隧道浅埋暗挖施工方法及配套技术课件.ppt

1,隧道浅埋暗挖施工方法及配套技术,2,第一章 浅埋暗挖法概述,第二章 浅埋暗挖法施工方法,第三章 浅埋暗挖法常用的配套技术,第四章当前浅埋暗挖法修建隧道存在的 主要问题及应对措施,目录,第五章 浅埋暗挖法的几点讨论,2023年3月28日1时10分,3,地面条件允许的情况下，城市隧道洞口、地铁宜采用明挖法，主要适合在人、交通和管线较少的地方应用。因埋深条件、周边环境条件等因素的限制，在建筑物密集的繁华市区和特殊地质区段经常采用浅埋暗挖法施工。1987年8月，北京市科委与铁道部科技司共同组织鉴定会，对浅埋暗挖技术进行评价，会上确定取名为：浅埋暗挖法，适用范围：各种软弱地层的地下工程设计与施工。浅埋暗挖法又经过十几年的广泛应用，形成了一套完整的配套技术，被评为国家级工法。,1、浅埋暗挖法产生的背景,第一章 浅埋暗挖法概述,2023年3月28日1时10分,4,2023年3月28日1时10分,5,浅埋暗挖法的基本原理：采用复合衬砌，初支承担全部基本荷载，二衬作为安全储备，初支、二衬共同承担特殊荷载；采用多种辅助工法，超前支护，改善加固围岩，调动部分围岩自承能力；采用不同开挖方法及时支护封闭成环，使其与围岩共同作用形成联合支护体系；采用信息化设计与施工。,2、浅埋暗挖法施工原理,2023年3月28日1时10分,6,6,浅埋暗挖法大多用于第四纪软弱地层的地下工程，围岩自承能力很差，为控制地表沉降，初期支护刚度要大、要及时。特征曲线中C点尽量靠近A点，即尽量增大支护的承载，减少围岩的自承载。要做到这点，必须遵守十八字方针（管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测），初支必须从上向下施工，初支基本稳定后才能做二衬，且必须从下到上施工。,隧道支护特征曲线,7,浅埋暗挖法，是指在软弱围岩地层中，以改造地质条件为前提，以控制地表沉降为重点，以格栅和锚喷砼作为初期支护手段，遵循“新奥法”理论，按照“十八字”方针进行隧道的设计和施工。浅埋暗挖的优点：结构形式灵活多变，对地面建筑、道路和地下管线影响不大，拆迁占地少，扰民少，污染城市环境少等。缺点：施工速度慢，喷射混凝土粉尘多，劳动强度大，机械化程度不高，以及高水位地层结构防水比较困难等。,3、浅埋暗挖法的特点,8,虽然已被广泛推广应用，但是并非都真正地掌握了其真谛。或因生搬硬套、或因片面性、或因配套技术不足，仅强调“只要会喷锚支护就会浅埋暗挖”的误导，造成坍塌、沉陷、渗漏等，经常发生严重的安全质量事故。因此，在施工过程中要对“浅埋暗挖法”进行深入的研讨，综合分析，全面总结。,9,4、浅埋地下工程的施工方法 主要包括：明挖法（盖挖法）、盾构法、浅埋暗挖法。,浅埋地下工程施工方法优缺点比较,10,新奥法是施工过程中充分发挥围岩本身具有的自承能力，以喷射砼、锚杆为主的初期支护，使支护与围岩联合受力共同作用，把围岩看作是支护结构的重要组成部分。浅埋暗挖法又称矿山法，基本不考虑利用围岩的自承能力，采用复合衬砌，初期支护承受全部基本荷载，二衬作为安全储备，共同承担特殊荷载。浅埋暗挖法理论源于“新奥法”，如以锚喷作为初支手段；尽量减少围岩扰动；初支与围岩密贴；量测信息反馈指导施工等。,5、浅埋暗挖法与新奥法的区别,2023年3月28日1时10分,11,1、浅埋暗挖施工步骤及工艺流程,浅埋暗挖法施工步骤：施工准备超前小导管布设注浆土方开挖格栅/钢拱架架立钢筋网片、连接筋喷射混凝土防水施工 二次衬砌。