淺埋暗挖施工技術(shù)

PAGEPAGEIII目錄TOC\o"1-3"\u第一章淺埋暗挖法概述 11.1淺埋暗挖法產(chǎn)生的背景 11.2淺埋暗挖法的應(yīng)用 2第二章淺埋暗挖法施工方法 62.1施工原則 62.2施工步驟 62.3基本工藝要求 62.4淺埋暗挖施工方法比較 82.4.1全斷面開挖法 112.4.2臺階法 112.4.3環(huán)形開挖預(yù)留核心土法 112.4.4雙側(cè)壁導(dǎo)坑法 122.4.5中洞法 122.4.6中隔壁法（CD） 122.4.7交叉中隔壁法(CRD) 132.5大斷面暗挖法施工 14第三章北京地鐵淺埋暗挖法施工中常用的配套技術(shù) 163.1北京地鐵淺埋暗挖施工中出現(xiàn)的問題 163.2輔助工法的主要目的 173.2.1地層加固的方法 173.2.2其他常用輔助方法 183.2.3地下水處理方法 183.3輔助工法運(yùn)用的注意點(diǎn) 203.3.1小導(dǎo)管超前支護(hù) 203.3.2管棚支護(hù) 203.3.3水平旋噴法 213.3.4水平凍結(jié)法 21第四章淺埋暗挖法施工中的監(jiān)測 224.1總體要求 224.2監(jiān)測的作用 224.3監(jiān)測項(xiàng)目的確定因素 224.4量測項(xiàng)目類型 234.6測點(diǎn)設(shè)置 244.7監(jiān)測要求 254.8量測數(shù)據(jù)整理、分析與反饋要求 274.9圍巖穩(wěn)定性的綜合判別 27第五章淺埋暗挖法工程實(shí)例 295.1復(fù)興門折返線工程（正臺階法和單側(cè)臂導(dǎo)坑正臺階法） 295.1.1工程概況 295.1.2施工工藝與方法 305.2北京地鐵蒲黃榆車站(中洞法) 325.3北京地鐵磁器口車站(中洞法) 335.3.1磁器口車站概況 335.3.2中洞法施工步序 335.4北京地鐵10號勁松站車站（洞樁法） 355.5廣州地鐵三號線林和西站（中柱+臺階+CRD法） 355.5.1工程概況 355.5.2隧道開挖與施工工藝 375.5.3隧道施工監(jiān)測 385.6營口道站1號風(fēng)機(jī)房的施工（CRD法） 395.6.1工程概況 395.6.2施工方法 395.7北京地鐵和平里站至東直門站地下區(qū)間的施工（中洞法） 405.7.1工程概況 405.7.2淺埋連拱隧道的施工難點(diǎn) 405.7.3確定施工方案的原則 415.7.4施工方案 415.7.5地表跟蹤注漿加固重要建筑物 425.7.6防排水施工 435.8北京地鐵十號線光華路站中洞施工實(shí)例 445.8.1工程概況 445.8.2主要施工方法和技術(shù)措施 445.9北京長安街東單東人行過街通道工程實(shí)例 475.9.1工程概述 475.9.2工程特點(diǎn) 485.9.3施工方案 485.9.4主要施工方法 505.9.5防水層施工 515.9.6暗挖結(jié)構(gòu)襯砌施工 515.9.7上層滯水處理 515.9.8監(jiān)控量測 515.10北京輕軌框架結(jié)構(gòu)的施工 515.10.1工程概況 515.10.2施工方法 525.10.3主要施工技術(shù) 525.10.4鋼格柵支撐施工技術(shù) 54PAGE3淺埋暗挖施工技術(shù)第一章淺埋暗挖法概述1.1淺埋暗挖法產(chǎn)生的背景經(jīng)過近40年的發(fā)展，我國地鐵修建方法已由最初單一的明挖法發(fā)展到現(xiàn)在的明挖、暗挖、淺埋暗挖、礦山法、盾構(gòu)法等多種方法并存，施工技術(shù)不斷發(fā)展提高，已初步形成了專門的學(xué)科體系，極大地推動了地鐵建設(shè)事業(yè)的快速發(fā)展。這些方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，有各自適合的施工條件。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人口的增加，使城市的運(yùn)行與發(fā)展受到土地與環(huán)境日益增多的制約。城市必須立體化，地下空間作為資源必須開發(fā)。地下工程大發(fā)展已是世界土木界的主流，地鐵的建設(shè)是其重要組成部分。明挖法嚴(yán)重干擾交通，破壞環(huán)境，大量建筑物與管線的拆遷已不可能。即使拆遷，昂貴的拆遷費(fèi)用也難以承受。盾構(gòu)法解決了這些難題，但其靈活性差，特別是昂貴的盾構(gòu)機(jī)械，會大大提高工程造價(jià)。施工方法對地鐵車站和區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)型式的確定以及地鐵土建工程造價(jià)有決定性影響。施工方法的選擇，受沿線工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、周圍環(huán)境條件、線路平面位置、隧道埋置深度等多種因素的制約，同時(shí)對施工期間的地面交通和城市居民的正常生活、施工工期、工程的難易程度等產(chǎn)生直接影響。通常在地面條件允許的情況下，地鐵區(qū)間隧道宜采用明挖法，但對社會環(huán)境影響很大，僅適合在無人、無交通、管線較少之地應(yīng)用。隨著我國工程建設(shè)法規(guī)、法制的完善、對大型工程建設(shè)項(xiàng)目綜合效益的要求和環(huán)境保護(hù)意識的提高，在城市地下鐵道的建設(shè)中，因埋深條件、周邊環(huán)境條件等因素的限制，在建筑物密集的繁華市區(qū)和特殊地質(zhì)地形區(qū)段普遍要求采用暗挖法施工。淺埋暗挖法是一種適合不同斷面、造價(jià)偏低、靈活多變的施工方法，是今后應(yīng)推廣的施工方法。地鐵區(qū)間隧道采用礦山法施工是近年來為適應(yīng)城市淺埋隧道的需要而發(fā)展起來的一種施工方法，也稱淺埋暗挖法。目前在我國地鐵區(qū)間隧道建設(shè)中已廣泛采用。淺埋暗挖法施工，工藝簡單、靈活，并可根據(jù)施工監(jiān)控量測的信息反饋來驗(yàn)證或修改設(shè)計(jì)和施工工藝，以達(dá)到安全與經(jīng)濟(jì)的目的。1987年北京地鐵首次采用暗挖法建成了復(fù)興門車站折返線工程，由于其靈活多變、適用復(fù)雜多變的地層及隧道斷面結(jié)構(gòu)、設(shè)備簡單、不干擾交通及周邊環(huán)境等眾多優(yōu)點(diǎn)，“隧道及地鐵淺埋暗挖工法”在全國廣泛推廣應(yīng)用。目前已成功應(yīng)用于北京、廣州、南京和深圳等已建成或在建地鐵工程，同時(shí)也廣泛適用過街道、污水處理管道及鐵路、公路淺埋隧道工程。實(shí)踐表明，與明挖法、盾構(gòu)法相比，淺埋暗挖法有明顯的優(yōu)點(diǎn)，基于該工法的可適用性，對施工工藝即預(yù)注漿加固、開挖時(shí)空順序、臺階長度等方面提出了更高的要求。淺埋暗挖設(shè)計(jì)理論的特點(diǎn)是運(yùn)用量測信息，反饋于設(shè)計(jì)和施工，同時(shí)采取超前支護(hù)、改良地層、注漿加固等配套技術(shù)來完成隧道及地下工程的設(shè)計(jì)與施工。隧道深埋或淺埋并非單純指洞頂與地面之間的厚度，還應(yīng)結(jié)合上覆地層的水文地質(zhì)與工程地質(zhì)特征、松散狀況，圍巖結(jié)構(gòu)特征及風(fēng)化、破碎程度，斷層影響的程度，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以及地下水等因素綜合判定。通常，深埋隧道荷載按塌落拱計(jì)算；淺埋隧道按松散荷載計(jì)算；超淺埋隧道則按全土柱加地面動、靜換算荷載計(jì)算。淺埋暗挖法認(rèn)為淺埋隧道按松散荷載計(jì)算，超淺埋隧道則按全土柱加地面動、靜換算荷載計(jì)算，并提倡采用巖柱理論和太沙基公式進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析計(jì)算。隧道施工時(shí)，由于承載拱效應(yīng)，原始地層應(yīng)力并非全部轉(zhuǎn)化為作用在結(jié)構(gòu)上的荷載，作用在隧道襯砌上的壓力小于初始應(yīng)力（這已被大量的工程測試資料所驗(yàn)證），這是由于隧道開挖后洞室周圍地層應(yīng)力釋放，隧道的拱形形狀及地層內(nèi)部摩擦力等導(dǎo)致的承載拱發(fā)揮作用，使周圍地層應(yīng)力重分布并產(chǎn)生兩種變化，即一部分被釋放，另一部分向深部和其它方向轉(zhuǎn)移。當(dāng)施設(shè)襯砌支護(hù)后，地層應(yīng)力釋放過程受到抑制，一部分釋放荷載作用于襯砌結(jié)構(gòu)上，這部分荷載的大小正是需要計(jì)算的。1.2淺埋暗挖法的應(yīng)用近十幾年來，北京地鐵及市政公用管線工程，越來越多的采用了“淺埋暗挖法”進(jìn)行設(shè)計(jì)與施工。其使用范圍之廣，使用單位之多，發(fā)展速度之快，令國內(nèi)外同行所矚目。

北京地鐵“復(fù)-八線”全長12.7km，其中區(qū)間隧道長約7km，地鐵西單站、天安門西站、王府井站、東單站等，均采用了“淺埋暗挖”技術(shù)設(shè)計(jì)施工。1994～1995年間，在北京長安街下，用“淺埋暗挖法”還建成了20余條人行地下通道，建成了頗具名聲的國家計(jì)委門前的大型地下停車庫。近5年來，每年以數(shù)百公里計(jì)的各種市政公用地下管網(wǎng)，都采用了“淺埋暗挖”技術(shù)設(shè)計(jì)施工，可謂“淺埋暗挖”遍布北京市各個(gè)建設(shè)地區(qū)。

如今，這項(xiàng)技術(shù)已在全國各主要大城市，如廣州地鐵一號線、深圳地鐵、鄭州電力管線、徐州的地下通道等普遍使用。這項(xiàng)技術(shù)之所以發(fā)展很快，主要是因?yàn)槲覈叵驴臻g的開發(fā)和利用歷史不長，而“新奧法”的設(shè)計(jì)施工原理頗具新意，適于我國地下工程特點(diǎn)，其占地少、拆遷少、擾民少、影響交通少、污染環(huán)境少等特點(diǎn)，極其適合在城市，尤其是在城市中心區(qū)、舊城改造、繁華地帶、交通擁擠地段進(jìn)行各類地下工程建設(shè)。目前，各地區(qū)結(jié)合自身的特點(diǎn)，利用“新奧法”原理進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工均有所發(fā)展，有所創(chuàng)造，通過不斷總結(jié)，有所共識，并經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)，形成了目前大家公認(rèn)的所謂“淺埋暗挖”法原則。

