淺埋暗挖法1.doc

淺埋暗挖法添加時間:2006-11-20 14:44:36淺埋暗挖法1、全斷面開挖法施工a 施工順序全斷面開挖法施工操作比較簡單，主要工序：使用移動式鉆孔臺車，首先全斷面一次鉆孔，并進行裝藥連線，然后將鉆孔臺車后退到50m以外的安全地點，再起爆，一次爆破成型，出渣后鉆孔臺車再推移至開挖面就位，開始下一個鉆爆作業(yè)循環(huán)同時，施作初期支護，鋪設防水隔離層（或不鋪設），進行二次筑模襯砌該流程突出兩點：增加機械手進行復噴作業(yè)，先初噴后復噴，以利于穩(wěn)定地層和加快施工進度；鋪底混凝土必須提前施作，且不滯后200m當?shù)貙虞^差時鋪底應緊跟，這是確保施工安全和質量的重要做法b適用范圍全斷面法主要適用于類圍巖當斷面在50m以下，隧道又處于類圍巖地層時，為了減少對地層的擾動次數(shù)，在采取局部注漿等輔助施工措施加固地層后，也可采用全斷面法施工但在第四紀地層中采用此施工方法時，斷面一般均在20m以下，且施工中仍須特別注意，山嶺隧道及小斷面城市地下電力熱力電信等管道工程施工多用此法c評價優(yōu)點：全斷面開挖法有較大的作業(yè)空間，有利于采用大型配套機械化作業(yè)，提高施工速度，且工序少，便于施工組織的管理缺點：(1)由于開挖面較大，圍巖穩(wěn)定性降低，且每個循環(huán)工作量較大(2)每次深孔爆破引起的震動較大，因此要求進行精心的鉆爆設計，并嚴格控制爆破作業(yè)2臺階法施工臺階法施工就是將結構斷面分成兩個或幾個部分，分步開挖。根據(jù)地層條件和機械配套情況，臺階法又可分為正臺階法中隔墻臺階法等。該法在淺埋暗挖法中應用最廣，可根據(jù)工程實際、地層條件和機械條件，選擇適合的臺階方式。正臺階法開挖優(yōu)點很多，能較早地使支護閉合，有利于控制其結構變形及由此引起的地面沉降。上臺階長度（L）一般控制在11.5倍洞徑（D），根據(jù)地層情況，可選擇兩步或多步開挖法。1）上下兩部分步開挖法。采用此法，若地層較好（類），可將斷面分成上下兩個臺階開挖，上臺階長度一般控制在11.5倍洞徑（D）以內，但必須在地層失去自穩(wěn)能力之前盡快開挖下臺階，支護后形成封閉結構，如下圖所示。若地層較差，為了穩(wěn)定工作面，也可輔以小導管超前支護等措施。圖1 上下兩部分步正臺階法開挖2）分步開挖留核心土該法適用于較差的地層，圍巖級別、類，上臺階取1倍洞徑左右環(huán)形開挖，留核心土。用系統(tǒng)小導管超前支護、預注漿穩(wěn)定工作面；用網(wǎng)構鋼拱架做初期支護；拱腳、墻腳設置鎖腳錨桿。從斷面開挖到初期支護、仰拱封閉不能超過10d，以確保地面沉陷控制在50mm以內。臺階法的評價：（1）靈活多變，適用性強。凡是軟弱圍巖、第四紀沉積地層，必須采用正臺階法，這是各中不同方法中的基本方法。而且，當遇到地層變化（變好或變壞），都能及時更改、變換成其他方法，所以被稱為淺埋暗挖施工方法之母。（2）具有足夠的作業(yè)空間和較快的施工速度。臺階有利于開挖面的穩(wěn)定性，尤其是上部開挖支護后，下部作業(yè)則較為安全。當?shù)貙訜o水、洞跨小于10m時，均可采用該方法。（3）臺階法開挖的缺點是上下部作業(yè)互相干擾，應注意下部作業(yè)時對上部穩(wěn)定性的影響，還應注意臺階開挖會增加圍巖擾動的次數(shù)等。