地鐵暗挖施工技術(shù)

1、地鐵暗挖施工技術(shù)地鐵暗挖施工技術(shù)一、淺埋暗挖法基本知識一、淺埋暗挖法基本知識二、暗挖施工流程二、暗挖施工流程三、施工質(zhì)量控制要點三、施工質(zhì)量控制要點四、施工照片四、施工照片目目 錄錄一、淺埋暗挖法基本知識一、淺埋暗挖法基本知識 （一）淺埋暗挖的定義：（一）淺埋暗挖的定義： 在上覆巖土體厚度與隧道洞徑（跨度）之比較小的淺埋條件下的軟弱圍巖中，以加固和處理軟弱地層為前提，以控制地表變形為重點，以格柵和噴錨作為初期支護結(jié)構(gòu)，沿用“新奧法”的基本原理，按照“管超前、嚴注漿、短開挖、強支護，早封閉、勤量測” 十八字方針進行各種類型地下洞室暗挖設(shè)計和施工，稱之為地下工程淺埋暗挖技術(shù)。采用先柔后剛復(fù)合式襯砌

2、新型支護結(jié)構(gòu)體系，初期支護按承擔全部基本荷載設(shè)計，二次模筑襯砌作為安全儲備；初期支護和二次稱砌共同承擔特殊荷載。一、淺埋暗挖法一、淺埋暗挖法 （二）淺埋暗挖法特點：（二）淺埋暗挖法特點： 1、為有效控制地表變形，結(jié)合圍巖水文地質(zhì)和工程地質(zhì)條件，常采用超前小導(dǎo)管注漿、大管棚、降水阻水等其他配套技術(shù)，以提前加固和處理軟弱地層，改善作業(yè)條件。 2、淺埋暗挖法中包括了馬頭門開挖、斷面變化地段開挖、受力轉(zhuǎn)換等諸多關(guān)鍵技術(shù)。 3、淺埋暗挖工法的選擇是淺埋暗挖法的關(guān)鍵，應(yīng)做到因地制宜、科學論證、合理選擇。常用的單跨隧道淺埋暗挖工法包括臺階法、CD法、CRD法、PBA法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法等。 （三）（三）淺埋暗挖

3、臺階法臺階長度淺埋暗挖臺階法臺階長度的的選擇選擇 臺階法是最基本、運用最廣泛的淺埋暗挖施工方法，并且是實現(xiàn)其他施工方法的重要手段。當開挖斷面較高時可設(shè)置多臺階進行施工，每層臺階的高度通常為3.5m4.5m，或以作業(yè)人員站立和方便操作而確定臺階高度。臺階長度一般根據(jù)地質(zhì)條件、作業(yè)條件、施工機具并保證施工安全的前提下綜合確定。按臺階長度的不同，有長臺階、中臺階、短臺階和微臺階四種。 1、長臺階（臺階長度5倍隧道寬度）：長臺階有利于掌子面穩(wěn)定。但施工干擾大，施工功效低；施工設(shè)備及材料需放置在上臺階，上臺階出渣困難；不能及時封閉成環(huán)，有時需要增設(shè)臨時仰拱。一般情況下不宜采用。 2、中臺階（臺階長度=1

4、.55倍隧道寬度）：中臺階特點介于長臺階和短臺階之間。由于臺階有一定長度，當初支背后注漿工作量較大時，可減少對上臺階的施工干擾。 3、短臺階（臺階長度=11.5倍隧道寬度）：上臺階出渣方便，下半斷面能在11.5倍隧道寬度附近及時封閉成環(huán)，利于保證圍巖開挖后的穩(wěn)定。這種臺階長度在城市地鐵淺埋暗挖中被普遍采用。 4、微臺階（臺階長度1倍隧道寬度）：當開挖掌子面圍巖穩(wěn)定性好，且前方不存在危害掌子面穩(wěn)定的地下水，在滿足開挖下臺階時上臺階噴射混凝土強度已達到設(shè)計要求的情況下，可選擇這種臺階長度，一般臺階長度為34m。這種臺階長度便于使用機械開挖上下臺階的渣土，提高施工速度。 （四）超前小導(dǎo)管注漿加固的機

5、理（四）超前小導(dǎo)管注漿加固的機理 超前小導(dǎo)管注漿的基本原理是在工作面周邊向前方按一定角度將小導(dǎo)管打入地層中，借助注漿泵的壓力，使?jié){液通過小導(dǎo)管滲透，擴散到地層空隙或裂隙中，以改善土體物理及力學性能，既可止水又可在工作面前方形成一個比較穩(wěn)定的地層自承拱，同時管體又可起到超前錨桿的作用，達到增加地層的自穩(wěn)時間、提高開挖面上方地層的自穩(wěn)能力、限制地層松弛變形的目的。 （五）小導(dǎo)管注漿加固的機理可以歸納為兩種（五）小導(dǎo)管注漿加固的機理可以歸納為兩種 1、滲入性注漿。對于具有一定孔隙或裂隙受擾動或破壞的圍巖，在注漿壓力的作用下，漿液克服流動的阻力，滲入圍巖的孔隙或裂隙中，達到加固地層的目的。 2、劈裂、

