地铁暗挖区间设计(张金伟).ppt

1、地铁暗挖区间设计(张金伟)主要内容主要内容:o 1 工程概述工程概述o 2 区间结构设计区间结构设计o 3 结构计算结构计算o 4 施工方法和辅助措施施工方法和辅助措施o 5 风险源设计风险源设计o 6 工程筹划指标工程筹划指标地下工程是一个较为广阔的范畴。它泛指修建在地面以下岩层或土层中的各种工程空间与设地下工程是一个较为广阔的范畴。它泛指修建在地面以下岩层或土层中的各种工程空间与设施，是地层中所建工程的总称。施，是地层中所建工程的总称。1 1 工程概述工程概述地下工程分类地下工程分类按领域：有矿山、交通、水电、军事、建筑、市政等按领域：有矿山、交通、水电、军事、建筑、市政等 按空间位置：有

2、水平式、倾斜式和垂直式按空间位置：有水平式、倾斜式和垂直式按用途：交通隧道，水工隧洞、矿山巷道、地下仓库、地下工厂、地下民用与公按用途：交通隧道，水工隧洞、矿山巷道、地下仓库、地下工厂、地下民用与公共建筑、地下市政工程、人防、国防工程等共建筑、地下市政工程、人防、国防工程等 按形状：有隧道式和厅房式按形状：有隧道式和厅房式按埋置深度：有深埋和浅埋按埋置深度：有深埋和浅埋按所处位置的介质：有岩石、土和水按所处位置的介质：有岩石、土和水按地下工程的工法：明挖、盖挖和暗挖按地下工程的工法：明挖、盖挖和暗挖o地下工程：在地面以下土层或岩体中修建各种类型的地下建筑物或结构的工程。天然洞窟小浪底地下厂房内

3、景1 1 工程概述工程概述地下建筑物或结构地下建筑物或结构沈阳“地下世界”北京天外天地下商场西单站北京地铁复兴门折返线（1987年（国家科技进步二等奖）第一次用浅埋暗挖法建成北京地铁车站试验段1 1 工程概述工程概述地下建筑物或结构地下建筑物或结构天安门西站n作为地下通道的结构物作为地下通道的结构物 n19701970年年OECDOECD（世界经济合作与发展组织）隧道会议从技术方面将隧道定（世界经济合作与发展组织）隧道会议从技术方面将隧道定义为义为:以任何方式修建，最终使用于地表以下的条形建筑物，其空洞内以任何方式修建，最终使用于地表以下的条形建筑物，其空洞内部净空断面为部净空断面为2 2 以

4、上者均为隧道。以上者均为隧道。国际隧道协会（国际隧道协会（ITAITA）定义断面：）定义断面：特大断面：特大断面：100 100 ；大断面（大断面（5050100 100 ）；）；中等断面（中等断面（101050 50 ）；）；小断面（小断面（3 310 10 ）；）；极小断面极小断面 3 3 1 1 工程概述工程概述隧道定义隧道定义n山岭隧道山岭隧道n矿山隧道矿山隧道n人防、军工隧道人防、军工隧道n输水、输气隧道输水、输气隧道n地下铁路隧道、地铁区间地下铁路隧道、地铁区间1 1 工程概述工程概述隧道种类隧道种类地铁区间o指隧道开挖成孔的方法指隧道开挖成孔的方法o(1)(1)明挖法明挖法o(2

5、)(2)矿山法矿山法o 传统矿山法：（山体隧道）传统矿山法：（山体隧道）钻爆法钻爆法 o 新奥法新奥法(NATM)(NATM)：（山体隧道）光面钻爆法：（山体隧道）光面钻爆法 o 浅埋暗挖法：（松散地层、浅埋隧道）浅埋暗挖法：（松散地层、浅埋隧道）o(3)(3)掘进机法掘进机法o 盾构法（盾构法（EPBEPB）：（土质、浅埋隧道）：（土质、浅埋隧道）o 顶管机：（土质、浅埋隧道）顶管机：（土质、浅埋隧道）o 硬岩掘进机法（硬岩掘进机法（TBMTBM）：（岩石隧道）：（岩石隧道）1 1 工程概述工程概述隧道主要施工方法隧道主要施工方法浅埋的概念：浅埋的概念：铁路隧道设计规范铁路隧道设计规范是以隧

6、道拱顶埋深来确定隧道的深埋或浅埋；是以隧道拱顶埋深来确定隧道的深埋或浅埋；地铁等市政地下工程大部分处于第四系地层，结构断面变化很大；地铁等市政地下工程大部分处于第四系地层，结构断面变化很大；跨度大时，对覆土的影响也大，仅用拱顶深度来确定深埋或浅埋是不妥的。跨度大时，对覆土的影响也大，仅用拱顶深度来确定深埋或浅埋是不妥的。一般来说对于地铁工程，覆跨比一般来说对于地铁工程，覆跨比H/DH/D在在0.6-1.50.6-1.5时为浅埋，时为浅埋，H/DH/D小于小于0.60.6时为超浅埋。时为超浅埋。浅埋暗挖法的概念：浅埋暗挖法的概念：浅埋暗挖法是依据新奥法的基本原理，在施工中采用多种辅助施工措施加固

