1、地铁暗挖施工技术交流地铁暗挖施工技术交流北京中铁隧建筑有限公司北京中铁隧建筑有限公司 贾喜涛贾喜涛20132013年年0707月月1.1.浅埋地下工程基本概念浅埋地下工程基本概念(1)浅埋隧道定义 铁路隧道:对于单线或双线隧道洞顶埋深小于:V I级围岩3540m、V级围岩1825m、IV级围岩1014m、III级围岩57m,为浅埋隧道。城市地铁:覆跨比H/D 在0.6 1.5 时为浅埋,H/D小于0.6时为超浅埋。（不同文献有不同的分类法）(2)浅埋隧道特点 最大的特点是埋深浅,施工过程中由于地层损失而引起地面移动明显,对周边环境的影响较大。因此对开挖、支护、衬砌、排水、注浆等方法提出更高要求
2、,施工难度增加。(3)浅埋地下工程的施工方法 主要包括:明挖法(盖挖法)、盾构法、浅埋暗挖法。2、浅埋暗挖法基本原理浅埋暗挖法基本原理 (1)浅埋暗挖法名称的确定 在小导管超前支护技术、格栅拱架制造技术、正台阶环形开挖留核心土方法、监控量测技术等基础上,在软弱地层必须快速施工的理念,突出时空效应对防塌的重要作用,先后在军都山黄土隧道、北京地铁复兴门折返线、复八线、西单车站采用浅埋暗挖技术取得了巨大成功的基础上。1987年8月,北京市科委与铁道部科技司共同组织鉴定会,对浅埋暗挖技术进行评价,会上确定取名为“浅埋暗挖法”,适用范围:各种软弱地层的地下工程设计与施工。浅埋暗挖法又经过十几年的广泛应用
3、,形成了一套完整的配套技术,被评为国家级工法,并正式提出“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”十八字方针。(2)浅埋暗挖法施工原理浅埋暗挖法沿用了新奥法的基本原理:采用复合衬砌,初期支护承担全部基本荷载,二衬作为安全储备,初支、二衬共同承担特殊荷载;采用多种辅助工法,超前支护,改善加固围岩,调动部分围岩自承能力;采用不同开挖方法及时支护封闭成环,使其与围岩共同作用形成联合支护体系;采用信息化设计与施工。3、浅埋暗挖法施工原则浅埋暗挖法施工原则 根据地层情况、地面建筑物特点及机械配备情况,选择对地层扰动小、经济、快速的开挖方法。若断面大或地层较差;可采用经济合理的辅助工法和相应的分部
4、台阶开挖法;若断面小或地层较好,可用全断面开挖法。应重视辅助工法的选择,当地层较差、开挖面不能自稳时,采取辅助施工措施后,仍应优先采用大断面开挖法。应选择能适应不同地层和不同断面的开挖、通风、喷锚、装运、防水、二衬作业的配套机具,为快速施工创造条件,设备投入量一般不少于工程造价的10%。施工过程的监控量测与反馈非常重要,必须作为重要的工序。工序安排要突出及时性,地层差时,应严格执行十八字方针。提高作业工人素质,组织综合工班进行作业,以提高质量和速度。应加强通风,洞内外都要处理好施工、人员、环境三者的关系。应采用网络技术进行工序时间调整,进行进度、安全、机械、监测、质量、材料、环境管理。（9）拓
5、宽浅埋暗挖法在有水、不稳定地层中应用时，要采用以注浆堵水为主，以降水为辅的原则。采用劈裂注浆加固和堵住80的水源，降掉20的少量裂隙水，以达到减少地表下沉的目的。（10）选择适宜的辅助施工工法常用的有：环形开挖留核心土、喷射混凝土封闭开挖工作面、超前锚杆或超前小导管支护、超前小导管周边注浆支护、设置上台阶临时仰拱、跟踪注浆加固地层、水平旋喷超前支护、洞内真空泵降水、洞内超前降排水、洞外深井泵降水、地面高压旋喷加固、先注浆后冻结法。（11）大跨施工应选择变大跨为下跨的施工方法，如CD法、双CD法、柱洞法、中洞法、侧洞法等。（12）长管棚的直径要和地层刚度相匹配，当超过150mm时，对控制地表下沉
6、作用很小。（13）隧道宜近不宜联，双联拱、多联拱结构尽量少用。3 3、浅埋暗挖施工方法的比较浅埋暗挖施工方法的比较 浅埋暗挖各施工方法的比较见下表。浅埋暗挖各施工方法的比较见下表。v 施工方法施工方法 适用条件适用条件 沉降沉降 工期工期 防水防水 拆初支拆初支 造价造价v全断面法全断面法 地层好地层好,跨度跨度6m 一般一般 最短最短 好好 无无 低低v 台阶法台阶法 地层较差地层较差,跨度跨度8m 一般一般 短短 好好 无无 低低v上半断面临时上半断面临时 地层差地层差,跨度跨度8m 一般一般 短短 好好 小小 低低 封闭正台阶法封闭正台阶法v正台阶环形开挖法正台阶环形开挖法 地层差地层差
