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1、安徽建筑工業(yè)學(xué)院地下結(jié)構(gòu)工程主講教師:席培勝第01章隧道淺埋暗挖法施工技術(shù)1.淺埋暗挖法施工原理淺埋暗挖法沿用了新奧法的基本原理,創(chuàng)建了信息化量測(cè)設(shè)計(jì)和施工的新理念;采用先柔后剛復(fù)合式襯砌新型支護(hù)結(jié)構(gòu)體系,初期支護(hù)按全部承擔(dān)基本荷載設(shè)計(jì),二次模筑襯砌作為安全儲(chǔ)備;初期支護(hù)和二次襯砌共同承擔(dān)特殊荷載。2.淺埋暗挖法施工技術(shù)應(yīng)用淺埋暗挖法設(shè)計(jì)和施工時(shí),采用多種輔助施工工法,超前支護(hù),改善加固圍巖,調(diào)動(dòng)部分圍巖的自承能力;初期支護(hù)和圍巖為暗洞隧道的主要受力結(jié)構(gòu),“保護(hù)圍巖”是淺埋暗挖施工的關(guān)鍵技術(shù),一定要高度重視。在施工過(guò)程中應(yīng)用監(jiān)控量測(cè)、信息反饋和優(yōu)化
2、設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)不坍方、少沉降、安全生產(chǎn)和施工。施工中應(yīng)堅(jiān)持十八字方針:管超前、嚴(yán)注漿、短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測(cè)。2.淺埋暗挖法施工技術(shù)淺埋暗挖法設(shè)計(jì)和施工,應(yīng)用于第四紀(jì)軟弱地層中的地下工程,嚴(yán)格控制施工誘發(fā)的地面移動(dòng)變形、沉降量是關(guān)鍵,要求初期支護(hù)剛度大,支護(hù)及時(shí);初期支護(hù)必須從上向下施工,二次模筑襯砌必須通過(guò)變位量測(cè),在結(jié)構(gòu)基本穩(wěn)定后,才能施工,而且必須從下向上施工,決不允許先拱后墻施工。3.淺埋隧道的確定原則淺埋隧道分為淺埋、超淺埋。判斷方法:采用拱頂覆土厚度H與結(jié)構(gòu)跨度D之比覆跨比判斷。當(dāng)0.6<H/D≤1.5時(shí),均稱為淺埋;當(dāng)H/D≤1.
3、5時(shí),均稱為超淺埋。H≤(1.5~2.0)h04.淺埋暗挖法施工的特點(diǎn)淺埋暗挖法施工的缺點(diǎn):施工速度慢,噴射混凝土粉塵多,勞動(dòng)強(qiáng)度大,機(jī)械化程度不高,以及高水位地層結(jié)構(gòu)防水比較困難。優(yōu)點(diǎn):靈活多變,對(duì)地面建筑、道路和地下管線影響不大,拆遷占地少,不擾民,不污染城市環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。淺埋暗挖法施工成本(城市地下工程)較明(蓋)挖法、盾構(gòu)法低。5.淺埋暗挖法施工的輔助措施淺埋暗挖法的輔助施工措施較多,選擇合理與否直接影響工程進(jìn)度、施工安全和工程成本。常用的有:⑴環(huán)形開(kāi)挖留核心土。⑵噴射混凝土封閉開(kāi)挖工作面。⑶超前錨桿或超前小導(dǎo)管支護(hù)。⑷超前小導(dǎo)管周邊注漿加固
