淺埋暗挖施工技術(shù)

1、目錄第一章 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(kāi)挖法112.4.2 臺(tái)階法112.4.3 環(huán)形開(kāi)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(wèn)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

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(cè)224.1總體要求224.2 監(jiān)測(cè)的作用224.3 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的確定因素224.4 量測(cè)項(xiàng)目類(lèi)型234.6 測(cè)點(diǎn)設(shè)置244.7 監(jiān)測(cè)要求254.8 量測(cè)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(mén)折返線工程（正臺(tái)階法和單側(cè)臂導(dǎo)坑正臺(tái)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(chē)站(中洞

3、法)325.3北京地鐵磁器口車(chē)站(中洞法)335.3.1 磁器口車(chē)站概況335.3.2 中洞法施工步序335.4北京地鐵10號(hào)勁松站車(chē)站（洞樁法）355.5廣州地鐵三號(hào)線林和西站（中柱+臺(tái)階+CRD法）355.5.1 工程概況355.5.2 隧道開(kāi)挖與施工工藝375.5.3 隧道施工監(jiān)測(cè)385.6 營(yíng)口道站1號(hào)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(mén)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

4、要建筑物425.7.6 防排水施工435.8 北京地鐵十號(hào)線光華路站中洞施工實(shí)例445.8.1 工程概況44主要施工方法和技術(shù)措施445.9 北京長(zhǎng)安街東單東人行過(guò)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(cè)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)54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

5、法產(chǎn)生的背景施工方法對(duì)地鐵車(chē)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?chē)h(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(duì)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(duì)社會(huì)環(huán)境影響很大，僅適合在無(wú)人、無(wú)交通、管線較少之地應(yīng)用。隨著我國(guó)工程建設(shè)法規(guī)、法制的完善、對(duì)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(shí)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

6、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(lái)為適應(yīng)城市淺埋隧道的需要而發(fā)展起來(lái)的一種施工方法，也稱淺埋暗挖法。目前在我國(guó)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(jiǎn)單、靈活，并可根據(jù)施工監(jiān)控量測(cè)的信息反饋來(lái)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(mén)車(chē)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(jiǎn)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(guó)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

7、工程，同時(shí)也廣泛適用過(guò)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(duì)施工工藝即預(yù)注漿加固、開(kāi)挖時(shí)空順序、臺(tái)階長(zhǎng)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(cè)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(lái)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

8、土柱加地面動(dòng)、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(dòng)、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(cè)試資料所驗(yàn)證），這是由于隧道開(kāi)挖后洞室周?chē)貙討?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?chē)貙討?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(guò)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

9、埋暗挖法的應(yīng)用 近十幾年來(lái)，北京地鐵及市政公用管線工程，越來(lái)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(guó)內(nèi)外同行所矚目。北京地鐵“復(fù)-八線”全長(zhǎng)12.7km，其中區(qū)間隧道長(zhǎng)約7km，地鐵西單站、天安門(mén)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。19941995年間，在北京長(zhǎng)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(guó)家計(jì)委門(mén)前的大型地下停車(chē)庫(kù)。近5年來(lái)，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(guó)各主要大城市，如廣

10、州地鐵一號(hào)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?guó)地下空間的開(kāi)發(fā)和利用歷史不長(zhǎng)，而“新奧法”的設(shè)計(jì)施工原理頗具新意，適于我國(guó)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(lèi)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(guò)不斷總結(jié)，有所共識(shí)，并經(jīng)過(guò)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

11、情況而言，并非所有的使用單位都真正地掌握了其真諦。無(wú)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(huì)噴錨支護(hù)就會(huì)淺埋暗挖”的誤導(dǎo)，造成坍塌、沉陷、滲漏、留下無(wú)窮后患的例子，也是常見(jiàn)的。因此，有必要對(duì)“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)。第二章 淺埋暗挖法施工方法2.1 施工原則2.2 施工步驟2.3 基本工藝要求在暗挖施工作業(yè)時(shí)根據(jù)地質(zhì)情況制定相應(yīng)的開(kāi)挖步驟和支護(hù)措施，嚴(yán)格根據(jù)量測(cè)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(kāi)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

