隧道施工方法之淺埋暗挖法

HYPERLINK"/102020_group_731/detail32578422/javascript:;"隧道施工方法之之之淺埋暗暗挖法法簡介淺埋暗挖法是在在在距離地地表較較近的地地下進進行各種種類型型地下洞洞室暗暗挖施工工的一一種方法法。繼繼1984年王夢恕恕院院士在軍軍都山山隧道黃黃土段段試驗成成功的的基礎(chǔ)上上，又又于1986年在具有有開開拓性、風(fēng)風(fēng)險險性、復(fù)復(fù)雜性性的北京京復(fù)興興門地鐵鐵折返返線工程程中應(yīng)應(yīng)用，在在拆遷遷少、不不擾民民、不破破壞環(huán)環(huán)境下獲獲得成成功。同同時，結(jié)結(jié)合中國國特點點及水文文地質(zhì)質(zhì)系統(tǒng)，創(chuàng)創(chuàng)造造了小導(dǎo)導(dǎo)管超超前支護護技術(shù)術(shù)、8字型網(wǎng)構(gòu)構(gòu)鋼鋼拱架設(shè)設(shè)計、制制造技術(shù)術(shù)、正正臺階環(huán)環(huán)形開開挖留核核心土土施工技技術(shù)和和變位進進行反反分析計計算的的方法，提提出出了“管超前、嚴嚴嚴注漿、短短開開挖、強強支護護、快封封閉、勤勤量測”18字方針，突突突出時空空效應(yīng)應(yīng)對防塌塌的重重要作用用，提提出在軟軟弱地地層快速速施工工的理念念。由由此形成成了淺淺埋暗挖挖法，創(chuàng)創(chuàng)立了適適用于于軟弱地地層的的地下工工程設(shè)設(shè)計、施施工方方法?；驹頊\埋暗挖法沿用用用新奧法(NeewwAuusttriaanTunnneelinngMetthood)基本原理理，初初次支護護按承承擔(dān)全部部基本本荷載設(shè)設(shè)計，二二次模筑筑襯砌砌作為安安全儲儲備；初初次支支護和二二次襯襯砌共同同承擔(dān)擔(dān)特殊荷荷載。應(yīng)應(yīng)用淺埋埋暗挖挖法設(shè)計計、施施工時，同同時時采用多多種輔輔助工法法，超超前支護護，改改善加固固圍巖巖，調(diào)動動部分分圍巖的的自承承能力；；并采采用不同同的開開挖方法法及時時支護、封封閉閉成環(huán)，使使其其與圍巖巖共同同作用形形成聯(lián)聯(lián)合支護護體系系；在施施工過過程中應(yīng)應(yīng)用監(jiān)監(jiān)控量測測、信信息反饋饋和優(yōu)優(yōu)化設(shè)計計，實實現(xiàn)不塌塌方、少少沉降、安安全全施工等等，并并形成多多種綜綜合配套套技術(shù)術(shù)。淺埋暗挖法施工工工的地下下洞室室具有埋埋深淺淺（最小小覆跨跨比可達0.2）、地層層巖巖性差（通通常常為第四四紀軟軟弱地層層）、存存在地下下水（需需降低地地下水水位）、周周圍圍環(huán)境復(fù)復(fù)雜（鄰鄰近既有有建、構(gòu)構(gòu)筑物）等等特特點。由于造價低、拆拆拆遷少、靈靈活活多變、無無須須太多專專用設(shè)設(shè)備及不不干擾擾地面交交通和和周圍環(huán)環(huán)境等等特點，淺淺埋埋暗挖法法在全全國類似似地層層和各種種地下下工程中中得到到廣泛應(yīng)應(yīng)用。在在北京地地鐵復(fù)復(fù)西區(qū)間間、西西單車站站、國國家計委委地下下停車場場、首首鋼地下下運輸輸廊道、城城市市地下熱熱力、電電力管道道、長長安街地地下過過街通道道及地地鐵復(fù)—八線中推推廣廣應(yīng)用，在在深深圳地下下過街街通道及及廣州州地鐵一一號線線等地下下工程程中推廣廣應(yīng)用用，并已已形成成了一套套完整整的綜合合配套套技術(shù)。同時，經(jīng)過許多多多工程的的成功功實施，其其應(yīng)應(yīng)用范圍圍進一一步擴大大，由由只適用用于第第四紀地地層、無無水、地地面無無建筑物物等簡簡單條件件，拓拓廣到非非第四四紀地層層、超超淺埋（埋埋深深已縮小小到0.8m）、大跨跨度度、上軟軟下硬硬、高水水位等等復(fù)雜地地層及及環(huán)境條條件下下的地下下工程程中去。