《淺埋暗挖施工》word版

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1、第一章城市地下工程淺埋暗挖技術(shù)一、概述在城市軟弱圍巖地層中，在淺埋條件下修建地下工程，以改造地質(zhì)條件為前提，以控制地表沉降為重點(diǎn)，以格柵（或其他鋼結(jié)構(gòu)）和錨噴作為初期支護(hù)手段，遵循“新奧法”大部分原理，按照“十八字”原則（即管超前、嚴(yán)注漿、短開(kāi)挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測(cè)）進(jìn)行隧道的設(shè)計(jì)和施工，謂之城市地下工程淺埋暗挖技術(shù)。二、淺埋暗挖與“新奧法”（NATM）“新奧法”的核心是以維護(hù)和利用圍巖的自承能力為基點(diǎn)，使圍巖成為支護(hù)體系的組成部分，支護(hù)在與圍巖共同變形中承受的是形變應(yīng)力，因此要求初期支護(hù)有一定柔度以利用和充分發(fā)揮圍巖的自承能

2、力。而作用于淺埋隧道上的地層壓力是覆蓋層的全部或部分土柱重，其地層壓力和支護(hù)的剛?cè)岫汝P(guān)系不大，從減少地表沉陷的城市要求角度出發(fā)，還要求初期支護(hù)有一定剛度。設(shè)計(jì)時(shí)并沒(méi)有充分考慮利用圍巖的自承能力。這正是淺埋暗挖技術(shù)與“新奧法”的不同點(diǎn)。但是，淺埋暗挖技術(shù)仍然遵循了“新奧法”施工的大部分原則，如以錨噴作為初期支護(hù)手段；盡量減少?lài)鷰r擾動(dòng)，要求周邊圓順避免棱角突變處應(yīng)力集中；初支與圍巖密貼；量測(cè)信息反饋指導(dǎo)設(shè)計(jì)施工等。三、淺埋暗挖技術(shù)的特點(diǎn)淺埋暗挖技術(shù)從減少城市地表沉陷考慮，還必須輔之與其他配套技術(shù)，如地層加固、降水等。從工程條件出發(fā)，還

3、必須熟悉在不同條件下的馬頭門(mén)開(kāi)挖，斷面變化地段（諸如擴(kuò)大、爬高、轉(zhuǎn)彎等）開(kāi)挖，由明挖進(jìn)入暗挖的破樁，分部開(kāi)挖完成及自下而上的二次襯砌前的“托梁換柱”以實(shí)現(xiàn)“力的轉(zhuǎn)換”以確保安全等諸多關(guān)鍵技術(shù)。淺埋暗挖的另一個(gè)特點(diǎn)是十分講究施工方法的選擇，尤其是地鐵車(chē)站多跨結(jié)構(gòu)和大跨結(jié)構(gòu)。一個(gè)合理的機(jī)構(gòu)型式和正確的施工方法能起到事半功倍的作用。四、常用的單跨隧道淺埋暗挖方法1.開(kāi)挖方法選擇根據(jù)開(kāi)挖斷面大小，在一般條件下有如圖1所示的開(kāi)挖方法。18單跨隧道（洞）開(kāi)挖寬<12m開(kāi)挖寬12~16m開(kāi)挖寬16~22m臺(tái)階開(kāi)挖法CD法CRD法PBA法雙側(cè)壁導(dǎo)

4、坑法圖1單跨隧道（洞）開(kāi)挖方法（注：在地質(zhì)條件較差和拱部弧度較平緩時(shí)情況，10~12m斷面仍宜采用CD法）2.施工順序各種施工方法的施工順序如圖2所示3.臺(tái)階法施工臺(tái)階法是最基本、運(yùn)用最廣泛的施工方法，而且是實(shí)現(xiàn)其它施工方法的重要手段。當(dāng)開(kāi)挖斷面較高時(shí)可進(jìn)行多臺(tái)階施工，每層臺(tái)階的高度常用3.5～4.5m，或以人站立方便操作選擇臺(tái)階高度。臺(tái)階長(zhǎng)度的選擇參見(jiàn)圖3示：18長(zhǎng)臺(tái)階（L＞5B）：長(zhǎng)臺(tái)階對(duì)掌子面的穩(wěn)定有利，但施工的干擾大；上臺(tái)階上設(shè)備、材料困難；上臺(tái)階向下臺(tái)階出碴困難；不能及時(shí)封閉成環(huán)，有時(shí)不得不在上臺(tái)階底板上作臨時(shí)仰拱，這種