12、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(duì)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(wèn)題，必須從內(nèi)部著手對(duì)土體性質(zhì)進(jìn)行改良，在施工中主要采取通過(guò)小導(dǎo)管預(yù)留的注漿孔對(duì)土體進(jìn)行注漿固結(jié)的預(yù)加固措施。對(duì)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(duì)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(kāi)挖過(guò)程中的安全。短進(jìn)尺：開(kāi)挖中，土體的穩(wěn)定是施工中要解決的重點(diǎn)問(wèn)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(kāi)挖進(jìn)尺大小得到的半徑的大小。暴露時(shí)間越長(zhǎng)，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

13、要采取預(yù)留核心土，開(kāi)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(kāi)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(dòng)后拱部凌空面層的土體產(chǎn)生下沉，雖然的存在阻止線以上土體的繼續(xù)下沉，但隨著時(shí)間的推移，振動(dòng)的影響，自拱逐漸被破壞，大量松散土體的重力會(huì)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(lái)保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。早封閉：隧道施工一般采用臺(tái)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(méi)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

14、成環(huán)。勤量測(cè)：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(kāi)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(duì)受力的必然反應(yīng)，可以說(shuō)，沒(méi)有變形（微觀的），結(jié)構(gòu)就沒(méi)有受力，而我們了解結(jié)構(gòu)的受力也只有通過(guò)變形來(lái)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(guò)量測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)了解，因此，必須按照規(guī)定頻率對(duì)規(guī)定部位進(jìn)行觀測(cè)，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(guò)大變形的預(yù)防預(yù)控。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(jiàn)的典型施工方法是正臺(tái)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、

15、單側(cè)壁導(dǎo)坑超前正臺(tái)階法、雙側(cè)導(dǎo)坑正臺(tái)階法 (眼睛工法)、中隔墻法等。施工方法見(jiàn)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(kāi)挖方法表2.2 淺埋暗挖法修建隧道及地下工程主要開(kāi)挖方法2.4.1 全斷面開(kāi)挖法可適用于I-級(jí)圍巖隧道施工，級(jí)圍巖隧道在采用了有效的措施后，亦可采用全斷面法開(kāi)挖。施工時(shí)應(yīng)配備鉆孔臺(tái)車(chē)或臺(tái)架及高效率裝運(yùn)機(jī)械設(shè)備。2.4.2 臺(tái)階法可適用于級(jí)圍巖隧道施工，VI級(jí)圍巖單線隧道，在采用了有效的措施后，亦可采用臺(tái)階法施工。臺(tái)階長(zhǎng)度宜為隧道開(kāi)挖寬度的12倍。臺(tái)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(zhǎng)或縮短臺(tái)階長(zhǎng)度，確保開(kāi)挖、支護(hù)質(zhì)量及

16、施工安全； 2、上臺(tái)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(tái)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(kāi)挖預(yù)留核心土法可適用于V一VI級(jí)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(kāi)挖每循環(huán)開(kāi)挖長(zhǎng)度宜為0.51m； 2、開(kāi)挖后應(yīng)及時(shí)施作噴錨支護(hù)、安設(shè)鋼架支撐，每?jī)砷摷苤g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(kāi)挖前應(yīng)在拱部設(shè)計(jì)開(kāi)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

17、作。2.4.4 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法可適用于V級(jí)圍巖雙線或多線隧道。采用先開(kāi)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(duì)剩余部分?jǐn)嗝孢M(jìn)行一次或二次開(kāi)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(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況確定，一般情況下宜為3050m； 3、導(dǎo)坑開(kāi)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(kāi)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(kāi)挖高度應(yīng)大于中墻高度，開(kāi)挖寬度應(yīng)大于5m； 2、中洞開(kāi)挖長(zhǎng)度可根據(jù)隧道長(zhǎng)度、寬度以及地質(zhì)

18、情況綜合考慮；短隧道可先貫通中洞，后開(kāi)挖兩側(cè)； 3、中洞開(kāi)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(zhǎng)度宜為46m；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(kāi)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V級(jí)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(kāi)挖時(shí)，應(yīng)沿一側(cè)自上而下分為二或三部進(jìn)行，每開(kāi)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(kāi)挖中隔墻的另一側(cè)，其分步次數(shù)及支護(hù)形式與先開(kāi)挖的一側(cè)相同； 2、各部開(kāi)