信息化技術(shù)的實實實施，實實現(xiàn)了了淺埋暗暗挖技技術(shù)的全全過程程控制，有有效效地減小小了由由于地層層損失失而引起起的地地表移動動變形形等環(huán)境境問題題。不但但使施施工對周周邊環(huán)環(huán)境的影影響降降低到最最低程程度，由由于及及時調(diào)整整、優(yōu)優(yōu)化支護護參數(shù)數(shù)，提高高了施施工質(zhì)量量和速速度，使使淺埋埋暗挖法法特點點得到更更進一一步的發(fā)發(fā)揮，為為城市地地下工工程設(shè)計計、施施工提供供了一一種非常常好的的方法，具具有有重大的的社會會效益和和環(huán)境境效益，該該方方法在總總體上上達到國國際領(lǐng)領(lǐng)先水平平。工藝流程圖：適用條件：1、淺埋暗挖法法法不允許帶帶水水作業(yè)。如如果果含水地地層達達不到疏疏干，帶帶水作業(yè)業(yè)是非非常危險險的。開開挖面的的穩(wěn)定定性時刻刻受到到水的威威脅，甚甚至發(fā)生生塌方方。把地地下水水，尤其其是上上層滯水水處理理好是非非常關(guān)關(guān)鍵的環(huán)環(huán)節(jié)，它它直接影影響淺淺埋暗挖挖法的的成敗。大大范范圍的淤淤泥質(zhì)質(zhì)軟土、粉粉細細砂地層層，降降水有困困難或或者經(jīng)濟濟上不不合算的的地層層，不適適宜采采用淺埋埋暗挖挖法。2、采用淺埋暗暗暗挖法要求求開開挖面具具有一一定的自自立性性和穩(wěn)定定性。1997年日本學(xué)學(xué)會會曾提出出開挖挖工作面面土體體穩(wěn)定的的定量量判別標標準：：土壤中中的細細顆粒（<74μ）含量≤10%,,且均勻系系數(shù)Uc≤5%的突然不不具具備自立立性.我國對土土壤壤自立性性提出出了定性性要求求:工作面土土體體的自立立時間間,應(yīng)足以進進行行必要的的初期期支護作作業(yè)。因此開挖挖面面前方對對地層層的預(yù)加加固和和預(yù)處理理，是是淺埋暗暗挖法法的必要要前提提，目的的在于于加強開開挖面面的穩(wěn)定定性，增增加施工工的安安全性。（1）淺埋暗挖挖法法的十八字字字方針“管超前、嚴嚴嚴注漿、短短開開挖、強強支護護，快封封閉、勤勤量測”。1、地層的預(yù)加加加固和預(yù)處處理理（超前前小導(dǎo)導(dǎo)管和超超前長長管棚）2、隧道開挖和和和初期支護護強調(diào)“隨開挖、隨隨隨支護”的基本原原則則，選擇擇適當(dāng)當(dāng)?shù)拈_挖挖方法法，做到到利用用土體有有限的的自立時時間進進行開挖挖和支支護，使使土體體開挖后后暴露露的時間間盡可可能短，使使初初期支護護盡早早封閉成成環(huán)。開挖方法法：：短臺階階法、帶帶臨時仰仰拱的的長臺階階法、中中隔壁法法（CD法）、交交叉叉隔壁法法（CRD法）、側(cè)側(cè)壁壁導(dǎo)坑法法（眼眼鏡法）、弧弧形導(dǎo)坑留核核心土等。初初期支護：具具有足夠的強強度和剛度，主主要采用鋼筋筋格柵，主要要有以下原因因：（1）、鋼筋格格柵與噴射混混凝土能緊密密結(jié)合；（2）、鋼筋格格柵在拼裝成成環(huán)后，具有有一定的強度度和剛度，在在噴射混凝土土尚未具備足足夠強度前，鋼鋼筋格柵可以以單獨承擔(dān)來來自土層的一一部分荷載3、二次襯砌作用：提提高高初期支支護強強度和剛剛度、增增強初期期支護護安全儲儲備的的需要，也也是是支撐中中間的的防水隔隔離層層、承受受水壓壓力的需需要。4、監(jiān)控量測量測數(shù)據(jù)據(jù)對對隧道支支護的的受力變變形狀狀態(tài)其者者重要要的監(jiān)控控作用用，量測測數(shù)據(jù)據(jù)的及時時性和和準確性性應(yīng)高高度重視視。監(jiān)控量測測的的項目：地表位移移、拱拱頂下沉沉、隧隧道周邊邊收斂斂（必測測項目目）、土土壓力力、土體體位移移、支護護應(yīng)力力（選測測項目目）。