研究報(bào)告復(fù)雜地質(zhì)條件下大斷面隧道施工技術(shù).doc

復(fù)雜地質(zhì)條件下大斷面隧道施工技術(shù)研 究 報(bào) 告37評(píng)審技術(shù)文件之一復(fù)雜地質(zhì)條件下大斷面隧道施工技術(shù)研究總報(bào)告中鐵十二局集團(tuán)有限公司二六年十一月一、概述1、工程簡(jiǎn)介北京地鐵十號(hào)線第七合同段全長(zhǎng)1.834公里。由花園東路站八達(dá)嶺高速站區(qū)間、八達(dá)嶺高速站、八達(dá)嶺高速站熊貓環(huán)島站區(qū)間三部分組成。設(shè)施工豎井3座。區(qū)間隧道均為暗挖，由于設(shè)計(jì)與16號(hào)線聯(lián)絡(luò)線、存車(chē)線和交叉渡線的需要，區(qū)間隧道斷面復(fù)雜多變，共設(shè)計(jì)13種斷面。其中花園東路站八達(dá)嶺高速站區(qū)間右線325m范圍內(nèi)集中設(shè)計(jì)11種斷面形式（見(jiàn)表1）。復(fù)合式襯砌，大管棚和小導(dǎo)管超前支護(hù)，格柵鋼架、鋼筋網(wǎng)、噴混凝土初期支護(hù)，C30鋼筋混凝土二次襯砌。 區(qū)間隧道斷面結(jié)構(gòu)尺寸 表1襯砌類(lèi)型斷面形式結(jié)構(gòu)尺寸(寬高 m)長(zhǎng)度m標(biāo)準(zhǔn)斷面單跨標(biāo)準(zhǔn)斷面6.06.33左線1601、右線12101-1斷面三連拱斷面22.5510.5右線16.882-2斷面單跨大斷面13.49.11右線13.983-3斷面單跨大斷面12.29.34右線159.244-4斷面單跨大斷面12.49.54右線7.085-5斷面雙層框架結(jié)構(gòu)2014.2右線10.66-6斷面不對(duì)稱雙連拱斷面17.69.79右線24.457-7斷面不對(duì)稱雙連拱斷面14.98.45右線25.278-8斷面對(duì)稱雙連拱斷面11.76.8右線16.19-9斷面單跨大斷面7.37.1右線13.1910-10斷面單跨大斷面6.86.89右線11.812、周邊建（構(gòu)）筑物區(qū)間隧道埋深810m，穿越土城遺址公園，隧道邊界距小月河0.59.0m，隧道經(jīng)過(guò)地段下穿5處建構(gòu)筑物：江南大夫第金榜梨園酒樓、瑞潔加油站、河湖管理所辦公樓、大氣物理研究所的索塔拉錨基礎(chǔ)和小月河疏浚工程暗河。3、地質(zhì)情況區(qū)間隧道地層主要為粉細(xì)砂層和粉質(zhì)粘土層，根據(jù)鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范，為級(jí)圍巖，屬于松土和普通土。4、地下水情況地下水有臺(tái)地潛水和層間潛水，水位較高，接近自然地面。施工時(shí)采取降水措施，水位降至隧道底板1.0m以下，確保隧道在無(wú)水狀態(tài)下施工。二、工程特點(diǎn)1、區(qū)間設(shè)計(jì)斷面多達(dá)13種，屬典型的大斷面洞群段落，采用6種施工方法，不同施工方法間轉(zhuǎn)換多，斷面間接口多。2、區(qū)間11斷面為三連拱隧道，埋深淺，跨度達(dá)22.5m，施工步序多，施工難度大。3、區(qū)間下穿多種建筑物和管線，要求地面沉降量控制在30mm內(nèi)，地表沉降要求嚴(yán)格。隧道隆起量控制在10mm內(nèi)。三、關(guān)鍵技術(shù)1、地鐵三連拱淺埋隧道施工效應(yīng)分步模擬分析技術(shù)區(qū)間11斷面為三連拱隧道，結(jié)構(gòu)扁平，處于淺埋粉細(xì)砂地層，施工中隧道結(jié)構(gòu)所受荷載加大，結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中比較單拱隧道更趨復(fù)雜化，隧道成型和圍巖穩(wěn)定性控制的難度增大，稍有不慎，極易造成圍巖過(guò)度變形，威脅區(qū)間管線和地表建筑物安全，甚至坍塌，嚴(yán)重影響施工進(jìn)度和質(zhì)量，因此選擇合理的開(kāi)挖方式和支護(hù)參數(shù)，保證圍巖和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定極其關(guān)鍵。采用彈塑性有限單元法，對(duì)三連拱不同施工階段、不同荷載條件的受力特性和形變量進(jìn)行模擬和分析，為確定合理的施工方案提供理論參考。根據(jù)區(qū)間隧道地質(zhì)情況，采用FLAK軟件、顯式有限差分方法進(jìn)行分析。2、水平定向鉆進(jìn)施工隧道長(zhǎng)大管棚技術(shù)本標(biāo)段區(qū)間隧道在大斷面施工、穿越地表建筑物時(shí)設(shè)計(jì)均采用108mm大管棚超前支護(hù)，累計(jì)數(shù)量達(dá)15213延米。大管棚施工速度和質(zhì)量的好壞直接影響著施工進(jìn)展。受豎井口和洞內(nèi)作業(yè)場(chǎng)地施工空間的制約，普通管棚鉆機(jī)具有移位困難、洞內(nèi)作業(yè)需先擴(kuò)挖工作室的問(wèn)題，鉆進(jìn)過(guò)程中鉆頭的方向難于控制，棚管偏位嚴(yán)重是普通鉆機(jī)管棚作業(yè)中的通病，并且在城市地鐵擴(kuò)挖工作室不利于對(duì)管線和建筑物的保護(hù)。本項(xiàng)目在國(guó)內(nèi)首次采用HGT-100水平鉆機(jī)對(duì)隧道大管棚施工進(jìn)行了研究和嘗試。該方法在鉆進(jìn)過(guò)程中能準(zhǔn)確測(cè)定鉆頭在地下的位置和方向，根據(jù)鉆頭在鉆進(jìn)過(guò)程中的位置和方向同設(shè)計(jì)軌跡的差異，利用能進(jìn)行調(diào)節(jié)方向的楔型鉆頭改變鉆頭的鉆進(jìn)方向，從而按設(shè)計(jì)要求的角度完成各種大管棚的施工。具有一次連續(xù)鉆進(jìn)長(zhǎng)、管棚精度高、水平鉆機(jī)在同一斷面中不需擴(kuò)挖工作室等優(yōu)點(diǎn)。3、不同大斷面施工及工法轉(zhuǎn)換技術(shù)區(qū)間隧道共設(shè)計(jì)10種大斷面，并且大斷面集中于花園東路站八達(dá)嶺高速站區(qū)間右線布置，屬典型的大斷面洞群段落。斷面不同，采用的施工工法不同。根據(jù)斷面情況分別采用CD法、CRD法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法、中洞法、側(cè)洞法和雙側(cè)洞法等多種軟弱地層隧道工法。相鄰斷面的施工工法轉(zhuǎn)換是確保施工安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，必須采用技術(shù)措施才能實(shí)現(xiàn)安全過(guò)渡。斷面轉(zhuǎn)換分為兩種：大斷面向小斷面轉(zhuǎn)換和小斷面向大斷面轉(zhuǎn)換。施工中重點(diǎn)研究斷面轉(zhuǎn)換中的分部開(kāi)挖過(guò)渡技術(shù)和反向擴(kuò)挖技術(shù)。