但是，我們還應(yīng)清醒地看到，該項(xiàng)按照“新奧法”原理興起和發(fā)展的技術(shù)雖然已被廣泛推廣使用，僅就北京市的情況而言，并非所有的使用單位都真正地掌握了其真諦。無論在北京地鐵工程中，還是在市政公用管線施工中，或因生搬硬套、或因片面性、或因配套技術(shù)不足，僅強(qiáng)調(diào)“只要會噴錨支護(hù)就會淺埋暗挖”的誤導(dǎo)，造成坍塌、沉陷、滲漏、留下無窮后患的例子，也是常見的。因此，有必要對“淺埋暗挖法”設(shè)計(jì)施工進(jìn)行深入的研究，綜合分析，全面總結(jié)。淺埋暗挖法是中國人自己創(chuàng)造的適合中國國情的一種隧道修建方法。該法是在借鑒新奧法的某些理論基礎(chǔ)上，針對中國的具體工程條件開發(fā)出來的一整套完善的地鐵隧道修建理論和操作方法。與新奧法的不同之處在于，它是適合于城市地區(qū)松散土介質(zhì)圍巖條件下，隧道埋深小于或等于隧道直徑，以很小的地表沉降修筑隧道的技術(shù)方法。它的突出優(yōu)勢在于不影響城市交通，無污染、無噪聲，而且適合于各種尺寸與斷面形式的隧道洞室。

顧名思義，淺埋暗挖法是一項(xiàng)邊開挖邊澆筑的施工技術(shù)。其原理是：利用土層在開挖過程中短時(shí)間的自穩(wěn)能力，采取適當(dāng)?shù)闹ёo(hù)措施，使圍巖或土層表面形成密貼型薄壁支護(hù)結(jié)構(gòu)的不開槽施工方法，主要適用于粘性土層、砂層、砂卵層等地質(zhì)。由于淺埋暗挖法省去了許多報(bào)批、拆遷、掘路等程序，現(xiàn)被施工單位普遍采納。淺埋暗挖法的突出優(yōu)勢在于不影響城市交通，無污染、無噪聲，操作簡單靈活，而且適合于各種地層條件和各種尺寸與斷面形式的隧道和洞室，并且配合輔助工法，還可在有水地層甚至軟流塑地層中應(yīng)用，加之國內(nèi)豐富的勞動力資源，因此在北京、廣州、深圳、南京等城市的地鐵區(qū)間隧道修建中得到廣泛推廣，已成功建成許多各具特點(diǎn)的地鐵區(qū)間隧道，而且在大跨度車站工程中也得到應(yīng)用。此外，該方法也廣泛應(yīng)用于地下車庫、人行過街道、城市道路隧道和地下管道隧道等工程。主要的典型工程有：北京地鐵復(fù)興門折返線工程、復(fù)八線區(qū)間隧道；北京城鐵14標(biāo)的雙聯(lián)拱隧道；廣州地鐵1號線的楊體區(qū)間、2號線的公紀(jì)區(qū)間隧道等；深圳地鐵一期工程國貿(mào)一老街的重疊隧道等；北京國家計(jì)委地下停車場。正在建設(shè)中的北京地鐵5號線車站大多采用淺埋暗挖法，開挖跨度達(dá)24m，高度達(dá)21m。淺埋暗挖法與其他方法相比,具有顯著的優(yōu)點(diǎn)。以城市地鐵為例,淺埋暗挖法與明挖法(蓋挖法)相比,具有拆遷占地少、不擾民、不干擾交通、節(jié)省大量拆遷投資等優(yōu)點(diǎn)；與盾構(gòu)法相比,它具有簡單易行,不需太多專用設(shè)備,靈活方便,適用不同地層、不同跨度、多種斷面形式，可以多適用勞力，解決就業(yè)。當(dāng)然，淺埋暗挖法也存在缺點(diǎn)，速度較慢，噴射混凝土粉塵較多，勞動強(qiáng)度大、機(jī)械化程度不高，以及高水位地層結(jié)構(gòu)防水比較困難等。還在于地表沉降較難控制，防水效果較盾構(gòu)隧道差，通過軟弱土層、砂層、斷層破碎帶時(shí)施工較困難。但若環(huán)境條件允許，輔以地面及洞內(nèi)輔助措施，淺埋暗挖法可適用于各種不同的地層和復(fù)雜斷面的施工。淺埋暗挖法與明挖法、盾構(gòu)法比較見表1-1：表1-1三種施工方法對比表淺埋暗挖法既可作為獨(dú)立的施工方法，如北京西單地鐵站完全以此方法建成；它也可以與其他施工方法綜合使用，如天安門西站、王府井站、東單站則是用淺埋暗挖法與蓋挖法相結(jié)合的方法修建的。北京地鐵部分區(qū)間隧道則是用半斷面插刀盾構(gòu)法與淺埋暗挖法相結(jié)合的方法建成的。淺埋暗挖法與其他施工法有很強(qiáng)的兼容性，其整體配套技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平，國際隧道協(xié)會有關(guān)專家也認(rèn)為這是地下工程的一次突破。目前淺埋暗挖法已有自己全套設(shè)計(jì)、施工理論，作為一種方法已被國內(nèi)外所采用。淺埋暗挖法作為建設(shè)部命名的國家級工法，不僅在地鐵修建中顯示了它的優(yōu)越性，為國家取得重大經(jīng)濟(jì)、社會效益，它在地下停車場、地下街道、地下商業(yè)街及市政地下管網(wǎng)的建設(shè)中注入了前所未有的活力，為現(xiàn)代城市地下空間的開發(fā)作出了貢獻(xiàn)。

第二章淺埋暗挖法施工方法2.1施工原則（1）堅(jiān)持以量測資料進(jìn)行反饋指導(dǎo)施工由于工程位置極為重要，施工中必須確保安全，考慮到淺埋暗挖和地層軟弱的特點(diǎn)，采用較強(qiáng)的初期支護(hù)手段，在圍巖變形穩(wěn)定后，進(jìn)行二次模筑襯混凝土，堅(jiān)持信息化指導(dǎo)施工，是本項(xiàng)施工的基點(diǎn)。（2）堅(jiān)持先加固，后開挖由于圍巖幾乎沒有自穩(wěn)能力，松散易坍落，因此應(yīng)根據(jù)洞室跨度不同，對單線、雙線隧道采用小導(dǎo)管超前預(yù)注漿穩(wěn)定工作面，應(yīng)用中壓注漿密實(shí)膠結(jié)地層。對大跨度、變斷面、覆蓋淺地段采用深孔、前進(jìn)式劈裂注漿加固圍巖，再應(yīng)用小導(dǎo)管超前注漿來穩(wěn)定地層，做到萬無一失，防塌防沉。2.2施工步驟淺埋暗挖法施工步驟是：先將鋼管打入地層，然后注入水泥或化學(xué)漿液，使地層加固。開挖面土體穩(wěn)定是采用淺埋暗挖法的基本條件。地層加固后，進(jìn)行短進(jìn)尺開挖。一般每循環(huán)在0.5-1.0米左右。隨后即作初期支護(hù)。第三步，施作防水層。開挖面的穩(wěn)定性時(shí)刻受到水的危脅，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致塌方。處理好地下水是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。最后，完成二次支護(hù)。一般情況下，可注入混凝土，特殊情況下要進(jìn)行鋼筋設(shè)計(jì)。當(dāng)然，淺埋暗挖法的施工需利用監(jiān)控測量獲得的信息進(jìn)行指導(dǎo)，這對施工的安全與質(zhì)量都是重要的。2.3基本工藝要求淺埋暗挖法的核心技術(shù)被概括為18字方針：“管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測”。在暗挖施工作業(yè)時(shí)根據(jù)地質(zhì)情況制定相應(yīng)的開挖步驟和支護(hù)措施，嚴(yán)格根據(jù)量測數(shù)據(jù)確定支護(hù)參數(shù)，保證暗挖作業(yè)的安全（作業(yè)安全和周邊環(huán)境安全）：管超前：由于開挖拱部土體自穩(wěn)能力差，自立時(shí)間短，當(dāng)拱部土體凌空后極易坍塌，為了保證土體不坍塌，提高其穩(wěn)定性，采用超前小導(dǎo)管或大管棚等預(yù)支護(hù)，形成對凌空土體的支護(hù)棚架，以約束土體變形，減少坍塌。嚴(yán)注漿：要解決土體的穩(wěn)定問題，必須從內(nèi)部著手對土體性質(zhì)進(jìn)行改良，在施工中主要采取通過小導(dǎo)管預(yù)留的注漿孔對土體進(jìn)行注漿固結(jié)的預(yù)加固措施。對間隙大的粗顆粒土體，采用持續(xù)壓力的滲透式注漿方式固結(jié)土體；對于致密的細(xì)顆粒土體，采用瞬時(shí)壓力作用下的劈裂式注漿，確保開挖過程中的安全。短進(jìn)尺：開挖中，土體的穩(wěn)定是施工中要解決的重點(diǎn)問題，性質(zhì)一定的土體的穩(wěn)定取決于以下兩個(gè)因素：暴露（或凌空）時(shí)間和開挖進(jìn)尺大小得到的自拱半徑的大小。暴露時(shí)間越長，進(jìn)尺越大，土體坍塌的危險(xiǎn)就越大；反之則越小。在施工中應(yīng)主要采取預(yù)留核心土，開挖環(huán)向土體的施工方環(huán)法，每個(gè)循進(jìn)尺要小。預(yù)留核心土的目的除減少開挖時(shí)間外，預(yù)留的土體還可以平衡掌子面的土體，防止滑塌。強(qiáng)支護(hù)：由于土體被擾動后拱部凌空面層的土體產(chǎn)生下沉，雖然自拱的存在阻止了自拱線以上土體的繼續(xù)下沉，但隨著時(shí)間的推移，振動的影響，自拱逐漸被破壞，大量松散土體的重力會直接作用于初期支護(hù)結(jié)構(gòu)上，因此，必須有較強(qiáng)的支護(hù)體系來保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。早封閉：隧道施工一般采用臺階法，根據(jù)作業(yè)的空間要求設(shè)置分層高度，自上而下分層施工，為了防止拱部在沒有堅(jiān)實(shí)支撐面的情況下土體壓迫拱部持續(xù)下沉，在施工中除采用厚木板支墊拱腳以增大拱腳與土體的接觸面積的方法外，采取的最根本辦法就是及早使支護(hù)體系成環(huán)。勤量測：淺埋暗挖法施工的理論基礎(chǔ)源于新奧法施工理論，是新奧法理論的發(fā)展，因此它也離不開新奧法的理論精髓——信息化施工。任何結(jié)構(gòu)的受力最終都表現(xiàn)為變形，變形是結(jié)構(gòu)對受力的必然反應(yīng)，可以說，沒有變形（微觀的），結(jié)構(gòu)就沒有受力，而我們了解結(jié)構(gòu)的受力也只有通過變形來研究。在淺埋暗挖作業(yè)中，土體的沉降、支護(hù)結(jié)構(gòu)受力等均需要通過量測數(shù)據(jù)來了解，因此，必須按照規(guī)定頻率對規(guī)定部位進(jìn)行觀測，掌握變形變位信息，調(diào)整施工參數(shù)并設(shè)置各種部位的變形警戒值，采取必要措施進(jìn)行過大變形的預(yù)防預(yù)控。圖2.1淺埋暗挖施工工藝流程施工組織計(jì)劃和施工工序必須嚴(yán)格遵守“先排管，后注漿，再開挖，注漿一段，開挖一段，支護(hù)一段，封閉一段”。其主要的技術(shù)特點(diǎn)為：動態(tài)設(shè)計(jì)、動態(tài)施工的信息化施工方法，建立了一整套變位、應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng)；強(qiáng)調(diào)小導(dǎo)管超前支護(hù)在穩(wěn)定工作面中的作用；研究、創(chuàng)新了劈裂注漿方法加固地層；發(fā)展了復(fù)合式襯砌技術(shù)，并開創(chuàng)性地設(shè)計(jì)應(yīng)用了鋼筋網(wǎng)構(gòu)拱架支護(hù)。其主要的技術(shù)特點(diǎn)如下：（1）動態(tài)設(shè)計(jì)、動態(tài)施工的信息化施工方法，建立了一整套變位、應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng)；（2）強(qiáng)調(diào)小導(dǎo)管注漿超前支護(hù)在穩(wěn)定工作面中的作用；（3）用劈裂注漿法加固地層；（4）采用復(fù)合式襯砌技術(shù)。