19、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(kāi)挖高度，宜為3.5m； 5、后一側(cè)開(kāi)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(kāi)一定距離，一般情況為30-50m；7、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-級(jí)圍巖淺埋的雙線或多線隧道。采用自上而下分二至三步開(kāi)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(kāi)始另一側(cè)1-2部開(kāi)挖及支護(hù)，形成左、右兩側(cè)開(kāi)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，

20、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(dòng)態(tài)的擇優(yōu)過(guò)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(kāi)挖好，然后修筑支護(hù)結(jié)構(gòu)，并且有條件時(shí)可以爭(zhēng)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(kāi)挖隨進(jìn)行一次支撐，防止圍巖變形及產(chǎn)生坍塌；分塊開(kāi)挖后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行一次支護(hù)的施作，一

21、般先開(kāi)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(kāi)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(guó)內(nèi)外現(xiàn)有工程實(shí)績(jī)和實(shí)驗(yàn)研究的情況來(lái)看,基于經(jīng)濟(jì)性及工期考慮,其工法選擇的順序?yàn)?正臺(tái)階法上臺(tái)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.

22、5 大斷面暗挖法施工大斷面車(chē)站開(kāi)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(kāi)挖分塊越多,擾動(dòng)地層次數(shù)增多地表沉陷就越大;一次支護(hù)及時(shí)、開(kāi)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(chē)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(kāi)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 6 m 長(zhǎng) ,通過(guò)監(jiān)測(cè)

23、可以調(diào)整拆除長(zhǎng)度。施工過(guò)程中 ,可隨時(shí)通過(guò)監(jiān)控量測(cè) ,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(kāi)挖安全 ,但多次力的轉(zhuǎn)換 ,易造成累計(jì)沉降過(guò)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(kāi)挖側(cè)洞 ,由于側(cè)向抵抗側(cè)壓的減弱 ,會(huì)造成中洞過(guò)大變形 ,有的造成中拱二襯開(kāi)裂 ,二襯不宜過(guò)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(kāi)挖 ,先做側(cè)洞 ,然后扣中拱 ,相對(duì)來(lái)講較為安全。從施工角度看 ,

24、偏向使用側(cè)洞和CRD 法開(kāi)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(wèn)題引起重視后 ,在天安門(mén)西、王府井東單等站都沒(méi)再出現(xiàn)此類(lèi)問(wèn)題。單洞室施工期間難度較大 ,相對(duì)沉降也較大。單跨車(chē)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 30 cm ,都偏大 ,應(yīng)優(yōu)化斷面結(jié)構(gòu) ,對(duì)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?gòu)U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(wú)法起拱的情況下 ,可采用平頂直墻工法;(8) 多層導(dǎo)

25、洞開(kāi)挖 ,一般先從上部洞室開(kāi)挖 ,然后落底。這種方法造成底洞開(kāi)挖時(shí) ,上部洞室會(huì)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(kāi)挖增加超前小導(dǎo)管;(9) 多導(dǎo)洞開(kāi)挖 ,都有個(gè)初支連接問(wèn)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(duì)施工要求很高 ,左右洞開(kāi)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(lái)調(diào)整;有的兩側(cè)都用插筋連接。該方法主要是現(xiàn)場(chǎng)焊接工作量大 ,還要延長(zhǎng)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

26、,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(wèn)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(lèi)土、碎石類(lèi)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(chē)輛行駛過(guò)程中產(chǎn)生強(qiáng)烈震動(dòng)，使淺埋隧道周邊土體更加松弛，開(kāi)挖過(guò)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

27、程實(shí)踐總結(jié)，支護(hù)結(jié)構(gòu)比較可靠，一般不會(huì)坍塌，坍塌多為開(kāi)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(duì)北京這種松散地層,開(kāi)挖的過(guò)程更主要的是支護(hù)的過(guò)程,地層加固是開(kāi)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(kāi)挖面暴露時(shí)間長(zhǎng)在預(yù)加固后開(kāi)挖過(guò)程中,圍巖土體會(huì)出現(xiàn)一個(gè)短暫的穩(wěn)定，隨著暴露時(shí)間延長(zhǎng),坍塌的可能性也越大。（3）受地面震動(dòng)影響地面車(chē)輛行駛過(guò)程中產(chǎn)生的震動(dòng)是坍塌的重要誘因之一，尤其夜間重車(chē)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