7、,跨度跨度8m 一般一般 短短 好好 无无 低低v单侧壁导坑正台阶法单侧壁导坑正台阶法 地层差地层差,跨度跨度10m 较大较大 较短较短 好好 小小 低低v中隔壁法中隔壁法(CD法法)地层差地层差,跨度跨度10m 较大较大 较短较短 好好 小小 偏高偏高v交叉中隔壁法交叉中隔壁法(CRD法法)地层差地层差,跨度跨度15m 较小较小 长长 好好 大大 高高v双侧壁导坑法双侧壁导坑法(眼镜法眼镜法)小跨度小跨度,可扩成大跨可扩成大跨 大大 长长 差差 大大 高高v中洞法中洞法 小跨度小跨度,可扩成大跨可扩成大跨 小小 长长 差差 大大 较高较高v侧洞法侧洞法 小跨度小跨度,可扩成大跨可扩成大跨 大
8、大 长长 差差 大大 高高v柱洞法柱洞法 多层多跨多层多跨 大大 长长 差差 大大 高高v盖挖逆筑法盖挖逆筑法 多跨多跨 小小 短短 好好 小小 低低浅埋暗挖各施工方法的定性比较浅埋暗挖各施工方法的定性比较1 1、全断面开挖作业、全断面开挖作业(1)施工顺序 全断面开挖法施工操作比较简单,主要工序:首先全断面一次钻孔,并进行装药连线,然后将钻孔台车退后50m以外的安全地点,再起爆,一次爆破成型,出碴后钻孔台车再推移到开挖面就位,开始下一个钻爆作业循环,同时,施作初期支护,铺防水隔离层(或不铺),进行二次模筑衬砌。(2)适用范围 全断面法主要适用于I II级围岩,当断面在50平方米以下,隧道又处
9、于IV级围岩地层时,为了减少对地层的扰动次数,在采取局部注浆等辅助施工措施加固地层后,也可采用全断面法施工,但在第四纪地层中采用此施工方法时,断面一般均在20平方米以下,且施工中仍须特别注意,山岭隧道及小断面城市地下电力、热力、电信等管道工程施工多用此法。(3)优缺点 全断面开挖法有较大的作业空间,有利于采用大型配套机械化作业,提高施工速度,且工序少,便于施工组织和管理。但由于开挖面较大,围岩稳定性降低,且每个循环工作量较大。每次深孔爆破引起的震动较大,因此要求进行精心的钻爆设计,并严格控制爆破作业。2、台阶法开挖 台阶法施工就是将结构断面分成两个或几个部分，即分成上下两个断面或几个工作面，分
10、步开挖，根据地层条件和机械配备情况，台阶法又可分为正台阶法、临时仰拱台阶法等。正台阶法开挖优点很多，能较早地使支护闭合，有利于控制其结构变形及由此引起的地面沉降，上台阶长度（L）一般控制在11.5倍洞径（D），根据地层情况，可选择两步或多步开挖。（1）上下两部分步开挖法采用此法。若地层较好（级），可将断面分成上下两个台阶开挖，上台阶长度一般控制在11.5倍洞径（D）以内，但必须在地层失去自稳能力之前尽快开挖下台阶，支护形成封闭结构；若地层较差，为了稳定工作面，也可辅以小导管超前支护等措施。(2)多部分步开挖留核心土该法适用于较差的地层，围岩级别为、级，上台阶取1倍洞径左右环形开挖，留核心土，用
11、系统小导管超前支护、预注浆稳定工作面；用网构钢拱架做初期支护；拱脚、墙脚设置锁脚锚杆。从断面开挖到初期支护、仰拱封闭不能超过10d，以确保地面沉陷控制在50mm以内。（3）正台阶法开挖优缺点1）灵活多变，适用性强。凡是软弱围岩、第四纪沉积地层，必须采用正台阶法，尤其是各种不同方法中的基本方法。而且，当遇到地层变化（变好或变坏），都能及时更改、变换成其他方法，所以被称为浅埋暗挖施工方法之母。2）具有足够的作业空间和较快的施工速度，台阶有利于开挖面的稳定，尤其是上部开挖支护后，下部作业则较为安全。当地层无水、洞跨小于10m时，均可采用该方法。3)台阶法开挖的缺点是上下部作业相互干扰，应注意下部作业