4、地層。5.淺埋暗挖法施工的輔助措施⑸設(shè)置上半斷面臨時(shí)仰拱。⑹深孔注漿加固地層。⑺長(zhǎng)管棚超前支護(hù)或注漿加固地層。⑻水平旋噴法超前支護(hù)。⑼地面錨桿或高壓旋噴加固地層。⑽降低洞內(nèi)、洞外地下水位。注漿加固地層和超前小導(dǎo)管支護(hù)是最常用的輔助施工措施。施工中應(yīng)注意的問(wèn)題:⑴作為初期支護(hù)主體的噴射混凝土,其噴射厚度要合理,太厚、太薄都不利于發(fā)揮噴射砼材料的力學(xué)性能,一般噴射砼厚d≤D/40(D為洞室的開(kāi)挖寬度)時(shí),噴射混凝土支護(hù)接近于無(wú)彎矩狀態(tài),支護(hù)結(jié)構(gòu)性能較好。因此用增加噴射混凝土厚度的方法來(lái)加強(qiáng)支護(hù),效果較差,應(yīng)采用合理的噴射方法和選擇噴混凝土材料來(lái)提高噴射
5、混凝土的力學(xué)性能,如采用潮噴或濕噴的方法,在噴料中摻加改性聚酯外加劑,提高噴射砼的抗裂性。施工中應(yīng)注意的問(wèn)題:⑵施工方法的選擇,一般情況下,當(dāng)開(kāi)挖斷面寬度大于10m時(shí),應(yīng)優(yōu)先選用CRD或CD工法;當(dāng)開(kāi)挖斷面寬度小于10m時(shí),應(yīng)優(yōu)先選用正臺(tái)階法;在特殊條件下可考慮采用眼鏡工法。⑶CRD和CD工法中的關(guān)鍵技術(shù)是中壁的拆除工藝。在中壁拆除作業(yè)的施工管理中,最重要的問(wèn)題是判斷中壁拆除時(shí)間和中壁拆除后的安全性。一般在隧道施工中維護(hù)斷面的穩(wěn)定基本上是通過(guò)拱頂下沉核凈空收斂來(lái)判斷的。因此,在中壁法中,中壁的拆除時(shí)間的確定和作業(yè)的安全性基準(zhǔn),也是以這種方法為依據(jù)。
6、基準(zhǔn)值基準(zhǔn)值:拆除中壁時(shí)一般參考“一周的位移增量在1mm以下”基準(zhǔn),基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)決定管理基準(zhǔn)??紤]前后臺(tái)階的進(jìn)度,以拱頂下沉7d的增量在2mm以下,作為拆除中壁的基準(zhǔn),即:拱頂下沉量:7d的增量小于2mm;凈空收斂值:7d增量小于4mm;安全性問(wèn)題:安全性問(wèn)題:以拱頂下沉的增量作為管理水平,并提出中壁拆除的管理基準(zhǔn)。(見(jiàn)表)管理水平管理階段中壁拆除中(㎜)中壁拆除后(㎜)Ⅰ安全36Ⅱ注意612Ⅲ危險(xiǎn)12246.淺埋暗挖法技術(shù)在軟弱圍巖中的運(yùn)用在軟弱圍巖施工中最重要的是提高圍巖的自支護(hù)能力,其基本方法是控制圍巖的松弛、坍塌、“保護(hù)圍巖”,具體的施工方
7、法有:⑴穩(wěn)定掌子面的方法:正面噴混凝土和錨桿;超前支護(hù);留核心土。⑵及時(shí)閉合的方法:設(shè)臨時(shí)仰拱或底部橫撐;加固基腳;底部地層注漿加固;設(shè)底部錨桿;改變施工方法。⑶加固地層:注漿加固;超前支護(hù);地表面加固。⑷初期支護(hù):錨噴(網(wǎng))混凝土。術(shù)語(yǔ)1.圍巖自穩(wěn)時(shí)間:開(kāi)挖后在未進(jìn)行任何支護(hù)情況下,能夠自行持續(xù)穩(wěn)定的時(shí)間。2.圍巖自承能力:開(kāi)挖后在未進(jìn)行任何支護(hù)情況下,松馳區(qū)外側(cè)應(yīng)力重新分布,達(dá)到平衡狀態(tài)并形成“平衡拱”及其承載上部荷重的能力。3.中隔壁法(CD法):先開(kāi)挖隧道的一側(cè),并施作中隔壁,然后再開(kāi)挖另一側(cè)。術(shù)語(yǔ)4.交叉中隔壁法(CRD法):先開(kāi)挖隧道一
8、側(cè)的一或二部分,施作部分中隔壁和橫隔板,再開(kāi)挖隧道另一側(cè)的一或二部分,完成橫隔板施工的方法。5.管棚:在隧道開(kāi)挖前,沿開(kāi)挖