5、方法在一般情況下不宜采用。中臺(tái)階（L=1.5～5B）：中臺(tái)階的特點(diǎn)介于上臺(tái)階和短臺(tái)階之間，由于臺(tái)階有一定長(zhǎng)度，當(dāng)拱部錨桿和初期支護(hù)壁后注漿工作量大時(shí)可減少和上臺(tái)階開(kāi)挖的施工干擾。由于上臺(tái)階的距離不長(zhǎng)，噴砼和注漿設(shè)備仍可放在下臺(tái)階。短臺(tái)階（L=1～1.5B）:在土質(zhì)隧道中上臺(tái)階不必上大型設(shè)備，而且從上臺(tái)階向下臺(tái)階運(yùn)土的距離短，下半斷能在1～1.5B內(nèi)封閉成環(huán)，也能保證圍巖開(kāi)挖后的穩(wěn)定，這種臺(tái)階長(zhǎng)度在城市地鐵的第四系地層中普遍采用。微臺(tái)階（L＜B）：在滿(mǎn)足掌子面開(kāi)挖穩(wěn)定要求、滿(mǎn)足開(kāi)挖下臺(tái)階時(shí)噴砼的強(qiáng)度和方便施工的原則下進(jìn)行選擇，一般用

6、3～4m。當(dāng)使用反向挖掘機(jī)開(kāi)挖裝碴時(shí)，上臺(tái)階大部分可利用該機(jī)進(jìn)行挖、裝，可以提高施工速度。進(jìn)行臺(tái)階開(kāi)挖時(shí)的輔助施工方法①環(huán)狀開(kāi)挖留核心土并設(shè)鎖腳錨管：開(kāi)挖上臺(tái)階時(shí)，Ⅱ類(lèi)圍巖地段宜采用環(huán)狀開(kāi)挖留核心土并做鎖腳錨管。上臺(tái)階開(kāi)挖留核心土有利于掌子面的穩(wěn)定減少地表沉陷，同時(shí)方便架設(shè)鋼筋和噴砼，如圖4所示。18②下臺(tái)階除可一次開(kāi)挖外，根據(jù)地質(zhì)條件又可分別選用圖5所示的開(kāi)挖方法：下臺(tái)階先挖核心土施工速度較快，但有時(shí)施工不安全，一般不宜采用；留核心土施工較安全，但施工仍然不方便，僅在必要時(shí)使用；左右錯(cuò)進(jìn)同樣可以保證施工安全，而且施工方便，因此使

7、用較廣泛。③初次支護(hù)背后注漿：拱部部分噴砼常因重力下沉而在圍巖之間產(chǎn)生小的裂隙，在其壁后注漿有利于減少地表下沉。④18特殊不良地質(zhì)條件在上臺(tái)階的底部設(shè)臨時(shí)仰拱，或者在上臺(tái)階的拱頂下設(shè)臨時(shí)立柱，有利于減少?lài)鷰r的收斂和拱頂?shù)南鲁痢?.CD法和CRD法（中隔墻法和交叉中隔墻法）進(jìn)入20世紀(jì)80年代，日本和西歐在經(jīng)歷眾多工法選擇和權(quán)衡后，熱衷于運(yùn)用非掘進(jìn)機(jī)方法處理淺埋軟弱地層的地下工程，并在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上有所突破。在CD法出現(xiàn)以前，慣用的方法除臺(tái)階法外，在斷面較大和地質(zhì)條件較差時(shí)，采用上半斷面臨時(shí)閉合法和眼鏡工法。最先采用CD法的工程是德國(guó)

8、蘭茨貝格城地下停車(chē)場(chǎng)和慕尼黑地鐵工程以及日本的真米隧道。最先采用CRD工法的工程是日本東葉高速線習(xí)志野臺(tái)隧道和北習(xí)志野臺(tái)隧道。CD法和CRD法實(shí)際上都是左右分塊、上下分臺(tái)的開(kāi)挖方法，將大斷面化成小斷面施工，步步封閉成環(huán)，每個(gè)施工階段都是一個(gè)完整的受