3 分步開挖法分布開挖法主要適用于地層較差的大斷面地下工程，尤其是限制地面沉降的城市地下工程，包括單側壁導坑超前臺階法、中隔墻法（CD、CRD工法）、雙側壁導坑超前中間臺階法（也稱眼鏡工法）和雙隔墻中間預留核心土法等多種形式。（1）單側壁導坑超前臺階法單側壁導坑超前臺階法主要適用于地層較差、斷面較大，采用臺階法開挖有困難的地層。采用該法可變大跨斷面為小跨斷面。大跨多不小于10m，可采用單側壁導坑法，將導坑跨度定為34m，這樣就可將大跨變成34m跨和610m跨。這種施工方法簡單而可靠。采用該法開挖時，單側壁導坑超前的距離一般在2倍洞徑以上，為穩(wěn)定工作面，經(jīng)常和超前小導管預注漿等輔助施工措施配合使用，一般采用人工開挖，人工和機械混合出渣，開挖方式見下圖。圖2 單側壁導坑超前臺階法開挖方式（2） 中隔墻法（CD工法）和交叉中隔墻法（CRD法）a 概述中隔墻法也稱CD工法，主要適用于地層較差和不穩(wěn)定巖體，且地面沉降要求嚴格的地下工程施工。當CD工法仍不能滿足要求時，可在CD工法的基礎上加設臨時仰拱，即所謂的交叉中隔墻法（也稱CRD工法）。CRD工法的最大特點是將大斷面施工化成小斷面施工，各個局部封閉成環(huán)的時間短，控制早期沉降好，每個步序受力體系完整。因此，結構受力均勻，形變小。另外，由于支護剛度大，施工時隧道整體下沉微弱，地層沉降量不大，而且容易控制。b 方法對比大量施工實例資料的統(tǒng)計結果表明，CRD工法優(yōu)于CD工法（前者比后者減少地面沉降近50%），而CD工法優(yōu)于眼鏡工法。但CRD工法施工工序復雜，隔墻拆除困難，成本較高，進度較慢，一般在第四紀地層中修建大斷面地下結構物（如停車場），且地面沉降要求嚴格時才使用。采用中隔墻法施工時，每步的臺階長度都應控制，一般為57m。為穩(wěn)定工作面，往往與預注漿等輔助施工措施配合使用，采用人工開挖、人工出渣方式。CD工法的開挖方式與施工順序分別見下圖3與圖4。CRD工法的開挖方式與施工流程分別見圖5與圖6。圖3 CD工法開挖方式圖4 CD工法施工順序圖5 CRD工法開挖方式（a）橫向施工示意圖（b）縱向施工圖6CRD工法施工流程（3） 雙側壁導坑超前中間臺階法a 概述雙側壁導坑超前中間臺階法也稱眼鏡法，也是變大跨度為小跨度的施工方法，其實質是將大跨度（20m）分成三個小跨度進行作業(yè)，主要適用于地層較差、斷面很大、單側壁導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下工程。該法工序較復雜，導坑的支護拆除困難，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，進度較慢。20世紀70年代至80年代初國內外多用此法，目前使用較少。但是，當斷面很大時也經(jīng)常采用，有時還采用連續(xù)眼鏡工法，即三眼鏡法、四眼鏡法。采用該法開挖時，雙側壁導坑超前的距離相等或不等。為了穩(wěn)定工作面，經(jīng)常和超前預注漿等輔助施工措施配合使用。一般采用人工和機械混合開挖，人工和機械混合出渣，開挖方式見下圖7。