28、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(kāi)挖過(guò)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?chē)貙犹幱陲柡蜖顟B(tài)，部分地段還形成一個(gè)水囊，給淺埋暗挖施工帶來(lái)極大的隱患。隨著暗挖施工擾動(dòng)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(guò)人工整治，也僅為簡(jiǎn)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，

29、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(mén)及斷面變換處馬頭門(mén)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、)，提高地層的自穩(wěn)能力。穩(wěn)定開(kāi)挖工作面方法很多，優(yōu)先選擇次序?yàn)檎_(tái)階環(huán)形開(kāi)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（46 m）周邊預(yù)注漿超前支護(hù)、長(zhǎng)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23 m徑向單液

30、水泥注漿等。3.2.1 地層加固的方法（1）環(huán)形開(kāi)挖留核心土；（2）噴射混凝土封閉開(kāi)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(zhǎng)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。（

31、2）降水技術(shù)。這一重要的配套技術(shù)，施作簡(jiǎn)單、效果好，特別是井點(diǎn)降水方法技術(shù)簡(jiǎn)單。如地鐵永安里車(chē)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(duì)水資源保護(hù)問(wèn)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)。“復(fù)-八線”建國(guó)門(mén)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

32、拱部開(kāi)挖配皮帶運(yùn)輸、下部開(kāi)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(tái)車(chē)、洞內(nèi)運(yùn)輸采用電瓶車(chē)帶動(dòng)梭式礦車(chē)(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)100m以上。3.2.3 地下水處理方法地表井點(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(wú)疑會(huì)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(duì)于砂層、礫砂等特殊地層，過(guò)度抽排地下水，會(huì)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(kāi)挖的條件下，應(yīng)盡量減

33、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(kāi)挖過(guò)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(chē)站采用復(fù)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)

34、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 8 m 左右。在建筑物集中地帶打不了管井時(shí)采用輻射井,一般300 mm,長(zhǎng)度 5070 m ,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(duì)殘留水的處理措施: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(lái)。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(tái)角,管中用棉砂截砂,管端用 PVC 管集中引流；根據(jù)地層情況,可先做下半部導(dǎo)洞,打垂直引水管；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

35、泥加水玻璃漿液等,必要時(shí)采用長(zhǎng)導(dǎo)管注漿,搭接長(zhǎng)度不小于2 m；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；增加鎖腳錨桿,必要時(shí)用錨管加注漿；增加臨時(shí)仰拱；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) 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(kāi)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(duì)于 32mm、長(zhǎng) 33. 5 m 小導(dǎo)管不好打 ,易劈裂。一般要打 25 mm、長(zhǎng) 2. 5 m 左右的鋼管 ,可兩

36、步一打。也有的采用長(zhǎng) 1. 75 m 的一步一打 ,搭接 1 m。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(duì)較好的粘性土層,采用開(kāi)挖鎬刨,小導(dǎo)管打入較困難，只要能夠使開(kāi)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(guò)大 ,一般控制在 15°以內(nèi)。 管棚支護(hù)一般開(kāi)挖洞門(mén)或結(jié)構(gòu)受力轉(zhuǎn)換、大斷面或通過(guò)重要管線等地方 ,設(shè)計(jì)普遍采用管棚方案。常用管棚為 108mm159mm ,崇文門(mén)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 108mm159 mm 較合理。（2）管棚施工過(guò)程中沉降控制。目前管棚施

37、工有兩種辦法:一是常規(guī)鉆孔，長(zhǎng)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(huì)引起地層沉降45mm，且長(zhǎng)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(kāi)挖技術(shù) ,非開(kāi)挖技術(shù)即是用有線或無(wú)線監(jiān)視系統(tǒng) ,對(duì)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(guò)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