四、主要成果通過(guò)北京地鐵的施工，復(fù)雜大斷面施工技術(shù)在以下方面取得研究成果：1、地鐵三連拱淺埋隧道施工效應(yīng)分步模擬分析技術(shù)采用FLAK軟件、顯式有限差分方法，對(duì)11斷面擬采用的雙側(cè)洞法進(jìn)行工況分析，模擬分析不同的施工工序?qū)鷰r應(yīng)力應(yīng)變的影響及每步工序產(chǎn)生的地表沉降值，找出關(guān)鍵工序，理論分析雙側(cè)洞法在地鐵三聯(lián)拱施工中的可行性，經(jīng)分析研究，取得以下成果：采用雙側(cè)洞法左右對(duì)稱開(kāi)挖三連拱隧道能有效控制地表沉降。經(jīng)計(jì)算，地表累計(jì)最大沉降為2.76cm，滿足設(shè)計(jì)的地表沉降3cm限值要求。各工序產(chǎn)生的地表沉降值見(jiàn)下表： 雙側(cè)洞法各開(kāi)挖工序產(chǎn)生的沉降值 表2工序1234567891011累計(jì)沉降值 cm0.51.161.21.41.42.12.242.42.452.522.76三聯(lián)拱隧道施工過(guò)程中兩側(cè)鋼筋混凝土立柱對(duì)圍巖體的支撐穩(wěn)定具有非常顯著的作用。連拱隧道由于跨度大的特點(diǎn)，其松弛塌落范圍比單拱隧道要大得多，作用在支護(hù)襯砌結(jié)構(gòu)上的荷載也要比單拱隧道大得多，計(jì)算表明，這些荷載施工過(guò)程中大部分由兩側(cè)立柱承擔(dān)。因此，施工過(guò)程中應(yīng)盡可能保護(hù)好立柱上部的巖體，防止過(guò)度損傷，并堅(jiān)決杜絕超挖回填不密實(shí)的現(xiàn)象發(fā)生，避免降低圍巖結(jié)構(gòu)的承載能力。對(duì)今后的三連拱隧道施工具有指導(dǎo)意義。2、水平定向鉆進(jìn)施工隧道長(zhǎng)大管棚技術(shù)通過(guò)本項(xiàng)目的管棚施工研究，主要在管棚鉆機(jī)的選擇、鉆頭鉆進(jìn)過(guò)程中的方位監(jiān)控、鉆進(jìn)過(guò)程中的糾偏方面取得以下成果：鉆機(jī)選擇：HGT100水平鉆機(jī)在本項(xiàng)目中一次連續(xù)鉆孔深度達(dá)52m，其特有的鉆進(jìn)軌跡微調(diào)功能使其在相同斷面或斷面變化不大的隧道中進(jìn)行大管棚施工不需進(jìn)行拱頂挑高和兩側(cè)擴(kuò)挖的工作室施工準(zhǔn)備。經(jīng)多種鉆孔設(shè)備比選，水平鉆機(jī)具有很大優(yōu)勢(shì)。實(shí)踐證明，水平鉆機(jī)進(jìn)行大管棚作業(yè)是成功的。鉆頭方位監(jiān)控：通過(guò)研究，在鉆頭內(nèi)安裝特制的傳感器，靈敏感知鉆頭方位。傳感器直接由15V直流供電。通過(guò)顯示屏顯示鉆頭的工作位置，主要顯示鉆頭傾角(水平角度)和面向角（左右方向）。鉆進(jìn)糾偏：利用能進(jìn)行調(diào)節(jié)方向的鉆頭（一般為楔型鉆頭）改變鉆頭的鉆進(jìn)角度。如根據(jù)需要可以把鉆頭調(diào)到12點(diǎn)（如鐘表點(diǎn)位），即導(dǎo)向板朝下，直接頂進(jìn)，此時(shí)由于導(dǎo)向板底板斜面面積大，受到一個(gè)向上的力，鉆頭軌跡就會(huì)朝上運(yùn)動(dòng)。同理在6點(diǎn)糾偏可以使鉆頭軌跡朝下，9點(diǎn)、3點(diǎn)分別為左、右糾偏方向。如果角度合適，鉆機(jī)勻速旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，此時(shí)鉆桿軌跡一般是平直的。所以導(dǎo)向鉆頭是上下糾偏的關(guān)鍵，為國(guó)內(nèi)大管棚施工中首次使用。經(jīng)開(kāi)挖檢查3根，距開(kāi)孔50m處管棚垂直偏距分別是12cm、6cm、9cm，相鄰鋼管方向偏位分別為5、8、4cm，滿足設(shè)計(jì)的垂直偏距小于20cm、相鄰鋼管方向偏距小于10cm的要求。3、軟弱地層不同大斷面施工工法轉(zhuǎn)化技術(shù)本項(xiàng)目設(shè)計(jì)大斷面類(lèi)型多達(dá)10種，從單拱、雙連拱到三連拱，各種斷面采用的施工方法各異，相互之間轉(zhuǎn)換頻繁。大斷面向小斷面轉(zhuǎn)換大斷面隧道向小斷面隧道轉(zhuǎn)換相對(duì)簡(jiǎn)單，由于開(kāi)挖斷面變小，圍巖穩(wěn)定性相對(duì)加強(qiáng)。轉(zhuǎn)換過(guò)程中作業(yè)空間較大，操作方便，施工更趨安全性。一般在對(duì)大斷面按設(shè)計(jì)采取支護(hù)措施后，采用直接轉(zhuǎn)換法既可進(jìn)入到小斷面隧道施工。小斷面向大斷面轉(zhuǎn)換小斷面向大斷面的工法轉(zhuǎn)換，因開(kāi)挖斷面的增大，作業(yè)空間又受小斷面的制約，進(jìn)行施工轉(zhuǎn)換難于一步到位。本項(xiàng)目采用漸變過(guò)渡法，在標(biāo)準(zhǔn)斷面的臺(tái)階法向三連拱的雙側(cè)洞法轉(zhuǎn)換及大斷面的雙側(cè)壁導(dǎo)坑法向三連拱的雙側(cè)洞法轉(zhuǎn)換過(guò)程中都取得了成功。分步過(guò)渡技術(shù)關(guān)鍵環(huán)節(jié)為：過(guò)渡段仰角的選取，綜合考慮應(yīng)力變化復(fù)雜性、施工作業(yè)可操作性及后續(xù)反向擴(kuò)挖的工作量，在粉砂和粘土層中宜選取30400；對(duì)過(guò)渡段附近510m小斷面圍巖注漿加固并施工二次襯砌；過(guò)渡段支護(hù)措施要加強(qiáng)，采取超前小導(dǎo)管注漿預(yù)加固巖體，格柵鋼架根據(jù)過(guò)渡開(kāi)挖凈空定型加工，打設(shè)鎖腳錨管等多種支護(hù)措施；嚴(yán)格控制開(kāi)挖進(jìn)尺，監(jiān)控量測(cè)及時(shí)進(jìn)行。反向擴(kuò)挖技術(shù)對(duì)過(guò)渡段進(jìn)行反向擴(kuò)挖，分部拆除過(guò)渡段臨時(shí)支護(hù)并施工符合要求的初期支護(hù)，以滿足設(shè)計(jì)凈空：對(duì)過(guò)渡段圍巖進(jìn)行徑向注漿固結(jié)，小導(dǎo)管長(zhǎng)度4m，注水泥漿；拆除前從大斷面向小斷面打設(shè)超前小管棚，超前小管棚長(zhǎng)度以達(dá)到小斷面并形成棚管為準(zhǔn)，對(duì)超前小管棚注漿；嚴(yán)格控制拆除范圍和拆除長(zhǎng)度，CRD中的臨時(shí)仰拱及臨時(shí)鋼結(jié)構(gòu)立柱只相應(yīng)加長(zhǎng)，不拆除；及時(shí)封閉拆除過(guò)程中小斷面一側(cè)暴露出的巖體。