浅埋暗挖隧道地层沉降控制课件.ppt

1、浅埋暗挖隧道地层沉降控制浅埋暗挖隧道地层沉降控制及施工安全控制及施工安全控制一、浅埋暗挖法的机理一、浅埋暗挖法的机理二、浅埋暗挖隧道建造程序二、浅埋暗挖隧道建造程序三、浅埋暗挖法的施工工法介绍三、浅埋暗挖法的施工工法介绍四、沉降原因分析及控制措施四、沉降原因分析及控制措施五、施工安全控制措施五、施工安全控制措施一、浅埋暗挖法的机理一、浅埋暗挖法的机理(一）、浅埋暗挖隧道原理及特点一）、浅埋暗挖隧道原理及特点浅埋暗挖法的机理浅埋暗挖法的机理 浅埋暗挖工法是依据新奥法的基本原理，施工中采用多种浅埋暗挖工法是依据新奥法的基本原理，施工中采用多种辅助措施加固围岩，充分利用围岩的自承能力，开挖后及时支辅

2、助措施加固围岩，充分利用围岩的自承能力，开挖后及时支护、封闭成环，有效地控制围岩过大变形的一种综合配套施工护、封闭成环，有效地控制围岩过大变形的一种综合配套施工技术。技术。浅埋暗挖法理论源于新奥法，但强调预支护，及时支护。浅埋暗挖法理论源于新奥法，但强调预支护，及时支护。十八字方针十八字方针“管超前，严注浆，短开挖，强支护，快封闭管超前，严注浆，短开挖，强支护，快封闭，勤量测，勤量测”是浅埋暗挖工法的精髓。是浅埋暗挖工法的精髓。（二）、暗挖的一些术语（二）、暗挖的一些术语 浅埋暗挖法的机理浅埋暗挖法的机理（二）、暗挖的一些术语（二）、暗挖的一些术语 浅埋暗挖法的机理浅埋暗挖法的机理1 1、一是

3、掌子面能够自稳、一是掌子面能够自稳 如不能自稳创造条件自稳如不能自稳创造条件自稳冷冻、注浆加固、水平旋喷等措施。冷冻、注浆加固、水平旋喷等措施。（三）、浅埋暗挖法的适用的基本条件（三）、浅埋暗挖法的适用的基本条件:2 2、二是无水、二是无水 如有水则采用地表降水、止水或少量在洞内堵排水。如有水则采用地表降水、止水或少量在洞内堵排水。浅埋暗挖法的机理浅埋暗挖法的机理二、浅埋暗挖隧道建造程序二、浅埋暗挖隧道建造程序二二.暗挖隧道建造程序暗挖隧道建造程序三、浅埋暗挖法的施工工法介绍三、浅埋暗挖法的施工工法介绍（一）、施工工法（一）、施工工法三三.浅埋暗挖法的施工工法介绍浅埋暗挖法的施工工法介绍 全全

4、 断断 面面 法法-、级围岩级围岩 台台 阶阶 法法跨度小于跨度小于6 6米米 临时仰拱法临时仰拱法高度大于高度大于5 5米或沉降要求高米或沉降要求高 “CD”CD”工工 法法-（中隔墙法）（中隔墙法）-跨度跨度6-126-12米米 “CRD”CRD”工法（交叉中隔墙法）工法（交叉中隔墙法）-跨度跨度6-126-12米，高度大于米，高度大于5 5米米。“眼镜工法眼镜工法”-跨度跨度12-1512-15米，高度小于米，高度小于6 6米米大跨或双跨、三跨断面：大跨或双跨、三跨断面：中中 洞洞 法法 侧侧 洞洞 法法 柱柱 洞洞 法法单跨断面：单跨断面：1122213321张自忠单层车站侧洞法施工步

5、序图张自忠单层车站侧洞法施工步序图214343215214334521352164134625214343215214334521352164134625214343215214334521352164134625 中洞法可适用于双连拱或三连拱隧道，采用先施作中墙混凝土，后开挖中洞法可适用于双连拱或三连拱隧道，采用先施作中墙混凝土，后开挖两侧的施工方法。施工时应符合下列规定：两侧的施工方法。施工时应符合下列规定：1 1、中洞开挖后，、中洞开挖后，及时施工中墙混凝土，及时施工中墙混凝土，达到设计强度后方可拆达到设计强度后方可拆模，并应进行临时横向模，并应进行临时横向支撑；支撑；2 2、施工中应注