2.4淺埋暗挖施工方法比較采用淺埋暗挖法施工時(shí),常見的典型施工方法是正臺階法以及適用于特殊地層條件的其他施工方法,如全斷面法、單側(cè)壁導(dǎo)坑超前正臺階法、雙側(cè)導(dǎo)坑正臺階法(眼睛工法)、中隔墻法等。施工方法見表2.1及表2.2。表2.1淺埋暗挖法修建隧道及地下工程主要開挖方法表2.2淺埋暗挖法修建隧道及地下工程主要開挖方法2.4.1全斷面開挖法可適用于I-Ⅲ級圍巖隧道施工，Ⅳ級圍巖隧道在采用了有效的措施后，亦可采用全斷面法開挖。施工時(shí)應(yīng)配備鉆孔臺車或臺架及高效率裝運(yùn)機(jī)械設(shè)備。2.4.2臺階法可適用于Ⅲ－Ⅴ級圍巖隧道施工，VI級圍巖單線隧道，在采用了有效的措施后，亦可采用臺階法施工。臺階長度宜為隧道開挖寬度的1－2倍。臺階法施工時(shí)應(yīng)符合下列規(guī)定:1、當(dāng)拱部圍巖條件發(fā)生較大變化時(shí)，可適當(dāng)延長或縮短臺階長度，確保開挖、支護(hù)質(zhì)量及施工安全；2、上臺階的底部位置應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況確定，一般情況下，可在起拱線及以下；3、上臺階使用鋼架時(shí)，可采用擴(kuò)大拱腳和施作鎖腳錨桿等措施，防止拱部下沉變形；4、二次襯砌施工宜采用全斷面一次性襯砌或先墻后拱法。2.4.3環(huán)形開挖預(yù)留核心土法可適用于V一VI級圍巖的雙線隧道。該法施工時(shí)應(yīng)符合下列規(guī)定:1、環(huán)形開挖每循環(huán)開挖長度宜為0.5－1m2、開挖后應(yīng)及時(shí)施作噴錨支護(hù)、安設(shè)鋼架支撐，每兩榀鋼架之間宜采用連接鋼筋連接，并應(yīng)加鎖腳錨桿；3、核心土面積不應(yīng)小于整個(gè)斷面的50％；4、當(dāng)圍巖地質(zhì)條件差，自穩(wěn)時(shí)間較短時(shí)，開挖前應(yīng)在拱部設(shè)計(jì)開挖輪廓線以外，進(jìn)行超前支護(hù)；5、二次襯砌應(yīng)采用先墻后拱法施作。2.4.4雙側(cè)壁導(dǎo)坑法可適用于Ⅳ－V級圍巖雙線或多線隧道。采用先開挖隧道兩側(cè)導(dǎo)坑，并及時(shí)施作導(dǎo)坑四周初期支護(hù)及邊墻襯砌，再根據(jù)地質(zhì)條件、斷面大小，對剩余部分?jǐn)嗝孢M(jìn)行一次或二次開挖。施工時(shí)應(yīng)符合下列規(guī)定:1、側(cè)壁導(dǎo)坑形狀應(yīng)近于橢圓形斷面，導(dǎo)坑斷面宜為整個(gè)斷面的1/3；2、側(cè)壁導(dǎo)坑領(lǐng)先長度應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場具體情況確定，一般情況下宜為30－50m；3、導(dǎo)坑開挖后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行初期支護(hù)，并盡早封閉成環(huán)。2.4.5中洞法可適用于雙連拱的隧道，采用先施作中墻混凝土，后開挖兩側(cè)的施工方法。施工時(shí)應(yīng)符合下列規(guī)定:1、中洞開挖高度應(yīng)大于中墻高度，開挖寬度應(yīng)大于5m2、中洞開挖長度可根據(jù)隧道長度、寬度以及地質(zhì)情況綜合考慮；短隧道可先貫通中洞，后開挖兩側(cè)；3、中洞開挖后，應(yīng)及時(shí)施作初期支護(hù)，再分段灌注中墻混凝土，每一縱向段長度宜為4－6m；在中墻混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后方可拆模，并應(yīng)進(jìn)行臨時(shí)橫向支撐；4、施工中應(yīng)注意力的轉(zhuǎn)換，兩側(cè)應(yīng)均衡開挖，并應(yīng)設(shè)置臨時(shí)橫向支撐；5、中墻頂部應(yīng)作好防排水工作。2.4.6中隔壁法（CD）可適用于Ⅵ－V級圍巖的淺埋雙線隧道。施工時(shí)應(yīng)符合下列規(guī)定:1、中隔墻開挖時(shí)，應(yīng)沿一側(cè)自上而下分為二或三部進(jìn)行，每開挖一步均應(yīng)及時(shí)施作錨噴支護(hù)、安設(shè)鋼架、施作中隔壁，底部應(yīng)設(shè)臨時(shí)仰拱，中隔壁墻依次分步聯(lián)結(jié)而成，之后再開挖中隔墻的另一側(cè)，其分步次數(shù)及支護(hù)形式與先開挖的一側(cè)相同；2、各部開挖時(shí)，周邊輪廓應(yīng)盡量圓順，減小應(yīng)力集中；3、各部的底部高程應(yīng)與鋼架接頭處一致；4、每一部的開挖高度，宜為3.5m；5、后一側(cè)開挖應(yīng)全斷面及時(shí)封閉；6、左、右兩側(cè)縱向間距，應(yīng)拉開一定距離，一般情況為30-507、中隔壁應(yīng)設(shè)置為弧形或圓弧形；8、中隔壁在灌注二次襯砌時(shí)，應(yīng)逐段拆除。2.4.7交叉中隔壁法(CRD)可適用于Ⅳ-Ⅵ級圍巖淺埋的雙線或多線隧道。采用自上而下分二至三步開挖中隔墻的一側(cè)，并及時(shí)支護(hù)，待完成了1-2部后，即可開始另一側(cè)1-2部開挖及支護(hù)，形成左、右兩側(cè)開挖及支護(hù)相互交叉的情形。采用交又中隔壁法施工，除應(yīng)滿足中隔壁法施工的要求外，尚應(yīng)滿足下列要求:1、設(shè)置臨時(shí)仰拱，步步成環(huán)；2、自上而下，交叉進(jìn)行；3、中隔壁及交叉臨時(shí)支護(hù)，在灌注二次襯砌時(shí)，應(yīng)逐段拆除。淺埋暗挖工程在選擇施工方法時(shí),淺埋暗挖工程施工中應(yīng)根據(jù)不同的圍巖工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件、工程建筑要求，機(jī)具設(shè)備、施工技術(shù)條件、施工技術(shù)水平、施工經(jīng)驗(yàn)等多種因素,選擇行之有效的一種或多種施工方法。這是一個(gè)受多種因素影響的動態(tài)的擇優(yōu)過程。圍巖的地質(zhì)條件是施工的主要影響因素。當(dāng)圍巖較穩(wěn)定且?guī)r體較堅(jiān)硬時(shí),施工往往采用先把隧道坑道斷面開挖好，然后修筑支護(hù)結(jié)構(gòu)，并且有條件時(shí)可以爭取一次把全斷面挖成。當(dāng)圍巖穩(wěn)定性較差時(shí)，則需要隨開挖隨進(jìn)行一次支撐，防止圍巖變形及產(chǎn)生坍塌；分塊開挖后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行一次支護(hù)的施作，一般先開挖頂部，在上部斷面挖成后及時(shí)進(jìn)行一次支護(hù)，在上部支護(hù)的保護(hù)下再開挖坑道下部斷面。二次模筑襯砌修筑必須先修筑邊墻，之后再修筑拱圈，即先墻后拱法施工。實(shí)踐證明，選擇合理的施工方法，可以安全地建設(shè)隧道，并將地表沉降控制在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)。因此，選擇一種合理的施工方法是工程成敗的關(guān)鍵。從國內(nèi)外現(xiàn)有工程實(shí)績和實(shí)驗(yàn)研究的情況來看,基于經(jīng)濟(jì)性及工期考慮,其工法選擇的順序?yàn)?正臺階法→上臺階設(shè)臨時(shí)仰拱閉合法→CD工法→CRD工法→眼鏡工法。從安全性角度考慮，順序正好相反。在工程實(shí)踐中，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、斷面大小、地面環(huán)境等因素從工法的可實(shí)現(xiàn)性、工期、安全性、適應(yīng)性、技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性六個(gè)方面綜合考慮,選擇施工方法。2.5大斷面暗挖法施工大斷面車站開挖方法的選擇,受地表沉陷影響較大,變大跨為小跨可較少地表沉陷;避免兩個(gè)洞室同步掘進(jìn)能防止較大應(yīng)力集中的產(chǎn)生;開挖分塊越多,擾動地層次數(shù)增多地表沉陷就越大;一次支護(hù)及時(shí)、開挖支護(hù)封閉時(shí)間愈快地表沉陷就越小。當(dāng)采用正確施工方法和相應(yīng)的輔助施工措施后,可以做到安全、經(jīng)濟(jì)、快速施工的目的。大斷面暗挖主要集中在地鐵車站及渡線段。主要工法為:中洞法、側(cè)洞法、洞樁法等。介于大洞與標(biāo)準(zhǔn)斷面的隧道用中隔壁法(CD法)和十字中隔壁法(CRD),此工法的基本特點(diǎn)是將大斷面劃為小斷面,分部開挖,做臨時(shí)中隔壁,然后分段拆除中隔壁,施做二襯,一般是拆6m長,通過監(jiān)測可以調(diào)整拆除長度。施工過程中,可隨時(shí)通過監(jiān)控量測,調(diào)整施工方案和參數(shù),從而實(shí)現(xiàn)信息化施工。在大斷面施工中以下幾點(diǎn)值得注意:(1)大斷面劃小斷面,不是越小越好,要根據(jù)地層做調(diào)整,小斷面固然開挖安全,但多次力的轉(zhuǎn)換,易造成累計(jì)沉降過大;(2)原認(rèn)為中洞法較為安全,控制沉降好,但該法在完成中洞后,開挖側(cè)洞,由于側(cè)向抵抗側(cè)壓的減弱,會造成中洞過大變形,有的造成中拱二襯開裂,二襯不宜過早受力;(3)較好的方法為洞樁法(PBA工法),但洞樁法導(dǎo)洞多,洞內(nèi)施工樁,作業(yè)條件差;(4)大斷面洞室開挖,先做側(cè)洞,然后扣中拱,相對來講較為安全。從施工角度看,偏向使用側(cè)洞和CRD法開挖,盡量做到快封閉,這是暗挖施工的根本,也符合新奧法的基本原則;(5)在大斷面設(shè)計(jì)中主張多跨,不贊成單跨。西單站多連拱洞室拱腳防水問題引起重視后,在天安門西、王府井東單等站都沒再出現(xiàn)此類問題。單洞室施工期間難度較大,相對沉降也較大。單跨車站結(jié)構(gòu)受力較為合理,建筑效果也好,但還要充分注意施工難度;(6)目前設(shè)計(jì)的小導(dǎo)洞結(jié)構(gòu)斷面一般在30cm,都偏大,應(yīng)優(yōu)化斷面結(jié)構(gòu),對大斷面施工,臨時(shí)導(dǎo)洞多,這種優(yōu)化就非常有必要,可以減少廢棄物,值得我們認(rèn)真研究;(7)在受管線等條件制約,結(jié)構(gòu)無法起拱的情況下,可采用平頂直墻工法;(8)多層導(dǎo)洞開挖,一般先從上部洞室開挖,然后落底。這種方法造成底洞開挖時(shí),上部洞室會發(fā)生整體下沉,總累計(jì)沉降較大。為減少累計(jì)沉降,可采取反復(fù)注漿措施,也可以考慮先挖下部導(dǎo)洞,逐層上挖,但每層開挖增加超前小導(dǎo)管;(9)多導(dǎo)洞開挖,都有個(gè)初支連接問題,或稱扣拱施工。目前設(shè)計(jì)圖均在拱背位置埋設(shè)連接板,這種做法對施工要求很高,左右洞開挖設(shè)格柵位置必須準(zhǔn)確,否則難以滿足中洞初支安裝精度要求。為此施工單位進(jìn)行了不少優(yōu)化,有的采取單側(cè)設(shè)連接板,另一側(cè)用插筋來調(diào)整;有的兩側(cè)都用插筋連接。該方法主要是現(xiàn)場焊接工作量大,還要延長封閉時(shí)間。建議采用雙向插筋的辦法,這樣可以保證格柵受力較好,便于施工。為實(shí)現(xiàn)快速封閉施工,插筋連接點(diǎn)宜在邊側(cè)導(dǎo)洞內(nèi),這樣可以采用點(diǎn)焊定位后,中洞噴混凝土,邊洞內(nèi)進(jìn)行焊接作業(yè)。