評(píng)審技術(shù)文件之二地鐵三連拱淺埋隧道施工效應(yīng)分步模擬分析技術(shù)中鐵十二局集團(tuán)有限公司二六年十一月一、 分析內(nèi)容及目的為了在施工之前了解1-1斷面三聯(lián)拱隧道暗挖段施工過(guò)程中可能對(duì)地層產(chǎn)生的影響，明確這種影響的大小量級(jí)和范圍，明確危險(xiǎn)可能發(fā)生的部位、方式及應(yīng)采取的施工對(duì)策，同時(shí)為現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)提供管理基準(zhǔn)和依據(jù)，對(duì)該暗挖段進(jìn)行施工過(guò)程的動(dòng)態(tài)分析，主要計(jì)算施工時(shí)對(duì)地表變形的影響。通過(guò)大型巖土工程軟件FLAC模擬1-1斷面施工順序，確定每步開(kāi)挖工序產(chǎn)生的沉降值，為科學(xué)制定方案提供依據(jù)，有效控制最大沉降在3cm以內(nèi)。二、計(jì)算方法1、 有限差分法基本原理FLAC（Fast Lagrangian Analysis of Continua）是由美國(guó)Itasca Consulting Group Inc.開(kāi)發(fā)的二維顯式有限差分法程序，采用適合于模擬大變形問(wèn)題的拉格朗日方法，即模型單元網(wǎng)格隨著變形而不斷更新。它可以模擬巖土或其他材料的二維力學(xué)行為。拉格朗日元法的名詞淵源于流體力學(xué)。眾所周知，在流體力學(xué)中研究流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方法有兩種。一種是定點(diǎn)觀察的方法，稱為歐拉法；另一種是隨流觀察的方法，稱為拉格朗日法。后者是研究每個(gè)流體質(zhì)點(diǎn)隨時(shí)間而變化的情況，即著眼于某一個(gè)流體質(zhì)點(diǎn)，研究它在任意一段時(shí)間內(nèi)走出的軌跡、所具有的速度、壓力等。將拉格朗日法移植到固體力學(xué)中，將所研究的區(qū)域劃分成網(wǎng)格，網(wǎng)格的節(jié)點(diǎn)就相當(dāng)于流體的質(zhì)點(diǎn)，然后按時(shí)步用拉格朗日法來(lái)研究網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，這種方法就稱為拉格朗日元法。這種方法不需要形成剛度矩陣，不用求解大型聯(lián)立方程組，占用內(nèi)存較少，便于用微機(jī)求解較大的工程問(wèn)題。2、 FLAC程序的主要特點(diǎn)(1) 較低的硬件配置 由于FLAC程序采用的是顯式有限差分方法，在運(yùn)算過(guò)程中不必形成象有限元程序那樣的整體剛度矩陣，因此程序運(yùn)行所占的內(nèi)存不大。(2) 強(qiáng)大的前后處理功能 FLAC由于提供了友好的用戶界面，具有很強(qiáng)的前處理功能和后處理功能。差分網(wǎng)格生成較方便，而且可以很容易地用結(jié)構(gòu)單元模擬梁、柱、樁、錨桿（索）等結(jié)構(gòu)。(3) 實(shí)現(xiàn)對(duì)多種材料和多種工況的模擬 FLAC程序可以使用彈性模型、莫爾庫(kù)侖模型、橫觀各向同性模型、應(yīng)變強(qiáng)化和軟化模型、修正劍橋模型、Drucker-Prager模型等多種材料本構(gòu)模型，可以模擬地應(yīng)力場(chǎng)生成、邊坡或地下洞室開(kāi)挖、波在土中的傳播、土與結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用、地下滲流等問(wèn)題。另外，程序還包括界面模型，可用來(lái)模擬巖土體中的結(jié)構(gòu)面（層面、軟弱面、斷裂面、滑動(dòng)面等）等復(fù)雜的地質(zhì)條件。3、模型建立 有限元計(jì)算模型如圖1所示，尺寸為60m35m，底部采用固定約束，兩端邊界處沿水平方向固定約束。模型上面為地表，取為自由邊界。強(qiáng)度準(zhǔn)則采用莫爾-庫(kù)侖準(zhǔn)則，變形模式采用大應(yīng)變模型。施工過(guò)程中采取了降水措施，模型不考慮水的影響。圖1 模擬分析計(jì)算模型區(qū)間1-1斷面穿越的部位的地上物為一棟三層高臨時(shí)建筑。隧道北側(cè)為北土城西路。隧道南側(cè)為小月河，與小月河的最小距離為8.6米。支護(hù)結(jié)構(gòu)采用復(fù)合式襯砌，初期支護(hù)采用噴射混凝土、鋼筋網(wǎng)、錨桿和格柵鋼架；二襯為防水鋼筋混凝土。開(kāi)挖前沿全斷面拱部開(kāi)挖輪廓線外施作小導(dǎo)管注漿超前支護(hù),預(yù)以加固地層，并作超前支護(hù)輔助施工。支護(hù)結(jié)構(gòu)的模型如下：初襯結(jié)構(gòu)：首先用空單元（null）模擬隧道開(kāi)挖，在使用350mm厚初襯部分單元格復(fù)活，并賦予表1所列鋼筋混凝土襯砌參數(shù)來(lái)模擬。超前注漿：采用在注漿范圍內(nèi)提高網(wǎng)格力學(xué)參數(shù)來(lái)模擬。參數(shù)見(jiàn)表1 。二次襯砌：550mm厚的二襯部分單元格復(fù)活，并予表1所列鋼筋混凝土襯砌參數(shù)來(lái)模擬二次襯砌。中隔墻采用beam結(jié)構(gòu)單元來(lái)模擬。表1 模型物理力學(xué)參數(shù)素填土163.20.30.01912.5粉土195.10.450.03128.9粘質(zhì)粉土204.30.420.04423地層加固區(qū)2439180.241.340初襯混凝土24105000.193.535二襯混凝土26280000.175.0354、 工況模擬及結(jié)果分析施工工況本區(qū)段施工順序如圖2所示。圖2雙側(cè)洞法施工步序圖序號(hào)施 工 步 驟說(shuō) 明1按圖示施工順序，施工超前小導(dǎo)管加固地層，開(kāi)挖土體。及時(shí)施作初期支護(hù)及臨時(shí)支護(hù)格柵噴層，封閉支護(hù)體系。各導(dǎo)坑之間距離為5.0米。2分段拆除3、4部?jī)?nèi)虛線示意處仰拱，一次拆除長(zhǎng)度不大于5.0米。施作中隔墻防水層，整體澆注中隔墻結(jié)構(gòu)混凝土(A部分)，預(yù)留結(jié)構(gòu)防水層、鋼筋接頭，并將拆除部分臨時(shí)仰拱與中墻頂緊。3分段拆除1、2部?jī)?nèi)臨時(shí)支護(hù)，一次拆除長(zhǎng)度不大于5.0米。施作邊跨防水層，整體澆注邊跨結(jié)構(gòu)混凝土(B部分)，完成邊跨結(jié)構(gòu)圬工。4邊跨混凝土全部達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，按圖示施工順序，施工臨時(shí)小導(dǎo)管加固地層，開(kāi)挖土體。及時(shí)施作初期支護(hù)及臨時(shí)支護(hù)格柵噴層，封閉支護(hù)體系。5中洞全部貫通后，拆除部分豎向臨時(shí)支護(hù)，一次拆除長(zhǎng)度不大于5.0米，鋪設(shè)中洞拱部防水板，澆注部分混凝土(C部分)，待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后架設(shè)臨時(shí)豎撐。