圖7 雙側壁導坑超前中間臺階法開挖方式雙側壁導坑超前中間臺階法以臺階法為基礎，將隧道斷面分成三部分，即雙側壁導洞和中部，其雙側壁導洞尺寸以滿足機械設備和施工條件為標準加以確定。施工時，應先開挖兩側的側壁導洞，在導洞內按正臺階法施工，當隧道跨度較大且地質情況較差時，上臺階也可采用中隔墻法或環(huán)形留核心土法開挖，并及時施作初期支護結構，在初期支護的保護下，逐層開挖下臺階至基底，并進行仰拱或底板的施工。施工過程中，左右側壁導洞錯開應不小于15m，確定這個數(shù)值的前提是，在開挖中引起的導洞周邊圍巖的應力重新分布不影響已完成的導洞。關于上、下臺階之間的距離，可視具體情況，按臺階法確定。 b 工藝原理1）采用雙側壁導坑超前中間臺階法施作大跨度隧道，其機理是將大跨度洞室首先分割成幾個小洞室分步施工，合理轉化工序。2）以巖體力學理論為基礎，以監(jiān)控量測為依據(jù)，采用新奧法原理和控制爆破技術，及時噴錨進行初期支護。針對圍巖軟弱的特點，經(jīng)監(jiān)控數(shù)據(jù)反饋，合理確定工序間的關系。3）利用監(jiān)控位移反分析法和初期支護的鋼筋軸力、圍巖應力、二襯鋼筋軸力、二襯接觸壓應力的量測結果指導施工。（a）橫向施工示意圖 （b）縱向施工示意圖8 雙側壁導坑超前中間臺階法施工順序c 工藝流程工藝流程框圖如下頁圖9所示。圖9 雙側壁導坑超前中間臺階法施工工藝流程（4）雙隔墻中間預留核心土法a. 概述雙隔墻中間預留核心土法也稱為留土柱法，主要適用于地層較差、斷面較大（跨度大于10m），而且采用CD工法、CRD工法和眼鏡工法開挖有困難的地層，該法也是將大跨變?yōu)樾】绲氖┕し椒āＴ摲椒ㄊ且耘_階法為基礎，用預留核心土將隧道斷面從中間分成四部分，使上、下臺階左右各分成兩部分，每一部分開挖并支護后形成獨立的閉合單元。同時，中間預留土柱能支撐拱頂，有效減少拱頂下沉，充分發(fā)揮土體的支護作用。而且，該施工方法比CRD工法和眼鏡工法工藝簡單，進度更快，由于減少了支護，可降低成本。采用該工法開挖時，雙隔墻超前的距離相等或不等。預留土柱的各部分開挖時，縱向間隔的距離可根據(jù)具體情況按臺階法確定。b. 方法采用雙隔墻中間預留核心土法施工時，每步的臺階長度都應控制，一般為57m。為穩(wěn)定工作面，配合運用長期預注漿等輔助施工措施，并采用人工開挖、人工出渣方式。工藝流程見圖10、圖11以及圖12。圖10 雙隔墻中間預留核心土法開挖方式圖11 雙隔墻中間預留核心土法開挖順序c 特點(1)適用范圍廣。適用于地層地質條件很差,跨度大,地面沉降要求嚴格的隧道開挖.(2)減小地面沉降。預留土柱起到支撐作用,當兩側封閉后,開挖中部可實現(xiàn)快速封閉,使得支護結構受力更合理,從而有效減小拱頂下沉,減少沉降曲線的疊加.(3)工藝簡單。拆除臨時支護工作量小,從而簡化了工藝.(4)成本低。支護體系與CD工法、眼鏡工法比較，需要的支護材料少，工作量小，因此施工成本較低。4特大斷面施工a 概述在修筑地下發(fā)電廠、地下倉庫、地下商業(yè)街及地鐵車站時，經(jīng)常出現(xiàn)地下大空間的施工問題。這些建筑物若在埋深較淺、軟弱不穩(wěn)定的級圍巖中，一般用淺埋暗挖法施工。當?shù)貙訔l件差、斷面特大時，一般設計成多跨