（见下图）,第二章 浅埋暗挖施工方法,2023年3月28日1时10分,12,施工准备,超前导管,超前注浆,土方开挖,格栅安装,网片安装,砼喷射,防水施工,二次衬砌,2023年3月28日1时10分,13,浅埋暗挖施工工艺流程,2023年3月28日1时10分,14,2、浅埋暗挖施工技术原则,浅埋暗挖法的核心技术被概括为十八字方针：“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”。在暗挖施工作业时根据地质情况制定相应的开挖步骤和支护措施，严格根据量测数据确定支护参数，保证暗挖作业和周边环境的安全。,2023年3月28日1时10分,15,管超前：开挖拱部土体自稳能力差，自立时间短，土体凌空后极易坍塌，采用超前支护的各种手段主要提高土体的稳定性，控制下沉，防止围岩松弛和坍塌。,严注浆：导管超前支护后，立即进行压注水泥浆或其它化学浆液，填充围岩空隙，使隧道周围形成一个具有一定强度的壳体，以增强围岩的自稳能力，确保开挖过程中的安全。每次注浆前必须对工作面进行喷射砼封闭，以防浆液在压力下溢出。严注浆的概念是广义的，既包含进行严格的拱部导管预注浆，也包含开挖下部及边墙支护按规定预埋管注浆，还包括初支背后填充注浆。,2023年3月28日1时10分,16,短进尺：一次注浆多次开挖，土体暴露时间越长，进尺越大，土体坍塌的危险就越大，所以一定要严格限制进尺的长度。在施工中可采取预留核心土，目的除减少开挖时间外，预留的土体还可以平衡掌子面的土体，防止滑塌。强支护：在松散地层和浅埋条件下进行地下大跨度结构施工，大量土体的重力会直接作用于初期支护结构上，初支必须十分牢固，具有较大的刚度，以控制初期结构的变形，保证结构的稳定。,2023年3月28日1时10分,17,快封闭：在浅埋暗挖法施工中，如未封闭成环，变形速度较快，为有效控制围岩松弛，必须及时采用临时仰拱或使支护体系成环。勤量测：结构的受力最终都表现为变形，可以说，没有变形（微观的），结构就没有受力。按照规定频率对规定部位进行监测，掌握施工动态，调整施工参数并设置各部位的变形警戒值，是浅埋暗挖法施工成败的关键。,2023年3月28日1时10分,18,3、浅埋暗挖常用施工方法,采用浅埋暗挖法施工时,依据工程地质、水文情况、工程规模、覆土埋深及工期等因素，常用施工方法有全断面法、台阶法、中隔墙法（CD法）、交叉中隔墙法（CRD法）、双侧壁导坑法(眼睛工法)、洞桩法（PBA法)、中洞法及侧洞法等。,2023年3月28日1时10分,19,全段面开挖方法操作起来比较简单，主要工序是：使用移动式钻孔台车，首先全断面一次钻孔，并进行装药连线，然后将钻孔台车后退50米以外安全地点再引爆，使一次爆破成形，出渣后钻孔台车再推移至开挖面就位，开始下一个钻爆作业循环，同时施作初支，铺设防水层，进行二次模筑衬砌。（2）适用范围 全段面法主要适用级围岩，当断面在50m2以下，隧道又处于级围岩地层时，为了减少对地层的扰动次数，在进行局部注浆等辅助施工加固地层后，也可采用此法。,2023年3月28日1时10分,20,全断面开挖法,（1）施工顺序,使用全断面开挖，可以减少对地层的扰动次数，有利于围岩天然承载拱的形成。有较大的作业空间，有利于采用大型配套机械化作业，提高施工速度，且工序少，便于施工组织和管理。