6拆除部分豎向臨時(shí)支護(hù)，一次拆除長(zhǎng)度不大于5.0米，鋪設(shè)中洞拱部防水板，澆注中洞頂拱分混凝土(D部分)。D、C縱距不小于15米。7拆除部分豎向臨時(shí)支護(hù)，一次拆除長(zhǎng)度不大于5.0米，鋪設(shè)中洞拱部防水板，澆注中洞底部剩余混凝土(E部分)。8澆注中洞底部二襯混凝土，二襯結(jié)構(gòu)施工完畢。模擬分析過(guò)程根據(jù)具體施工過(guò)程，本次計(jì)算分析分以下步驟進(jìn)行：第一步：開(kāi)挖1號(hào)導(dǎo)洞，施作初期支護(hù)及臨時(shí)支護(hù)。第二步：開(kāi)挖2號(hào)導(dǎo)洞，施作初期支護(hù)及臨時(shí)支護(hù)。第三步：開(kāi)挖3號(hào)導(dǎo)洞，施作初期支護(hù)及臨時(shí)支護(hù)。第四步：開(kāi)挖4號(hào)導(dǎo)洞，施作初期支護(hù)及臨時(shí)支護(hù)。第五步：分段拆除3、4號(hào)導(dǎo)洞內(nèi)臨時(shí)支撐，澆筑中隔墻結(jié)構(gòu)。第六步：拆除1、2號(hào)導(dǎo)洞內(nèi)臨時(shí)支撐，澆筑二襯混凝土。第七步：開(kāi)挖5號(hào)導(dǎo)洞，施作初期支護(hù)及臨時(shí)支護(hù)。第八步：開(kāi)挖6號(hào)導(dǎo)洞，施作初期支護(hù)及臨時(shí)支護(hù)。第九步：開(kāi)挖7號(hào)導(dǎo)洞，施作初期支護(hù)及臨時(shí)支護(hù)。第十步：開(kāi)挖8號(hào)導(dǎo)洞，施作初期支護(hù)及臨時(shí)支護(hù)。第十一步：拆除導(dǎo)洞內(nèi)臨時(shí)支撐，澆筑二襯混凝土。模擬結(jié)果分析在整個(gè)施工過(guò)程中，到第十一步累計(jì)引起的沉降達(dá)到最大，為2.76cm。每一步施工引起的沉降見(jiàn)圖3至13。圖3 第一步位移圖（沉降值為0.5cm）圖4 第二步圍巖位移圖（沉降值為1.16cm）圖5 第三步圍巖位移圖（沉降值為1.2cm）圖6 第四步圍巖位移圖（沉降值為1.4cm）圖7 第五步圍巖位移圖（沉降值為1.4cm）圖8 第六步圍巖位移圖（沉降值為2.1cm）圖9第七步圍巖位移圖（沉降值為2.24cm）圖10 第八步圍巖位移圖（沉降值為2.4cm）圖11 第九步圍巖位移圖（沉降值為2.45cm）圖12 第十步圍巖位移圖（沉降值為2.52cm）圖13 第十一步圍巖位移圖（沉降值為2.76cm） 5、施工控制標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)以上分析結(jié)果，為了總變形值在控制范圍內(nèi)，按照允許值的70%、80%作為預(yù)警值、報(bào)警值；并在每一施工步驟中進(jìn)行分解（表2），作為施工過(guò)程中分步控制的標(biāo)準(zhǔn)，確保每一步序的沉降值都在控制指標(biāo)內(nèi)。表2 分步控制標(biāo)準(zhǔn)施工步驟最大沉降控制標(biāo)準(zhǔn)（cm）預(yù)警值報(bào)警值控制值第一步：開(kāi)挖1號(hào)導(dǎo)洞，施作初期支護(hù)及臨時(shí)支護(hù)。0.350.40.50第二步：開(kāi)挖2號(hào)導(dǎo)洞，施作初期支護(hù)及臨時(shí)支護(hù)。0.810.931.16第三步：開(kāi)挖3號(hào)導(dǎo)洞，施作初期支護(hù)及臨時(shí)支護(hù)。0.840.961.20第四步：開(kāi)挖4號(hào)導(dǎo)洞，施作初期支護(hù)及臨時(shí)支護(hù)。0.981.121.40第五步：分段拆除3、4號(hào)導(dǎo)洞內(nèi)臨時(shí)支撐，澆筑中隔墻結(jié)構(gòu)。0.981.121.40第六步：拆除1、2號(hào)導(dǎo)洞內(nèi)臨時(shí)支撐，澆筑二襯混凝土。1.471.682.10第七步：開(kāi)挖5號(hào)導(dǎo)洞，施作初期支護(hù)及臨時(shí)支護(hù)。1.571.792.24第八步：開(kāi)挖6號(hào)導(dǎo)洞，施作初期支護(hù)及臨時(shí)支護(hù)。1.681.922.40第九步：開(kāi)挖7號(hào)導(dǎo)洞，施作初期支護(hù)及臨時(shí)支護(hù)。1.721.962.45第十步：開(kāi)挖8號(hào)導(dǎo)洞，施作初期支護(hù)及臨時(shí)支護(hù)。1.762.022.52第十一步：拆除導(dǎo)洞內(nèi)臨時(shí)支撐，澆筑二襯混凝土。1.932.212.76三、結(jié)論1、通過(guò)對(duì)施工過(guò)程的分步模擬分析，建立了分步控制沉降的施工控制模式，把總的沉降值控制在每一施工步驟中進(jìn)行分解，確保每一步序沉降值都在控制指標(biāo)內(nèi)，以確保最終的沉降不超限。2、采用雙側(cè)洞法施工三連拱隧道施工，能夠滿足沉降不超過(guò)3cm的要求。 3、設(shè)計(jì)的支護(hù)參數(shù)合理，小導(dǎo)管注漿加固地層能夠明顯減少沉降值。4、中隔墻在三聯(lián)拱隧道施工中具有非常重要的作用，施工中必須保證中隔墻與隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)的連接。評(píng)審技術(shù)文件之三水平定向鉆進(jìn)施工隧道長(zhǎng)大管棚技術(shù)中鐵十二局集團(tuán)有限公司二六年十一月城市人口的日益增加對(duì)城市的交通運(yùn)輸帶來(lái)了一系列巨大的挑戰(zhàn)。要解決這一交通難題必須盡快建立大容量軌道交通。為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，各大城市都把軌道交通建設(shè)納入到城市建設(shè)的重點(diǎn)規(guī)劃當(dāng)中。一般城市所處位置大部分在各種沖積平原上，圍巖屬于、級(jí)圍巖。并且城市軌道交通建設(shè)工程的大部分要下穿城市已有的建、構(gòu)筑物，公路、鐵路、市政管網(wǎng)。故地鐵在暗挖施工過(guò)程中，線路位置的選擇因受限于公路、鐵路的類(lèi)型、環(huán)保情況及城市發(fā)展等條件，使得隧道的位置、高度及覆蓋地層厚度等均處于非理想情況。并且隧道在開(kāi)挖過(guò)程中總會(huì)遇到斷層或軟弱、破碎地層，常常引起工程問(wèn)題。城市軌道交通建設(shè)中一直試圖發(fā)展一套能確實(shí)解決上述問(wèn)題的工法。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外在地鐵施工過(guò)程中采用了淺埋暗挖法、超潛埋暗挖法等施工方法作為新奧法在城市軌道施工中的具體運(yùn)用。超前支護(hù)大管棚工法作為通過(guò)軟弱圍巖、建構(gòu)筑物的一種輔助支護(hù)手段在淺埋暗挖法中普遍被采用。