38、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(hào)井塌方教訓(xùn)可供借鑒。 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(kāi)挖時(shí)起到棚護(hù)作用。目前一般旋噴長(zhǎng)度為20 m左右，開(kāi)挖18m，留2 m 搭接。旋噴壓力為不小于20 MPa ，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 >10 MPa。目前采用旋噴加固土體主要問(wèn)題是漿液流失較大，另外長(zhǎng)距離水平旋噴方向性偏差。水平旋噴施工期間會(huì)有較大沉降，有時(shí)可超過(guò)10mm，但開(kāi)挖時(shí)沉降較小，初支背后壓漿亦少，對(duì)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。 水平凍

39、結(jié)法通過(guò)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(kāi)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(guò)大，一般在12m厚。否則會(huì)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) K10 m/d為理想。滲流速度過(guò)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(huì)引起沉降，開(kāi)挖時(shí)基本沒(méi)有沉降。經(jīng)過(guò)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

40、隨開(kāi)挖時(shí)噴液氮，解決局部點(diǎn)問(wèn)題。第四章 淺埋暗挖法施工中的監(jiān)測(cè)4.1總體要求監(jiān)控量測(cè)工作必須緊接開(kāi)挖、支護(hù)作業(yè)，按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行布點(diǎn)和監(jiān)測(cè)，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況及時(shí)進(jìn)行調(diào)整或增加量測(cè)的項(xiàng)目和內(nèi)容。量測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)及時(shí)分析處理，并將結(jié)果反饋到施工過(guò)程中。4.2 監(jiān)測(cè)的作用監(jiān)控量測(cè)應(yīng)作為施工組織設(shè)計(jì)一個(gè)重要組成部分，量測(cè)工作的作用是：（1）掌握圍巖動(dòng)態(tài)和支護(hù)結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)，利用量測(cè)結(jié)果修改設(shè)計(jì)，指導(dǎo)施工。 （2）預(yù)見(jiàn)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(lèi)比依據(jù)。 （4）為確定隧道安全提供可靠的信息。（5）量測(cè)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(cè)和反饋，以保證

41、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(kāi)工前應(yīng)根據(jù)隧道規(guī)模、地形、地質(zhì)條件、支護(hù)類(lèi)型和參數(shù)、施工方法等，進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)應(yīng)包括：量測(cè)項(xiàng)目、量測(cè)儀器選擇、測(cè)點(diǎn)布置、量測(cè)頻率、數(shù)據(jù)處理及量測(cè)人員組織等。4.3 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的確定因素監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的確定、監(jiān)測(cè)斷面及測(cè)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：工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況；隧道埋深、跨度、結(jié)構(gòu)型式和施工工藝；隧道間距；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(duì)位置；設(shè)計(jì)提供的變形及其它控制值及其安全儲(chǔ)備系數(shù)等。4.4 量測(cè)項(xiàng)目類(lèi)型在地下工程中，開(kāi)挖前的地質(zhì)勘探工作很難提供非常準(zhǔn)確

42、的地質(zhì)資料，所以，在施工過(guò)程中對(duì)前進(jìn)的開(kāi)挖工作面附近圍巖的巖石性質(zhì)、狀態(tài)應(yīng)進(jìn)行目測(cè)。對(duì)開(kāi)挖后動(dòng)態(tài)進(jìn)行目測(cè)，對(duì)被覆后圍巖動(dòng)態(tài)進(jìn)行目測(cè)、在新奧法量測(cè)項(xiàng)目中占有很重要的地位。觀察目的：細(xì)致的目測(cè)觀察，對(duì)于監(jiān)視圍巖穩(wěn)定性是既省事而作用又很大的監(jiān)測(cè)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(cè)觀察是新奧法監(jiān)測(cè)中的必測(cè)項(xiàng)目：隧道目測(cè)觀察的目的是：（1）預(yù)測(cè)開(kāi)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(cè)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(cè)項(xiàng)目可分為必測(cè)項(xiàng)目和選側(cè)項(xiàng)目?jī)?/p>