但由于开挖面较大，围岩稳定性降低，且每个循环工作量较大。每次深孔爆破引起的震动较大，因此要求进行精心的钻爆设计，并严格控制爆破作业。,2023年3月28日1时10分,21,全断面开挖法,（3）优缺点,加强对开挖面前方的工程地质和水文地质的调查。对不良地质情况，要及时预测预报、分析研究，随时准备好应急措施（包括改变施工方法）。各工序机械设备要配套。如钻眼、装渣、运输、模筑、衬砌支护等主要机械和相应的辅助机具（钻杆、钻头、调车设备、气腿、凿岩钻架等），在尺寸、性能和生产能力上都要相互配合，工作方面能环环紧扣，不致彼此互受牵住而影响掘进。,2023年3月28日1时10分,22,全断面开挖法,（4）注意事项,加强各辅助作业和辅助施工的设计与施工检查。尤其在软弱破碎围岩中使用全段面法开挖时，应对支护后围岩的变形进行动态监测，使各种辅助作业的三管两线保持良好状态。选择支护类型时优先考虑锚杆和锚喷砼、挂网等支护形式。,2023年3月28日1时10分,23,全断面开挖法,（4）注意事项,台阶法是最基本、运用最广泛的施工方法，而且是实现其它施工方法的重要手段。围岩可采用两台阶法，围岩需采用多步开挖或者环形开挖留核心土法。断面较高时可进行多台阶施工，每层台阶的高度常用3.54.5m，或以人站立方便操作选择台阶高度。当拱部围岩条件发生较大变化时，可适当延长或缩短台阶长度，确保开挖、支护质量及施工安全。,2023年3月28日1时10分,24,台阶法,（1）适用范围,台阶法工程实例,2023年3月28日1时10分,25,台阶法优点：灵活多变、适用性强，凡是软弱地层、第四纪沉积地层，均可采用台阶法，这也是基本的方法，无论地层变好还是变坏，都能及时更改，变换成其他方法。另外，台阶法开挖具有足够的作业空间和较快的施工速度，台阶有利于开挖面的稳定性，尤其是上部开挖支护后，下部作业则较为安全。台阶法缺点：上下部作业有干扰，应注意下部作业时对上部稳定性的影响。另外，台阶开挖会增加对围岩的扰动次数。,2023年3月28日1时10分,26,台阶法,（2）优缺点,台阶数不宜过多，台阶长度要适当，充分利用地层纵向承载拱的作用。上台阶高度宜为2.5m,一般以一个台阶垂直开挖到底，保持平台2.5-3m，易于减少翻渣工作量。装渣机应紧跟开挖面，减少扒渣距离，以提高装渣运输效率。软弱地层施工时，单线台阶长度超过1.5倍洞径就要及时封闭，双线隧道台阶长度超过1倍洞径就要及时封闭，未封闭长度大于纵向承载拱跨，就会产生变位骤增现象。台阶法开挖宜采用轻型凿岩机打眼施作小导管，当进行深孔注浆或设管棚时多用跟管钻机，而不宜采用大型凿岩台车。,2023年3月28日1时10分,27,台阶法,（3）注意事项,上台阶架设拱架时，拱脚必须落在实处，采用锁脚锚管（灌浆）稳固拱脚，防止拱部下沉。个别破碎地段可配合喷锚支护和挂钢丝网施工，防止落石和崩塌。解决上下部半断面作业的互相干扰的问题，做好作业施工组织、质量监控及安全管理工作。采用钻爆法开挖石质隧道时，应采用光面爆破技术和振动量测控制振速，以减少对围岩的扰动。,2023年3月28日1时10分,28,台阶法,（3）注意事项,中隔墙法也称CD工法，主要适用于地层较差和不稳定岩体，且地面沉降要求严格的地下工程施工。当CD工法仍不能满足要求时，可在CD工法的基础上加设临时仰拱，即所谓的交叉中隔墙法（也称CRD工法）。