隧道穩(wěn)定判據(jù)：：：當(dāng)測點位位移移時間曲曲線變變化率呈呈明顯顯收斂趨趨勢，隧隧道水平平收斂斂變化率率下于于0.2mmmm/d，拱頂下下沉沉變化率率小于于0.1mmm/d，而且所所測測的位移移值大大于預(yù)計計總位位移值的80%以上（2）淺埋暗挖挖法法隧道施工工工技術(shù)。淺埋暗挖法施工工工步驟是是：先先將鋼管管打入入地層，然然后后注入水水泥或或化學(xué)漿漿液，使使地層加加固。開開挖面土土體穩(wěn)穩(wěn)定是采采用淺淺埋暗挖挖法的的基本條條件。地地層加固固后，進進行短進進尺開開挖。一一般每每循環(huán)在0.5--11.0米左右。隨隨隨后即作作初期期支護。第第三三步，施施作防防水層。開開挖挖面的穩(wěn)穩(wěn)定性性時刻受受到水水的危脅脅，嚴嚴重時可可導(dǎo)致致塌方。處處理理好地下下水是是非常關(guān)關(guān)鍵的的環(huán)節(jié)。最最后后，完成成二次次支護。一一般般情況下下，可可注入混混凝土土，特殊殊情況況下要進進行鋼鋼筋設(shè)計計。當(dāng)當(dāng)然，淺淺埋暗暗挖法的的施工工需利用用監(jiān)控控測量獲獲得的的信息進進行指指導(dǎo)，這這對施施工的安安全與與質(zhì)量都都是重重要的。施工技術(shù)：1超前大管棚棚施施工隧道拱部部采采用超前前大管管棚進行行注漿漿加固。管管棚棚沿隧道道開挖挖線外200mmm布設(shè),管棚采用Φ108mmm壁厚8mm無縫鋼管,外插角小小于1°,環(huán)向間距距為400mmmm,。管棚施工的主要要要施工工工序有有:(11))南北站廳廳明明挖圍護護樁施施工完成成后,開挖基坑,邊挖邊撐撐?；娱_挖挖至適適當(dāng)位置置施工工管棚導(dǎo)導(dǎo)向墻墻并預(yù)埋埋好管管棚導(dǎo)向向管。根根據(jù)鉆機機型式式及工藝藝設(shè)備備的需要,在適當(dāng)位位置置施工鉆鉆機工工作平臺臺然后后施工大大管棚棚。(2)從管棚導(dǎo)導(dǎo)向向管按設(shè)設(shè)計鉆鉆孔,采用間隔隔鉆鉆孔,先兩側(cè)后后中中間的順順序,利用鉆桿桿的的柔性在在導(dǎo)向向系統(tǒng)的的監(jiān)測測下沿設(shè)設(shè)計線線路軌跡跡鉆進進,到達目的的地,卸下鉆頭頭換換上回擴擴器進進行回擴擴孔,拖管時將將鋼鋼管隨鉆鉆頭一一起鉆入入地層層內(nèi),當(dāng)達到設(shè)設(shè)計計深度后后停機機。(3)管棚安裝裝完完成后,安放鋼筋筋籠,在管棚鋼鋼管管孔口用用法蘭蘭盤連結(jié)結(jié)上孔孔口管(Φ42mm壁厚4mm,,長500mmmm)。(4)向管棚鋼鋼管管內(nèi)注漿,注漿順序序先先下后上,全孔可采采用用一次性性注漿漿。注漿漿漿液液采用水水泥漿漿,漿液水灰灰比:0..66:1～1:1;;注漿壓力力擬擬采用0.6～1.0MMPPa。為使鉆孔孔定定位準確,在拱部設(shè)設(shè)置置導(dǎo)向墻,導(dǎo)向墻中中預(yù)預(yù)埋!1333mmm、壁厚8mm、長120ccm管棚導(dǎo)向向管管。鋼管管采用用分節(jié)安安裝。管管棚的分分節(jié)長長度為:5..44m共5節(jié),每兩節(jié)之之間間用絲扣扣連接接,絲扣螺紋紋段段長大于150mmm。相鄰兩兩根根鋼花管管的接接頭要錯錯接,其錯接長長度度不小于1.0m。注漿鋼鋼管管上鉆注注漿孔孔,孔徑Φ10mmm,孔間距200mmmm,呈梅花型型布布置。鋼鋼管尾尾部(孔口段)2.00m不鉆花孔孔作作為止?jié){漿段。為為提高鋼鋼管的的剛度和和強度度,鋼管內(nèi)增增設(shè)設(shè)由4根Φ16mm螺紋鋼筋筋和和固定短短環(huán)組組成的鋼鋼筋籠籠,固定環(huán)采采用用外徑Φ42mmm,壁厚8mm,長60mm的短管環(huán),短管間距1m。