7、围岩，充浅埋暗挖法是依据新奥法的基本原理，在施工中采用多种辅助施工措施加固围岩，充分调动围岩的自承能力，隧道开挖后及时支护、封闭成环，使其与围岩共同作用形成联分调动围岩的自承能力，隧道开挖后及时支护、封闭成环，使其与围岩共同作用形成联合支护体系，有效地抑制围岩过大变形的一种综合配套施工技术，适用于第四系无水土合支护体系，有效地抑制围岩过大变形的一种综合配套施工技术，适用于第四系无水土质或软弱无胶结的砂、卵石等地层修建的隧道；对于较高地下水位的类似地层，采取注质或软弱无胶结的砂、卵石等地层修建的隧道；对于较高地下水位的类似地层，采取注浆堵水或降水等措施后仍能适用。浆堵水或降水等措施后仍能适用。1

8、 1 工程概述工程概述浅埋暗挖法浅埋暗挖法n优势：优势：1 1、能用于复杂环境、地质和地下水条件；、能用于复杂环境、地质和地下水条件；2 2、适合各种断面形式，断面灵活；、适合各种断面形式，断面灵活；3 3、分部开挖和辅助施工方法，可以有效地控制地表下、分部开挖和辅助施工方法，可以有效地控制地表下沉和坍塌；沉和坍塌；4 4、占用场地小，适合在繁华城区应用，可以极大地减、占用场地小，适合在繁华城区应用，可以极大地减轻对地面交通的影响；占地小、拆迁少、扰民少。轻对地面交通的影响；占地小、拆迁少、扰民少。n缺点：缺点：1 1、施工技术比较复杂，施工组织和管理要求高；、施工技术比较复杂，施工组织和管理

9、要求高；2 2、施工速度比较慢；、施工速度比较慢；3 3、洞内作业环境相对较差；、洞内作业环境相对较差；4 4、要求无水作业条件。、要求无水作业条件。1 1 工程概述工程概述暗挖区间优缺点暗挖区间优缺点2 2 区间结构设计区间结构设计上游和配合专业上游和配合专业o主要上游专业：线路、行车组织与运营管理、车辆、限界、轨道、供电o主要配合专业：车站、动力照明、通风空调、给排水和消防、人防、通信、信号、区间综合管线、总体工程筹划2 2 区间结构设计区间结构设计设计总说明设计总说明1 工程概况工程概况2 设计范围和内容设计范围和内容3 初步设计专家审查意见及执行情况初步设计专家审查意见及执行情况4 设

10、计依据设计依据5 主要设计原则及技术标准主要设计原则及技术标准6 工程地质与水文地质工程地质与水文地质7 工程材料工程材料8 结构耐久性设计结构耐久性设计9 钢筋工程钢筋工程10 区间主体结构设计区间主体结构设计11 区间附属结构设计区间附属结构设计12 施工方法和施工步骤施工方法和施工步骤13 结构防水设计结构防水设计14 施工注意事项施工注意事项15 施工监控量测施工监控量测16 风险工程专项设计风险工程专项设计17 预防措施和应急预案预防措施和应急预案18 环境保护措施环境保护措施19 其他其他20 施工设计与初步设计变化的对比施工设计与初步设计变化的对比2 2 区间结构设计区间结构设计

11、主要设计图纸主要设计图纸2 2 区间结构设计区间结构设计主要设计图纸主要设计图纸2 2 区间结构设计区间结构设计总平面图总平面图o重点反映地形地貌、区间起（终）点、线路平面及其曲线要素、结构轮廓、与周边建（构）重点反映地形地貌、区间起（终）点、线路平面及其曲线要素、结构轮廓、与周边建（构）构筑物关系、施工方法、施工方向、施工竖井设置、联络通道及废水泵房设置等。构筑物关系、施工方法、施工方向、施工竖井设置、联络通道及废水泵房设置等。2 2 区间结构设计区间结构设计渡线（配线）平面图渡线（配线）平面图o重点反映渡线里程、断面分段、建筑限界控制尺寸、转辙机安装位置、结构过渡和接口等。重点反映渡线里程

12、、断面分段、建筑限界控制尺寸、转辙机安装位置、结构过渡和接口等。o辅助配线：单渡线、交叉辅助配线：单渡线、交叉渡线、折返线、停车线、渡线、折返线、停车线、联络线、出入段线等联络线、出入段线等2 2 区间结构设计区间结构设计地质纵断面图地质纵断面图o重点反映区间起（终）点、线路竖曲线要素、区间穿越的地质及地下水情况、结构轮廓、重点反映区间起（终）点、线路竖曲线要素、区间穿越的地质及地下水情况、结构轮廓、下穿重要管线和建（构）构筑物、施工竖井设置、联络通道及废水泵房设置等。下穿重要管线和建（构）构筑物、施工竖井设置、联络通道及废水泵房设置等。水位线区间结构2 2 区间结构设计区间结构设计横断面图横