目前國(guó)內(nèi)外廣泛采用的大管棚法均一次性施作較短距離，常常需在隧道內(nèi)預(yù)先設(shè)置管棚工作室，影響工效和經(jīng)濟(jì)。為解決上述問(wèn)題，我項(xiàng)目部經(jīng)過(guò)探索、在施工中采用了“水平定向鉆進(jìn)施工隧道長(zhǎng)大管棚技術(shù)”進(jìn)行長(zhǎng)管棚施工，管棚鉆機(jī)布設(shè)在暗挖隧道內(nèi)部一次性管棚打設(shè)超過(guò)52米。在此基礎(chǔ)上，研究了在隧道中如何高效進(jìn)行大管棚的施工方法。一、主要優(yōu)勢(shì)1、一次性施工長(zhǎng)度加大在本方法采用前，暗挖隧道內(nèi)部進(jìn)行管棚施工時(shí)管棚一次成型的長(zhǎng)度一般在20米左右。采用了“水平定向鉆進(jìn)施工隧道長(zhǎng)大管棚技術(shù)”后管棚的施工長(zhǎng)度單向一次可以達(dá)到50米以上。一次性施工的大管棚減少了管棚搭接接頭，避免在施工中由于管棚搭接造成的管棚挑高，故管棚的整體性較好。同時(shí)減少了搭接接頭，降低工程成本。2、需用空間小管棚室的作用是將管棚施工用鉆機(jī)放在一個(gè)較高的位置，鉆機(jī)水平施工管棚。采用本方法后不用施工管棚室，在隧道初期支護(hù)的保護(hù)下直接進(jìn)行管棚鉆進(jìn)即可。在級(jí)圍巖暗挖隧道施工過(guò)程中，管棚室的取消等于將軟弱地層施工斷面減小，降低安全風(fēng)險(xiǎn)，減少工作量。3、準(zhǔn)確鉆進(jìn)采用對(duì)管棚鉆頭的方向及鉆桿的角度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)反饋的角度信息及時(shí)調(diào)整鉆頭方向，使管棚與初支結(jié)構(gòu)外輪廓始終保持在設(shè)計(jì)要求的距離。4、施工更為簡(jiǎn)便“水平定向鉆進(jìn)施工隧道長(zhǎng)大管棚技術(shù)”的采用完全改變以往管棚鉆機(jī)的施工工藝及施工工序。該方法是將管棚使用的棚管加工成為鉆機(jī)的鉆桿，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)加工一次性使用的導(dǎo)向鉆頭。在施工中將鉆孔、成孔、下管一次性完成，大大簡(jiǎn)化了施工步驟。二、水平定向鉆進(jìn)技術(shù)原理水平定向鉆進(jìn)施工大管棚方法原理是由水平定向鉆進(jìn)技術(shù)發(fā)展而來(lái)的。水平定向鉆進(jìn)方法是非開(kāi)挖管線施工的一種方法。非開(kāi)挖地下管線施工技術(shù)目前包括水平定向鉆進(jìn)技術(shù)、氣動(dòng)夯管錐技術(shù)、氣動(dòng)沖擊技術(shù)、微型隧道技術(shù)等；水平定向鉆進(jìn)技術(shù)特點(diǎn)要求鉆進(jìn)過(guò)程中在導(dǎo)向系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)下能準(zhǔn)確測(cè)定鉆頭在地下的位置和方向，同時(shí)根據(jù)鉆頭在鉆進(jìn)過(guò)程中的位置和方向同設(shè)計(jì)軌跡的差異，利用能進(jìn)行調(diào)節(jié)方向的鉆頭（一般為楔型鉆頭）改變鉆頭的鉆進(jìn)方向，到達(dá)目的地。并且利用鉆桿的柔性沿設(shè)計(jì)線路軌跡鉆進(jìn)。圖 1管棚鉆頭示意圖 如圖1所示：鉆頭內(nèi)裝有傳感器，傳感器直接由4節(jié)一號(hào)電池供電。傳感器由重力應(yīng)變片設(shè)計(jì)制作而成，采用一封閉的中空棒狀體將重力應(yīng)變片密閉加工成為傳感器。傳感器靠近鉆頭前端一側(cè)及中間部分采用固定裝置將傳感器固定牢固，防止管棚內(nèi)部通過(guò)泥漿時(shí)傳感器變位。并且保證傳感器的軸線與鉆頭的軸線同向。同時(shí)在傳感器的末端伸出一條信號(hào)線及一條鋼絲繩，鋼絲繩作為回收傳感器使用。信號(hào)線末端與顯示屏相連，顯示鉆頭的傾角(水平角度)、面向角(導(dǎo)向板的方向： 導(dǎo)向板朝上即為12點(diǎn)，如同鐘面)。打設(shè)角度如果偏下，可以把鉆頭調(diào)到6點(diǎn)，即導(dǎo)向板朝下，直接頂進(jìn)，此時(shí)由于導(dǎo)向板底板斜面面積大，受到一個(gè)向上的力，鉆頭軌跡就會(huì)朝上運(yùn)動(dòng)。同理在12點(diǎn)糾偏可以使鉆頭軌跡朝下，9點(diǎn)、3點(diǎn)分別是為右、左糾偏方向。如果鉆機(jī)在旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)過(guò)程中保持勻速，此時(shí)鉆桿軌跡一般是平直的。所以導(dǎo)向鉆頭是上下糾偏的關(guān)鍵。如圖2所示，采用“水平定向鉆進(jìn)施工隧道長(zhǎng)大管棚技術(shù) ”兩種斷面在變形處的最大差值為800mm，在由小斷面向大斷面鉆進(jìn)管棚時(shí)，通過(guò)對(duì)管棚的通過(guò)位置進(jìn)行控制，可以將變斷面處的管棚一次施工到位。圖2暗挖區(qū)間變斷面圖三、施工方案設(shè)計(jì)管棚采用108熱軋無(wú)縫鋼管，壁厚5mm，間距300mm，設(shè)于拱部，沿開(kāi)挖輪廓外布置，管口中心外放至距開(kāi)挖輪廓線300mm。在管施工中考慮到管棚作為鉆機(jī)的鉆桿直接鉆入到地層內(nèi)部，需要在管棚的鋼管兩端分別加工出內(nèi)外絲扣，壁厚5mm鋼管在鉆進(jìn)的過(guò)程中由于接頭處加工后的管壁特別薄，造成脫扣現(xiàn)象，故施工中將鋼管的壁厚可適當(dāng)加厚。管棚外插角均為0.1，管內(nèi)加設(shè)龍骨后灌注水泥漿；管棚長(zhǎng)度根據(jù)不同的斷面長(zhǎng)度打設(shè)，施工中相鄰斷面采用管棚漸變施工可以完成的，管棚一次性施工。采取9m超長(zhǎng)水平定向鉆機(jī)，控制長(zhǎng)度每節(jié)6m。1、管棚施工設(shè)備表1施工設(shè)備一覽表名稱型號(hào)數(shù)量水平鉆機(jī)HGT-1002臺(tái)定向鉆進(jìn)導(dǎo)向儀DITRACKSE-1型水平導(dǎo)向儀2套工作平臺(tái)（架）H-3型可移動(dòng)升降式工作平臺(tái)2泥漿泵（含注漿）BW-250型2攪拌箱立式離心泵循環(huán)攪拌1表2 鉆機(jī)參數(shù)型號(hào)尺寸（長(zhǎng)寬高）最大回拖力鉆桿配置扭矩HGT-10011.71.51.5m150KN108mm、6m/根6000N.m2、管棚施工方法圖3 管棚施工方法示意圖原來(lái)施工管棚要求施工前開(kāi)挖管棚室，管棚室的高度一般大于初期支護(hù)的拱頂1.0m以上，在管棚室內(nèi)進(jìn)行管棚的水平施工。本方法不要求進(jìn)行管棚室的施工，在設(shè)計(jì)進(jìn)行管棚施工里程前一段距離停止開(kāi)挖，在已完成的初期支護(hù)下部準(zhǔn)備管棚的施工。