CD法和CRD法以台阶法为基础，将隧道断面从中间分成46个部分，使上下台阶左右各分成23个部分，每一部分开挖并支护后形成独立的闭合单元。大量施工实例资料的统计结果表明，CRD工法优于CD工法（前者比后者减少地面沉降近50%）。但CRD工法施工工序复杂，隔墙拆除困难，成本较高，进度较慢，一般在地面沉降要求严格时才使用。,2023年3月28日1时10分,29,CD法和CRD法,（1）概述,2023年3月28日1时10分,30,CD工法施工实例,采用中隔墙法施工时，每步的台阶长度一般控制在57m。为稳定工作面，中隔墙法一般与预注浆等辅助施工措施配合使用。,2023年3月28日1时10分,31,CD法和CRD法,（2）工艺流程,CD工法施工横向示意图,CD工法施工纵向示意图,2023年3月28日1时10分,32,暗挖CD法施工步序,2023年3月28日1时10分,33,CRD法开挖效果图,优点：各部封闭成环的时间短，结构受力均匀，形变小，且由于支护刚度大，施工时隧道整体下沉微弱，地层沉降量不大，而且容易控制。由于施工时化大跨为小跨，步步封闭，因此，每步开挖扰动土层的范围相对小得多，封闭时间短，结构很快就处于整体较好的受力状态。同时，临时仰拱和中隔墙也起到了增大结构刚度的作用，有效抑制了结构的变形。该法适用于较差地层，如采用人工或人工配合机械开挖的IVV级围岩和浅埋、偏压及洞口段。,2023年3月28日1时10分,34,CD法和CRD法,（3）优缺点,缺点：由于地层软弱，断面较小，只能采取小型机械或人工开挖及运输作业，且分块太多，工序繁多、复杂，进度较慢。临时支撑的施作和拆除困难、成本较高。有必要采用爆破时，必须控制药量，避免损坏中隔墙。,2023年3月28日1时10分,35,CD法和CRD法,（3）优缺点,双侧壁导坑法也称眼镜法，是变大跨度为小跨度的施工方法，其实质是将大跨度分成三个小跨度进行作业，主要适用于地层较差、断面很大、三线或多线大断面铁路隧道及地下工程。该法工序较复杂，导坑的支护拆除困难，有可能由于测量误差而引起钢架连接困难，从而加大了下沉值，而且成本较高，进度较慢。一般采用人工和机械混合开挖，人工和机械混合出渣。,2023年3月28日1时10分,36,双侧壁导坑法,2023年3月28日1时10分,37,双侧壁导坑法实例,洞桩法施工技术,一、洞桩法施工方法简介二、主要施工程序及施工工艺三、主要施工机具四、施工中易出现的问题及处理 措施五、监测及安全措施,38,修建浅埋暗挖大跨度地铁车站选择合理、安全、可靠的施工方法至关重要。在修建北京地铁王府井车站时，遇到了砂类土层、地下水丰富等不良因素，首次采用了洞桩法，即是利用水位线以上的地层开设小导洞，在小导洞内施工钻孔桩，然后经过一系列的受力转换来实现三拱两柱结构。,洞桩法施工方法简介,39,工程实例王府井站简介,北京地铁“复八”王府井站位于东长安街与王府井大街交叉路口东长安街下面，车站全长为241.40m，净宽24.4m，总高度14.22m，16m岛式站台。覆土层厚67m。,40,王府井站平面图,41,王府井站断面图,42,王府井站水文地质图,43,施工程序框图,44,施工程序框图,45,暗挖桩柱法施工步骤,在车站上半断面的无水地层，分南、中、北开挖桩柱作业导洞，导洞采用小导管注浆固结地层和格栅喷砼。导洞为4米宽，5米高。,46,暗挖桩柱法施工步骤,南北导洞内施工边墙直径为600的护壁桩，间距为1米，中导洞施工直径为1250的中桩柱，间距为3米。