13、断面图o单拱、双拱、多拱单拱、双拱、多拱2 2 区间结构设计区间结构设计结构型式结构型式o采用复合式衬砌结构。采用复合式衬砌结构。o二次衬砌二次衬砌-防水层防水层-初期支护。初期支护。o二次衬砌采用防水钢筋混凝土，二次衬砌采用防水钢筋混凝土，C40C40、P10P10。o初期支护采用喷射混凝土（初期支护采用喷射混凝土（C20C20）+格栅钢架，格栅钢架，辅助超前小导管、锁脚锚管、初支背后注浆管辅助超前小导管、锁脚锚管、初支背后注浆管等。等。2 2 区间结构设计区间结构设计初期支护初期支护o初期支护：格栅钢架初期支护：格栅钢架+连接连接筋筋+钢筋网钢筋网+喷射混凝土，辅助喷射混凝土，辅助超前小导

14、管、锁脚锚管、初支超前小导管、锁脚锚管、初支背后注浆管等。背后注浆管等。2 2 区间结构设计区间结构设计初期支护初期支护2 2 区间结构设计区间结构设计初期支护初期支护2 2 区间结构设计区间结构设计格栅钢架格栅钢架o之字形格栅。之字形格栅。2 2 区间结构设计区间结构设计格栅钢架格栅钢架o8 8字节格栅。字节格栅。2 2 区间结构设计区间结构设计防水防水2 2 区间结构设计区间结构设计防水防水2 2 区间结构设计区间结构设计防水防水2 2 区间结构设计区间结构设计防水防水2 2 区间结构设计区间结构设计二次衬砌二次衬砌2 2 区间结构设计区间结构设计二次衬砌二次衬砌2 2 区间结构设计区间结

15、构设计二次衬砌二次衬砌2 2 区间结构设计区间结构设计二次衬砌二次衬砌2 2 区间结构设计区间结构设计临时竖井和横通道临时竖井和横通道o为满足区间施工需要，通常要设置为满足区间施工需要，通常要设置施工竖井和横通道、同时横通道可结施工竖井和横通道、同时横通道可结合永久联络通道和泵房使用。合永久联络通道和泵房使用。2 2 区间结构设计区间结构设计临时竖井和横通道临时竖井和横通道o马头门施工是矿山法工程的关键工序之一。o为了避免马头门处的应力集中，保证施工安全，采用在竖井挖至横通道上半断面时，需采取一定的加固和加强措施：设置对撑：超前小导管加固前方地层；进洞处密排钢格栅；2 2 区间结构设计区间结构

16、设计联络通道和泵房联络通道和泵房2 2 区间结构设计区间结构设计联络通道联络通道2 2 区间结构设计区间结构设计监控量测监控量测o地下工程按信息化设计，现场监控量地下工程按信息化设计，现场监控量测是监视围岩稳定、判断隧道支护衬砌设测是监视围岩稳定、判断隧道支护衬砌设计是否合理安全、施工方法是否正确的重计是否合理安全、施工方法是否正确的重要手段，通过监控量测，达到以下目的：要手段，通过监控量测，达到以下目的：o（1 1）将监测数据与预测值相比较，判）将监测数据与预测值相比较，判断前一步施工工艺和支护参数是否符合预断前一步施工工艺和支护参数是否符合预期要求。期要求。o（2 2）将现场测量的数据、信

17、息及时反）将现场测量的数据、信息及时反馈，以修改和完善设计，使设计达到优质馈，以修改和完善设计，使设计达到优质安全、经济合理。安全、经济合理。o（3 3）将现场测量的数据与理论预测值）将现场测量的数据与理论预测值比较，用反分析法进行分析计算，使设计比较，用反分析法进行分析计算，使设计更符合实际，以便指导今后的工程建设。更符合实际，以便指导今后的工程建设。静力水准仪数据采集仪2 2 区间结构设计区间结构设计监控量测监控量测3 3 结构计算结构计算o1 1、荷载、荷载-结构模型。结构模型。o2 2、地层、地层-结构模型。结构模型。3 3 结构计算结构计算荷载荷载-结构模型结构模型3 3 结构计算结

18、构计算荷载荷载-结构模型结构模型o荷载的基本组成：o1、恒载+活载o2、恒载+部分活载+地震荷载o3、恒载+部分活载+人防荷载3 3 结构计算结构计算荷载荷载-结构模型结构模型3 3 结构计算结构计算荷载荷载-结构模型结构模型3 3 结构计算结构计算荷载荷载-结构模型结构模型弯矩图轴力图3 3 结构计算结构计算地层地层-结构模型结构模型位移云图塑性变形图最大主应力图采用midas-GTS建立二维模型模型图o1 1、开挖工况分析。、开挖工况分析。o2 2、风险源保护设计分析。、风险源保护设计分析。o3 3、抗震专项设计分析。、抗震专项设计分析。（一）分步开挖法（一）分步开挖法单跨结构（单洞）：单