6、意力、施工中应注意力的转换，两侧应均衡开的转换，两侧应均衡开挖，并应设置临时横向挖，并应设置临时横向支撑；支撑；站车中线采用中洞法施工中洞区中洞区中洞区中洞区底纵梁钢管柱顶纵梁侧洞V区侧洞区侧洞区侧洞区蒲黄榆采用中洞法施工步序蒲黄榆采用中洞法施工步序站车中线六 步：1、仰 拱2、边 墙3、中 板4、上边墙5、拱 部6、站台板及填充层仰拱下边墙中板及中纵梁上边墙拱部蒲黄榆采用中洞法施工步序蒲黄榆采用中洞法施工步序CDCD法可适用于法可适用于VI-VVI-V级围岩的浅埋隧道，施工要求：级围岩的浅埋隧道，施工要求：1 1、中隔墙开挖时，应沿一侧自上而下分为二或三部进行，每开挖、中隔墙开挖时，应沿一侧

7、自上而下分为二或三部进行，每开挖 一步均应施作中隔壁，底部应设临时仰拱，中隔壁墙依次分布一步均应施作中隔壁，底部应设临时仰拱，中隔壁墙依次分布 联结而成，之后再开挖中隔墙的另一侧；联结而成，之后再开挖中隔墙的另一侧；2 2、后一侧开挖应全断面及时封闭；、后一侧开挖应全断面及时封闭；“CRD”CRD”工法就是交叉中隔墙法，可适用于工法就是交叉中隔墙法，可适用于IV-VIIV-VI级围岩浅埋的级围岩浅埋的双线或多线隧道。双线或多线隧道。有如下特点：有如下特点：自上而下，交叉进行；设置临时仰拱，步步成环；自上而下，交叉进行；设置临时仰拱，步步成环；、柱洞法、柱洞法 有时有时,几种工法要联合使用几种工

8、法要联合使用,如西四主体暗挖如西四主体暗挖:大的方大的方面采用侧洞法面采用侧洞法,而每一侧洞而每一侧洞,又采用又采用CRDCRD法。法。65423165423178910断面总宽断面总宽23.65m，高，高15.5 m，长，长53m；原始地面元大都下水道轨面中线线左轨面中线线右轨面中线线轨面中线线（二）、辅助工法（二）、辅助工法三三.浅埋暗挖法的施工工法介绍浅埋暗挖法的施工工法介绍2 2、稳定掌子面的辅助工法：、稳定掌子面的辅助工法：全断面注浆全断面注浆 水平水平 旋旋 喷喷 冻冻 结结 法法3 3、处理水的辅助工法、处理水的辅助工法-地面降水；洞内降水；堵水地面降水；洞内降水；堵水1 1、超

9、前支护的辅助工法、超前支护的辅助工法 大管棚大管棚 小导管小导管 管管 幕幕四、沉降原因分析及控制措施四、沉降原因分析及控制措施1 1、地层土体特性、地层土体特性隧道开挖后能形成自然拱的，对地表沉降量的影响隧道开挖后能形成自然拱的，对地表沉降量的影响就小一些，反之即大一些。就小一些，反之即大一些。2 2、地下水、地下水隧道开挖后易造成地下水因压力差的存在不断渗出，形成多条渗隧道开挖后易造成地下水因压力差的存在不断渗出，形成多条渗水通道，使地层持续失水，土层空隙及节理裂隙固结收缩，引起地层水通道，使地层持续失水，土层空隙及节理裂隙固结收缩，引起地层沉降。沉降。3 3、地层应力释放地层应力释放 对

10、多孔介质土且具潜在坍滑面的地层，随地表下沉，地层应力的释对多孔介质土且具潜在坍滑面的地层，随地表下沉，地层应力的释放，坍滑面会渐次产生，伴随着的就是地表的大范围下沉，控制地层应放，坍滑面会渐次产生，伴随着的就是地表的大范围下沉，控制地层应力释放度可以减少下沉量及波及的范围。力释放度可以减少下沉量及波及的范围。（一）、地层沉降变形的主要因素（一）、地层沉降变形的主要因素四、沉降原因分析及控制措施四、沉降原因分析及控制措施4 4、施工方法、施工方法 对城市地铁隧道常用的施工方法而言，台阶法是对地表下沉影响最对城市地铁隧道常用的施工方法而言，台阶法是对地表下沉影响最为严重的一种施工方法（其较为严重的

11、一种施工方法（其较CRDCRD法引起的地表沉降量增大一倍），但因法引起的地表沉降量增大一倍），但因其操作简单，造价低，只要措施得当，一般可满足地表沉降的要求。因其操作简单，造价低，只要措施得当，一般可满足地表沉降的要求。因此国内外对区间单线隧道，采用台阶法的较多。但台阶法也多种多样，此国内外对区间单线隧道，采用台阶法的较多。但台阶法也多种多样，需根据不同的断面形式及地层条件谨慎选取。需根据不同的断面形式及地层条件谨慎选取。5 5、开挖进尺开挖进尺 开挖进尺的大小实质上是工作面无支护空间的大小，进开挖进尺的大小实质上是工作面无支护空间的大小，进尺短有利于控制沉降，但影响施工速度尺短有利于控制沉降