12、时对上部稳定性的影响，还应注意台阶开挖会增加围岩被扰动的次数等。台阶法施工工序示意图台阶法施工工序示意图超前小导管超前小导管上半台阶开挖上半台阶开挖上半台阶初支上半台阶初支二衬底板二衬底板3、单侧壁导坑超前导坑法开挖 主要适用于地层较差、断面较大，采用台阶法开挖有困难的地层。采用该法可变大跨断面为小跨断面。大跨断面多不小于10m，可采用单侧壁导坑法，将导坑跨度定为34m，这样就可将大跨度变为34m跨和610m跨，这种施工方法简单可靠。采用该法开挖时，单侧壁导坑超前的距离一般子2倍洞径以上，为了稳定工作面，经常和超前小导管注浆等辅助施工措施配合使用，一般采用人工开挖，人工和机械混合出渣。单侧壁导
13、坑法开挖示意图单侧壁导坑法开挖示意图4、中隔墙法（CD工法）和交叉中隔墙法（CRD工法）开挖（1）基本概念 CD法主要适用于地层较差和不稳定岩体，且地面沉降要求严格的地下工程施工。当CD法仍不能满足要求时，可在CD工法的基础上加设临时仰拱，即CRD法 CD法首次在德国慕尼黑地铁工程的实践中获得了成功，CRD法时日本吸取欧洲CD法的经验，将原CD工法先开挖中壁一侧改为两侧交叉开挖、步步封闭成改进发展的一种工法。其最大特点是将大断面施工化成小断面施工，各个局部封闭成环的时间短，控制早期沉降好，每个步序受力体系完整。（2）方法的比较 大量的施工实例资料的统计结果表明：CRD法优于CD法（CRD法比C
14、D法减少地面沉降近50），而CD法又优于眼镜法。但是CRD工法施工工序复杂，隔墙拆除困难，成本较高，进度较慢，一般在第四纪地层中修建大断面地下结构物（如停车场、大断面风道、出入口等），且地面沉降要求严格时才使用。每步的台阶长度都应控制，一般为57m。在市区软弱、松散的地层中，仅从控制地层位移的角度考虑，前述隧道浅埋暗挖施工方法择优的顺序为CRD工法眼镜工法CD工法上半断面临时闭合法正台阶法。而从进度和经济角度考虑，由于各工法的工序和临时支护不同，其顺序恰恰相反。CRDCRD开挖示意图开挖示意图5、双侧壁导坑法开挖（1）基本概念 双侧壁导坑法也称眼镜工法，也是变大跨度为小跨度的施工方法，其实质是
15、将大跨度（20m）分成三个小跨度进行作业，主要适用于地层较差、断面很大、单侧壁导坑超前台阶法无法满足要求的三线或多线大断面铁路隧道及地铁工程。该法工序较复杂，导坑的支护拆除困难，有可能由于测量误差引起钢架连接困难，从而加大了下沉值，而且成本较高，进度较慢。（2）施工示意图双侧壁导坑法施工双侧壁导坑法施工步序图6、中洞法施工 在修筑地下发电厂、地下仓库、地下商业街及地铁车站时，经常出现地下大空间的施工问题。这些建筑物在埋深较浅、软弱不稳定的级围岩中，一般用浅埋暗挖法施工。当地地质条件差、断面特大时，一般设计成多跨结构，跨与跨之间、有梁、柱连接。比如常见的三跨两柱的大型地铁站、地下商业街、地下停车
16、场等，常采用中洞法施工。其核心思想是变大断面为中小断面，提高施工安全度。中洞法施工就是先开挖中间部分（中洞），中洞内施作梁、柱结构上。由于中洞的跨度较大，施工中一般采用CD法、CRD法或眼镜法等进行施作。中洞法施工工序复杂，但两侧洞对称施工，比较容易解决侧压力从中洞初期支护转移到梁柱上时产生的不平衡侧压力问题，施工引起的地面沉降较易控制。该工法多在无水、地层相对较好的时候应用。该工法空间大，施工方便，混凝土质量也能得到保证。当施工队伍水平较高时，多采用该工法施工。采用该工法施工，地面沉降均匀，两侧洞的沉降曲线不会在中洞施工的沉降曲线最大点叠加，应为优选方案。中洞法施工中洞法施工步序图 7、洞桩
17、法(PBA法)施工 当地地质条件差、断面特大时，一般设计成多跨结构，跨与跨之间、有梁、柱连接。比如常见的三跨两柱的大型地铁站;常采用洞桩法施工。桩柱法就是先开挖导洞，在洞内制作挖孔桩或钻孔桩，梁柱完成后，再施作顶部结构，然后在其保护下施工，实际上就是将盖挖法施工的挖孔桩梁柱等转入地下进行，因此也称做地下式盖挖法。该工法施工工序较多，且地下工作环境较差，但施工引起的地面沉降较易控制；多在无水、地层相对较好、周边环境复杂的时候应用。该施工方法按照该施工方法按照“小分块、短台阶、早成环小分块、短台阶、早成环”的原则，的原则，将整个断面开挖横向分为：侧洞、有柱的柱洞和中洞共将整个断面开挖横向分为：侧洞