43、大類(lèi)(見(jiàn)下列表)，必測(cè)項(xiàng)目在采用噴錨構(gòu)筑法施工時(shí)必須進(jìn)行；選測(cè)項(xiàng)目應(yīng)根據(jù)工程規(guī)模、地質(zhì)條件、隧道埋深、開(kāi)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(cè)必測(cè)項(xiàng)目表4-2 監(jiān)控量測(cè)選測(cè)項(xiàng)目4.6 測(cè)點(diǎn)設(shè)置隧道施工過(guò)程中應(yīng)進(jìn)行洞內(nèi)、外觀察，洞內(nèi)觀察可分開(kāi)挖工作面觀察和已施工地段觀察兩部分。（1）開(kāi)挖工作面觀察應(yīng)在每次開(kāi)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(kāi)挖工作面地質(zhì)素描圖、填寫(xiě)開(kāi)挖工作面地質(zhì)狀態(tài)記錄表和施工階段圍巖級(jí)別判定卡。對(duì)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

44、淺地段，其觀察內(nèi)容應(yīng)包括地表開(kāi)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(cè)項(xiàng)目應(yīng)設(shè)置在同一斷面，其量測(cè)斷面間距及測(cè)點(diǎn)數(shù)量應(yīng)根據(jù)圍巖級(jí)別、隧道埋深、開(kāi)挖方法等按表4-3規(guī)定進(jìn)行。各選測(cè)項(xiàng)目量測(cè)斷面的數(shù)量，宜在每級(jí)圍巖內(nèi)選有代表性的l2個(gè)。4.7 監(jiān)測(cè)要求凈空變化、拱頂下沉量測(cè)應(yīng)在每次開(kāi)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(kāi)挖前必須完成。測(cè)點(diǎn)應(yīng)牢固可靠、易于識(shí)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(cè)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(cè)項(xiàng)目量測(cè)斷面間距和每斷面測(cè)點(diǎn)數(shù)量隧道淺埋地段地表下沉的量測(cè)宜與洞內(nèi)凈

45、空變化和拱頂下沉量測(cè)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?chē)鲈O(shè)地表下沉觀測(cè)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(cè)點(diǎn)，每個(gè)斷面設(shè)7-11點(diǎn)，監(jiān)測(cè)范圍應(yīng)在隧道開(kāi)挖影響范圍以外。地表下沉量測(cè)應(yīng)在開(kāi)挖工作面前方，隧道埋深與隧道開(kāi)挖高度之和處開(kāi)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(cè)頻率應(yīng)與拱頂下沉和凈空變化的量測(cè)頻率相同。各項(xiàng)量測(cè)項(xiàng)目量測(cè)頻率應(yīng)根據(jù)位移速度和量測(cè)斷面距開(kāi)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(cè)頻率出現(xiàn)較大差異時(shí)，宜取量測(cè)頻率較高的作為實(shí)施的量測(cè)頻率?；騾⒄毡?-6各項(xiàng)量測(cè)作業(yè)均應(yīng)持續(xù)到變形基本穩(wěn)定后23周結(jié)束。對(duì)

46、于膨脹性和擠壓性圍巖，位移長(zhǎng)期沒(méi)有減緩趨勢(shì)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)量測(cè)時(shí)間。4.8 量測(cè)數(shù)據(jù)整理、分析與反饋要求1、每次量測(cè)后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，并繪制量測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)態(tài)曲線和距開(kāi)挖面關(guān)系圖;2、對(duì)初期的時(shí)態(tài)曲線應(yīng)進(jìn)行回歸分析，頂測(cè)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(zhǎng)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(cè)最大位移值或回歸預(yù)測(cè)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(jí)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

47、/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(lái)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(mén)折返線工程（正臺(tái)階法和單側(cè)臂導(dǎo)坑正臺(tái)階法）5.1.1 工程概況折返線工程位于復(fù)興門(mén)內(nèi)大街西嘉樣里至鬧市口國(guó)賓大道之下，該段地面每天來(lái)往車(chē)輛57萬(wàn)輛、自行車(chē)30萬(wàn)輛；地下管網(wǎng)密布、

48、縱橫交錯(cuò)。工程全長(zhǎng)358.292米，折合單線隧道1058米，由南北兩條正線和一條折返庫(kù)線所組成（見(jiàn)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(kāi)挖跨度由6.96米到14.86米不等，拱頂至路面的覆土厚度912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(zhǎng)190米。車(chē)助坑道設(shè)有一座直徑5.5米、深22米的豎井和一條長(zhǎng)54米的聯(lián)絡(luò)通道，通道與折返線成45°相交，是出碴、運(yùn)料的唯一途徑。主要工程量包括：開(kāi)挖土方5.6萬(wàn)立方米，采用復(fù)合式襯砌：一次支護(hù)噴射混