第三章北京地鐵淺埋暗挖法施工中常用的配套技術(shù)3.1北京地鐵淺埋暗挖施工中出現(xiàn)的問題北京地處第四紀(jì)沖、洪積扇的中上部,地層由粘性土、粉土、砂類土、碎石類土交互沉積而成,土質(zhì)松散,成拱條件差；而且地下水水位高，滲透性強(qiáng)（一般采取降水措施,但仍有殘留水）；加上大部分線路處于交通繁忙地段，車輛行駛過程中產(chǎn)生強(qiáng)烈震動，使淺埋隧道周邊土體更加松弛，開挖過程中極易坍塌。支護(hù)結(jié)構(gòu)采用初期支護(hù)加二次模筑混凝土支護(hù)的復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)形式，初期支護(hù)由鋼格柵噴射混凝土組成。根據(jù)設(shè)計(jì)理論計(jì)算及工程實(shí)踐總結(jié)，支護(hù)結(jié)構(gòu)比較可靠，一般不會坍塌，坍塌多為開挖面的圍巖失穩(wěn)。一般引起坍塌的原因或因素有:（1）地層預(yù)加固效果不佳北京地區(qū)的淺埋暗挖是以地層預(yù)加固為前提的一種施工技術(shù)。對北京這種松散地層,開挖的過程更主要的是支護(hù)的過程,地層加固是開挖成敗的關(guān)鍵。地層預(yù)加固效果不佳,極易引起坍塌。（2）開挖面暴露時(shí)間長在預(yù)加固后開挖過程中,圍巖土體會出現(xiàn)一個(gè)短暫的穩(wěn)定，隨著暴露時(shí)間延長,坍塌的可能性也越大。（3）受地面震動影響地面車輛行駛過程中產(chǎn)生的震動是坍塌的重要誘因之一，尤其夜間重車高速行駛更為明顯。（4）降水后地層殘留水的影響土層隧道施工最為關(guān)鍵的是地下水。由于北京地區(qū)的地下水位較高，暗挖施工前都采取降水措施。但北京地區(qū)沖洪積地層往往不是很好的連續(xù)體，且部分地層中形成砂和粘土的混合透鏡體，管井和水平井很難達(dá)到疏干的目的，開挖過程中可能產(chǎn)生潛蝕作用，并造成流砂、坍塌現(xiàn)象。（5）雨、污水管滲漏北京是一個(gè)有著悠久歷史的古城,地下管線縱橫交錯(cuò),一些雨、污水管修建年代較早，滲漏嚴(yán)重，周圍地層處于飽和狀態(tài)，部分地段還形成一個(gè)水囊，給淺埋暗挖施工帶來極大的隱患。隨著暗挖施工擾動土體，破壞原有平衡，可能引起坍塌。（6）下穿河、湖或近距河湖暗挖下穿河、湖或近距河湖施工為暗挖施工的難點(diǎn)。部分河、湖雖經(jīng)過人工整治，也僅為簡單鋪砌，水滲漏嚴(yán)重，而且此處的隧道覆土最薄，非常容易引起坍塌。（7）降雨后滲漏降雨后，雨水滲入地層中，引起圍巖土體的不穩(wěn)定，從而造成坍塌。（8）馬頭門及斷面變換處馬頭門和斷面變換處是工程施工的一大難點(diǎn)，由于受力轉(zhuǎn)換比較復(fù)雜，施工中易引起坍塌。3.2輔助工法的主要目的穩(wěn)定地層的主要手段是用注漿加固隧道周邊地層，用管棚加固隧道拱部地層。要根據(jù)地質(zhì)和施工的具體情況確定注漿的范圍、壓力和材料，達(dá)到改善地層的物理力學(xué)參數(shù)(E、C、φ、μ)，提高地層的自穩(wěn)能力。穩(wěn)定開挖工作面方法很多，優(yōu)先選擇次序?yàn)檎_階環(huán)形開挖留核心土、錨桿超前支護(hù)、小導(dǎo)管超前支護(hù)、小導(dǎo)管注漿超前支護(hù)、淺孔（4～6m）周邊預(yù)注漿超前支護(hù)、長導(dǎo)管注漿超前支護(hù)、全斷面深孔注漿封閉工作面、初次支護(hù)背后充填注漿及周邊2～3m徑向單液水泥注漿等。常用的輔助方法主要有降水和地層加固兩種形式。3.2.1地層加固的方法（1）環(huán)形開挖留核心土；（2）噴射混凝土封閉開挖工作面；（3）超前錨桿或超前小導(dǎo)管支護(hù)；（4）超前小導(dǎo)管周邊注漿加固地層；（5）設(shè)置臨時(shí)仰拱；（6）深孔圍巖加固劈裂預(yù)注漿或堵水固結(jié)預(yù)注漿加固地層；（7）長管棚超前支護(hù)加固地層；（8）凍結(jié)法固結(jié)地層；（9）水平旋噴法超前支護(hù)；（10）地面加固地層；（11）洞內(nèi)、洞外降水法；（12）洞內(nèi)施工水平降排水法；3.2.2其他常用輔助方法（1）新型結(jié)構(gòu)復(fù)合式襯砌防水。在初期噴錨支護(hù)與二次襯砌模筑混凝土之間，鋪設(shè)一層柔性的防水材料，例如LDPE、PVC、EVA、ECB等，只要施工工藝和管理工作到位，可以做到不滲不漏。

（2）降水技術(shù)。這一重要的配套技術(shù)，施作簡單、效果好，特別是井點(diǎn)降水方法技術(shù)簡單。如地鐵永安里車站建設(shè)時(shí)，用井點(diǎn)降水獲得較大成功。所有降水方法都要考慮好地表和建筑物的沉降及對水資源保護(hù)問題。

（3）注漿加固技術(shù)。地層的注漿工藝和漿液配比要因地制宜。如在粉細(xì)砂地層中，改壓注水泥砂漿為改性水玻璃注漿，起到了快速凝固的更好效果。

(4)冷凍法施工技術(shù)該項(xiàng)技術(shù)在地鐵“復(fù)-八線”大北窯—熱電廠區(qū)間松散流體地層中應(yīng)用，取得較好效果，但造價(jià)昂貴。

(5)半斷面插板盾構(gòu)技術(shù)?！皬?fù)-八線”建國門站試用，為北京地鐵建設(shè)全面使用盾構(gòu)技術(shù)取得了一定經(jīng)驗(yàn)。

(6)通用小型機(jī)械設(shè)備。不求更先進(jìn)但求配套，起到了“快、小、靈”的作用。如拱部開挖配皮帶運(yùn)輸、下部開挖試用單臂掘進(jìn)機(jī)、二次襯砌利用泵送混凝土至模板臺車、洞內(nèi)運(yùn)輸采用電瓶車帶動梭式礦車(8m3)等，都是普通設(shè)備，只要安排組織好，可節(jié)省大量人力，提高工作效果，區(qū)間隧道可月掘進(jìn)100m3.2.3地下水處理方法處理地下水方法：人工降低地下水位、地下連續(xù)墻阻水、帷幕注漿隔水、壓縮空氣排水、凍結(jié)法等。地表井點(diǎn)降水是常用方法，在布置井點(diǎn)時(shí)應(yīng)控制單井抽水量，在施工時(shí)做好反濾層，并且分段抽水，以減少因降水引起的地表沉降和減少地下水的流失。地下水的排放無疑會使上覆地層尤其是隧道工作面附近地層的強(qiáng)度增加，剛度變大。但對于砂層、礫砂等特殊地層，過度抽排地下水，會使上覆多孔介質(zhì)土層超固結(jié)，反而引起地表大范圍沉降。因此，在能保證工作面穩(wěn)定、能保證正常開挖的條件下，應(yīng)盡量減少地下水的抽排，可根據(jù)情況采取止水帷幕或旋噴樁等阻斷地下滲水通道，采取地表或洞內(nèi)注漿措施封堵部分地下水；采取地表或洞內(nèi)降排水時(shí)，盡量縮短抽排時(shí)間，掌子面開挖過后及時(shí)停止；采取斷面注漿、噴混凝土等措施穩(wěn)定工作面；根據(jù)具體地層條件，及時(shí)調(diào)整小導(dǎo)管、格柵支護(hù)參數(shù)、注漿參數(shù)，確保注漿效果。防水原則應(yīng)遵循“以防為主，多道防線，剛?cè)峤Y(jié)合，綜合治理的”。其核心是：“以結(jié)構(gòu)自防水為本，附加防水層為標(biāo)”。做到固本，最主要的是要求混凝土抗裂、密實(shí),并把裂紋控制在一定范圍內(nèi);附加防水層是指在隧道與車站采用復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)，中間設(shè)防水板及在結(jié)構(gòu)外表面粘貼卷材等輔助措施，它包括材料防水、接縫密封防水和構(gòu)造防水。北京地區(qū)地質(zhì)主要為第四紀(jì)沖洪積地層,常用處理地下水的方法為管井降水,井距8m左右。在建筑物集中地帶打不了管井時(shí)采用輻射井,一般300mm,長度≤50～70m,在不同透水層中打設(shè)。由于沖洪積地層往往不是一個(gè)很好的連續(xù)體,伴有透鏡體存在,即粘土層中夾有砂層或砂層中夾有粘土等,管井、平井降水很難全部疏干,地層中存在殘留水。對殘留水的處理措施:①在地層含水層中打水平井排水管,將地層中殘留水集中引出來。隨著工作面前進(jìn),逐步封閉水平管。打水平管時(shí)注意要略有一定的上臺角,管中用棉砂截砂,管端用PVC管集中引流；②根據(jù)地層情況,可先做下半部導(dǎo)洞,打垂直引水管；③注漿止水,根據(jù)不同地層采用不同漿液,如改性水玻璃或水泥加水玻璃漿液等,必要時(shí)采用長導(dǎo)管注漿,搭接長度不小于2m；④根據(jù)地層情況,適當(dāng)調(diào)整格柵節(jié)點(diǎn),調(diào)整格柵節(jié)點(diǎn)要與排水管統(tǒng)一考慮,有人主張調(diào)到透水層上部，有的建議做到下部,我們認(rèn)為調(diào)到下部較好；⑤增加鎖腳錨桿,必要時(shí)用錨管加注漿；⑥增加臨時(shí)仰拱；⑦在管井中間加滲井(復(fù)八線基本采用此辦法)。3.3輔助工法運(yùn)用的注意點(diǎn)3.3.1小導(dǎo)管超前支護(hù)地鐵小導(dǎo)管一般間距每米3根,并注漿加固地層,小導(dǎo)管與漿液共同起棚護(hù)作用,防止開挖時(shí)拱頂塌方。值得注意的地方:a.在卵石地層,特別是砂率較低時(shí),對于32mm、長3～3.5m小導(dǎo)管不好打,易劈裂。一般要打25mm、長2.5m左右的鋼管,可兩步一打。也有的采用長1.75m的一步一打,搭接1m。這在北京西部地區(qū)常用,南水北調(diào)進(jìn)西四環(huán)暗挖段都是這樣做的;b.對較好的粘性土層,采用開挖鎬刨,小導(dǎo)管打入較困難，只要能夠使開挖面穩(wěn)定，可不必強(qiáng)求打小導(dǎo)管；c.小導(dǎo)管仰角不宜過大,一般控制在15°以內(nèi)。3.3.2管棚支護(hù)一般開挖洞門或結(jié)構(gòu)受力轉(zhuǎn)換、大斷面或通過重要管線等地方,設(shè)計(jì)普遍采用管棚方案。常用管棚為108mm～159mm,崇文門站采用600mm，也有采用更大的管棚。管棚施工有以下幾點(diǎn)值得注意:（1）管棚直徑不是越大越好,從施工角度看108mm～159mm較合理。（2）管棚施工過程中沉降控制。目前管棚施工有兩種辦法:一是常規(guī)鉆孔，長度在20m左右，這種管棚施工一般為帶水作業(yè)，施工期間，由于水土流失，鉆孔孔徑較管棚大，單根管棚施工后注漿，這樣會引起地層沉降4～5mm，且長距離施工要做分段管棚工作室；常規(guī)施工要盡量控制帶水作業(yè)引起的水土流失，尤其在粉細(xì)砂層中，必要時(shí)可用泥漿或水泥漿液，使其帶有一定的護(hù)壁作用。