19、跨结构（单洞）：n全断面开挖法（硬岩、土质极好的小断面隧道，宽度和高度均小于均3米左右）n台阶法（中等断面）（宽度37米，高度37米左右）n中隔壁法（CD法）（宽度711，高度78米以下）n交叉中隔壁法（CRD法）（宽度711，高度78以上）n双侧壁导洞法（眼镜法）（宽度11米以上，根据土层情况对于1112的范围也有用CRD法）n平顶直墙法（没有起拱条件，以上几种方法演变出来）多跨结构国：多跨结构国：n中洞法n侧洞法（二）（二）PBAPBA法（洞桩法）法（洞桩法）4 4 施工方法和辅助措施施工方法和辅助措施4.1 4.1 施工方法施工方法全断面法全断面法4.1 4.1 施工方法施工方法台阶法台

20、阶法o工艺流程：开挖上台阶土方支立拱部格栅喷射混凝土开挖下台阶土方支立边墙和仰拱格栅喷射混凝土下一循环224.1 4.1 施工方法施工方法台阶法台阶法4.1 4.1 施工方法施工方法台阶法台阶法台阶法预留核心土法 仰 拱 施 做VII初 期 支 护超 前 小 导 管二 次 衬 砌VIV底 板 及 仰 拱VII2核 心 土上 台 阶2III防 水 层1VI施 工 方 向二 次 衬 砌VII下 部 初 期 支 护III21防 水 层 施 工超 前 小 导 管上 部 初 期 支 护上 台 阶 开 挖 2核 心 土下 部 开 挖4.1 4.1 施工方法施工方法台阶法台阶法技术要点：技术要点：采用采用”

21、正台阶法正台阶法”施工施工,开挖循环进尺为每榀格栅间距。开挖循环进尺为每榀格栅间距。开挖轮廓要圆顺开挖轮廓要圆顺,防止超挖防止超挖,局部欠挖处人工修凿局部欠挖处人工修凿,但要充分考虑施工但要充分考虑施工误差及顶留变形。误差及顶留变形。隧道开挖时保留核心土隧道开挖时保留核心土,待拱部初支完成后再开挖核心部分土体。待拱部初支完成后再开挖核心部分土体。当隧道围岩自稳能力较差时当隧道围岩自稳能力较差时,应尽可能缩短开挖台阶长度应尽可能缩短开挖台阶长度,尽快使初期尽快使初期支护闭合。支护闭合。需严格控制地表沉降段需严格控制地表沉降段,可增设临时仰拱。可增设临时仰拱。及时进行回填注浆作业。及时进行回填注浆

22、作业。4.1 4.1 施工方法施工方法CDCD法法CD法（center diaphragm）中隔壁法,适用于地质条件差,跨度较大,沉降控制要求高的隧道。核心土上台阶上台阶核心土下台阶核心土上台阶3242344.1 4.1 施工方法施工方法CRDCRD法法CRDCRD法（法（center cross diaphragmcenter cross diaphragm）交叉中隔壁法交叉中隔壁法,适用于地质条件差适用于地质条件差,跨度较大跨度较大,沉降控制要求高的隧道。沉降控制要求高的隧道。62542453634.1 4.1 施工方法施工方法CRDCRD法法双侧壁导坑（眼镜）法施工双侧壁导坑（眼镜）法施

23、工双侧壁导坑法适用于地质条件差、跨度大、沉降控制要求高的隧道双侧壁导坑法适用于地质条件差、跨度大、沉降控制要求高的隧道.4.1 4.1 施工方法施工方法双侧壁导坑法双侧壁导坑法23234.1 4.1 施工方法施工方法双侧壁导坑法双侧壁导坑法o单跨不宜超过单跨不宜超过4.54.5米米o没有条件起拱没有条件起拱4.1 4.1 施工方法施工方法平顶直墙法平顶直墙法4.1 4.1 施工方法施工方法中洞法中洞法第一步第一步第二步第二步第三步第三步第四步第四步第五步第五步第六步第六步第七步第七步第八步第八步4.1 4.1 施工方法施工方法侧洞法侧洞法4.1 4.1 施工方法施工方法PBAPBA法法“PBA

24、”“PBA”工法：工法：P P桩（桩（pilepile）、）、B B梁（梁（beambeam）、）、A A拱（拱（arcarc），即由边桩、中桩（柱）、顶底梁、顶拱共同构成初期受力体系，承受），即由边桩、中桩（柱）、顶底梁、顶拱共同构成初期受力体系，承受施工过程的荷载；其主要思想是将明挖、盖挖及分步暗挖法有机结合起来，发挥各自的优势，在顶盖的保护下可以逐层向下开挖土体，施工过程的荷载；其主要思想是将明挖、盖挖及分步暗挖法有机结合起来，发挥各自的优势，在顶盖的保护下可以逐层向下开挖土体，施作二次衬砌，可采用顺作和逆作两种方法施工，最终形成由初期支护二次衬砌组合而成的永久承载体系。施作二次衬砌，可