18、、有柱的柱洞和中洞共5 5个洞个洞，每洞分上、中、下三层。，每洞分上、中、下三层。先自上而下对称施工柱洞初支，再由下而上施作柱洞二先自上而下对称施工柱洞初支，再由下而上施作柱洞二衬，建立起梁、柱支撑体系。柱洞完成后，施工两个柱洞中衬，建立起梁、柱支撑体系。柱洞完成后，施工两个柱洞中间的中洞初支和二衬，形成整个大中洞稳定体系。再对称自间的中洞初支和二衬，形成整个大中洞稳定体系。再对称自上而下施工两侧洞初支，最后纵向分段自下而上对称施作二上而下施工两侧洞初支，最后纵向分段自下而上对称施作二衬，完成结构闭合。衬，完成结构闭合。在北京地铁五号线使用。在北京地铁五号线使用。8 8、柱洞法施工流程、柱洞法
19、施工流程第第步步第第步步第第步步第第步步第第步步第第步步施工步序施工步序钢钢管管柱柱钢钢管管柱柱顶纵梁顶纵梁顶纵梁顶纵梁底纵梁底纵梁底纵梁底纵梁施工步序施工步序钢钢管管柱柱钢钢管管柱柱顶纵梁顶纵梁顶纵梁顶纵梁底纵梁底纵梁底纵梁底纵梁第第步步施工步序施工步序纵梁拉压杆纵梁拉压杆钢钢管管柱柱钢钢管管柱柱顶纵梁顶纵梁顶纵梁顶纵梁底纵梁底纵梁底纵梁底纵梁顶板顶板第第 步步第第步步施工步序施工步序钢钢管管柱柱钢钢管管柱柱顶纵梁顶纵梁顶纵梁顶纵梁底纵梁底纵梁底纵梁底纵梁底板底板顶板顶板施工步序施工步序钢钢管管柱柱钢钢管管柱柱顶纵梁顶纵梁顶纵梁顶纵梁底纵梁底纵梁底纵梁底纵梁第第步步第第步步第第步步第第步步第
20、第步步第第步步底板底板顶板顶板施工步序施工步序钢钢管管柱柱钢钢管管柱柱顶纵梁顶纵梁顶纵梁顶纵梁底纵梁底纵梁底纵梁底纵梁底板底板底板底板拱墙拱墙拱墙拱墙底板底板顶板顶板施工步序施工步序 中洞法施工就是按照中洞法施工就是按照“小分块、短台阶、早成环、环套环小分块、短台阶、早成环、环套环”的施工原则，先行开挖支护中洞，及时施作中洞二衬，建立的施工原则，先行开挖支护中洞，及时施作中洞二衬，建立起梁、柱支撑体系，然后对称施作侧洞，封闭成环。起梁、柱支撑体系，然后对称施作侧洞，封闭成环。中洞采用中洞采用“CDCD或或CRDCRD法法”施工，分四层八部开挖或三层六施工，分四层八部开挖或三层六部开挖，每部之间
21、用临时中隔壁及临时仰拱分割。初支施工完部开挖，每部之间用临时中隔壁及临时仰拱分割。初支施工完毕，自下而上施作底梁、顶梁和拱部二衬，建立起中洞二衬支毕，自下而上施作底梁、顶梁和拱部二衬，建立起中洞二衬支撑体系。中洞完成后，施工侧洞初支和二衬，完成结构闭合。撑体系。中洞完成后，施工侧洞初支和二衬，完成结构闭合。中洞法施工工序复杂，但两侧洞对称施工，比较容易解中洞法施工工序复杂，但两侧洞对称施工，比较容易解决侧压力从中洞初期支护转移到梁柱上时产生的不平衡侧压力决侧压力从中洞初期支护转移到梁柱上时产生的不平衡侧压力问题，施工引起的地面沉降较易控制。问题，施工引起的地面沉降较易控制。9 9、中洞法施工流
22、程、中洞法施工流程中洞法施工步序中洞法施工步序1 1、超前支护、超前支护超前小导管注浆施工 超前小导管注浆加固地层技术，是通过沿隧道开挖轮廓线外纵向向前倾斜钻孔安设注浆管，并注入浆液，达到超前加固围岩的目的，同时小导管还可起到超前管棚预支护作用。1）小导管制作安装 小导管采用钢管，长度一般为3.54.0m；注浆管一端做成尖形，另一端焊上铁箍；在距离铁箍0.51.0m处开始钻孔，钻孔沿管壁间隔200mm，呈梅花型布设，孔位互成90，孔径68mm，见下图图。小导管构造示意图小导管构造示意图超前小导管一般情况下采用单排小导管沿150180范围的轮廓线布置，小导管环向间距按设计为0.3m，外插角10，
23、小导管纵向搭接长度不小于1.5m。2）注浆工艺参数注浆压力注浆压力应根据地层致密程度决定，一般为0.20.6MPa。注浆材料及浆液配比小导管注浆采用水泥-水玻璃双液浆：水泥采用32.5R普通硅酸盐水泥，水玻璃为35Be。水泥浆液水灰比为1111.2；水泥浆液与水玻璃体积比为11。水泥水玻璃双液浆2 2、初期支护、初期支护 初支支护参数：格栅钢架间距0.5m或者0.75m，钢筋网150mm150mm，250mm厚（300mm厚或者350mm厚）C20喷砼。主要辅助施工措施：拱脚(墙脚)均设2根锁脚锚管，锁脚锚管可采用42mm钢管；初支背后注浆；部分断面设置有管棚超前支护。1）钢格栅制作格栅钢架采
