浅埋暗挖法修建地铁区间隧道施工技术及安全管理.ppt

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1、浅埋暗挖法修建地铁区间隧道施工技术及安全管理一、前言北京地铁采用的浅埋暗挖法，是以加固、处理软弱底层为前提，采用足够刚性的复合衬砌为基本支护结构的一种用于软土地层近地表隧道的暗挖施工方法。它以施工监测为手段，指导设计与施工，控制地表沉降，保证安全施工。1986年浅埋暗挖法在北京地铁复兴门折返线工程中的应用取得成功，为北京地铁建设开辟了一条新途径。从此以后，浅埋暗挖法经过10多年的工程实践，有了很大发展。二、浅埋暗挖法的前提条件选用浅埋暗挖法应考虑的基本条件有：首先，浅埋暗挖法不允许带水作业。如果含水地层达不到疏干，带水作业是非常危险的。开挖面的稳定性

2、时刻受到水的威胁，甚至发生塌方。把地下水，尤其是上层滞水处理好是非常关键的环节，它直接影响浅埋暗挖法的成败。第二，采用浅埋暗挖法要求开挖面具有一定的自立性和稳定性。1997年日本土木学会曾提出开挖工作面土体稳定的定量判别标准：土体中的细颗粒（小于74μm）含量小或等于10%，且均匀系数Uc小于或等于5的土体，不具备自立性。我国对于土体的自立性还未作出定量规定，但从定性上提出了要求：工作面土体的自立时间，应足以进行必要的初期支护作业。我们把开挖面前方对底层的预加固和预处理是为浅埋暗挖法的必要前提，目的就在于加强开挖面的稳定性，增加施工的安全性。三、浅埋

3、暗挖法的基本经验铁道部隧道工程局就复兴门折返线工程总结的十八字诀，即管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测，基本上概括了浅埋暗挖法的施工工艺要求和施工经验。（1）底层的预加固和预处理开挖面土体稳定是采用浅埋暗挖法的基本条件。当土体难以达到所需的稳定条件时，必须通过地层预加固和预处理，来提高开挖面土体的自立性和稳定性。降低地下水位一方面可达到无水施工，另一方面可以改善土体的物理力学特性。经常采用的预加固和预处理的措施有超前小导管注浆、工作面前方深孔注浆和大管棚超前支护。视具体情况可单独使用，也可以配合使用。（2）隧道开挖和初期支护把“隧道开挖”

4、和“初期支护”写成一个小标题，就是想强调“随开挖、随支护”的基本原则。如何利用土体有限的自立时间进行开挖和支护作业，使土体开挖后暴露的时间尽可能短，是初期支护尽早封闭成环。就这一意义上说，选择适当的开挖方法就显得十分重要。根据土体的稳定性和隧道断面大小可以选用短台阶法开挖，或带临时仰拱的长台阶法开挖。对于断面较大的隧道，考虑分部开挖、分部支护和封闭成环的需要，选择中隔壁法（CD法），交叉隔壁法（CRD法）和侧壁导坑法（眼镜法）等。每次开挖循环，以“短进尺”为原则。为了保持开挖面的稳定，采用弧形导坑留核心土的开挖方法，使开挖面得到核心土的支撑。浅埋暗挖

5、法常用的初期支护形式是钢筋格栅、钢筋网和喷混凝土，浅埋暗挖法要求初期支护具有足够的强度和刚度。在技术、经济的合理范围内，尽可能减小初期支护的变形量，目的是控制土体位移，减少地表沉降。之所以广泛采用钢筋格栅，其原因一方面是因为钢筋格栅与喷混凝土能紧密结合，另一方面是因为钢筋格栅在拼装成环后，具有一定的强度和刚度，在喷混凝土尚未具备足够强度之前，钢筋格栅可以单独承担来自土层的一部分荷载。有的施工指南要求钢筋格栅承受2-4m的土柱压力，也是基于这方面的考虑。（3）二次衬砌浅埋暗挖法通常采用模筑混凝土作为二次衬砌材料，它既是提高初期支护强度和刚度，增加初期支

6、护安全储备的需要，也是支撑中间的防水隔离层、承受水压力的需要，一般通过监控测量，证明初期支护基本稳定，防水层铺设完毕经隐蔽工程检查合格后，可以开始灌注二次衬砌。如果隧道断面较大，等待初期支护变形达到基本稳定需要很长时间，也可提前施做二次衬砌，这时的二次衬砌将要承受初期支护变形传来的压力。（4）监控测量利用监控量测获得的信息指导施工，这是浅埋暗挖法施工中必不可少的一个组成部分，地表位移、拱顶下沉、隧道周边收敛等量测项目常被选为监控量测的必测项目，而土压力土体位移、支护应力等可作为选侧项目。当测点的位移时间曲线变化率呈明显收敛趋势，隧道水平收敛变化率小于

7、0.2mm/d，拱顶下沉变化率小于0.1mm/d，而且所测的位移值大于预计总位移值的80%以上时，可以认为隧道达到基本稳定。如果测点的位移时间曲线长时间不收敛，甚至有增大的趋势，或者发现初期支护有明显的开裂破坏痕迹，综合分析这些现象，可以将其作为隧道失稳前兆的依据，必须及时采取应急加固措施。量测数据对隧道支护的受力变形状态起着重要的监控作用，量测数据的及时性和准确性应予以足够重视。四、暗挖区间隧道标准断面施工方法及需注意的几个问题1.暗挖区间标准断面地铁区间隧道除个别特殊地段外，一般均采用单线马蹄形曲墙断面形式。2.超前支护施工结合具体地质条件和开挖

8、面的稳定情况，一般选择小导管注浆（图2）作为主要的超前支护手段。小导管采用φ42mm，长2.5—3.5mm，