49、凝土8000 立方米，塑料防水板鋪設(shè)2.7萬(wàn)平方米，二次襯砌模筑混凝土1.3萬(wàn)立方米(包括道床)。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(wú)自穩(wěn)，沒(méi)有粘聚力。地下水位線在路面以下23米處。圖5.1圖5.2 施工工藝與方法（1）施工原則 堅(jiān)持以量測(cè)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)。 堅(jiān)持先加固,后開(kāi)挖由于圍巖幾乎沒(méi)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(duì)單線、雙

50、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(duì)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(lái)穩(wěn)定地層，做到萬(wàn)無(wú)一失，防塌防沉。（2）基本工藝要求“管超前、嚴(yán)注漿、短開(kāi)挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測(cè)”，是我們?cè)趯?shí)踐中總結(jié)出來(lái)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(kāi)挖，注漿一段，開(kāi)挖一段，支護(hù)一段，封閉一段”。（3）施工方法 單線和雙線斷面采用正臺(tái)階開(kāi)挖法施工開(kāi)挖、施工順序（見(jiàn)圖5.3，拱頂I部開(kāi)挖高度2.2米，順著拱外弧線進(jìn)行環(huán)狀開(kāi)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(dòng)范圍小，一旦發(fā)生坍

51、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(tái)階開(kāi)挖法施工部開(kāi)挖是在距部約57米處進(jìn)行，拱圈兩側(cè)成“品”字形開(kāi)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。部開(kāi)挖包括兩側(cè)邊墻，仰拱及中部核心的全部開(kāi)挖，系采用S-50型單臂掘進(jìn)機(jī)配備2立萬(wàn)米砂車(chē)作業(yè)，落底縱向長(zhǎng)度每次1米，要求及時(shí)開(kāi)挖，快速支護(hù)，盡早封閉。 渡線大跨度斷面采用單側(cè)臂導(dǎo)坑正臺(tái)階法施工單側(cè)臂導(dǎo)坑正臺(tái)階法施工（見(jiàn)圖5.4），它既能減少渡線大跨度斷面，又能避免采

52、用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法(日本叫眼睛工法)所帶來(lái)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(tái)階法施工5.2北京地鐵蒲黃榆車(chē)站(中洞法)5.3北京地鐵磁器口車(chē)站(中洞法)5.3.1 磁器口車(chē)站概況5.3.2 中洞法施工步序5.4北京地鐵10號(hào)勁松站車(chē)站（洞樁法）8005.5廣州地鐵三號(hào)線林和西站（中柱+臺(tái)階+CRD法）5.5.1 工程概況5.5.2 隧道開(kāi)挖與施工工藝5.5.3 隧道施工監(jiān)測(cè)5.6 營(yíng)口道站1號(hào)風(fēng)機(jī)房的施工（CRD法）5.6.1 工程概況5.6.2 施工方法5.7 北京地鐵和平里站至東直門(mén)站地下區(qū)間的施工（中洞法）5.

53、7.1 工程概況5.7.2 淺埋連拱隧道的施工難點(diǎn)5.7.3 確定施工方案的原則5.7.4 施工方案5.7.5 地表跟蹤注漿加固重要建筑物5.7.6 防排水施工5.8 北京地鐵十號(hào)線光華路站中洞施工實(shí)例5.8.1 工程概況5.8.2主要施工方法和技術(shù)措施5.9 北京長(zhǎng)安街東單東人行過(guò)街通道工程實(shí)例5.9.1 工程概述圖5.14通道結(jié)構(gòu)斷面(單位：cm)5.9.2 工程特點(diǎn)5.9.3 施工方案（1）地層加固為確保施工穩(wěn)妥可靠，必須進(jìn)行地層加固(見(jiàn)圖2)。圖5.15洞室開(kāi)挖支護(hù)和地層加固1)在通道頂部瀝青路面上滿鋪20 mm厚鋼板，使洞頂沖擊、振動(dòng)荷載均勻傳遞到下部結(jié)構(gòu)。 2)地表的瀝青路面和回填