12、，但影响施工速度6 6、施工速度、施工速度 施工速度越快，表明隧道开挖面暴露的时间就会越短，产生沉降的时施工速度越快，表明隧道开挖面暴露的时间就会越短，产生沉降的时间也短，因而产生的沉降量也就会越小；间也短，因而产生的沉降量也就会越小；（一）、地层沉降变形的主要因素（一）、地层沉降变形的主要因素四、沉降原因分析及控制措施四、沉降原因分析及控制措施 2 2、适度排放地下水适度排放地下水 对于砂层、砾砂等特殊地层，过度抽排地下水，会使上覆土层超固对于砂层、砾砂等特殊地层，过度抽排地下水，会使上覆土层超固结，从而引起地表沉降。因此，在能保证工作面稳定正常开挖的条件下结，从而引起地表沉降。因此，在能保

13、证工作面稳定正常开挖的条件下，应尽量减少或限制地下水的抽排，可根据情况采取止水措施。，应尽量减少或限制地下水的抽排，可根据情况采取止水措施。1 1、改良土体、超前预加固、改良土体、超前预加固-静压流浆、旋喷桩等静压流浆、旋喷桩等（二）、控制地表变形沉降的主要对策（二）、控制地表变形沉降的主要对策 3 3、根据地层条件选择合适的施工方法、根据地层条件选择合适的施工方法 开挖洞室能及早封闭成环的方法，对控制沉降有利。开挖洞室能及早封闭成环的方法，对控制沉降有利。4 4、拉开左右线隧道的开挖距离、拉开左右线隧道的开挖距离 在线间距一定的情况下，增大两隧道开挖面的相对距离可以减少其在线间距一定的情况下

14、，增大两隧道开挖面的相对距离可以减少其相互作用的叠加；相互作用的叠加；四、沉降原因分析及控制措施四、沉降原因分析及控制措施6 6、严格遵循、严格遵循“十八字十八字”原则原则“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”。管超前：管超前：对围岩进行小导管超前支护，必要时采用大管棚。对围岩进行小导管超前支护，必要时采用大管棚。严注浆：严注浆：及时进行小导管注浆、背后回填土浆，并注重注浆的效果，及时进行小导管注浆、背后回填土浆，并注重注浆的效果，对于注浆量、时间（时机）、顺序、材料及配合比等都要对于注浆量、时间（时机）、顺序、材料及配合比等都要 结合

15、实际情况严格控制。结合实际情况严格控制。（二）、控制地表变形沉降的主要对策（二）、控制地表变形沉降的主要对策 5 5、提高施工效率、提高施工效率 施工效率的提高，意味着各工序施工时间的缩短，地层应力的释放施工效率的提高，意味着各工序施工时间的缩短，地层应力的释放就能得到有效控制，地层内部的变位调整也将减小。就能得到有效控制，地层内部的变位调整也将减小。四、沉降原因分析及控制措施四、沉降原因分析及控制措施快封闭：快封闭：初期支护尽可能尽快的封闭成环，不仅是全断面及早封闭，初期支护尽可能尽快的封闭成环，不仅是全断面及早封闭，还在于每一个分部开挖面也要尽快封闭。还在于每一个分部开挖面也要尽快封闭。勤

16、量测：勤量测：地层变形检测，隧道内的检测的密度尽可能大，以便及时掌地层变形检测，隧道内的检测的密度尽可能大，以便及时掌 握变形情况，采取措施控制变形量。握变形情况，采取措施控制变形量。强支护：强支护：初期支护要及时，要保证足够的刚度与强度，初期支护要及时，要保证足够的刚度与强度，并且与围岩变形并且与围岩变形 的速度相适应，掌握好支护施作时间、施作程度的的速度相适应，掌握好支护施作时间、施作程度的“火候火候”。短开挖：短开挖：要控制循环进尺，少扰动地层，保证开挖的范围尽可能小，要控制循环进尺，少扰动地层，保证开挖的范围尽可能小，必要时留核心土。必要时留核心土。（二）、控制地表变形沉降的主要对策（

17、二）、控制地表变形沉降的主要对策四、沉降原因分析及控制措施四、沉降原因分析及控制措施五、施工安全控制措施五、施工安全控制措施1 1、竖井的安全、竖井的安全五、暗挖施工安全控制措施五、暗挖施工安全控制措施（1 1）、暗挖进洞前，最好是）、暗挖进洞前，最好是竖井的二衬施工完成后（或者竖井的二衬施工完成后（或者施工完成竖井底板），然后进施工完成竖井底板），然后进行暗挖施工，这样，安全等级行暗挖施工，这样，安全等级将大大提高。将大大提高。（2 2）、上下人梯不得以受）、上下人梯不得以受力横撑作为支点。力横撑作为支点。（3 3）、开马头，不得随意）、开马头，不得随意拆除横撑或腰梁。拆除横撑或腰梁。2 2