6、壓密注漿。對于致密的土質(zhì)地層，在較高漿液壓力的作用下，裂隙被擠開，漿液得以滲入，漿液在圍巖中呈以導(dǎo)管為主干的樹枝狀分布，形成脈狀水泥漿脈，起到對圍巖的固結(jié)作用。 （六）超前小導(dǎo)管注漿加固一般適用地層（六）超前小導(dǎo)管注漿加固一般適用地層 小導(dǎo)管適用于處于無粘結(jié)、自穩(wěn)能力差的砂層及砂礫（卵）石地層。小導(dǎo)管注漿施工只是對開挖掌子面局部土層進行加固，開挖土層不宜長時間暴露，應(yīng)堅持先加固后開挖的原則。同時小導(dǎo)管注漿也可用于各種臨時性的地層加固。 目前通常采用的注漿材料有三類：目前通常采用的注漿材料有三類： 1、單液水泥漿，適用于粗砂及砂礫（卵）石地層； 固結(jié)時間一般為8小時。 2、水泥水玻璃雙液漿等化學

7、漿液，適用于有水情況下中砂、粉細砂地層；固結(jié)時間一般為4小時。 3、改性水玻璃，適用于無水情況下的中砂、粉細砂地層。前期強度較高，后期強度低。 超前小導(dǎo)管與大管棚法間區(qū)別超前小導(dǎo)管與大管棚法間區(qū)別 小導(dǎo)管注漿加固地層，是通過沿隧道開挖輪廓線外縱向向前傾斜安設(shè)注漿管，并注入漿液，達到超前加固圍巖和止水的目的，同時小導(dǎo)管還可起到超前管棚預(yù)支護作用，故又稱小管棚施工。小導(dǎo)管注漿施工工藝簡單，易于操作，施工安全，土層加固見效快，漿液損失少，成本低。 大管棚法又稱管棚超前支護法。大管棚由鋼管和鋼格柵拱架組成，利用鋼格柵拱架，沿著開挖輪廓線，以較小的角度，向開挖面前方打入鋼管，形成對開挖面前方圍巖的預(yù)加固

8、。作為隧道施工的一種輔助方法，由于預(yù)埋超前管棚做頂板及側(cè)壁支撐為后續(xù)的隧道開挖奠定了堅實的基礎(chǔ)，且施工快、安全性高、工期短，被認為是隧道施工中解決冒項的最有效、最合理的施工方法。 （七）（七）施工中影響早封閉的一般因素施工中影響早封閉的一般因素及及管控管控措施措施施工中，影響早封閉的因素包括材料物資和半成品供應(yīng)及時性、作業(yè)人員合理投入及作業(yè)熟練程度、掌子面水文地質(zhì)和工程地質(zhì)條件、施工作業(yè)質(zhì)量、工序驗收等。在管控中應(yīng)重點把握以下幾個環(huán)節(jié)：1、督促現(xiàn)場做好材料物資準備和報驗工作，對小導(dǎo)管、鋼格柵制作等半成品應(yīng)先期驗收，并準備就位。2、保證暗挖掌子面施工人員投入，減少工序耗時。3、如遇不良地質(zhì)條件，

9、應(yīng)進行預(yù)先處理，待圍巖加固改良、降水及排水達到設(shè)計效果后，方可允許進行土方開挖等后續(xù)施工。4、要求作業(yè)隊伍交接緊密，保證工序良好銜接。5、加強過程巡視，隨時糾正不合格事項，縮短隱蔽工程驗收時間。 （八）淺埋暗挖隧道的施工監(jiān)測一般工作內(nèi)容（八）淺埋暗挖隧道的施工監(jiān)測一般工作內(nèi)容施工監(jiān)測是地鐵暗挖隧道施工的晴雨表，施工監(jiān)測項目一般包括地表沉降、拱頂下沉、隧道收斂、地下管線位移及地下水位變化等工作內(nèi)容。對于通過上覆砂層地段，施工監(jiān)測要適當加大各類測點的密度和量測頻率。對施工難度大的斷面，還要進行土體水平位移、深層土體沉降、隧道結(jié)構(gòu)受力等內(nèi)容的監(jiān)測，為淺埋暗挖法在該類地層中的安全施工提供技術(shù)依據(jù)。 （