,47,暗挖桩柱法施工步骤,施作桩、柱顶纵梁，连接桩、柱顶端，并预埋边、中孔的初期支护格栅。,48,暗挖桩柱法施工步骤,模筑边、中孔预埋格栅砼，导洞内回填砼。在横通道处打设第一排大管棚，开挖边孔上弧，格栅与边、中孔预埋格栅连接，喷射砼。,49,暗挖桩柱法施工步骤,上弧开挖完毕后，南、北边孔各下一台挖掘机，进行机械开挖下弧土方，并辅助架设由两根28槽钢组成的第一道钢支撑，间距为3米。,50,暗挖桩柱法施工步骤,继续向下开挖，即时架设由两根50工字钢组成的第二道钢支撑，间距为6米，然后开挖到底，而后进行接地和底板垫层施工。,51,暗挖桩柱法施工步骤,施作底板防 水层进行底板、底梁施工,52,暗挖桩柱法施工步骤,拆除第二道钢支撑施作边墙防水层及边墙衬砌第二道钢支撑换撑至边墙处施作第一节钢管柱及浇注砼,53,暗挖桩柱法施工步骤,施作车站中层板及中纵梁在临时中柱位置，预留孔洞和预留板的搭接钢筋架设第二节钢管柱及浇注砼,54,暗挖桩柱法施工步骤,施作上边墙防水层和上边墙二次衬砌施作钢管柱顶纵梁施作边孔拱部防水层及二次衬砌,55,暗挖桩柱法施工步骤,开挖中孔拱部土体，施作初期支护破除临时中间柱和中孔顶纵梁,56,暗挖桩柱法施工步骤,施作中孔拱部二次衬砌施作站台板及整体道床完成车站全部结构,57,洞桩法施工的主要施工程序及每道施工程序的施工工艺,竖井及横通道施工小导洞施工围护桩及顶纵梁施工土方开挖施工防水层及二次衬砌施工中孔挑高施工,58,正洞横通道平面图,59,正洞横道纵面图,60,竖井及横通道施工,中孔打4根桩，桩顶设承台，类似4根桩及边墙支承坡屋顶，横通道处留弧型门进料，东南风道处设钢支撑，预留柱、承台后破除。其优点有4条：施工简单，工期短；破除量小；施工交通、通风条件好；下步工序做中层板边拱比较容易。,61,小导洞施工,小导洞是为桩柱施工开辟作业面而设，洞净宽4米，净高5米，初期支护0.3米，分南、北、中三孔。为保证横通道的安全，在开口处设置封闭的钢筋砼加强环，以承受开口处拱顶的土压力。,62,小导洞施工,小导洞采用上下台阶法施工，上、下台阶高均为2.5米，上、下台阶相距35米，每次开挖0.5米，架立一榀格栅，上弧掌子面留1米见方的核心土并封闭掌子面。下掌子面按10：1放坡，并封闭掌子面。,63,小导洞施工,42小导管沿导洞上部周边布置，间距3根/米，长2.5米，搭接1米，开挖有效长度为1.5米，小导管周边钻10圆孔，并注水玻璃浆液加固地层。,64,小导洞施工,三个小导洞之间要留联通道，根据小导洞的长度、施工围护桩钻机的数量、工期和围护桩砼、钢筋笼的运输线路，一般除横通道和端洞外，小导洞中部至少要留一个以上联通道。,65,围护桩及顶纵梁施工,施工程序：在原导洞底板砼上开口埋设护筒钻机就位钻孔清孔验收下钢筋笼及导管灌注水下混凝土。,66,围护桩及顶纵梁施工,开口及埋设护筒：经专业测量人员施测定位并放出护桩后用风镐破除原导洞底部钢筋砼，开挖尺寸合格后埋入钢护筒（护筒=1400mm，=10mm，L=1500mm），护筒外回填粘土、分层夯实，护筒高出地面10cm。也可以采用15cm厚现浇砼护筒，这样护筒可以连续施工，以提高施工进度，避免钢护筒拔不上来。,67,围护桩及顶纵梁施工,钻机就位：钻机顺序为隔孔施钻，防止邻孔新灌砼受强力振动而破坏。钻头要严格对位，误差要小于10mm。钻架支撑牢固，不允许摆动、产生偏斜。钻机选用62-22改进型冲击反循环钻机，钻头为专用配套笼式钻头。