管棚施工里程與噴錨封閉掌子面的距離主要考慮管棚的挑高角度，在本標(biāo)段的管棚施工過(guò)程中管棚的挑高高度一般為600mm?？紤]到鉆機(jī)的施工要求挑高的坡度為0.08，故要求在距離管棚施工面600/0.087500mm處進(jìn)行掌子面封閉準(zhǔn)備進(jìn)行管棚施工。3、施工工藝流程三通一平人員設(shè)備進(jìn)場(chǎng)鋪設(shè)H鋼軌道設(shè)備組裝調(diào)試埋設(shè)孔口管調(diào)試鉆機(jī)（方位、傾角）鉆具組裝進(jìn)孔沖洗液循環(huán)導(dǎo)向鉆進(jìn)回次加尺（接線、接口補(bǔ)焊）孔斜測(cè)量導(dǎo)向鉆進(jìn)直至設(shè)計(jì)深度終孔回取探頭盒管內(nèi)及環(huán)狀間隙注漿移至下一孔位。 4、具體操作管棚施工準(zhǔn)備開(kāi)孔：用專用開(kāi)孔鉆機(jī)開(kāi)出長(zhǎng)約1000mm的159孔位，然后預(yù)埋159的孔口管；考慮到施工中的安全，要求開(kāi)孔時(shí)跳孔進(jìn)行管棚施工。用1088mm鋼管做鉆具，前端裝有導(dǎo)向探頭的導(dǎo)向?qū)Ｓ勉@頭，采用泥漿護(hù)壁，利用有線導(dǎo)向儀監(jiān)控，隨鉆進(jìn)加尺（方位、角度發(fā)生變化時(shí)，隨時(shí)進(jìn)行修正），將棚管依次打入。同時(shí)將鋼管接口用絲扣連接后再采用焊接嚴(yán)密，直至達(dá)到設(shè)計(jì)長(zhǎng)度。鉆具組裝鉆頭楔掌板旋轉(zhuǎn)直徑125mm，楔型面與鉆具（鉆桿）交角20；水眼直徑為8-10mm；鉆具前部的導(dǎo)向鉆頭，探頭必須經(jīng)檢驗(yàn)，保證質(zhì)量合格，性能可靠，安裝齊全；探頭盒后部加裝燈光以備隨時(shí)測(cè)斜之用。沖洗液流通系統(tǒng)沖洗液具體配比由專業(yè)泥漿工程師根據(jù)具體地層情況確定。泥漿需經(jīng)充分?jǐn)嚢瑁鶆蚺渲贫?。配制時(shí)，必須嚴(yán)格執(zhí)行配比；沖冼液必須先配制好后使用，嚴(yán)禁使用中同時(shí)加清水、加料；沖洗液流通系統(tǒng)：沖洗液制備儲(chǔ)漿池泥漿泵送水器鉆具管外環(huán)狀間隙孔口回水閥門(mén)高吊管回漿管（溝）。鉆進(jìn)過(guò)程中必須保持上述各流通環(huán)節(jié)的暢通；在施工過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)不同地層，合理調(diào)節(jié)泵壓、泵量，以免因沖洗液不足引起通道堵塞或因過(guò)大導(dǎo)致過(guò)量泥沙外排。此工程中，一般宜取中低壓、中小水量。導(dǎo)向鉆進(jìn)導(dǎo)向鉆進(jìn)前應(yīng)對(duì)鉆機(jī)定位情況、方位、傾角情況，孔口管對(duì)中情況，沖洗液流通以及導(dǎo)向儀顯示情況進(jìn)行全面復(fù)檢，確認(rèn)正常后進(jìn)行試鉆；鉆進(jìn)前須先開(kāi)泵，待沖洗液流通正常后，方可鉆進(jìn)；鉆進(jìn)時(shí)，泵壓應(yīng)控制在0.6-1.0MPa，泵量為10-30L/min為宜。保持中低壓力，勻速中速鉆進(jìn)；為防止水土流失，控制沉降，必要時(shí)需采用孔內(nèi)保壓措施。要始終保持回水量小于或等于進(jìn)水量；導(dǎo)向技術(shù)人員隨著不斷鉆進(jìn)，必須時(shí)刻觀察探頭角度變化情況，角度偏差大于0.3時(shí)，應(yīng)及時(shí)糾偏。當(dāng)糾偏無(wú)效、偏差大于0.6時(shí)，應(yīng)停止鉆進(jìn)，及時(shí)報(bào)告項(xiàng)目經(jīng)理，研究對(duì)策后再施工?，F(xiàn)場(chǎng)須及時(shí)進(jìn)行導(dǎo)向數(shù)據(jù)記錄和鉆具前端長(zhǎng)度及每次加管長(zhǎng)度詳細(xì)記錄；鉆孔出現(xiàn)涌水時(shí)，應(yīng)盡量保持泵壓，泵量不能變小，以平衡孔內(nèi)壓力；沖洗液不正常時(shí)，嚴(yán)禁繼續(xù)鉆進(jìn)。泵工應(yīng)注意觀察沖洗液變化情況，及時(shí)上報(bào)有關(guān)負(fù)責(zé)人；導(dǎo)向鉆進(jìn)至20及40米時(shí)，應(yīng)分別進(jìn)行一次測(cè)斜。發(fā)現(xiàn)超限，及時(shí)補(bǔ)救?；卮渭映摺⒔泳€、焊接每根管在下坑前必須進(jìn)行質(zhì)量檢查。管材不得有彎曲，絲扣四周壁厚均勻，絲扣完好合格。管材內(nèi)的鐵屑、臟物及銹皮等必須清除干凈。下坑時(shí)避免與硬物相碰，以免損傷管扣；鉆進(jìn)中，每次加尺后，須先鉆進(jìn)后起出進(jìn)行棚管絲扣接縫焊接（即先鉆后焊），以免鉆進(jìn)時(shí)的扭力造成開(kāi)焊。要求對(duì)每個(gè)焊接接縫進(jìn)行自檢，保證焊接質(zhì)量；連接的電線應(yīng)選用導(dǎo)電性能好，外殼絕緣性能好且耐磨的電線。接頭處要用兩層熱縮套管套好，用熱吹風(fēng)機(jī)吹烤貼牢；回次加尺、接線、接管以及焊接過(guò)程中，均注意不得將異物遺留或掉入打設(shè)管內(nèi)。探頭盒回取及終孔注漿用8mm的鋼絲繩將探頭盒取出，取出時(shí)應(yīng)每10米測(cè)量一次孔斜情況；單孔打設(shè)驗(yàn)收合格后，通過(guò)管內(nèi)壓注水泥漿，對(duì)管內(nèi)及管外環(huán)狀間隙進(jìn)行充填；單孔驗(yàn)收合格后，在現(xiàn)場(chǎng)立即辦理驗(yàn)收合格簽證，再轉(zhuǎn)入下一孔位施工。5、使用效果經(jīng)開(kāi)挖檢查3根，距開(kāi)孔50m處管棚垂直偏距分別是12cm、6cm、9cm，相鄰鋼管方向偏位分別為5、8、4cm，滿足設(shè)計(jì)的垂直偏距小于20cm、相鄰鋼管方向偏距小于10cm的要求。評(píng)審技術(shù)文件之四軟弱地層大斷面施工工法轉(zhuǎn)換技術(shù)中鐵十二局集團(tuán)有限公司第二工程公司二六年十一月一、工程概況北京地鐵十號(hào)線花園東路站八達(dá)嶺高速站區(qū)間沿北土城西路南側(cè)的土城遺址公園綠化用地布設(shè)，起點(diǎn)里程為K7+049.241，終點(diǎn)右線里程為K7+745.541，終點(diǎn)左線里程為K7+771.341。左右線間距15.0m17.7m。平面線型位置為：在花園東路站東端有一處交叉渡線，渡線向東側(cè)、靠近右線引出220m長(zhǎng)的停車(chē)線，預(yù)留M16線聯(lián)絡(luò)線在渡線東側(cè)由右線引出，左右線在八達(dá)嶺高速站西側(cè)均設(shè)置半徑為2000m的S曲線。線路縱斷面為：從花園東路站出站后，為2的下坡，在進(jìn)入八達(dá)嶺高速站前轉(zhuǎn)為4和21的上坡。區(qū)間覆土厚度9m-12m。左線和大部分右線為單線馬蹄形斷面，臺(tái)階法施工。