54、土層較為密實(shí)，穩(wěn)定性好。洞室頂部設(shè)置棚架支護(hù)體系，均勻分配荷載，控制地表下沉，保證初期支護(hù)的施工安全。 3)通道初期支護(hù)頂部局部噴混凝土難以噴密實(shí)，開(kāi)挖后在用干硬性混凝土回填的基礎(chǔ)上再注水泥漿填充，注漿位置在洞室頂板中部。 4)東單地鐵車(chē)站將穿過(guò)通道，為保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在通道初期支護(hù)底板封閉后，對(duì)地層進(jìn)行注水泥漿加固。（2）初期支護(hù)通道分成3個(gè)洞室開(kāi)挖，兩側(cè)寬度為4 m，中間寬度為3.84 m。初期支護(hù)為格柵鋼架?chē)娚浠炷?，厚度?0 cm(見(jiàn)圖2)。有限元檢算表明，初期支護(hù)剛度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性均滿足規(guī)范要求。檢算參數(shù)：荷載為汽超20、掛120，頂板上覆土為0.5 m，初期支護(hù)為C20級(jí)噴射混凝土

55、30 cm。檢算結(jié)果：混凝土最大壓應(yīng)力max=2.43 MPa=7 MPa，鋼筋最大壓應(yīng)力max=46.7 MPa=180 MPa，鋼筋最大拉應(yīng)力max=87.8 MPa=180 MPa，結(jié)構(gòu)最大位移0.74 mm。（3）二次襯砌通道結(jié)構(gòu)凈寬為10 m，凈高不小于2.5 m，頂板、邊墻和底板均為60 cm，結(jié)構(gòu)主筋為22螺紋鋼，間距15 cm，縱向筋為16螺紋鋼，箍筋為10圓鋼。檢算時(shí)不考慮初期支護(hù)的承載作用，按8度地震烈度荷載進(jìn)行抗震檢算，檢算結(jié)果滿足規(guī)范要求。5.9.4 主要施工方法（1）門(mén)廳、梯道、泵房和主通道明挖段施工施工步驟：(1)開(kāi)挖土方；(2)錨噴10 cm厚C20級(jí)混凝土進(jìn)行邊

56、坡支護(hù)；(3)處理管線；(4)鋪底做混凝土墊層；(5)做防水層；(6)綁扎鋼筋做結(jié)構(gòu)襯砌；(7)恢復(fù)路面結(jié)構(gòu)。（2）主通道暗挖段初期支護(hù)施工由于路面瀝青層較厚、堅(jiān)硬且穩(wěn)定性好，現(xiàn)場(chǎng)未設(shè)大管棚，拱頂局部松散地段設(shè)33根小導(dǎo)管，間距10cm，注水泥漿。（3）兩側(cè)洞室開(kāi)挖兩側(cè)洞室采用全斷面法開(kāi)挖，遇磚瓦等土層不穩(wěn)定地段，采用上下臺(tái)階法施工。具體步驟為：(1)土方開(kāi)挖，嚴(yán)格控制每循環(huán)進(jìn)尺為50 cm；(2)架設(shè)格柵鋼架，格柵應(yīng)垂直于洞室中線，上下、左右偏差不大于2 cm；(3)洞室兩側(cè)邊墻打25錨桿，間距0.5 m，中洞一側(cè)長(zhǎng)1.5 m，另一側(cè)2.5 m；格柵鋼架之間用22縱向鋼筋連接；(4)底板設(shè)33注漿鋼管，管長(zhǎng)1.5 m，間距1 m，呈梅花型布置，回填磚瓦等邊墻松散部位和頂板埋設(shè)注漿管，對(duì)露出的鋼管頭要包裹好，以防止噴射混凝土堵塞注漿管；(5)網(wǎng)噴30 cm厚C20級(jí)混凝土支護(hù)，要求密實(shí)，無(wú)空洞，不露鋼筋。（4）中洞開(kāi)挖兩側(cè)洞室完成10 m后，中洞開(kāi)始跟進(jìn)作業(yè)。中洞分上下臺(tái)階施工，每循環(huán)進(jìn)尺為50 cm。割除邊洞錨桿，挖出邊洞預(yù)留格柵連接角鋼后，架立中洞格柵并用螺栓連接緊，無(wú)法上緊螺栓的必須加焊22