10、九）淺埋暗挖工程重要部位和環(huán)節(jié)（九）淺埋暗挖工程重要部位和環(huán)節(jié)1、豎井開挖；2、馬頭門開挖；3、擴大段開挖；4、初支扣拱開挖；5、穿越風險源；6、大斷面臨時支撐拆除7、深基坑開挖施工等。 （十）地下結(jié)構(gòu)防水設(shè)計原則及質(zhì)量控制要點（十）地下結(jié)構(gòu)防水設(shè)計原則及質(zhì)量控制要點地下結(jié)構(gòu)的防水設(shè)計應(yīng)遵循“以防為主、剛?cè)峤Y(jié)合、多道防線、因地制宜、綜合治理”原則。地下結(jié)構(gòu)防水質(zhì)量控制要點：1、原材料及防水輔料質(zhì)量；2、防水基面處理施工質(zhì)量；3、防水施工細部質(zhì)量；4、防水混凝土施工質(zhì)量；5、回填注漿、施工縫注漿施工質(zhì)量；6、襯砌裂縫注漿施工質(zhì)量等。 （十一）淺埋暗挖施工一般應(yīng)配備應(yīng)急搶險物資：（十一）淺埋暗挖施

11、工一般應(yīng)配備應(yīng)急搶險物資：結(jié)合工法的風險特征，一般應(yīng)在作業(yè)場地配備包括但不限于以下應(yīng)急物資：1、作業(yè)面搶險物資：沙袋、編織袋、網(wǎng)片、小導(dǎo)管、方木、工字鋼、加氣磚等；2、地面交通維護物資：警戒線、防撞桶、隔離墩或錐筒、導(dǎo)行標志牌、圍擋板、應(yīng)急照明燈；3、事故處理其他應(yīng)急物資：抽水泵、其他大型設(shè)備等。二、暗挖施工流程二、暗挖施工流程超前小導(dǎo)管超前小導(dǎo)管上半臺階開挖上半臺階開挖上半臺階初支上半臺階初支二襯底板二襯底板下半臺階開挖下半臺階開挖下半臺階初支下半臺階初支拱部襯砌拱部襯砌臺階法開挖流程圖CRD法開挖示意；1234豎井開挖至第二層橫通道底板處進行臨時封底豎井開挖至第二層橫通道底板處進行臨時封底

12、第一、二層馬頭門施工及開挖初支施工第一、二層馬頭門施工及開挖初支施工車站主體上層車站主體上層1、3部導(dǎo)洞初支施工，同時豎井開挖至第部導(dǎo)洞初支施工，同時豎井開挖至第5層橫通道底板處臨時封底層橫通道底板處臨時封底車站主體上層車站主體上層2、4部導(dǎo)洞初支施工及部導(dǎo)洞初支施工及1部邊導(dǎo)洞內(nèi)降水井施工，同時第三、四、五層橫通道初支開挖施工部邊導(dǎo)洞內(nèi)降水井施工，同時第三、四、五層橫通道初支開挖施工豎井開挖至設(shè)計標高，進行永久封底豎井開挖至設(shè)計標高，進行永久封底第六、七層橫通道初支開挖施工第六、七層橫通道初支開挖施工車站主體下層導(dǎo)洞車站主體下層導(dǎo)洞1、3部初支開挖施工部初支開挖施工車站主體下層導(dǎo)洞車站主體下

13、層導(dǎo)洞2、4部及小橫導(dǎo)洞初支開挖施工部及小橫導(dǎo)洞初支開挖施工車站主體結(jié)構(gòu)條基施工車站主體結(jié)構(gòu)條基施工車站主體邊樁及底縱梁施工車站主體邊樁及底縱梁施工車站邊樁及中柱人工挖孔樁施工車站邊樁及中柱人工挖孔樁施工車站邊導(dǎo)洞內(nèi)初支扣拱回填鋼、管柱安裝及縫隙填砂、頂縱梁施工車站邊導(dǎo)洞內(nèi)初支扣拱回填鋼、管柱安裝及縫隙填砂、頂縱梁施工車站上層中跨初支扣拱施工車站上層中跨初支扣拱施工車站上層邊跨初支扣拱施工車站上層邊跨初支扣拱施工車站上層中跨及邊跨二襯扣拱施工及鋼拉桿安裝車站上層中跨及邊跨二襯扣拱施工及鋼拉桿安裝車站地下一層土方開挖施工車站地下一層土方開挖施工車站地下一層底板及邊墻二襯施工車站地下一層底板及邊墻

