為正洞施工.7 施工監(jiān)測(cè) 1）監(jiān)控量測(cè)的意義對(duì)

15、地鐵工程和周邊環(huán)境安全的全程監(jiān)控；對(duì)工程和環(huán)境安全及風(fēng)險(xiǎn)程度的預(yù)測(cè)和評(píng)估；為今后的地鐵設(shè)計(jì)與施工提供可靠類比依據(jù)。 .7 施工監(jiān)測(cè) 1）監(jiān)控量測(cè)的意義.2）監(jiān)控量測(cè)的目的監(jiān)視圍巖變化狀態(tài)，了解支護(hù)襯砌受力情況，確保施工安全；確定二次襯砌和仰拱施作時(shí)間；掌握圍巖變化規(guī)律，及時(shí)確認(rèn)或修改支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)及施工順序，提供支護(hù)襯砌最終穩(wěn)定信息，為以后隧道設(shè)計(jì)和施工積累資料。.2）監(jiān)控量測(cè)的目的. 明挖法施工,應(yīng)著重對(duì)基坑變形的監(jiān)測(cè),具體包括樁、墻水平位移，地表沉降 、基坑回彈等，以及周邊建筑物的傾斜、沉降。 淺埋暗挖法施工主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目是隧道拱頂下沉、周邊收斂、鋼格柵應(yīng)力及地表沉降、地面建筑物的沉降傾斜、地

16、下管線變形等。 3）主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目 . 明挖法施工,應(yīng)著重對(duì)基坑變形的監(jiān)測(cè),具體包括樁、墻水反饋設(shè)計(jì)施工現(xiàn)場(chǎng)施工監(jiān)控量測(cè)監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)量測(cè)結(jié)果的微機(jī)信息處理系統(tǒng)量測(cè)結(jié)果的綜合處理及反分析監(jiān)測(cè)結(jié)果的綜合評(píng)價(jià)量測(cè)結(jié)果的形象化、具體化報(bào)送設(shè)計(jì)、監(jiān)理單位地層支護(hù)結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定性判斷經(jīng)驗(yàn)類比理論分析甲方、規(guī)范要求等地層、支護(hù)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)及現(xiàn)狀分析說(shuō)明、提交修正設(shè)計(jì)、施工建議是否改變?cè)O(shè)計(jì)、施工方法新設(shè)計(jì)施工方法調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)、改變施工方法資料調(diào)研施工組織設(shè)計(jì)否是施工監(jiān)測(cè)工作流程.反饋設(shè)計(jì)施工現(xiàn)場(chǎng)施工監(jiān)控量測(cè)監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)量測(cè)結(jié)果的微機(jī)信息處理系 地鐵工程風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防措施. 地鐵工程風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防措施. 每起風(fēng)險(xiǎn)出現(xiàn)，有客觀和主觀原因。客

17、觀有環(huán)境條件、地質(zhì)條件等方面，主觀上有設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測(cè)、監(jiān)理、管理等方面。環(huán)境是客觀存在的，只要我們揭示它，就有辦法控制它、預(yù)防它。主觀原因起著關(guān)鍵和控制作用。 . 每起風(fēng)險(xiǎn)出現(xiàn)，有客觀和主觀原因?？陀^有環(huán)境條件、地質(zhì)1、進(jìn)一步做好地質(zhì)勘探工作 地鐵初勘間距50米一個(gè)鉆孔 地鐵詳勘間距25米一個(gè)鉆孔 這些鉆孔畢竟都是小孔，不可能把地層揭示的很詳細(xì)，施工進(jìn)場(chǎng)后，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)部位、周圍環(huán)境做補(bǔ)充的地質(zhì)調(diào)查。.1、進(jìn)一步做好地質(zhì)勘探工作.2、做好周圍環(huán)境的調(diào)查與評(píng)估。主要調(diào)查內(nèi)容為房屋、管線、橋梁、地下空洞。對(duì)調(diào)查的房屋、橋梁等進(jìn)行現(xiàn)狀評(píng)估，評(píng)估的關(guān)鍵是了解房屋、橋梁還允許的變形量。根據(jù)工程的施工方法

18、，判定可能出現(xiàn)的險(xiǎn)情，作出相應(yīng)的施工措施和應(yīng)急預(yù)案。.2、做好周圍環(huán)境的調(diào)查與評(píng)估。.3、針對(duì)不同的地鐵結(jié)構(gòu)和所處地層，采取相應(yīng)的輔助技術(shù)措施：改良地層注漿、旋噴、攪拌、冷凍等。超前支護(hù)小導(dǎo)管、大管棚、水平旋噴攪拌。.3、針對(duì)不同的地鐵結(jié)構(gòu)和所處地層，采取相應(yīng)的輔助技術(shù)措施：.4、嚴(yán)格按工法、工藝施工。明挖法及時(shí)支護(hù) 分層分步開(kāi)挖 控制地面超載暗挖法按18字方針（管超前，嚴(yán)注漿，短開(kāi) 挖，強(qiáng)支護(hù)，快封閉，勤量測(cè)） 超前探測(cè)，節(jié)點(diǎn)加強(qiáng)盾構(gòu)法做好始發(fā)和接收井的加固 根據(jù)地層隨時(shí)調(diào)整盾構(gòu)施工參數(shù) 注意聯(lián)絡(luò)通道的施工.4、嚴(yán)格按工法、工藝施工。.5、重大技術(shù)，包括深基坑支護(hù)與開(kāi)挖、暗挖工程、盾構(gòu)工程、過(guò)重要建筑物等，組織專家評(píng)審，聽(tīng)取專家意見(jiàn)。6、認(rèn)真做好施工監(jiān)測(cè)和第三方監(jiān)測(cè)。7、做好工程風(fēng)險(xiǎn)的專項(xiàng)設(shè)計(jì)和施工風(fēng)險(xiǎn)預(yù)案。.5、重大技術(shù)，包括深基坑支護(hù)與開(kāi)挖、暗挖工