（3）長管棚,且兩端有工作室地段(一般為兩端明挖,中間暗挖段),最好采用非開挖技術(shù),非開挖技術(shù)即是用有線或無線監(jiān)視系統(tǒng),對管棚鉆進(jìn)采用監(jiān)控措施,保證施工精度;鉆進(jìn)時(shí)可采用小直徑管,然后通過反拉,擠擴(kuò)成大管,可較好控制沉降。另外亦可采用夯錘進(jìn)行施工。（4）管棚施工要間隔進(jìn)行，同時(shí)完成一個(gè)管就要立即進(jìn)行注漿，防止地層中地下水的串流。地鐵復(fù)八線4號井塌方教訓(xùn)可供借鑒。3.3.3水平旋噴法采用向上、向外墻角，進(jìn)行水平旋噴加固土體，一般土柱直徑為30mm，相互咬合搭接，形成整體殼體，開挖時(shí)起到棚護(hù)作用。目前一般旋噴長度為20m左右，開挖18m，留2m搭接。旋噴壓力為不小于20MPa，覆土較薄時(shí)要減壓，且適當(dāng)縮小間距。旋噴漿液主要為水泥漿，形成柱體強(qiáng)度>10MPa。目前采用旋噴加固土體主要問題是漿液流失較大，另外長距離水平旋噴方向性偏差。水平旋噴施工期間會有較大沉降，有時(shí)可超過10mm，但開挖時(shí)沉降較小，初支背后壓漿亦少，對于個(gè)別點(diǎn)棚護(hù)不好時(shí)，可補(bǔ)打小導(dǎo)管注漿處理。3.3.4水平凍結(jié)法通過打水平凍結(jié)管，輸入低溫（-25℃～-30℃）鹽水，將含水地層進(jìn)行冰凍，形成保護(hù)凍殼，然后進(jìn)行開挖。地層凍結(jié)技術(shù)是很成熟的技術(shù)，關(guān)鍵是要控制凍結(jié)壁，要保證有一定的強(qiáng)度，一般凍結(jié)壁強(qiáng)度可以達(dá)10MPa。凍結(jié)壁設(shè)計(jì)要重點(diǎn)考慮凍漲及融沉，凍結(jié)壁不宜過大，一般在1～2m厚。否則會發(fā)生較大凍漲和融沉，影響地下管線、構(gòu)筑物。凍結(jié)壁的形成，關(guān)鍵在于地下水流速度，一般滲透系數(shù)K≯10m/d為理想。滲流速度過大要提前采取降速措施（旋噴、攪拌等），否則難以形成凍結(jié)壁。凍結(jié)法只在做凍結(jié)管時(shí)會引起沉降，開挖時(shí)基本沒有沉降。經(jīng)過初支背后注漿液，總體沉降小的多，特別適用于流砂、淤泥等地層。若有局部點(diǎn)凍的不好，可以隨開挖時(shí)噴液氮，解決局部點(diǎn)問題

第四章淺埋暗挖法施工中的監(jiān)測4.1總體要求監(jiān)控量測工作必須緊接開挖、支護(hù)作業(yè)，按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行布點(diǎn)和監(jiān)測，并根據(jù)現(xiàn)場情況及時(shí)進(jìn)行調(diào)整或增加量測的項(xiàng)目和內(nèi)容。量測數(shù)據(jù)應(yīng)及時(shí)分析處理，并將結(jié)果反饋到施工過程中。4.2監(jiān)測的作用監(jiān)控量測應(yīng)作為施工組織設(shè)計(jì)一個(gè)重要組成部分，量測工作的作用是：（1）掌握圍巖動態(tài)和支護(hù)結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)，利用量測結(jié)果修改設(shè)計(jì)，指導(dǎo)施工。（2）預(yù)見事故和險(xiǎn)情，以便及時(shí)采取措施，防患于未然。（3）積累資料，為以后的新奧法設(shè)計(jì)提供類比依據(jù)。（4）為確定隧道安全提供可靠的信息。（5）量測數(shù)據(jù)經(jīng)分析處理與必要的計(jì)算和判斷后，進(jìn)行預(yù)測和反饋，以保證施工安全和隧道穩(wěn)定。（6）得出二次襯砌合理的施作時(shí)間。開工前應(yīng)根據(jù)隧道規(guī)模、地形、地質(zhì)條件、支護(hù)類型和參數(shù)、施工方法等，進(jìn)行監(jiān)控量測設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)應(yīng)包括：量測項(xiàng)目、量測儀器選擇、測點(diǎn)布置、量測頻率、數(shù)據(jù)處理及量測人員組織等。4.3監(jiān)測項(xiàng)目的確定因素監(jiān)測項(xiàng)目的確定、監(jiān)測斷面及測點(diǎn)的位置、儀器設(shè)備的選擇及組件的埋設(shè)方法等，主要考慮如下因素：①工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況；②隧道埋深、跨度、結(jié)構(gòu)型式和施工工藝；③隧道間距；④隧道施工影響范圍內(nèi)現(xiàn)有房屋建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、形狀尺寸及與隧道軸線的相對位置；=5\*GB3⑤設(shè)計(jì)提供的變形及其它控制值及其安全儲備系數(shù)等。4.4量測項(xiàng)目類型在地下工程中，開挖前的地質(zhì)勘探工作很難提供非常準(zhǔn)確的地質(zhì)資料，所以，在施工過程中對前進(jìn)的開挖工作面附近圍巖的巖石性質(zhì)、狀態(tài)應(yīng)進(jìn)行目測。對開挖后動態(tài)進(jìn)行目測，對被覆后圍巖動態(tài)進(jìn)行目測、在新奧法量測項(xiàng)目中占有很重要的地位。觀察目的：細(xì)致的目測觀察，對于監(jiān)視圍巖穩(wěn)定性是既省事而作用又很大的監(jiān)測方法，它可以獲得與圍巖穩(wěn)定狀態(tài)有關(guān)的直觀信息，應(yīng)當(dāng)予以足夠的重視，所以目測觀察是新奧法監(jiān)測中的必測項(xiàng)目：隧道目測觀察的目的是：（1）預(yù)測開挖面前方的地質(zhì)條件。（2）為判斷圍巖、隧道的穩(wěn)定性提供地質(zhì)依據(jù)。（3）根據(jù)噴層表面狀態(tài)及錨桿的工作狀態(tài)，分析支護(hù)結(jié)構(gòu)的可靠程度。隧道監(jiān)控量測的項(xiàng)目應(yīng)根據(jù)工程特點(diǎn)、規(guī)模大小和設(shè)計(jì)要求綜合選定。量測項(xiàng)目可分為必測項(xiàng)目和選側(cè)項(xiàng)目兩大類(見下列表)，必測項(xiàng)目在采用噴錨構(gòu)筑法施工時(shí)必須進(jìn)行；選測項(xiàng)目應(yīng)根據(jù)工程規(guī)模、地質(zhì)條件、隧道埋深、開挖方法及其他特殊要求，有選擇地進(jìn)行。表4-1監(jiān)控量測必測項(xiàng)目表4-2監(jiān)控量測選測項(xiàng)目4.6測點(diǎn)設(shè)置隧道施工過程中應(yīng)進(jìn)行洞內(nèi)、外觀察，洞內(nèi)觀察可分開挖工作面觀察和已施工地段觀察兩部分。（1）開挖工作面觀察應(yīng)在每次開挖后進(jìn)行。觀察中發(fā)現(xiàn)圍巖條件惡化時(shí)，應(yīng)立即采取相應(yīng)處理措施;觀察后應(yīng)及時(shí)繪制開挖工作面地質(zhì)素描圖、填寫開挖工作面地質(zhì)狀態(tài)記錄表和施工階段圍巖級別判定卡。對已施工地段的觀察每天至少應(yīng)進(jìn)行一次，主要觀察噴射混凝土、錨桿和鋼架等的工作狀態(tài)。（2）洞外觀察重點(diǎn)應(yīng)在洞口段和洞身埋置深度較淺地段，其觀察內(nèi)容應(yīng)包括地表開裂、地表沉陷、邊坡及仰坡穩(wěn)定狀態(tài)、地表水滲透情況等。凈空變化、拱頂下沉和地表下沉(淺埋地段)等必測項(xiàng)目應(yīng)設(shè)置在同一斷面，其量測斷面間距及測點(diǎn)數(shù)量應(yīng)根據(jù)圍巖級別、隧道埋深、開挖方法等按表4-3規(guī)定進(jìn)行。各選測項(xiàng)目量測斷面的數(shù)量，宜在每級圍巖內(nèi)選有代表性的l－2個(gè)。4.7監(jiān)測要求凈空變化、拱頂下沉量測應(yīng)在每次開挖后12h內(nèi)取得初讀數(shù)，最遲不得大于24h，且在下一循環(huán)開挖前必須完成。測點(diǎn)應(yīng)牢固可靠、易于識別，并注意保護(hù)，嚴(yán)防爆破損壞。拱頂下沉和地表下沉量測基點(diǎn)應(yīng)與洞內(nèi)、外水準(zhǔn)基點(diǎn)建立聯(lián)系。表4-3必測項(xiàng)目量測斷面間距和每斷面測點(diǎn)數(shù)量隧道淺埋地段地表下沉的量測宜與洞內(nèi)凈空變化和拱頂下沉量測在同一橫斷面內(nèi)。當(dāng)?shù)乇碛薪ㄖ飼r(shí)，應(yīng)在建筑物周圍增設(shè)地表下沉觀測點(diǎn)。橫斷面方向應(yīng)在隧道中心及兩側(cè)間距2-5m處設(shè)地表下沉測點(diǎn)，每個(gè)斷面設(shè)7-11點(diǎn)，監(jiān)測范圍應(yīng)在隧道開挖影響范圍以外。地表下沉量測應(yīng)在開挖工作面前方，隧道埋深與隧道開挖高度之和處開始，直到襯砌結(jié)構(gòu)封閉、下沉基本停止時(shí)為止。地表下沉量測頻率應(yīng)與拱頂下沉和凈空變化的量測頻率相同。各項(xiàng)量測項(xiàng)目量測頻率應(yīng)根據(jù)位移速度和量測斷面距開挖面距離，分別按表4-4和表4-5確定。當(dāng)按表4-4和表4-5選擇量測頻率出現(xiàn)較大差異時(shí)，宜取量測頻率較高的作為實(shí)施的量測頻率?；騾⒄毡?-6各項(xiàng)量測作業(yè)均應(yīng)持續(xù)到變形基本穩(wěn)定后2－3周結(jié)束。對于膨脹性和擠壓性圍巖，位移長期沒有減緩趨勢時(shí)，應(yīng)適當(dāng)延長量測時(shí)間。4.8量測數(shù)據(jù)整理、分析與反饋要求1、每次量測后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，并繪制量測數(shù)據(jù)時(shí)態(tài)曲線和距開挖面關(guān)系圖;2、對初期的時(shí)態(tài)曲線應(yīng)進(jìn)行回歸分析，頂測可能出現(xiàn)的最大值和變化速度;3、數(shù)據(jù)異常時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況及時(shí)采取加厚噴層、加密或加長錨桿、增加鋼架等加固措施。4.9圍巖穩(wěn)定性的綜合判別1、實(shí)測最大位移值或回歸預(yù)測最大位移值不應(yīng)大于表4-7和表4-8所列指標(biāo)，并按表4-9變形管理等級指導(dǎo)施工。2、根據(jù)位移變化速度判別:凈空變化速度持續(xù)大于1.0mm/d時(shí)，圍巖處于急劇變形狀態(tài)，應(yīng)加強(qiáng)初期支護(hù)系統(tǒng);凈空變化速度小于0.2mm/d時(shí)，圍巖達(dá)到基本穩(wěn)定。在淺埋特別是超淺埋地段，以及膨脹性和擠壓性圍巖等情況下，應(yīng)采用其他指標(biāo)判別。3、根據(jù)位移時(shí)態(tài)曲線的形態(tài)來判別:當(dāng)圍巖位移速率不斷下降時(shí)（du2/dt2<0），圍巖趨于穩(wěn)定狀態(tài);當(dāng)圍巖位移速率保持不變時(shí)(du2/dt2=0),圍巖不穩(wěn)定，應(yīng)加強(qiáng)支護(hù);當(dāng)圍巖位移速率不斷上升時(shí)(du2/dt2>0)，圍巖進(jìn)入危險(xiǎn)狀態(tài)，必須立即停止掘進(jìn)，加強(qiáng)支護(hù)。