區(qū)間從花園東路站東端出發(fā)，有一渡線和聯(lián)絡(luò)線，斷面型式有馬蹄形加寬斷面、不對(duì)稱雙連拱斷面、對(duì)稱雙連拱斷面、三連拱斷面，根據(jù)斷面跨度大小，分別采用臺(tái)階法、CRD法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法、中洞法、側(cè)洞法、雙側(cè)洞法等施工。斷面分布見(jiàn)圖1。施工工法見(jiàn)表1。本區(qū)間設(shè)兩座施工豎井，豎井采用噴混凝土與型鋼圍囹內(nèi)支撐體系。圖1花八區(qū)間大斷面分布圖（單位：米）表1 大斷面施工工法匯總表斷面類(lèi)型長(zhǎng)度（米）斷面形式采用工法備注1-116.88三聯(lián)拱雙側(cè)洞法2-213.98單洞雙側(cè)壁導(dǎo)坑法3-349.03+58.92+19.20+51.29單洞雙側(cè)壁導(dǎo)坑法4-47.08+4.00單洞雙側(cè)壁導(dǎo)坑法5-510.60雙層框架明挖2施工豎井6-624.45不對(duì)稱雙連拱側(cè)洞法7-725.27不對(duì)稱雙連拱側(cè)洞法8-816.10對(duì)稱雙連拱中洞法9-913.19單洞CRD法10-1011.81單洞CRD法二、不同施工工法斷面轉(zhuǎn)換類(lèi)型本區(qū)間主體隧道存在12種斷面形式（包括標(biāo)準(zhǔn)斷面和人防段），采用六種暗挖工法施工。根據(jù)本區(qū)間的施工順序安排，1豎井向東西兩側(cè)施工，2豎井向東西兩側(cè)施工，兩個(gè)豎井中間在8-8斷面處匯合。按照斷面型式存在3-3斷面向4-4斷面轉(zhuǎn)換，4-4斷面向3-3斷面轉(zhuǎn)換，3-3斷面向8-8斷面轉(zhuǎn)換；6-6斷面向7-7斷面轉(zhuǎn)換，7-7斷面向3-3斷面轉(zhuǎn)換；3-3斷面向2-2斷面轉(zhuǎn)換，2-2斷面向1-1斷面轉(zhuǎn)換；9-9斷面向10-10斷面轉(zhuǎn)換，10-10斷面向標(biāo)準(zhǔn)斷面轉(zhuǎn)換。按照工法，存在雙側(cè)壁導(dǎo)坑法向中洞法轉(zhuǎn)換、側(cè)洞法向雙側(cè)壁導(dǎo)坑法轉(zhuǎn)換、CRD法向臺(tái)階法轉(zhuǎn)換和雙側(cè)壁導(dǎo)坑法向雙側(cè)洞法轉(zhuǎn)換等四種斷面轉(zhuǎn)換施工方法。斷面轉(zhuǎn)換分為兩種：大斷面向小斷面轉(zhuǎn)換、小斷面向大斷面轉(zhuǎn)換。斷面變化處有的尺寸相差不大，直接轉(zhuǎn)換即可；對(duì)斷面尺寸相差較大的，須采用一定的技術(shù)措施才能實(shí)現(xiàn)安全過(guò)渡。三、大斷面向小斷面轉(zhuǎn)換施工方法將大斷面全部施作到設(shè)計(jì)位置后，先施做鋼格柵噴射混凝土封端墻，再破除混凝土進(jìn)入小斷面施工。當(dāng)大斷面或大斷面的某一分部開(kāi)挖至設(shè)計(jì)位置，自上而下架設(shè)格柵掛網(wǎng)噴混凝土封端，同時(shí)架設(shè)小斷面或小斷面的某一分部的格柵，作為開(kāi)口的環(huán)框，直接過(guò)渡到小斷面或小斷面的某一分部。為方便架設(shè)，將小斷面格柵分成若干片適當(dāng)加強(qiáng)，作為開(kāi)口圈梁，用焊接方式連接在一起，噴射砼封閉。施工流程主要包括以下幾點(diǎn)：1、大斷面或大斷面的某一分部開(kāi)挖至設(shè)計(jì)位置，密排兩榀鋼格柵，后面的一榀噴射混凝土，前面的一榀留下不噴，為施作大、小斷面間的封端墻作準(zhǔn)備；2、準(zhǔn)確定出小斷面的位置，架設(shè)加強(qiáng)的小斷面鋼格柵，作為小斷面開(kāi)挖的加強(qiáng)環(huán)；3、采用水平鋼格柵連接大、小斷面格柵，保證焊接質(zhì)量；4、打設(shè)小斷面范圍的超前小導(dǎo)管（大管棚）；5、封端墻噴射混凝土，同時(shí)作超前注漿的止?jié){墻；6、小導(dǎo)管（大管棚）注漿；7、重復(fù)以上步驟，直至小斷面具備開(kāi)挖條件；8、短進(jìn)尺開(kāi)挖小斷面，深度以能夠密排架設(shè)一榀鋼格柵為宜，小斷面開(kāi)口部位兩榀格柵密排，作為鎖口圈；9、按照小斷面施工步序開(kāi)挖，完成斷面轉(zhuǎn)換。四、小斷面向大斷面轉(zhuǎn)換施工方法標(biāo)準(zhǔn)斷面1-1斷面2-2斷面小斷面轉(zhuǎn)換到大斷面，通過(guò)上挑、拓寬實(shí)現(xiàn)。當(dāng)兩斷面相差不大的情況下，直接采取錯(cuò)臺(tái)方式實(shí)現(xiàn)斷面轉(zhuǎn)換；當(dāng)斷面尺寸相差較大時(shí)，采取轉(zhuǎn)換施工方案、配合超前支護(hù)手段、利用格柵噴射砼逐漸加高加寬斷面的漸變擴(kuò)挖，由于本工程成型斷面不存在過(guò)渡段，過(guò)渡擴(kuò)挖后需反向開(kāi)挖形成垂直端墻。擴(kuò)挖上挑坡度一般按12設(shè)置，在大小斷面間架設(shè)漸變的異型格柵并噴射混凝土支護(hù)，逐漸過(guò)渡到大斷面或大斷面的某一分部；在大小斷面變化點(diǎn)，增設(shè)鎖口圈或過(guò)梁，同時(shí)注漿加固該段拱墻土體。2-2斷面到1-1斷面的轉(zhuǎn)換涉及的工法多、斷面尺寸變化大、工序多，極具代表性，見(jiàn)圖2（藍(lán)色為1-1斷面，紅色為2-2斷面，黑色為標(biāo)準(zhǔn)斷面，數(shù)字為各斷面開(kāi)挖順序），下面以2-2到1-1斷面轉(zhuǎn)換為例，對(duì)斷面轉(zhuǎn)換進(jìn)行詳述。圖2三種斷面類(lèi)型位置關(guān)系圖1、1-1斷面的施工工法（1）工法簡(jiǎn)介1-1斷面為三聯(lián)拱形式，將整個(gè)斷面分為3個(gè)部分，兩側(cè)的側(cè)洞和中間的中洞，并分別采用CRD法開(kāi)挖，待兩側(cè)洞施工完二次襯砌后再進(jìn)行中洞開(kāi)挖，這種方法暫定名為雙側(cè)洞法。施工步序見(jiàn)圖3。圖3雙側(cè)洞法施工步序圖（2）施工流程a.在結(jié)構(gòu)拱部120范圍施作小導(dǎo)管注漿加固地層，導(dǎo)管長(zhǎng)4米，間距0.3米，每0.5米打設(shè)一環(huán)。b.按圖示施工順序，分別采用CRD法進(jìn)行兩側(cè)洞開(kāi)挖，及時(shí)施作初期支護(hù)及臨時(shí)支護(hù)格柵噴層，封閉支護(hù)體系。各導(dǎo)坑之間距離不小于5.0米。c. 初支成環(huán)穩(wěn)定后，分段拆除3、4部?jī)?nèi)虛線示意處仰拱，一次拆除長(zhǎng)度不大于5.0米。施作中隔墻防水層，整體澆注中隔墻結(jié)構(gòu)混凝土(A部分)，預(yù)留結(jié)構(gòu)防水層、鋼筋接頭，并將拆除部分臨時(shí)仰拱與中墻頂緊。d.分段拆除1、2部?jī)?nèi)臨時(shí)支護(hù)，一次拆除長(zhǎng)度不大于5.0米。