25、采用顺作和逆作两种方法施工，最终形成由初期支护二次衬砌组合而成的永久承载体系。4.1 4.1 施工方法施工方法PBAPBA法法oPBAPBA工法在区间隧道下穿既工法在区间隧道下穿既有线、重要市政管沟等重有线、重要市政管沟等重要风险源，尤其是密贴下要风险源，尤其是密贴下穿时，应用效果显著。穿时，应用效果显著。4.2 4.2 施工辅助措施施工辅助措施采用浅埋暗挖法修建隧道时十八字方针：“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”施工准备实施性施工组织设计地层预加固及施工辅助措施开挖 初期支护 现场监控量测 是否符合控制标准防水层二次衬砌混凝土结构结束是（修改施工方案）（加强初期支护施工辅助措

26、施）（改变开挖步骤，程序）（修改支护参数）否 “管超前”在工作面开挖前，沿隧道拱部周边打入超前支护（管棚、小导管等），开挖后管与管之间的围岩有成拱效应，管棚本身形成很多简支梁对围岩起支撑和抑制围岩变形作用，以便提供一个能完成初期支护的时间。“严注浆”在打设超前小导管后注浆加固地层，增强围岩自稳能力，以便在开挖后不引起坍塌。严注浆还包括初支背后注浆和二衬背后注浆，特别是初期支护的背后注浆对于抑制地层变形有重要作用。“短进尺”每个开挖循环距离要短，这样才能做到开挖和支护时间尽可能短，围岩暴露面和暴露时间短，确保施工安全。“强支护”采用格栅钢架和喷射混凝土进行较强的初期支护，以限制地层变形。“早封闭

27、”开挖后初期支护要尽早封闭成环，以便改变受力条件，减小地层变形。“勤量测”施工量测指地层沉降量测和洞内拱顶下沉与收敛量测。量测是对施工过程中地层及结构变化情况进行动态跟踪的主要手段，是对地层和支护结构的变形监测，其信息及时而准确地反馈给设计施工，以便修改设计或采取特殊的施工措施。1 1、施工降水和地下水控制、施工降水和地下水控制2 2、超前支护或注浆加固地层、超前支护或注浆加固地层o小导管超前支护小导管超前支护o大管棚超前支护大管棚超前支护o深孔注浆加固土体或止水深孔注浆加固土体或止水3 3、喷射混凝土封闭开挖工作面；、喷射混凝土封闭开挖工作面；4 4、设置临时仰拱或临时支护；、设置临时仰拱或

28、临时支护；4.2 4.2 施工辅助措施施工辅助措施5 5、回填注浆；、回填注浆；6 6、地表注浆加固；、地表注浆加固；7 7、地层冻结。、地层冻结。8 8、隧道坍塌和变形的预防和控制；、隧道坍塌和变形的预防和控制；9 9、复杂结构的施工方法和工艺、复杂结构的施工方法和工艺1010、对周围环境影响及控制；、对周围环境影响及控制；1111、加快施工进度的措施。、加快施工进度的措施。在有水地层中进行明挖、盖挖、暗挖，以及盾构始发、接收井和联络在有水地层中进行明挖、盖挖、暗挖，以及盾构始发、接收井和联络通道施工，有条件的地方应首先采取降水措施，确保无水作业。通道施工，有条件的地方应首先采取降水措施，确

29、保无水作业。n降水方法：管井降水；水平井降水。降水方法：管井降水；水平井降水。4.2 4.2 施工辅助措施施工辅助措施施工降水施工降水o管井降水就是在区间隧道的两侧(一般要求2.0m)布置降水井点，在每眼井中安装抽水泵，通过抽水形成水位降落漏斗，各个降水井抽水形成群井水位降落漏斗叠加，以此来达到降低施工范围内地下水位的目的。接水沟排至市政污水系统潜水泵接真空泵40目尼龙网一层3-7mm滤料回填井管粘土回填沉淀管出水管口法兰扬水管单向阀泵体潜水电机滤水网罩滤料滤管井管电缆泵座粘土井点构造示意图深井潜水泵安装示意图4.2 4.2 施工辅助措施施工辅助措施施工降水施工降水4.2 4.2 施工辅助措施

30、施工辅助措施施工降水施工降水o水平井降水是由不同深度上若干水平辐射管和个竖直大井所组成的辐射型抽水装置组合。水平辐射井是用来汇集含水层中的地下水至竖井内。竖直大井一般有两个作用：一是通过竖井，设置施工平台，开凿不同深度和不同方向上的水平辐射管；二是汇集由水平辐射管流人的地下水，并设置潜水泵将这部分地下水排至地表。水平井结构示意图水平井结构示意图4.2 4.2 施工辅助措施施工辅助措施施工降水施工降水隧道内井点布置示意图井点系统结构示意图轻型井点降水: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