24、联冷弯分段制作，运至现场安装。钢格栅加工尺寸准确，弧形圆顺。钢筋焊接满足规范要求，钢架两侧对称进行焊接成型，钢架主筋中心与轴线重合。格栅钢架加工后先试拼，检查有无扭曲现象，接头连接每榀可以互换，沿隧道周边轮廓误差为3cm，平面翘曲应小于2cm。2）钢格栅安装拱部格栅钢架安装前应清除拱脚下的虚碴及其它杂物，超挖部分用砼块垫实。钢架在开挖作业面组装，各节钢架间以螺栓连接。钢架与土层之间用砼块楔紧，然后在钢架和土层间用喷砼喷密实。格栅钢架精确定位，注意标高、中线，防止出现“前倾后仰、左高右低、左前右后”等各个方位的位置偏差。成品钢格栅、喷射砼施工、喷射砼施工混凝土喷射有干喷、潮喷和湿喷等多种工艺，经
25、常采用的为潮喷工艺。（1）喷射作业应分段、分片、分层，由下而上，依次进行，如有较大凹洼时，应先填平。（2）分层喷射时，后一层喷射在前一层混凝土终凝后进行；若终凝1h后再进行喷射时，应先用风水清洗喷层表面。一次喷射厚度可根据喷射部位和设计厚度确定，拱部应为35cm，墙部为58cm。（3）有水地段喷射混凝土施工工艺。改变混凝土配合比，增加水泥用量，先喷干混合料，待其与涌水融合后，再逐渐加水喷射；喷射时，先从远离出水点处开始，逐渐向涌水点逼近，将散水集中，安设导管，将水引出，再向导管逼近喷射；当涌水范围大时，可设树枝状排水导管后再喷射；当涌水严重时，可设置泄水孔，边排水边喷射。喷射混凝土后效果喷射混
26、凝土后效果4 4、回填注浆、回填注浆隧道进行背后回填注浆，对于控制地层沉降、防渗堵水都有非常明显的效果。背后注浆管的安设初支背后注浆管为普通焊接钢管，管长约为0.5m。注浆管沿拱顶布置，每断面不少于3根，纵向间距35m，必要时也可在仰拱下布管，一般均采用预埋方式布管。根据实际情况布设在位移变化较大处或渗漏水处，也可针对性的对某位置用风钻钻孔布管注浆。注浆工艺1）注浆浆液选择及配合比背后注浆常采用水泥砂浆，其配比为：水灰比=0.51.0，灰砂比=121：2.5。2）注浆设备及压力初支回填注浆采用砂浆泵，回填注浆压力不宜过高，只要能克服管道阻力、初期支护间空隙阻力即可，压力过高易引起初期支护变形。
27、水泥砂浆注浆压力为0.20.6MPa。3）注浆施工注浆之前，清理注浆孔，安装好注浆管，保证其畅通。注浆必须连续作业，不得任意停泵，以防浆液沉淀，堵塞管路，影响注浆效果。注浆顺序：注浆应由高处向低处，由无水处向有水处依次压注，以利于充填密实，避免浆液被水稀释离析。注浆时，必须严格控制注浆压力，以防大量跑浆和使结构产生裂缝。注浆结束标准：当注浆压力稳定上升，达到设计压力并持续稳定10分钟，不进浆或进浆量很少时，即可停止注浆，进行封孔作业。5 5、降水施工、降水施工（1）管井降水：在隧道或基坑两侧地面施工两排或者多排管井（井孔设置在含水地层中），把潜水泵置于管井内，水泵抽出地下水以降低地下水位，使开
28、挖工作面保持干燥或少水状态，以改善施工条件，加快施工进度。技术特点：管井降水能在较大范围内降低地下水位，但降水速度较慢，必须提前进行降水；降水工作面在地面进行，与洞内各项作业互不干扰。（2）轻型井点降水:将井点管埋设于在洞内开挖底面以下的地层中，并将这些井点都连接到抽水总管，用真空泵（射流泵）和水泵将地下水抽出，降低地下水位使开挖工作面保持干燥或少水状态，以改善施工条件，加快施工进度。v技术特点：井点根据施工方法和地下水及地层特点，灵活选择布置；对于地面降水效果不佳的上层滞水和层间潜水，特别有效。隧道隧道内井内井点布点布置示置示意图意图井井点点系系统统结结构构示示意意图图洞内井点降水系统洞内井