第五章淺埋暗挖法工程實(shí)例5.1復(fù)興門折返線工程（正臺階法和單側(cè)臂導(dǎo)坑正臺階法）5.1.1工程概況折返線工程位于復(fù)興門內(nèi)大街西嘉樣里至鬧市口國賓大道之下，該段地面每天來往車輛5～7萬輛、自行車30萬輛；地下管網(wǎng)密布、縱橫交錯(cuò)。工程全長358.292米，折合單線隧道1058米，由南北兩條正線和一條折返庫線所組成（見圖5.1），隧道斷面變化繁多，包括尾單線隧道445米，雙線隧道262米，渡線隧道43米，不同跨度、高度的斷面形式33個(gè)，隧道開挖跨度由6.96米到14.86米不等，拱頂至路面的覆土厚度9～12米，覆跨比0.67，屬于非常淺埋型，隧道斷面與覆蓋深度關(guān)系（如圖5.2）。并且還增設(shè)了兩條換乘通道總長190米。車助坑道設(shè)有一座直徑5.5米、深22米的豎井和一條長54米的聯(lián)絡(luò)通道，通道與折返線成45°相交，是出碴主要工程量包括：開挖土方5.6萬立方米，采用復(fù)合式襯砌：一次支護(hù)噴射混凝土8000立方米，塑料防水板鋪設(shè)2.7萬平方米，二次襯砌模筑混凝土1.隧道主體結(jié)構(gòu)處于第四紀(jì)沖積洪積層中，主要由粉細(xì)砂及砂礫石所組成，該地層松散，無自穩(wěn)，沒有粘聚力。地下水位線在路面以下23米處。圖5.1圖5.25.1.2施工工藝與方法（1）施工原則①堅(jiān)持以量測資料進(jìn)行反饋指導(dǎo)施工由于工程位置極為重要，施工中必須確保安全，考慮到淺埋暗挖和地層軟弱的特點(diǎn)，采用較強(qiáng)的初期支護(hù)手段，在圍麥形穩(wěn)定后，進(jìn)行二次模筑襯混凝土，堅(jiān)持信息化指導(dǎo)施工，是本項(xiàng)施工的基點(diǎn)。其反饋設(shè)計(jì)施工流程(如圖4)。②堅(jiān)持先加固,后開挖由于圍巖幾乎沒有自穩(wěn)能力，松散易坍落，因此我們根據(jù)洞室跨度不同，對單線、雙線隧道采用小導(dǎo)管超前預(yù)注漿穩(wěn)定工作面，應(yīng)用中壓注漿密實(shí)膠結(jié)地層；對大跨度、變斷面、覆蓋淺地段采用深孔、前進(jìn)式劈裂注漿加固圍巖，再應(yīng)用小導(dǎo)管超前注漿來穩(wěn)定地層，做到萬無一失，防塌防沉。（2）基本工藝要求“管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測”，是我們在實(shí)踐中總結(jié)出來的基本工藝要求。施工組織計(jì)劃和施工工序必須嚴(yán)格遵守“先排管，后注漿，再開挖，注漿一段，開挖一段，支護(hù)一段，封閉一段”。（3）施工方法①單線和雙線斷面采用正臺階開挖法施工開挖、施工順序（見圖5.3，拱頂I部開挖高度2.2米，順著拱外弧線進(jìn)行環(huán)狀開挖并留核心，將鋼拱架嵌入，.掛網(wǎng)噴護(hù)，其優(yōu)點(diǎn)是便于操作，圍巖擾動范圍小，一旦發(fā)生坍塌，容易進(jìn)行處理，也便于網(wǎng)構(gòu)拱架快速架上，能在較短時(shí)間內(nèi)將頂部支護(hù)完畢，從而創(chuàng)造一個(gè)安全的洞內(nèi)施工環(huán)境。圖5.3正臺階開挖法施工Ⅱ部開挖是在距Ⅰ部約5～7米處進(jìn)行，拱圈兩側(cè)成“品”字形開挖，同時(shí)將網(wǎng)構(gòu)拱架接至起拱線處，并在該處裝2米的滯孔錨管成45°角向下打入地層，進(jìn)行管口注漿，加強(qiáng)拱腳與圍巖的聯(lián)結(jié)，以防止落底時(shí)發(fā)生掉拱事故。Ⅲ部開挖包括兩側(cè)邊墻，仰拱及中部核心的全部開挖，系采用S-50型單臂掘進(jìn)機(jī)配備2立萬米砂車作業(yè)，落底縱向長度每次1米，要求及時(shí)開挖，快速支護(hù)，盡早封閉。②渡線大跨度斷面采用單側(cè)臂導(dǎo)坑正臺階法施工單側(cè)臂導(dǎo)坑正臺階法施工（見圖5.4），它既能減少渡線大跨度斷面，又能避免采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法(日本叫眼睛工法)所帶來的工序繁瑣，造價(jià)增大，進(jìn)度緩慢的缺點(diǎn)，并可避免由于施工精度不夠而引起網(wǎng)構(gòu)拱架聯(lián)結(jié)困難的缺點(diǎn)。圖5.4單側(cè)臂導(dǎo)坑正臺階法施工5.2北京地鐵蒲黃榆車站(中洞法)北京地鐵五號線蒲黃榆車站，是世界上首次采用大跨度單拱單柱雙層島式結(jié)構(gòu)，淺埋暗挖施工。蒲黃榆車站全長168m，為單拱單柱雙層島式暗挖車站。車站開挖寬度22.6m，高度16.3m，平均地面埋深5m～6m。地下管線較多，地面建（構(gòu)）筑物密布，車流量大，施工難度大。為確保施工安全，采用φ114×5mm長大管棚作為超前支護(hù)。管棚沿車站拱部環(huán)向布置,間距為0.3m,長度146.6m車站通過地層從上至下主要為:粘土層、粉質(zhì)粘土層、粉細(xì)砂層、中粗砂層、砂卵石層。車站主要施工工序如下:開挖→初噴→掛網(wǎng)→安設(shè)格柵鋼架及工鋼→復(fù)噴至設(shè)計(jì)厚度→基面處理→拆除臨時(shí)支護(hù)→防水層鋪設(shè)→鋼筋安裝→混凝土澆筑。為確保施工及周邊環(huán)境的安全，采用中洞法施工，即先將大斷面分成左、中、右三個(gè)洞室，每個(gè)洞室的跨度約為7.5m，再將三個(gè)洞室豎向從上至下分成四個(gè)小洞，每個(gè)小洞的高度約4m，共12塊（12個(gè)小洞）進(jìn)行施工（如圖5.5所示）。先施工Ⅰ區(qū)拱頂注漿小導(dǎo)管，環(huán)行開挖Ⅰ區(qū)土體，預(yù)留核心土，安設(shè)鋼筋網(wǎng)、格柵鋼架、連接鋼筋及Ⅰ25a工鋼臨時(shí)支護(hù)，及時(shí)封閉成環(huán)；再從上至下環(huán)行開挖預(yù)留核心土施工中洞Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ區(qū)，施作臨時(shí)支護(hù)封閉成環(huán)；車站中洞南、北相向開挖，至站體中心分界里程后，分段、分層由下向上施工底縱梁、φ1000的C50鋼管柱、頂縱梁；中洞二襯施工完畢，兩邊對稱開挖上部側(cè)洞Ⅴ區(qū)，從上至下順序?qū)ΨQ施作Ⅵ,Ⅶ,Ⅷ區(qū)，各區(qū)均采用環(huán)行開挖預(yù)留核心土的工法施工。各洞室的開挖前后錯(cuò)開形成臺階，上下臺階縱向錯(cuò)開距離大于8m；各分塊開挖的格柵鋼架及Ⅰ25a工鋼臨時(shí)支護(hù)必須支撐牢固；各洞室初支封閉成環(huán)5m后，及時(shí)對初支背后反復(fù)注漿，達(dá)到嚴(yán)控地表沉降及堵水的目的圖5.5蒲黃榆車站橫斷面示意5.3北京地鐵磁器口車站(中洞法)5.3.1磁器口車站概況磁器口車站是北京地鐵5號線與規(guī)劃北京地鐵7號線的換乘站,車站全長80m,寬21.87m,高14.933m。車站建筑面積為12244.2m,車站主體覆土深度為9.8m～10.3m。車站為雙層島式三拱兩柱結(jié)構(gòu),車站地下一層為站廳層,預(yù)留通道實(shí)現(xiàn)與七號線換乘,地下二層為站臺層。車站采用暗挖中洞法施工。車站上部土層主要為細(xì)砂、粉細(xì)砂,下部土層以粉土、粘質(zhì)粉土為主,底板土層主要為卵石圓礫層。車站結(jié)構(gòu)剖面如圖1所示。5.3.2中洞法施工步序車站采用中洞法施工,具體步序?yàn)?中洞超前支護(hù)→中洞一步～八步開挖→中洞仰拱、底縱梁→鋼管柱、中板→頂梁、中拱→邊洞超前支護(hù)→邊洞九步～十二步開挖→邊洞仰拱→邊墻、中板→邊拱→站臺板。步序圖如圖2所示。磁器口車站三拱兩柱結(jié)構(gòu)的頂部有反彎現(xiàn)象，防水施工不利,但開挖施工比較容易控制,施工的風(fēng)險(xiǎn)性較小。圖5.6車站主體結(jié)構(gòu)橫斷面剖面圖（單位：mm）圖5.7車站施工步序圖5.4北京地鐵10號勁松站車站（洞樁法）北京地鐵10號線勁松站位于東三環(huán)勁松橋東側(cè)十字路口下，地面交通繁忙，車流、人流量大，路面交通車流量約800輛/h。周圍高樓林立，建筑物、結(jié)構(gòu)物眾多。地面下管線錯(cuò)綜復(fù)雜，有燃?xì)?、熱力、給水、雨污水、電力、電信等各種管線30余條，且多為20世紀(jì)80年代敷設(shè)的管線，年久失修。主體全長19116m，主體寬2017m，雙柱雙層3跨連拱結(jié)構(gòu)，覆土厚度9～10m，主體結(jié)構(gòu)有三分之二處于砂類土開挖。該車站采用洞樁法施工，車站上層開挖4個(gè)小導(dǎo)洞,在2邊導(dǎo)洞施工φ800鉆孔樁作為主體開挖圍護(hù)結(jié)構(gòu),樁頂施工冠梁,上層中間2導(dǎo)洞用于施工人工挖孔樁與下層2個(gè)導(dǎo)洞貫通后安裝<800鋼管柱,澆筑底、頂縱梁后形成梁柱體系,在冠梁與頂縱梁之間進(jìn)行上弧扣拱,形成了主體開挖支護(hù)體系。因此,該車站對地面沉降控制及開挖支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性要求非常嚴(yán)格,為保證絕對安全,在開挖過程中要求車站結(jié)構(gòu)及各種管線路必須做到“不陷、不塌、不裂、不斷”。北京地鐵勁松站在暗挖施工過程中,采用規(guī)范監(jiān)測手段,進(jìn)行信息化施工,減少了施工的盲目性,及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工過程中的異常并預(yù)警,保證了地鐵的安全施工,其社會效益和經(jīng)濟(jì)效益是非常明顯的,通過監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集為暗挖施工過程中的臨時(shí)支護(hù)的動態(tài)設(shè)計(jì)提供了充分的依據(jù),減少了不必要的投資。同時(shí),路面沉降控制在30mm以內(nèi),有效控制了周邊建筑、結(jié)構(gòu)物的安全,確保了路面交通的正常進(jìn)行,各種管線路無破裂、泄露、拉斷等現(xiàn)象。結(jié)構(gòu)安全可靠,證明該車站采用PBA工法施工及各支護(hù)參數(shù)是成功的。5.5廣州地鐵三號線林和西站（中柱+臺階+CRD法）5.5.1工程概況廣州地鐵三號線林和西站位于廣州市天河區(qū)林和西路與天河北路交匯處，沿林和西路布置,與天河北路垂直相交,呈南北向。