14、二襯施工車站地下二層土方開挖施工車站地下二層土方開挖施工車站地下二層底板及邊墻二襯施工車站地下二層底板及邊墻二襯施工車站地下三層土方開挖施工車站地下三層土方開挖施工車站地下三層底板及邊墻二襯施工車站地下三層底板及邊墻二襯施工車站站臺板及內(nèi)部結(jié)構(gòu)施工車站站臺板及內(nèi)部結(jié)構(gòu)施工王府井站PBA示意三、施工質(zhì)量控制要點三、施工質(zhì)量控制要點施工準備施工準備超前導(dǎo)管超前導(dǎo)管超前注漿超前注漿土方開挖土方開挖格柵安裝格柵安裝網(wǎng)片安裝及網(wǎng)片安裝及連接筋焊接連接筋焊接砼噴射砼噴射下道施工工序下道施工工序1、施工準備：人員、機械設(shè)備到位，格柵、導(dǎo)管、網(wǎng)片材料準備就緒；格柵首件驗收完成。2、土方開挖：臺階長度、核心土、

15、超欠挖；3、格柵架立：水平、中線、同步、垂直、標高；連接及網(wǎng)片焊接質(zhì)量；節(jié)點板連接質(zhì)量（4顆螺栓均需擰緊、幫焊）；4、網(wǎng)片安裝及連接筋：與拱架間焊接牢固，搭接至少一個網(wǎng)格。5、布管：超前小導(dǎo)管、縮腳錨桿、回填注漿管布置角度、數(shù)量、孔深、間距等；6、噴混前：拱腳清理干凈無雜物；各種管用棉布封堵好；量測等預(yù)埋件是否安置到位；噴混：應(yīng)分片由下而上依次進行, 并先噴鋼格柵與壁面間混凝土, 然后再噴兩榀鋼格柵之間的混凝土；每次噴射厚度為：邊墻 70l00 mm，拱部 50mm。分層噴射混凝土時，應(yīng)在前一層混凝土終凝后進行下一層混凝土噴射，如兩次噴射間隔時間過長，再次噴射前，應(yīng)先清洗噴層表面。7、注漿：主

16、要是注重漿液配比及注漿壓力，必須及時跟進初支背后補償注漿，尤其車站導(dǎo)洞等，受到臨近施工影響導(dǎo)致結(jié)構(gòu)沉降變位，應(yīng)進行再次甚至多次的補充背后注漿。 （一）暗挖初期支護施工過程質(zhì)量控制要點：（一）暗挖初期支護施工過程質(zhì)量控制要點：1、土方開挖：臺階長度、核心土、超欠挖；2、格柵架立：水平、中線、同步、垂直、標高；連接及網(wǎng)片焊接質(zhì)量；節(jié)點板連接質(zhì)量（4顆螺栓均需擰緊、幫焊）；3、布管：超前小導(dǎo)管、縮腳錨桿、回填注漿管布置角度、數(shù)量、孔深、間距等；4、噴混前：拱腳清理干凈無雜物；各種管用棉布封堵好；量測等預(yù)埋件是否安置到位；5、噴混：應(yīng)分片由下而上依次進行, 并先噴鋼格柵與壁面間混凝土, 然后再噴兩榀鋼

17、格柵之間的混凝土；每次噴射厚度為：邊墻 70l00 mm，拱部 50mm。分層噴射混凝土時，應(yīng)在前一層混凝土終凝后進行下一層混凝土噴射，如兩次噴射間隔時間過長，再次噴射前，應(yīng)先清洗噴層表面。 （一）暗挖初期支護施工過程質(zhì)量控制要點：（一）暗挖初期支護施工過程質(zhì)量控制要點：6、初支背后回填注漿：必須及時跟進初支背后補償注漿，尤其車站導(dǎo)洞等，受到臨近施工影響導(dǎo)致結(jié)構(gòu)沉降變位，應(yīng)進行再次甚至多次的補充背后注漿。 （二）臨時支撐拆除需注意事項：（二）臨時支撐拆除需注意事項：二襯施工時要正確選擇臨時結(jié)構(gòu)的拆除順序及相應(yīng)工藝，需要采用監(jiān)測手段進行有效監(jiān)控。不應(yīng)采用通長拆除通長施作二襯，雖然施工便于安排，但

18、危險性大。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)對隧道的穩(wěn)定有利。臨時支撐拆除后，除立即試做二襯外，還應(yīng)立即進行背后補償注漿。 （三）（三）PBAPBA工法的主要技術(shù)要點包括工法的主要技術(shù)要點包括1、合理安排上下層導(dǎo)洞開挖順序；一般宜按先下后上，先兩邊后中間的順序開挖，各導(dǎo)洞開挖縱、橫向錯開一定距離，相鄰導(dǎo)洞間縱向間距不應(yīng)小于1.5倍洞徑，避免相互干擾。2、導(dǎo)洞內(nèi)初支時在拱部與初支扣拱連接部位預(yù)埋的連接鋼筋（或連接板）需考慮沉降變形后準確定位，其連接形式應(yīng)滿足強度要求并便于后期施工。3、上下導(dǎo)洞間邊樁和中柱開挖應(yīng)按設(shè)計步序進行，以有效控制開挖引起的沉降變形。同時應(yīng)嚴格做好孔口及作業(yè)安全防護各