29、点降水系统v深孔注浆：将带有特殊喷嘴的注浆管插入地层的预深孔注浆：将带有特殊喷嘴的注浆管插入地层的预定深度后，以高压喷射流强力冲击，破坏土体，使定深度后，以高压喷射流强力冲击，破坏土体，使浆液与土搅拌混合，经过凝结固化后在土体中形成浆液与土搅拌混合，经过凝结固化后在土体中形成固结体。经常采用的有地面高压旋喷注浆和水平钻固结体。经常采用的有地面高压旋喷注浆和水平钻孔高压旋喷注浆。孔高压旋喷注浆。v技术特点：采用带喷嘴的钻头，钻进到孔底后边喷技术特点：采用带喷嘴的钻头，钻进到孔底后边喷浆边提升钻杆；通过控制浆液喷射压力、时间、钻浆边提升钻杆；通过控制浆液喷射压力、时间、钻孔方向，可以获得各种直径与
30、形状的固结体，从而孔方向，可以获得各种直径与形状的固结体，从而达到加固地层、止水的效果。达到加固地层、止水的效果。6 6、注浆加固、注浆加固双液浆端 点 封 闭，进行 横 喷 射 注 浆分段后退A 液A 液 3分 段 后 退液液 4注 浆 完 成加 固 后 土 壤 2注 浆 1钻 孔送 水端头混合室钻孔清 水二重管钻机成孔、注浆原理二重管钻机成孔、注浆原理全断面全断面注浆注浆加固立体图加固立体图注浆孔钻进注浆孔钻进钻进、注浆钻进、注浆超前大管棚:主要适用于软弱、砂砾地层或软岩、破碎带地层等恶劣和特殊地质条件下安全开挖，预先提供增强地层承载力的临时支护方法。大管棚包括间隔式和咬合式，常用施工方法
31、有钻孔引入法（套管钻机成孔）和导管直接打入法（夯管成孔）。技术特点：多用于对周边环境复杂、沉降要求高地层；对于防坍塌和限制沉降效果较好，但是对于钻孔的精度要求较高，施工工艺比较复杂。7 7、超前大管棚、超前大管棚管棚钻机就位施工管棚钻机就位施工夯管施工中夯管施工中北京地铁崇文门站北京地铁崇文门站600600咬合管幕咬合管幕609 折叠钻头 管靴钻杆钢管连接盘 动力头划架（动力头）旋扭机构双导轨油缸垫铁挡梁轨道挡块组合基架8 8、自动监控量测技术、自动监控量测技术1）自动全站仪非接触监测系统 全站仪非接触监测系统采用先进全自动全站仪，具有自动目标识别、自动跟踪、无棱镜测距的功能、将全站仪置于固定
32、测站，通过数据线与远处控制室连接，通过控制室电脑发出指令控制全站仪对目标进行监测。该系统具有获取信息及时、监测精度高。其具有以下优点：适应隧道恶劣环境；克服了传统接触量测在大跨度隧道中速度慢、误差大等缺点；自动化程度高，能够实现数据自动采集、观测安全快速。在北京地铁下穿既有线、桥梁等多个工程应用，效果良好。对于一些特殊结构，如；桩基托换过程中的高层建筑物，运营中的地铁线路，交通繁忙的铁路、公路桥梁等，常规监测方法实施的难度特别大，必要时可采用远程监测系统进行监测。远程监测系统由现场采集系统和远程控制系统两部分组成。将各类传感器埋设在待测结构上，并连接在数据采集仪上，即构成数据采集系统，可在无人
33、值守状态下，实现各类监测数据的自动采集。静力水准仪静力水准仪北京地铁五号线北京地铁五号线静力水准仪布置图静力水准仪布置图 数据采集仪为连接远程监控中心及各类监测传感器的中继站，直接控制各类传感器，并将传感器的信号进行编译传输至监测中心。数据采集仪数据采集仪 1）随着地铁建设路网逐渐扩大，科学技术不断发展，新施工技术）随着地铁建设路网逐渐扩大，科学技术不断发展，新施工技术工艺的应用，已经实现既有结构沉降控制可达到工艺的应用，已经实现既有结构沉降控制可达到3mm以内。近距以内。近距离和零距离下穿既有结构的新技术有：离和零距离下穿既有结构的新技术有：v采用大管棚等非开挖技术进行超前支护。采用大管棚等
34、非开挖技术进行超前支护。v采用深孔注浆进行地层加固。采用深孔注浆进行地层加固。v采用初支顶部加千斤顶预加应力防沉并顶升。采用初支顶部加千斤顶预加应力防沉并顶升。v采用初支顶部补偿注浆抬升技术。采用初支顶部补偿注浆抬升技术。v2）其他新技术如：冷冻法技术、水平旋喷技术也在不断引入北京）其他新技术如：冷冻法技术、水平旋喷技术也在不断引入北京地铁暗挖施工中。地铁暗挖施工中。9 9、其他技术、其他技术 竖井进入通道、通道进入主体结构（车站导洞、区间隧道）施工，明挖竖井进入通道、通道进入主体结构（车站导洞、区间隧道）施工，明挖段进入暗挖段施工，通称马头门施工。段进入暗挖段施工，通称马头门施工。v采用超前