31、水状态，以改善施工条件，加快施工进度。o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。4.2 4.2 施工辅助措施施工辅助措施施工降水施工降水洞内井点降水系统4.2 4.2 施工辅助措施施工辅助措施施工降水施工降水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 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200m

32、m，呈梅花型布设，孔位互成90，孔径68mm。4.2 4.2 施工辅助措施施工辅助措施超前小导管超前小导管超前小导管8mm0.2m6mm42钢管4.2 4.2 施工辅助措施施工辅助措施超前小导管超前小导管 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，小导管纵向搭接长度不小于1.5m。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。一般多在洞口施工时

33、采用。根据使用的钢管直径分类，有小直径钢管管棚和中、大直径钢管一般多在洞口施工时采用。根据使用的钢管直径分类，有小直径钢管管棚和中、大直径钢管的管棚。在埋深小的隧道，正上方有建筑物时，也可采用此法。最近，利用特殊的钻孔机械，边的管棚。在埋深小的隧道，正上方有建筑物时，也可采用此法。最近，利用特殊的钻孔机械，边钻孔、边注浆，在土砂隧道中产生较好的效果。钻孔、边注浆，在土砂隧道中产生较好的效果。4.2 4.2 施工辅助措施施工辅助措施大管棚大管棚4.2 4.2 施工辅助措施施工辅助措施大管棚大管棚超前大管棚: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

34、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。一般情况下多采用小导管注浆，当小导管注浆不能满足开挖安全和建（构）一般情况下多采用小导管注浆，当小导管注浆不能满足开挖安全和建（构）筑物保护时，往往增加长管棚，或采用深孔注浆止水或过风险源时加固地层（目筑物保护时，往往增加长管棚，或采用深孔注浆止水或过风险源时加固地层（目前用得比较多的是前用得比较多的是WSSWSS双重管高压注浆和袖阀注浆等后退式注浆，一般

35、在卵石层双重管高压注浆和袖阀注浆等后退式注浆，一般在卵石层采用前进式注浆）采用前进式注浆）4.2 4.2 施工辅助措施施工辅助措施深孔注浆深孔注浆4.2 4.2 施工辅助措施施工辅助措施深孔注浆深孔注浆双液浆端点封闭，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4.2 4.2 施工辅助措施施工辅助措施深孔注浆深孔注浆4.2 4.2 施工辅助措施施工辅助措施深孔注浆深孔注浆4.2 4.2 施工辅助措施施工辅助措施临时仰拱临时仰拱o 1 1）随着地铁建设路网逐渐扩大，科学技术不断发展，新施工技术工艺的应用，已经实现既有）随着地铁建设

36、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结构沉降控制可达到3mm3mm以内。近距离和零距离下穿既有结构的新技术有：以内。近距离和零距离下穿既有结构的新技术有：o采用大管棚等非开挖技术进行超前支护。采用大管棚等非开挖技术进行超前支护。o采用深孔注浆进行地层加固。采用深孔注浆进行地层加固。o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。o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。o2 2）其他新技术如：冷冻法技术、水平旋喷技术也在不断引入地铁暗挖施工中。）其他新技术如：冷冻法技术、水平旋喷技术也在不断引

37、入地铁暗挖施工中。4.2 4.2 施工辅助措施施工辅助措施其他新技术其他新技术o辅助施工措施虽然是辅助性的，但在工程施工或却有非常重要的地位，是不得不采取的技术保辅助施工措施虽然是辅助性的，但在工程施工或却有非常重要的地位，是不得不采取的技术保证措施。证措施。o辅助技术措施的作用在暗挖施工中占有很大的比例，在保证施工安全，加快施工进度方面起着辅助技术措施的作用在暗挖施工中占有很大的比例，在保证施工安全，加快施工进度方面起着很重要的作用。很重要的作用。o 1 暗挖区间邻近建筑物o 2 暗挖区间下穿建筑物o 3 暗挖区间下穿重要市政管线o 4 暗挖区间下穿桥区、侧穿桥桩o 5 暗挖区间下穿河流o

38、6 暗挖区间下穿地铁o 7 盾构区间下穿铁路5 5 风险源设计风险源设计o 1 暗挖区间邻近建筑物o 2 暗挖区间下穿建筑物o 3 暗挖区间下穿重要市政管线o 4 暗挖区间下穿桥区、侧穿桥桩o 5 暗挖区间下穿河流o 6 暗挖区间下穿地铁o 7 盾构区间下穿铁路5 5 风险源设计风险源设计6.1 暗挖区间邻近建筑物12122-2剖面区间左线望园西里10号楼 望园西里10号、11号居民楼位于望园路与丰台北路交口西北角处，建成于1994年，为六层居民楼，无地下室。其中10号楼一层为框架结构，二六层为砖混结构，墙下设条形基础，基础宽度为900mm1400mm，基础埋置深度3m；11号楼为六层砖混结构