18、、暗挖马头门的开设安全、暗挖马头门的开设安全五、暗挖施工安全控制措施五、暗挖施工安全控制措施（1 1）、同一竖井有多个马头门，要分别开设；避免同时开。）、同一竖井有多个马头门，要分别开设；避免同时开。（2 2）、马头门要设环梁，必要时，对马头门上拱周围）、马头门要设环梁，必要时，对马头门上拱周围土体进行加固。土体进行加固。3 3、隧道内施工时，安全检控重点、隧道内施工时，安全检控重点（1 1）台阶法开挖隧道，在上半部开挖并安设格栅后，）台阶法开挖隧道，在上半部开挖并安设格栅后，最好设锁角锚管，并注浆，以防拱架下沉最好设锁角锚管，并注浆，以防拱架下沉（2 2）小导管注浆时，要观察掌子面情况，必要

19、时，封闭）小导管注浆时，要观察掌子面情况，必要时，封闭掌子面，防止从掌子面流浆，从而使掌子面失稳。掌子面，防止从掌子面流浆，从而使掌子面失稳。（3 3）、提高施工效率：达到开挖要快、封闭要快、注浆也要快，）、提高施工效率：达到开挖要快、封闭要快、注浆也要快，保证每步从开挖到初衬完成使用的时间尽可能短，一般保证每步从开挖到初衬完成使用的时间尽可能短，一般 在在4 4小时以内完成（主要是工序衔接更要快）。小时以内完成（主要是工序衔接更要快）。五、暗挖施工安全控制措施五、暗挖施工安全控制措施（4 4）、相邻洞错开开挖，米以上为好，但现在常控制在）、相邻洞错开开挖，米以上为好，但现在常控制在1515米

20、以上。米以上。（5 5）、确对保证掌子面稳定）、确对保证掌子面稳定（盾构为保持需盾构为保持需10002500T10002500T的推力），的推力），采用上下台阶法；留核心土法，及时锚喷封闭面法等。采用上下台阶法；留核心土法，及时锚喷封闭面法等。（6 6）、保证喷射砼的质量（多做实验确定）；）、保证喷射砼的质量（多做实验确定）；（7 7）、格栅质量：加工质量；安装质量（接头处，栓接和焊接结合）、格栅质量：加工质量；安装质量（接头处，栓接和焊接结合 使用，要明白，初衬受全部围岩压力，二衬是装饰和耐久。使用，要明白，初衬受全部围岩压力，二衬是装饰和耐久。（1010）、）、CDCD或或CRDCRD法施

21、工的大断面隧道法施工的大断面隧道,二衬施工采用跳仓法和临二衬施工采用跳仓法和临 时换撑法相结合较好时换撑法相结合较好,能保证一次拆能保证一次拆9 9米左右，方便施工。米左右，方便施工。（8 8）、遇水必处理：止水、引水，必要时，封闭掌子面，严防、）、遇水必处理：止水、引水，必要时，封闭掌子面，严防、流砂和涌水。流砂和涌水。（9 9）、不得随意在中隔壁上开洞，如必需，则要有补强措施。）、不得随意在中隔壁上开洞，如必需，则要有补强措施。（1111）、准备应急材料：如）、准备应急材料：如加气砼、架子管、木板、装土袋加气砼、架子管、木板、装土袋。（1212）、每步施工中间不易停。暂停施工，要封闭成环，

22、根据计）、每步施工中间不易停。暂停施工，要封闭成环，根据计 算压算压力锚喷封闭掌子面。力锚喷封闭掌子面。（1313）、建议成立保障组：送饭、保证设备完好，材料运到现场等。）、建议成立保障组：送饭、保证设备完好，材料运到现场等。五、暗挖施工安全控制措施五、暗挖施工安全控制措施4 4、暗挖隧道上方地面安全、暗挖隧道上方地面安全五、暗挖施工安全控制措施五、暗挖施工安全控制措施（1 1）、对地面建筑物要加强检测，重点关注差异沉降。）、对地面建筑物要加强检测，重点关注差异沉降。（2 2）、最有危害的几种管线：煤气、雨污水、供水主干道（承插）、最有危害的几种管线：煤气、雨污水、供水主干道（承插 式），式），如土质较差，则要对这些管线周围土体进行改良。如土质较差，则要对这些管线周围土体进行改良。谢谢 谢谢 各位同事、领导！各位同事、领导！亦庄线暗挖竖井上下台阶法施工照片格栅结点连接