35、注浆加固地层（小导管或大管棚注浆加固、深孔注浆）。采用超前注浆加固地层（小导管或大管棚注浆加固、深孔注浆）。v分层分块破除马头门，及时安装马头门格栅，喷射混凝土封闭。分层分块破除马头门，及时安装马头门格栅，喷射混凝土封闭。v上层导洞进入不小于上层导洞进入不小于1 1部洞跨，施工导洞下层结构，完成马头门施工。部洞跨，施工导洞下层结构，完成马头门施工。1 1、洞门工程、洞门工程v采用超前注浆加固地层采用超前注浆加固地层（小导管或大管棚注浆（小导管或大管棚注浆加固、深孔注浆）。加固、深孔注浆）。v分层分块破除马头门，分层分块破除马头门，及时安装马头门格栅，及时安装马头门格栅，喷射混凝土封闭。喷射混凝
36、土封闭。2 2、变断面施工、变断面施工暗挖变断面施工分为：暗挖变断面施工分为：v1 1）从大断面向小断面施工突变施工。）从大断面向小断面施工突变施工。v该工法具有结构加固方便，安全风险小，施工快速等特点。但受施该工法具有结构加固方便，安全风险小，施工快速等特点。但受施工环境影响大，废弃工程量大。工环境影响大，废弃工程量大。v2 2）从小断面向大断面渐变施工。）从小断面向大断面渐变施工。v该工法具有场地适用条件广，地层加固要求高及爬坡安全风险大特点；该工法具有场地适用条件广，地层加固要求高及爬坡安全风险大特点；对结构断面每次扩挖或爬坡。对结构断面每次扩挖或爬坡。v在地面不具备施做横通道时，可考虑
37、洞内在大断面处增加临时横通道，解决多次在地面不具备施做横通道时，可考虑洞内在大断面处增加临时横通道，解决多次小变大断面的风险。小变大断面的风险。新增横通道新增横通道洞内设置临时横通道示意图洞内设置临时横通道示意图浅埋暗挖法具有很多优点,但其缺点是:施工速度慢,施工工艺受施工队伍的技术水平限制等。(1)拓宽浅埋暗挖法的应用范围 目前浅埋暗挖法已经推广到广州、深圳、北京、杭州、西安等地特殊的流沙、淤泥、含水砂层、流塑、半流塑地层;埋深缩小到0.8m;暗挖施工的车站跨度达26m;穿越密集民房。随着建设项目的增多,还需进一步研究新的辅助工法和施工工艺,以适应各种地层条件、埋深、跨度等方面的要求。(2)
38、以信息化设计法补充和丰富传统的经验类比设计法 根据地表建筑物条件,选择合理的沉降值和结构刚度,并通过监控量测资料,及时调整、优化支护参数。对于地面无建筑物、地下无管线、对地面沉降要求不高时,可采用刚度较小的支护结构,以发挥围岩的自承能力;对于地面沉降要求比较严格的区段,应采用刚度较大、先柔后刚的网构钢拱架支护结构,以防止围岩过度变形。(3)选择适宜的辅助施工措施 常用的有:环形开挖留核心土;喷混凝土封闭开挖工作面;超前锚杆或超前小导管支护;超前小导管周边注浆支护;设置上半断面临时仰拱;深孔注浆加固地层;长管棚超前支护;特殊地层冻结法;水平旋喷超前支护;地面锚杆或高压旋喷加固地层;降低洞内、洞外
39、地下水位;洞内超前降排水。(4)选择合理的支护参数和施工方法 支护要及时,不仅能减小支护结构的荷载,还能避免地层的过分变形。对浅埋软弱地层,锚杆作用降低,尤其顶部两侧30范围内锚杆是承压的,可取消该区的锚杆。超前小导管是有效的,第一台阶一般2.52.7m,小导管长3.53.7m,以确保1m左右导管插入破裂面以外。作为初支的喷混凝土厚度要合理,太厚不利于混凝土材料力学性能的发挥,当厚度d D/40(D为洞径),喷混凝土支护接近无弯矩状态,支护结构性能较好。因此,用增喷混凝土厚度的方法来加强支护效果较差,应在采用合理的喷射方法、材料、配合比、外加剂上想办法,比如用湿喷法,加聚丙烯纤维等。采用正确的
40、施工方法,从工程造价和施工速度考虑施工方法的选择顺序应为:正台阶台阶设临时仰拱CD工法CRD 工法眼镜工法,从施工安全考虑,顺序正好反过来。(5)富水地层的结构防水 目前的设计思路是:第一道防水线是初支和二衬之间铺设全包防水板;第二道防水线是二衬防水混凝土。实践证明在无水或少水地层是有效的,在富水地层失败。原因:1)初支表面混凝土不平整,锚杆头也难于处理,难以保证防水板的完整性,特别是钢筋混凝土更易造成防水板破坏,这样封闭防水层结构的设计思想得不到落实;2)防水板与初支之间容易形成水囊,一旦防水板破裂,水就会在薄弱环节寻找出路,造成施工缝漏水;3)采用全包防水板,水压直接作用在二衬上,容易造成