39、，条型基础，基础埋置深度3m。1-1剖面望园西里11号楼左线隧道与11号居民楼离水平距离13.98m，竖向距离11.7m。左线隧道与10号居民楼水平距离4.7mm，竖向距离约11.6m。3m3m6.1 暗挖区间邻近建筑物 区间覆土5m19.2m。区间隧道穿越地层主要为卵石圆砾、卵石圆砾层，近35年最高地下水位标高为标高27.2023.80m（自西向东逐渐降低），结构基本处于潜水水位以上。地下水对混凝土结构有微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋（干湿交替）有弱腐蚀性 建筑群条型基础主要位于粉土杂填土层。望园西里11号楼当前水位区间左线望园西里10号楼7.2 洞内措施 （1）在施工中应严格遵照“管超

40、前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤测量”的十八字原则；（2）通过楼房时隧道支护加强，钢架调整至间距0.5m一榀；（3）采用环形台阶预留核心土法施工，并加设临时仰拱，局部开挖面不稳定地段进行掌子面注浆封闭；（4）左线采取的注浆措施：1）拱顶超前注浆：采用L=1.75m,32小导管，前插角10 15打设；L=4m,40小导管前插角3045打设。超前小导管每榀打设，并加强超前预注浆。压注单液水泥浆，注浆压力为0.20.5MPa 2）增加径向注浆：开挖过程中，采用40小导管,L=4m，500500梅花型布置进行径向注浆加固，改良地层，尽量减少对土体的扰动和沉降变形；压注单液水泥浆，注浆压力为0.2

41、0.5MPa （5）该建筑物的保护措施设计结合了丰北桥东主线桥的专项保护措施。左线注浆范围11号楼左线注浆范围左线注浆范围200上水管200上水管10号楼10号楼11号楼3m3m 控制指标沉降值：15mm差异沉降：6mm水平位移：12mm变形速率：2.0mm/d倾斜测点沉降测点南侧墙体为重点监测部位 实际监测最大沉降值3.3mm；o 1 暗挖区间邻近建筑物o 2 暗挖区间下穿建筑物o 3 暗挖区间下穿重要市政管线o 4 暗挖区间下穿桥区、侧穿桥桩o 5 暗挖区间下穿河流o 6 暗挖区间下穿地铁o 7 盾构区间下穿铁路5 5 风险源设计风险源设计 区间线路出丰台北路站后沿丰台北路向东行至西局站，

42、采用矿山法施工。区间在右K11+397.218K11+569.056范围内下穿北京市武警总队第十五支队建筑群、鸿发宾馆及亚澜湾休闲会馆，该段全长169.6m。该建筑群风险控制等级为一级。1 工程概况工程概况武警支队建筑群区间左线鸿发宾馆和亚澜湾休闲会馆区间右线西局站丰台北路站鸿发宾馆亚澜湾休闲会馆2 区间主体与建筑群结构关系区间主体与建筑群结构关系1213231-1剖面2-2剖面3-3剖面1000雨水武警支队建筑群600上水426燃气区间左线鸿发宾馆和亚澜湾休闲会馆区间右线武警总队第十五支队建筑群，为地上4层或5层，目前拒绝调查；鸿发宾馆及亚澜湾休闲会馆，分别为地上4层和地上5层，无地下室左线

43、与该建筑水平距离为5.3m，区间隧道顶位于建筑群底下8.6m，左线与该建筑水平距离为4.9m，区间隧道顶位于建筑群底下8.8m，左线与该建筑水平距离为8.8m，区间隧道顶位于建筑群底下8.7m，隧道范围内的主要土层为新近沉积的圆砾、卵石5层；第四纪沉积的卵石层，中砂、粗砂1层，粉质粘土4层；卵石层。围岩为自稳定性较差的土层，开挖后极易坍塌失稳。工程场区当前水位标高在21.28 21.89m左右。建筑群基础主要位于粉土杂填土层。3 工程地质和水文地质建筑群当前水位区间右线6 风险工程保护措施设计风险工程保护措施设计武警支队建筑群区间左线鸿发宾馆和亚澜湾休闲会馆区间右线西局站丰台北路站6.1 地面

44、措施 本区间加固范围地面位于武警支队建筑群院内，院内施工场地协调困难且地下管线密集，因此没有条件采取地面加固或隔离桩等措施，所以本次设计不采用地面加固措施。6 风险工程保护措施设计风险工程保护措施设计6.2 左、右线洞内措施 （1）在施工中应严格遵照“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤测量”的十八字原则；（2）通过楼房时隧道支护加强，钢架调整至间距0.5m一榀；并加设临时仰拱。（3）采用环形台阶预留核心土法施工，局部开挖面不稳定地段进行掌子面注浆封闭；6.3 左线邻近建筑物采取的加固措施：1）拱部采用双排小导管超前注浆：采用L=1.75m,32小导管，前插角10 15打设；L=4m,4