,68,围护桩及顶纵梁施工,钻孔：钻孔前，应将护筒内泥浆调至适当稠度，开孔时钻头对准孔中心，采用紧大绳、小冲程、不间断冲击，以确保开孔垂直、圆顺，待钻头冲击平稳后再加大冲程，连续冲凿。造孔作业时，严格操作，经常检查、测孔，按规定取样；及时补水、投泥，保持浆面标高及适当的稠度，以防出现掉钻、卡钻、塌孔、斜孔等故障。,69,围护桩及顶纵梁施工,护壁泥浆及钻碴处理：。造孔用泥浆采用孔内填粘土，利用冲击钻头的往复冲击作用进行造浆。反循环钻头中间设有120mm抽浆管，并配套砂石泵，边钻边抽泥浆，抽出的含碴泥浆采用JHB-100改进型泥浆净化处理机进行分离，净化后立即返回孔内，不间断循环，废碴集中排除洞外。,70,围护桩及顶纵梁施工,清孔：钻孔深度达到设计标高后，立即进行清孔，清孔采用与钻机配套的抽浆管、砂石泵将孔底淤积物直接抽至泥浆净化处理机进行分离净化，泥浆稠度为1.05、粘度为19S、含砂率小于4%、沉渣厚度小于30cm后为清孔合格。,71,围护桩及顶纵梁施工,钢筋笼的制作与安装：钢筋笼在地面按每节3.3m长加工，主要接头错开50%。错开长度35d。下钢筋笼时，采用钻架吊装，上、下钢筋接头密贴后，焊接10d（焊缝按规范要求）。接头所有钢筋焊接完毕，经现场技术人员检查合格后，再继续下一循环的操作。,72,围护桩及顶纵梁施工,下导管、浇注水下砼：各节导管的连接应牢固、紧密，导管放入孔内必须垂直，导管底标高控制在距桩底0.4m处。砼采用拌合，输送泵配合输送管直接将砼送入料斗。首盘应拌合一定数量的高标号砂浆，以免堵塞砼输送管。第一次灌注砼数量应经计算，确保钻孔桩内的砼埋住导管下口0.3m以上。,73,围护桩及顶纵梁施工,灌注采用球内胎法排除导管内泥水。浇注过程中应经常测量砼面的标高，使导管保持埋入砼深度1.5-0.8m，核对砼面的上升速度与实际浇注砼量是否一致。浇注应连续施工，不得中断，发现问题及时分析原因，采取相应的措施。最后取出钢护筒，清除桩顶表面泥浆。,74,围护桩及顶纵梁施工,南、北、中孔各安排一个钻孔桩施工队。南、北孔各布置4套钻机，每个队60人，三班倒作业，主要工作内容包括埋设护筒、钻机就位，钻孔，下钢筋笼、灌注砼等，每个队平均每天完成一根桩。中孔布置2套钻机，40人，三班倒作业，平均2天完成一根桩。钻孔桩施工工期270天。,75,土方开挖施工,上弧采用人工开挖，手推车运输。下弧采用挖掘机分两步进行开挖，顺序由西向东，采用矿斗车运输，设斜坡道卷机牵引。边挖边进行边墙支护、架立钢支撑。在开挖过程中，地层中部分剩余地下水顺边墙流出，处理方法：a）挖深坑抽水；b）在边墙渗水处理15mm塑料软管引流，并在该处基底以下设50cm深2m滤井；c）渗水量较小处采用网喷砼封堵。,76,土方开挖施工,边墙支护：沿边墙设14、间距0.70.7m钢筋骨架并焊在护壁桩上凿出的主筋上，然后挂4、间距0.10.1m的钢筋网，喷10cm厚砼进行护壁，以防止桩与桩之间的土体掉落，并为下一步的防水层施作提供整齐的基面。另外，上部每隔3m，下部每隔6m设两排临时钢支撑，钢支撑端部在钻孔上用冲击钻打眼，每处锚两排（4根）28钢筋固定钢支撑（支撑截面通过计算确定）。,77,土方开挖施工,封端墙施工：车站东、西端宽24.4m，高14.22m，在施工钻孔桩之前，就要考虑封端墙的施工方法。采用封端桩法施工，即先在端部南北开设小导洞，在小导洞内施工钻孔桩，在桩顶设横梁，横梁与南、中、北桩顶纵梁联成整体。