站址位于廣州高級商貿(mào)區(qū)，兩側(cè)高樓林立,西北側(cè)為48層的廣東省國際貿(mào)易中心、市長大廈、正在建設(shè)中的耀中大廈商用樓，東北側(cè)為廣州市標(biāo)志性建筑———83層的中信廣場、東站廣場、薈雅苑,南側(cè)為天河體育中心及街心花園。車站周邊環(huán)境是廣州市的“亮點(diǎn)”,該地區(qū)的規(guī)劃已基本成型車站兩端為南北基坑,兩基坑通過雙聯(lián)拱隧道相連。雙聯(lián)拱隧道橫穿廣州市交通要道—天河北路，起止點(diǎn)里程為YDK1+539～YDK1+589.8,隧道全長50.8m。隧道斷面開挖尺寸為20.2m×9.37m,采用復(fù)合式襯砌,襯砌后斷面尺寸為18.3m×7隧道埋深7.5～8m,隧道上覆地層由上往下依次為人工填土層、沖積～洪積層、可塑或稍密殘積土層、硬塑和中密殘積土層、全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、強(qiáng)風(fēng)化巖層、中風(fēng)化巖石、微風(fēng)化巖石。隧道主要穿越可塑或稍密殘積土層和硬塑和中密殘積土層。地下水主要為第四系孔隙含水層和基巖裂隙水,不豐富,主要分布為人工雜填土層的地表水滲水及其余地層的基巖裂隙水。圖5.8雙聯(lián)拱隧道斷面圖5.5.2隧道開挖與施工工藝隧道施工過程中遵循“管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測”的原則,嚴(yán)格遵守“先下管,后注漿,再開挖,注漿一段,開挖一段,支護(hù)一段,封閉一段”的工序要求暗挖雙聯(lián)拱隧道開挖尺為20.2m×9.37m,分別由5個(gè)導(dǎo)洞進(jìn)行施工。每個(gè)導(dǎo)洞分為上、下兩個(gè)斷面開挖，每個(gè)斷每又分上、下臺階支護(hù)。按照中柱+臺階+CRD法施每循環(huán)的開挖進(jìn)尺根據(jù)設(shè)計(jì)要求或圍宕的實(shí)際隋況，控制在1.0m之內(nèi)，做到開挖和支護(hù)時(shí)時(shí)間盡可能短。開挖施土土序?yàn)?測量放線→小導(dǎo)管施工→開挖出渣→危石處理、初噴混凝土→切期支護(hù)→延伸風(fēng)水管→下一循環(huán)。雙聯(lián)隧洞平行開挖，先開挖初支中導(dǎo)洞及左右外側(cè)導(dǎo)洞的上斷面及下斷面→施作位于中導(dǎo)洞隧道軸線的底、頂縱梁、中柱及外側(cè)導(dǎo)洞二襯→中縱梁及柱達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度、對外側(cè)導(dǎo)洞二襯進(jìn)行換撐、開挖初支左右內(nèi)側(cè)導(dǎo)洞→二襯內(nèi)側(cè)導(dǎo)洞→施工站臺內(nèi)部結(jié)構(gòu)。雙聯(lián)拱隧道平行開挖襯砌順序示意圖見圖2。初期支護(hù)包括:噴混凝土、鎖腳錨管、掛鋼筋網(wǎng)、格柵鋼架和型鋼鋼拱架等。二次襯砌主要是模筑混凝土支護(hù)。圖5.9雙聯(lián)拱隧道平等開挖襯砌示意圖5.5.3隧道施工監(jiān)測（1）監(jiān)測項(xiàng)目①沿隧道軸線長度布設(shè)5個(gè)主斷面，各斷面縱向間距10m。②開挖后迅速安裝收斂樁并編號，初讀數(shù)在開挖后12h內(nèi)讀取，測點(diǎn)必須牢固可靠，易十識別并妥善保護(hù)。③地面沉降、拱頂下沉、凈空收斂、鋼架應(yīng)力等。（2）監(jiān)測方案①地面沉降監(jiān)測。在隧道中線上方，每隔10m設(shè)置一個(gè)觀測斷面，每一斷面設(shè)置20個(gè)觀測點(diǎn)，點(diǎn)與點(diǎn)之間相距2～4m，共設(shè)置5個(gè)斷面。地面沉降觀測點(diǎn)布置見圖4。②拱頂沉降監(jiān)測。隧道開挖初襯后，每孔隧道拱跨頂部何隔10～15m設(shè)置一個(gè)沉降觀測點(diǎn)（特殊地質(zhì)地段每5m設(shè)一個(gè)測點(diǎn)），測點(diǎn)埋設(shè)采用膨脹螺絲埋點(diǎn)。③水平收斂監(jiān)測。隧道水平收斂測點(diǎn)在正常地質(zhì)地段何10～15m一個(gè)斷每（遇特殊地質(zhì)地段每5m一個(gè)測點(diǎn)），測點(diǎn)埋設(shè)采用膨脹螺絲④鋼架應(yīng)力監(jiān)測。選擇3個(gè)主斷面，主斷面縱向間距15m,每孔布設(shè)1個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，布設(shè)鋼弦式應(yīng)變計(jì)。林和西站雙聯(lián)拱隧道順利貫通后的監(jiān)測結(jié)果為:路面最終累計(jì)沉降最大值140mm，頂拱最終累計(jì)最大沉降值80mm。常規(guī)監(jiān)測測點(diǎn)布置見圖3。隧道施工過程中，沒有因?yàn)樗淼朗┩炼鸬孛嫣旌颖甭方煌ㄖ袛?、管線破壞、建筑物破壞等事件發(fā)生，也沒有周邊居民投訴的現(xiàn)象出現(xiàn)。圖5.10常規(guī)監(jiān)測點(diǎn)布置圖5.6營口道站1號風(fēng)機(jī)房的施工（CRD法）5.6.1工程概況天津地鐵1號線采用暗挖法施工的風(fēng)道或出入口,多位于原墻子河改造回填土層中,土體十分松散,加之埋深淺,施工困難,其中尤以營口道車站1號風(fēng)機(jī)房施工難度最大。營口道車站位于南京路和赤峰道交叉口處,1號風(fēng)機(jī)房和風(fēng)道呈“L”形,即風(fēng)道先垂直再順南京路下方延伸到路邊風(fēng)井,覆土厚度1.0m～1.5m。其中聯(lián)絡(luò)洞長24m,寬度14.施工從工作豎井向下開挖,大斷面設(shè)型鋼初期支護(hù),分10部開挖,設(shè)計(jì)斷面如圖1所示。風(fēng)機(jī)房聯(lián)絡(luò)通道圍巖主要為粉質(zhì)粘土、粉土、粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粘土組成,巖體整體穩(wěn)定性很差，地卜水位高，施工采取中φ108大管棚超前支護(hù)，利用小導(dǎo)管注漿來對土體進(jìn)行預(yù)加固和堵水。圖5.11風(fēng)機(jī)房通道斷面開挖支護(hù)示意圖5.6.2施工方法①暗挖隧道拱部采用中φ108大管棚超前支護(hù)，管間距20cm，兩側(cè)邊墻采用φ42超前小導(dǎo)管注漿支護(hù)，間距15cm，L=3m，小導(dǎo)管外插角30°。掌子面采用φ42超前小導(dǎo)管注漿加固，L=3m，間距0.8m×0.8m，小導(dǎo)管梅花型布置，每循環(huán)之間搭接長度為L＝5m。小導(dǎo)管施工前掌子而噴射0.3m厚②隧道施工采用CRD法，分10步開挖，每步之間設(shè)中隔墻和臨時(shí)仰拱。施工中嚴(yán)格遵循“管超前、嚴(yán)注漿、短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測”的原則，及時(shí)架設(shè)鋼格柵，掛網(wǎng)噴射混凝土支護(hù)，盡早封閉成環(huán)，確保施工中的安全。開挖順序?yàn)橄?,3,7.5,9部，然后再2,4,8,6,10部；③采用信息化施工，加強(qiáng)監(jiān)控量測，對地表沉降、洞內(nèi)拱頂下沉、周邊收斂以及土體側(cè)壓力、鋼拱架內(nèi)力進(jìn)行觀測和反饋。根據(jù)量測結(jié)果及時(shí)調(diào)整支護(hù)參數(shù)。營口道站1號風(fēng)機(jī)房通道和北風(fēng)道暗挖開挖施工已經(jīng)順利完成，從計(jì)算結(jié)果和實(shí)測結(jié)果看隧道的拱頂下沉、收斂、支護(hù)結(jié)構(gòu)受力均在安全控制基準(zhǔn)范圍內(nèi)，證明了只要嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)和施工方案，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際，利用大管棚或者周邊小導(dǎo)管必要時(shí)輔以水平旋噴樁等手段作為超前支護(hù)，開挖前通過小導(dǎo)管注漿來對土體進(jìn)行預(yù)加固和堵水，采用CRD法等淺埋暗挖工法在大津地區(qū)開展地下工程的施工是完全可行的?？刂坪檬┕み^程中引起的地表下沉和對周邊環(huán)境及結(jié)構(gòu)物的影響，是淺埋暗挖法成敗的關(guān)鍵。因此，掌握施工過程中地表下沉的特性和規(guī)律是至關(guān)重要的。5.7北京地鐵和平里站至東直門站地下區(qū)間的施工（中洞法）5.7.1工程概況北京城市鐵路14標(biāo)段為北京地鐵13號線和平里站至東直門站之間的地下區(qū)間,線路總長1420.2m，其中暗挖段為1140.2m。暗挖隧道為雙連拱結(jié)構(gòu)，最大開挖寬度為12.05m開挖高度為7.397m。上覆地層依次為:人工填土層；粉細(xì)沙層；粘質(zhì)粉土粉質(zhì)粘土層、濕－飽和、硬塑；粉細(xì)砂層，稍密－中密，飽和；以下為粘土層5.7.2淺埋連拱隧道的施工難點(diǎn)淺埋連拱隧道施工時(shí)，圍巖變形復(fù)雜，不易控制，施工方法不當(dāng)可能對周圍環(huán)境及隧道質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響。中洞法施工城市淺埋連拱隧道主要技術(shù)難點(diǎn)為:（1）中洞法施工淺埋連拱隧道時(shí),圍巖需經(jīng)過多次擾動,變形多次疊加,易產(chǎn)生過大的地表變形。因此,城市中修建連拱隧道應(yīng)注意選擇合適的地層預(yù)加固方法及正確掌握施工工序顯得十分重要。（2）淺埋地層中,地質(zhì)條件差,通過不良地層時(shí)防止圍巖坍塌成為洞身開挖的關(guān)鍵,通過地面降水,洞內(nèi)注漿等輔助措施改良地層可保證施工安全。（3）中洞施工時(shí),結(jié)構(gòu)為狹長行,保證拱腰處的支護(hù)體系能夠及時(shí)提供足夠的承載力,確保支護(hù)體系的穩(wěn)定,從而保證整個(gè)隧道的安全。（4）連拱隧道施工時(shí),由于地下水的原因引起的問題較多,對隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和隧道施工的影響較大,襯砌接頭部位的滲漏水問題亦不易解決。5.7.3確定施工方案的原則（1）通過地表降水及加強(qiáng)超前注漿等手段，確保地層預(yù)加固的效果，提高圍巖的C、φ值，增強(qiáng)圍巖的強(qiáng)度，保證施工安全及減小地層位移量。（2）為確保支護(hù)體系的穩(wěn)定,開挖后及時(shí)施作仰拱,盡快封閉圍巖。（3）對于對地表沉降量敏感的地段,可采取地面動態(tài)注漿的手段,依據(jù)監(jiān)測結(jié)果,動態(tài)調(diào)整敏感段的沉降量，使整個(gè)地段地表沉降處于可控狀態(tài)，保證整個(gè)地段處于安全狀態(tài)。