41、衬砌开裂而漏水。改进措施:1)加强初期支护的防水能力,提倡喷射防水混凝土,也可在初支与围岩之间进行填充注浆,把地下水拒之初支之外;2)在初支表面布设一定数量的引水盲管,将少量初支渗漏水引排出去,防水板铺设到墙脚配合二衬防水混凝土防水,仰拱不铺设防水层,对进入初支结构和二衬之间的渗漏水应遵照以排为主的原则处理。请提出宝贵意见！请提出宝贵意见！虎坊桥站虎坊桥站车站位于骡马市大街、珠市口西大街与虎坊路、南新华街的十字交叉路口，为与规划北京地铁车站位于骡马市大街、珠市口西大街与虎坊路、南新华街的十字交叉路口，为与规划北京地铁1212号线的号线的换乘车站。车站总建筑面积换乘车站。车站总建筑面积15362
42、.96。车站设车站设2个风道，个风道，2组风亭，组风亭，4个出入口（其中个出入口（其中1号口为预留号口为预留出入口，出入口，4号出入口与共建结合）号出入口与共建结合）,2部无障碍电梯（其中部无障碍电梯（其中1号电梯为预留），号电梯为预留），1个安全疏散出口。个安全疏散出口。1号风道号风道2号风道号风道1号出入口（预留）号出入口（预留）4号出入口（合建）号出入口（合建）2号出入口号出入口3号出入口号出入口公建大楼公建大楼湖广会馆湖广会馆4 4号出入口位于虎坊桥站西南角，与既有商厦地下一层预留口相结合号出入口位于虎坊桥站西南角，与既有商厦地下一层预留口相结合，为全暗为全暗挖施工，挖施工，全长全长8
43、2.125m82.125m，其中仰挖段长，其中仰挖段长14.7m14.7m，爬高，爬高7m7m，采用，采用CRDCRD法法4 4部及部及6 6部开部开挖施工。挖施工。二、虎坊桥站二、虎坊桥站4 4号出入口号出入口1113134351626627178921113435162727882919.9611133143516267275S2144.49C3944.115S1144.475S2744.525S2844.465S2944.21粉细砂层粉细砂层砂质粉土砂质粉土4 4号出入口仰挖段拱部主要位于粉细砂层、粘土层和杂填土层，仰挖段长号出入口仰挖段拱部主要位于粉细砂层、粘土层和杂填土层，仰挖段长1
44、4.7m14.7m，仰挖角度，仰挖角度3030，最小覆土深度，最小覆土深度1.8m1.8m。1 1、仰挖段地质纵剖面图、仰挖段地质纵剖面图1.82.4m2 2、风险源位置、风险源位置瓦 3瓦 3瓦 3瓦 3瓦 3瓦 3瓦瓦 54 4号出入口仰挖段上方无管线等风险源，但在结构南侧，离湖广会馆建筑号出入口仰挖段上方无管线等风险源，但在结构南侧，离湖广会馆建筑物较近，水平距离最近物较近，水平距离最近56cm56cm。建议措施：斜坡段拱部拱部全断面及开挖线。建议措施：斜坡段拱部拱部全断面及开挖线外外2m2m进行注浆加固；临近湖广会馆段采用复合锚杆桩隔离加固。进行注浆加固；临近湖广会馆段采用复合锚杆桩隔
45、离加固。湖广会馆湖广会馆仰挖段仰挖段暗挖段管线与结构位置关系剖面图暗挖段管线与结构位置关系剖面图建议措施：下穿管建议措施：下穿管线段拱部拱部全断线段拱部拱部全断面及开挖线外面及开挖线外1.5m进行注浆加固。进行注浆加固。爬坡注浆横剖面图爬坡注浆横剖面图爬坡注浆纵剖面图爬坡注浆纵剖面图珠市口站珠市口站珠市口站位于车站位于珠市口东大街（珠市口西大街）与前门大街的交叉路口处。为与地铁珠市口站位于车站位于珠市口东大街（珠市口西大街）与前门大街的交叉路口处。为与地铁8号线换乘号线换乘车站。车站总建筑面积车站。车站总建筑面积15307.6。车站设。车站设2个风道，两组风亭，个风道，两组风亭，4个出入口（其中个出入口（其中2号口为预留出入号口为预留出入口），口），2部无障碍电梯（其中部无障碍电梯（其中1号电梯为预留），号电梯为预留），1个安全疏散出口。个安全疏散出口。1号风道号风道2号风道号风道1号出入口号出入口2号出入口（预留）号出入口（预留）3号出入口号出入口4号出入口号出入口