本工程管管棚棚施工的的關(guān)鍵鍵控制環(huán)環(huán)節(jié)為為鉆孔質(zhì)質(zhì)量控控制,由于地下下有有管線、人人防防洞和排排污涵涵等,角度控制制稍稍有差錯錯將鑄鑄成事故,此外由于于鉆鉆進通過過砂層層容易出出現(xiàn)塌塌孔及涌涌水現(xiàn)現(xiàn)象,因此必須須做做好泥漿漿系統(tǒng)統(tǒng)、導(dǎo)向向系統(tǒng)統(tǒng)。(1)泥漿系統(tǒng)統(tǒng)統(tǒng)本工程地層為砂砂砂層、土土層,自穩(wěn)能力力稍稍差,導(dǎo)向孔鉆鉆進進及鋼管管回拖拖成功與與否泥泥漿起到到關(guān)鍵鍵作用,泥漿采用用易易鉆膨潤潤土,并在膨潤潤土土內(nèi)摻少少量的的聚合物,粘度在40秒左右,PH值控制在8.5～10,泥漿采用用機機械攪拌,并進行二二次次回收利利用。(2)導(dǎo)向系統(tǒng)統(tǒng)統(tǒng)本工程鉆孔線路路路沿線有有管線線、混凝凝土基基礎(chǔ)等,對導(dǎo)向系系統(tǒng)統(tǒng)信號發(fā)發(fā)射有有一定干干擾,施工中采采用用美國DCI公司生產(chǎn)產(chǎn)的ECLIIPPSE無線地下下定定位系統(tǒng),加強型探探棒,探棒發(fā)射射信信號強,探測深度度為19.88mm,加強型探探棒棒電池采采用DCI公司生產(chǎn)產(chǎn)的的專用鋰鋰電池池。導(dǎo)向向系統(tǒng)統(tǒng)確保了了鉆孔孔不破壞壞人防防洞、混混凝土土排水涵涵。2超前小導(dǎo)管管及及邊墻注漿漿漿管施工工超前小導(dǎo)管施工工工:隧道采用用的的超前小小導(dǎo)管管為Φ42無縫鋼管,小導(dǎo)管單單根根長度為3.0mm,,壁厚3.5mmmm,布設(shè)于拱拱部部和邊墻墻上部部范圍,外插角10°,,環(huán)向間距0.4mm,,縱向間距距為1.8m超前小導(dǎo)導(dǎo)管管注漿施施工工工序包括:封閉掌子子面面、鉆孔孔、安安設(shè)小導(dǎo)導(dǎo)管、注注漿、效效果檢檢查等。小小導(dǎo)導(dǎo)管采用用手持持式鑿巖巖機鉆鉆孔。插插管時時采用風(fēng)風(fēng)動錘錘振入,注漿采用用注注漿泵。邊邊墻墻注漿管管施工工與超前前小導(dǎo)導(dǎo)管施工工方法法基本相相同。3全斷面注漿漿施施工本站站廳廳聯(lián)聯(lián)絡(luò)通道道施工工時,對<3-22>淤泥質(zhì)砂砂、<4-11>沖洪積土土層層、<5-11>殘積土層層作作全斷面面注漿漿加固處處理。全斷面注漿加固固固利用全全斷面面打設(shè)超超前注注漿管進進行注注漿,注漿前利利用用噴射砼砼封閉閉掌子面,漿液采用用水水泥-水玻璃漿漿液,水灰比1∶0.75～1∶1,水玻璃濃濃度度為35°,,Be′模數(shù)為2.6。注漿范范圍圍為隧道道開挖挖輪廓線線外1.5m以內(nèi)的<3-22>、<4-11>、<5-11>地層。漿漿液液擴散半半徑:R==00.655m,,注漿孔孔孔底底間距為1m,梅花型布布置置。注漿漿采用用長套管管護壁壁后退式式注漿漿工藝,注漿順序序為為先隧道道周邊邊后中間,隔孔交替替注注漿。注注漿方方法為在在砂層層中采用用滲透透注漿,在土層中中采采用劈裂裂注漿漿。4隧道施工超超前大管棚棚棚施工完完成后后,即可進行行正正常的隧隧道施施工,隧道采用CD法開挖。CD法施工工工序序及步驟驟包括括:打設(shè)小導(dǎo)導(dǎo)管管、加固固注漿漿、分區(qū)區(qū)HYPERLINK"/cuxiao/tj""/cuxiao/tj"土方方開挖、型型鋼鋼支撐和和鋼格格柵架設(shè)(包括連接接鋼鋼筋的焊焊接,網(wǎng)片的搭搭接)、噴射混混凝凝土、封封閉后后回填注注漿。根據(jù)地質(zhì)條件及及及相關(guān)國國內(nèi)經(jīng)經(jīng)驗擬訂訂設(shè)計計原則:(1)超前支支支護是設(shè)設(shè)計中中的關(guān)鍵,此工程地地層層屬于淤淤泥質(zhì)質(zhì)地層,而該地道道相相對埋深深較大大,土體自承