（4）加強(qiáng)防水施工,“以防、堵、排相結(jié)合”的原則，達(dá)到排水通暢，防水可靠，經(jīng)濟(jì)合理，不留后患的目的。5.7.4施工方案本工程采用中洞法施工,施工流程見圖1。施工前先進(jìn)行降水作業(yè),疏干隧道施工區(qū)域地下水,達(dá)到無水作業(yè)條件。施工流程圖1所示:（1）隧道開挖時(shí)先進(jìn)行中洞施工，每循環(huán)施工前先施作超前小導(dǎo)管預(yù)注漿加固隧道前方地層。施工降水達(dá)到效果后，進(jìn)行圖中①、②步施工，分臺階開挖中洞隧道，進(jìn)行中洞初期支護(hù)。（2）中洞貫通后，進(jìn)行③步施工，分段拆除臨時(shí)仰拱，進(jìn)行中隔墻二襯施工。圖5.12中洞法施工流程（3）中隔墻達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，進(jìn)行④、⑤步施工，中隔墻超前，分臺階開挖側(cè)洞。施作側(cè)洞初期支護(hù)。（4）側(cè)洞貫通后，進(jìn)行⑥步施工，分段拆除中洞初支，進(jìn)行側(cè)洞二襯施工。5.7.5地表跟蹤注漿加固重要建筑物目的：對于隧道開挖影響范圍內(nèi)的重要建筑物，采用動態(tài)注漿的方法，控制和調(diào)整建筑物的不均勻沉降量，以防止建筑物因不均勻沉降而產(chǎn)生破壞。工藝流程：管線探測→定孔位→鉆孔→制漿→壓漿→提升→壓漿→壓漿結(jié)束→移至新孔位。（1）跟蹤注漿分兩步實(shí)現(xiàn)：首先施工前預(yù)注漿固結(jié)基底土層；其次施工中根據(jù)監(jiān)測結(jié)果實(shí)施深孔注漿控制和調(diào)節(jié)建筑物沉降量。（2）注漿材料:采用無收縮漿液水泥+水玻璃+凝固劑（3）注漿參數(shù)：注漿壓力0.3～0.6MPa，擴(kuò)散半徑250mm，咬合10mm，孔隙率0.5，有效注漿系數(shù)0.6，漿液損耗系數(shù)1.35。（4）根據(jù)監(jiān)控量測結(jié)果，判斷是否結(jié)束注漿，當(dāng)建筑物沉降恢復(fù)至原位后即可停止注漿。5.7.6防排水施工連拱隧道防排水施工錯(cuò)雜于中墻、初支、二襯等分項(xiàng)工程中，工序繁雜、周期長、本隧道地下水源豐富，防排水施工成為工程的一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)。本隧道結(jié)構(gòu)防水設(shè)計(jì)遵循“以防為主、防排結(jié)合、剛?cè)峤Y(jié)合、因地制宜、綜合治理”的原則。防水施工工藝：初支背后注漿→基面處理、檢查→施作聚合物砂漿防水層→施作4mm厚PE襯墊→施作1.2mm厚ECB合成樹脂高分子卷材→施作二襯防水混凝土→二襯頂部回填注漿由于本工程工藝復(fù)雜，為確保區(qū)間無滲漏，在防水層和二襯之間設(shè)置排水系統(tǒng)。排水盲管應(yīng)緊貼防水板內(nèi)表面，并按要求固定。結(jié)構(gòu)變形縫防水采用埋入式橡膠止水帶，在結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)(背水面)預(yù)留300×30的凹槽，待變形縫兩側(cè)的混凝土澆注完并養(yǎng)護(hù)完畢后，在縫內(nèi)用雙組分聚硫橡膠密封膏嵌縫，在凹槽內(nèi)固定1mm厚鋼板做成“U”型接水盒，然后再用聚合物水泥砂漿把凹槽填實(shí)抹平。如圖2所示隧道結(jié)構(gòu)防水施工步驟：①導(dǎo)洞拱頂初支背后回填注漿填充空隙：②用聚合物水泥砂漿將導(dǎo)洞頂板抹平壓實(shí)，涂刷2mm厚聚灰漿，沿導(dǎo)洞縱向固定1mm厚、800mm寬鋼板頂縱梁各一道，涂刷聚灰漿的基面干燥后，刷冷底子油，在頂板上粘貼SBS改性瀝青防水卷材，粘貼泡沫塑料保護(hù)卷材；③施工中墻；④破處導(dǎo)洞，施作左右洞頂部的閉孔泡沫塑料襯墊，將SBS卷材和鋼板彎起緊貼噴射混凝土基面；SBS卷材與1.2mm厚ECB卷材熱焊過渡并固定在塑料襯墊上;然后施作測洞夾層防水；⑤施工二次模注混凝土前,在施工縫位置埋設(shè)橡膠止水條。圖5.13隧道結(jié)構(gòu)防水施工步驟圖5.8北京地鐵十號線光華路站中洞施工實(shí)例5.8.1工程概況光華路位于東三環(huán)路與規(guī)劃商務(wù)中心街交叉口,為單跨三洞地下局部雙層分離島式車站,中間為雙層結(jié)構(gòu),兩側(cè)站臺為單層結(jié)構(gòu),三洞間以通道相連,車站的主體為南北向布置,起點(diǎn)里程為K20+526.084,終點(diǎn)里程為K20+695.284。車站總長169.2m,總寬度46.7m,中間洞寬14.4m,兩側(cè)洞寬10.81m。單側(cè)站臺寬度4.5m,線間距40m。車站共設(shè)東南、東北、西北、西南四個(gè)出入口,兩個(gè)風(fēng)井和風(fēng)道分別位于車站南北兩端。車站結(jié)構(gòu)剖面圖如圖1所示。中洞為雙層結(jié)構(gòu),覆土厚度為7.4m,采用洞樁法施工5.8.2主要施工方法和技術(shù)措施光華路車站主體中洞為單跨雙層結(jié)構(gòu)，采用洞樁法施工。首先施作兩側(cè)小導(dǎo)洞，小導(dǎo)洞開挖尺寸寬×高為5600mm×6400mm，初支厚度為300mm。再在小導(dǎo)洞內(nèi)施作Φ800@1200的鉆孔灌注樁，樁頂設(shè)1600mm×1650mm的縱梁，然后施作中洞拱部初支和二襯，在中洞拱部結(jié)構(gòu)的支護(hù)下向下開挖土方，逐層架設(shè)水平施工橫撐，直到結(jié)構(gòu)底板，然后再由下至上逐層拆除橫撐施作二襯底板和邊墻。（1）導(dǎo)洞內(nèi)灌注樁施工中洞圍護(hù)樁樁徑為Φ800mm，間距1200mm，樁長22.5m，錨入車站底板下13.83m，樁身混凝土標(biāo)號為C30，共計(jì)240個(gè)樁。圍護(hù)樁需在中洞兩側(cè)導(dǎo)洞內(nèi)進(jìn)行施工，導(dǎo)洞凈高5.80m，凈寬5.00m，樁位在導(dǎo)洞底板靠邊墻側(cè)，操作凈高度約為5m左右。鉆孔樁施工需在中洞導(dǎo)洞初支結(jié)構(gòu)施工驗(yàn)收后進(jìn)行，由于施工場地條件的限制，鉆進(jìn)和運(yùn)輸都存在相當(dāng)難度。由于東南豎井進(jìn)場較晚，南端橫通道尚未施工，只能從北端橫通道施工鉆孔樁，為避免鉆機(jī)間施工的相互干擾，將鉆孔樁分為4組，每臺鉆機(jī)施工1組，即60根樁。鉆孔樁施工采用改型反循環(huán)鉆機(jī)，每個(gè)導(dǎo)洞安排兩臺鉆機(jī)，按由內(nèi)向外跳二鉆一順序施工，從就近風(fēng)道出渣運(yùn)輸，兩端風(fēng)道導(dǎo)洞內(nèi)設(shè)泥漿沉淀池，廢漿經(jīng)就近風(fēng)道運(yùn)出。（2）縱梁施工鉆孔灌注樁施作完成后，鑿除樁頭，進(jìn)行樁頂縱梁施作，縱梁長143.8m，截面尺寸寬×高為1600m×1650m，采用C30商品混凝土。每個(gè)縱梁分五段施工，各段長度30m左右，鉆孔灌注樁樁頂清理、樁身質(zhì)量檢查、鋼筋綁扎、模板和支撐的安裝及混凝土澆筑等工序的施工采用流水作業(yè)，加快工程進(jìn)度。出入口段應(yīng)先將縱梁下部的鉆孔樁接高至梁底標(biāo)高位置后再施工縱梁。縱梁模板及支撐采用組合鋼模板＋方木支撐體系，應(yīng)保證鋼模板及支撐體系的剛度和強(qiáng)度。混凝土澆筑采用泵送C30商品混凝土，插入式振搗棒振搗。（3）扣拱施工在中洞扣拱施工中,先施作導(dǎo)洞內(nèi)初支結(jié)構(gòu),再開挖兩個(gè)導(dǎo)洞之間拱部土方,施作導(dǎo)洞之間的拱部初支,中洞拱部連為一體,共同受力。施工中格柵鋼架的連接處理的好壞,直接影響格柵安裝的精度以及初期支護(hù)的機(jī)構(gòu)質(zhì)量,是洞樁法施工中的關(guān)鍵問題。下面對施工中格柵拱架連接主要的幾個(gè)問題及相應(yīng)的施工措施加以說明。1)拱腳處連接。施工中首先在縱梁上預(yù)埋地腳螺栓和鋼板，小導(dǎo)洞內(nèi)格柵連接板與縱梁上預(yù)埋的地腳螺栓直接連接，同時(shí)與預(yù)留鋼板焊接，地腳螺栓錨固長度不小于35d。2)小導(dǎo)洞內(nèi)格柵和小導(dǎo)洞之間格柵的連接。在小導(dǎo)洞內(nèi)超前2m～4m破除導(dǎo)洞與拱部格柵連接處的混凝土，割除下部導(dǎo)洞格柵，將小導(dǎo)洞之間的初支格柵與切割后的導(dǎo)洞格柵直接連為一體，施工中預(yù)埋注漿管，噴混凝土后及時(shí)背后注漿。3)拱頂格柵連接及下部土方開挖施工。兩個(gè)導(dǎo)洞之間初支結(jié)構(gòu)凈寬度為9.063m，弧長為9.615m。結(jié)構(gòu)拱部處于粉細(xì)砂層中，開挖易引起塌方，因此初支格柵采用3段，使格柵連接點(diǎn)偏移拱頂，避免拱頂變形過大。同時(shí)施工中分三部分開挖，先開挖兩側(cè)土方，安裝鋼格柵噴射混凝土后再開挖中部土方，安裝鋼格柵噴射混凝土封閉上拱。為控制地表沉降，開挖施工中留置核心土。（4）大管棚超前加固施工由于車站主體結(jié)構(gòu)中洞位于東三環(huán)道路中心下面，中洞長148.2m，從北向南為下坡，坡度為2‰，上覆土只有7.4m，地面交通繁忙，車流密度較大，而且地下管線密布，為減小地表沉降，保證地下管線和地面交通安全，在車站中洞洞樁法施工中采取大管棚施工和小導(dǎo)管注漿聯(lián)合超前支護(hù)方法。大管棚施工兩側(cè)對打，每側(cè)管棚長度77.5m，設(shè)在拱部60°范圍內(nèi)，每側(cè)33根。管棚采用Φ159×8mm無縫鋼管，環(huán)向間距300mm，開口處每根管棚中心距中洞拱部初支結(jié)構(gòu)外皮輪廓線250mm，縱向搭接5m，管內(nèi)填充水泥砂漿。（5）橫撐施工中洞開挖過程中，在中洞拱腳處會產(chǎn)生很大的水平力，使拱腳產(chǎn)生水平位移，施工中若不采取相應(yīng)措施，中洞拱部會因拱腳水平位移過大而失穩(wěn)，或引起地表沉降過大。針對這種情況，在兩側(cè)拱頂縱梁之間設(shè)置拉桿并預(yù)加拉力，即施工中的第一道橫撐。橫撐采用的是Φ600的鋼管，長13m，水平間距為3.0m。第一道橫撐位于縱梁處，兩端需與縱梁施工時(shí)預(yù)埋螺栓連接。施工時(shí)，橫撐兩端鋼板與梁內(nèi)預(yù)留鋼板沿周邊焊接在一起，以保證橫撐的抗拉強(qiáng)度。之后的第二道、第三道格柵設(shè)置方法相同。施工中對初期支護(hù)進(jìn)行監(jiān)控測量,及時(shí)調(diào)整橫撐預(yù)應(yīng)力值,以控制變形和地表沉降。1）在洞樁法施工中，前后施工環(huán)節(jié)都相互影響，這種聯(lián)系是由預(yù)埋件來實(shí)現(xiàn)的，預(yù)埋件的準(zhǔn)確定位直接影響洞