45、0小导管前插角3045打设。超前小导管每榀打设，并加强超前预注浆。压注单液水泥浆，注浆压力为0.20.5MPa 2）侧墙增加径向注浆：开挖过程中，采用40小导管,L=4m，500500梅花型布置进行径向注浆加固，改良地层，尽量减少对土体的扰动和沉降变形。压注单液水泥浆，注浆压力为0.20.5MPa左线注浆范围左线注浆范围6 风险工程保护措施设计风险工程保护措施设计右线注浆范围右线注浆范围6.4右线下穿建筑物采取的加固措施：1）采用工22a型钢加强钢架，初支厚度采用300mm。2）拱部和侧墙采用长导管超前注浆支护：每进尺3m打设一环，每环导管长度10m，搭接范围内导管不少于3根，以此增大超前支护

46、刚度，并采用后退式注浆工艺。右线注浆范围6 风险工程保护措施设计风险工程保护措施设计6.5 右线拱部和侧墙长导管超前注浆工艺设计（1）钻孔 采用89mm钻杆进行钻进，外插角710，跳34孔打设。（2）注浆钢花管制作 注浆钢花管采用50mm、t=6.5mm钢花管，管长10m，每隔1m梅花形布置14溢浆孔用于泄浆，注浆钢花管最后1m范围内不设溢浆孔，以防漏浆。注浆钢花管制作完毕后用胶带将溢浆孔部位缠绕3圈进行封闭，以保证后退注浆效果。（3）注浆 将注浆管及止浆阀深入注浆钢花管，连接注浆设备，从孔底逐段后退注浆。注浆浆液采用单液水泥浆，注浆压力0.20.5MPa（4）注浆要求：注浆完成28天后的地基

47、承载力特征值：中粗砂、卵石层的地基承载力特征值达到1MPa以上；渗透系数110-6cm/s。（5）注浆效果检测：注浆效果检测可采用取芯抗压、标贯试验、压板试验、抽水试验等四种方法综合检测。注浆效果检测应在注浆结束14天后进行。布设孔位，环向间距400mm初支300mm厚钢花管大样注浆示意o 1 暗挖区间邻近建筑物o 2 暗挖区间下穿建筑物o 3 暗挖区间下穿重要市政管线o 4 暗挖区间下穿桥区、侧穿桥桩o 5 暗挖区间下穿河流o 6 暗挖区间下穿地铁o 7 盾构区间下穿铁路5 5 风险源设计风险源设计o 1 暗挖区间邻近建筑物o 2 暗挖区间下穿建筑物o 3 暗挖区间下穿重要市政管线o 4 暗

48、挖区间下穿桥区、侧穿桥桩o 5 暗挖区间下穿河流o 6 暗挖区间下穿地铁o 7 盾构区间下穿铁路5 5 风险源设计风险源设计1 工程概况丽泽桥位于丰北路与西三环相交处，为全互通式立交桥。本次地铁14号线穿越范围内涉及桥梁为，丰北路上东西向的主桥A、主桥B，南北主桥，四环主路上南北向的公交停靠站1号桥、公交停靠站2号桥，Z3匝道桥、Z4匝道桥、Z5c匝道桥、Z6匝道桥、Z7a匝道桥、Z7b匝道桥、Z7c匝道桥、Z8匝道桥、K4+657通道桥及1、3号梯道桥等共计16座桥梁组成。Z3匝道桥Z7a匝道桥主桥AZ5c匝道桥Z6匝道桥公交停靠站1号桥公交停靠站2号桥南北主桥Z8匝道桥Z7c匝道桥Z4匝道

49、桥2号竖井（轨排）1号竖井区间左线区间右线主桥B通道桥u本区间的左线设计里程为K11+863.652K13+021.480，左线全长1157.957，穿越桥桥桩段约340m；右线设计里程为K11+863.652K13+021.480，右线设计范围全长1157.828m，穿越桥桥桩段约330m、共穿越44个轴。u区间采用矿山法施工，穿越桥区段为标准马蹄形单洞隧道结构，桥区西侧设置1号施工竖井，并多次侧穿丽泽桥桩，与桥桩最小水平距离0.84m，隧道底多数位于桩底以下，区间穿越丽泽桥风险等级为一级。u区间隧道和桥梁桩基所处的地层为卵石圆砾层。结构处于潜水水位以上，不需要施工降水。1 工程概况工程概况

50、Z3匝道桥Z7a匝道桥主桥AZ5c匝道桥Z6匝道桥公交停靠站1号桥公交停靠站2号桥南北主桥Z8匝道桥Z7c匝道桥Z4匝道桥主桥B通道桥1号竖井2号竖井5 保护措施设计保护措施设计类类别别桥基桥基类型类型位置位置工程影响分工程影响分区区保护措施保护措施地面加强措施地面加强措施洞内加强措施洞内加强措施1桥桩距桥桩010m较接近和强烈影响区根据地面条件，在区间与桥桩之间打设贴隧道侧“一”字双排梅花形或贴桥桩侧U型双排梅花形复合锚杆隔离桩。（1）格栅钢架间距加密为0.5m；（2）加设临时仰拱。（3）重复进行初支背后回填注浆。2地面条件受限不能打设复合锚杆隔离桩。（1）双排小导管超前加固地层，第一排每榀