施作邊跨防水層，整體澆注邊跨結(jié)構(gòu)混凝土(B部分)，完成邊跨結(jié)構(gòu)圬工。e.邊跨混凝土全部達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，按圖示施工順序，施工臨時(shí)小導(dǎo)管加固地層，開(kāi)挖土體。及時(shí)施作初期支護(hù)及臨時(shí)支護(hù)格柵噴層，封閉支護(hù)體系。f.中洞全部貫通后，拆除部分豎向臨時(shí)支護(hù)，一次拆除長(zhǎng)度不大于5.0米，鋪設(shè)中洞拱部防水板，澆注部分混凝土(C部分)，待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后架設(shè)臨時(shí)豎撐。g.拆除部分豎向臨時(shí)支護(hù)，一次拆除長(zhǎng)度不大于5.0米，鋪設(shè)中洞拱部防水板，澆注中洞頂拱混凝土(D部分)。D、C縱距不小于15米。h.拆除部分豎向臨時(shí)支護(hù)，一次拆除長(zhǎng)度不大于5.0米，鋪設(shè)中洞拱部防水板，澆注中洞底部剩余混凝土(E部分)。i.澆注中洞底部二襯混凝土，二襯結(jié)構(gòu)施工完畢，形成三聯(lián)拱結(jié)構(gòu)。2、2-2斷面的施工工法（1）工法簡(jiǎn)介2-2斷面為單洞大斷面形式，采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工，即整個(gè)斷面分為6部分，按照先邊后中、先上后下的順序開(kāi)挖，整個(gè)斷面初期支護(hù)全部成型后再施做二次襯砌。施工步序見(jiàn)圖4。圖4雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工步序圖（2）施工流程a.施做1部超前小導(dǎo)管，注漿加固地層 ；開(kāi)挖1部土體，施做初期支護(hù)。b.開(kāi)挖2部土體，施做初期支護(hù)。1、2步縱距大于10.0米。c.施做3部超前小導(dǎo)管，注漿加固地層 ；開(kāi)挖3部土體，施做初期支護(hù)。d.開(kāi)挖4部土體，施做初期支護(hù)。3、4步縱距大于10.0米。e.施做5部超前小導(dǎo)管，注漿加固地層 ；弧形導(dǎo)坑開(kāi)挖5部土體，施做初期支護(hù)；開(kāi)挖 6部土體，施作臨時(shí)仰拱。f.開(kāi)挖7部土體，施做初期支護(hù)。g.初支全部貫通后，先施做A部仰拱二次襯砌，A達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后拆模并立即架臨時(shí)支撐。h.縱向分段拆除兩側(cè)臨時(shí)仰拱，一次拆除長(zhǎng)度不大于5.0米，施做B部二次襯砌，B、A縱距不小于15米，B達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后拆模并立即架設(shè)臨時(shí)支撐。i.縱向分段拆除上部臨時(shí)中隔墻，澆筑拱部C部二次襯砌，C、B縱距不小于15米； 拆除下部豎撐，施做仰拱D部二次襯砌，D、C縱距不小于15米，封閉成環(huán)。拆除臨時(shí)支撐。二襯結(jié)構(gòu)施工完畢。3、分步過(guò)渡技術(shù)本工程的轉(zhuǎn)換是將左線標(biāo)準(zhǔn)斷面和右線2-2斷面一起轉(zhuǎn)換到1-1斷面，轉(zhuǎn)換的工法為臺(tái)階法和雙側(cè)壁導(dǎo)坑法轉(zhuǎn)換為雙側(cè)洞法，中間包括臺(tái)階法轉(zhuǎn)換為CRD法。（1）左線標(biāo)準(zhǔn)斷面段臺(tái)階法到CRD法的轉(zhuǎn)換左線開(kāi)挖到距1-1斷面3米的位置開(kāi)始進(jìn)行擴(kuò)大（見(jiàn)圖5）。圖5左線過(guò)渡平面圖通過(guò)3米過(guò)渡段，將標(biāo)準(zhǔn)斷面輪廓擴(kuò)大600mm，北側(cè)達(dá)到1-1斷面輪廓位置，同時(shí)將標(biāo)準(zhǔn)斷面分為左右兩塊，增設(shè)臨時(shí)中隔墻，上臺(tái)階增設(shè)臨時(shí)仰拱，完成臺(tái)階法到CRD法的轉(zhuǎn)換。進(jìn)入1-1斷面后南側(cè)繼續(xù)擴(kuò)大，同時(shí)改型，通過(guò)5m過(guò)渡，逐漸將標(biāo)準(zhǔn)斷面的南側(cè)由弧形改為擴(kuò)大的近似矩形，標(biāo)準(zhǔn)斷面的北側(cè)由弧形改為與南側(cè)順接的的近似三角形（見(jiàn)圖6）。圖6過(guò)渡段格柵放大、改型示意圖由于標(biāo)準(zhǔn)斷面南側(cè)變化較大，需在1-1斷面內(nèi)繼續(xù)采用5米過(guò)渡，擴(kuò)挖到位。過(guò)渡段內(nèi)按照0.5米/榀架設(shè)鋼格柵，共設(shè)10榀，第一榀改型，南側(cè)直接挖出尖角，變?yōu)榉叫味词?，北?cè)順接，中間設(shè)置臨時(shí)中隔墻，下部設(shè)置臨時(shí)仰拱，第2榀至第10榀逐步擴(kuò)大，實(shí)現(xiàn)CRD法的分塊開(kāi)挖。按照工法要求，側(cè)洞二襯后才進(jìn)行中洞的開(kāi)挖，因此及時(shí)進(jìn)行回挖（回挖的內(nèi)容后面敘述），施工側(cè)洞二襯。（2）右線2-2斷面部分的轉(zhuǎn)換2-2斷面采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法分為6個(gè)導(dǎo)洞開(kāi)挖，南側(cè)的1、2、5、6導(dǎo)洞分別過(guò)渡到1-1斷面的南側(cè)側(cè)洞（5、6、7、8），斷面形式差別不大，而且屬大變小，見(jiàn)圖2，在此不做詳述。1-1斷面的兩個(gè)側(cè)洞施工完二襯后，進(jìn)行中洞開(kāi)挖。2-2斷面北側(cè)的3、4導(dǎo)洞需擴(kuò)大到中洞的9、10、11、12導(dǎo)洞，同樣屬于臺(tái)階法到CRD法的轉(zhuǎn)換，采用5米過(guò)渡段進(jìn)行斷面擴(kuò)大，轉(zhuǎn)換方法與前述大同小異，差別主要包括以下幾點(diǎn)：a.兩側(cè)洞二襯已經(jīng)成環(huán)，9、11步的初支已經(jīng)形成一側(cè)，開(kāi)挖施工相對(duì)安全。b.第10步挑頂后，和第9步拱頂格柵難以順接，形成凸出陽(yáng)角，不利于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，需在第9步拱部增設(shè)型鋼支撐，對(duì)第10步拱部格柵施加反作用力。c.11和12步的仰拱高差較大，過(guò)渡第一榀需設(shè)置橫向臺(tái)階。圖7向1-1斷面過(guò)渡總平面示意圖圖8中洞過(guò)渡剖面示意圖4、過(guò)渡段的反向擴(kuò)挖技術(shù)斷面分步過(guò)渡實(shí)現(xiàn)了不同斷面間初期支護(hù)的過(guò)渡，而本