梁上部内侧设30cm厚钢筋砼墙，墙外进行导洞回填。土方开挖后，钻孔桩表面挂网喷5-10cm厚C20砼进行封闭。此法主要由钻孔桩抵抗土体侧压力，由桩顶将侧压力传到横梁，再由横梁传到南、中、北孔桩顶纵梁上，结构安全可靠。,78,土方开挖施工,施工顺序：施工端部小导洞；施工钻孔桩；施工横梁；施工横梁上部封端墙；导洞回填；开挖土方，网喷砼封闭端墙土体；施作端墙防水、二衬，做法同主体。,79,防水层及二次衬砌施工,结构外侧施做ECB柔性防水层，从下至上分别施工底板、边墙、下层钢管柱、中层板、上层钢管柱、顶纵梁和边拱。在施工边墙之前，第二道钢支撑割掉1米，边墙施工完毕后恢复第二道钢支撑。在中层板施工完毕后，拆除第一道钢支撑。底板、中层板遇到中桩处进行预留。,80,防水层及二次衬砌施工,二次衬砌边墙采用钢三角支撑支撑体系，木胶板模板。上层边墙和拱部采用整体简易钢拱架，异型曲线钢板，一次成型。最后一榀拱架不拆除，确保接缝圆顺。,81,中孔挑高施工,边拱与中拱交界处位置低，又是二衬的接缝处，其作业面狭窄，施工难度大，特别是破除初期支护时极易损坏防水板，引起渗漏。,82,中孔挑高施工,施工方法是在该处4m范围内铺两层ECB防水板（施工边拱时预留1.0m宽搭接长度）。在防水板上铺1.0m宽、3mm厚石棉板，在石棉板上铺张0.5m宽、1.2mm厚钢板两块（钢板搭接0.1m，靠近中拱一侧的钢板在上，便于拆除）。在防水板下面砼伸出22钢筋接头。在钢筋头上套塑料帽，以防扎破防水板。用此法在初期支护破除时，保护防水板接头。,83,中孔挑高施工,中孔上弧掘进采用小导管注浆后进行开挖，格栅网喷砼支护。架设中孔钢支撑。破除初期支护及中桩，在中拱与边拱初期支护连接处，两侧埋设注浆管，进行初期支护背后注浆，严格控制地表下沉。,84,洞桩法施工的主要机具设备,85,洞桩法施工的主要机具设备,86,洞桩法施工的主要机具设备,87,洞桩法施工的主要机具设备,88,施工中易出现的问题及处理措施,桩顶纵梁预埋格栅位置控制大弧挑高段控制土方开挖及残留水的处理钢管柱架设中桩破除施工车站主体与出入口、风道交叉处结构施工,89,桩顶纵梁预埋格栅位置控制,小导洞内预埋的格栅是大弧初期支护重要部分，如果预埋的位置不准确，一方面影响到大弧拱部间距，另一方面降低了大弧初期支护承受压能力。,90,桩顶纵梁预埋格栅位置控制,采用42钢管控制连接端的位置。沿小导洞方向布置一排42钢管，由于大管棚施工需要大弧断面局部抬高，钢管并不在同一标高上，在小导洞的边墙壁上凿孔埋设钢筋，控制钢管标高，通过经纬仪控制钢管在一个纵断面上，然后分别在钢管和纵梁钢筋上画出每榀格栅断面的位置，与格栅焊接牢固，固定钢格栅。,91,大弧挑高段控制,92,大弧挑高段控制,如果大管棚采用分段施工，在小导洞预埋格栅和大弧开挖格栅架设时，都要提前考虑大弧断面分段挑高。在斜面段格栅统一按最大断面加工，中间采用焊接连接。如采用土星系列钻机施工大管棚，挑高可考虑为0.7米,93,土方开挖及残留水的处理,上弧土方开挖由于空间限制采用人工开挖，下弧土方开挖采用机械开挖，在竖井和横通道施工时，考虑所需挖掘机净空尺寸。挖掘机采用100吨的吊车下放和提升。两侧大弧各放一台挖掘机，根据地下通风条件，考虑采用有轨和无轨运输。,94,土方开挖及残留水的处理,在土方开挖过程中，如渗水层下面为不渗水层，在渗水层中可能有残留水流出，如不渗水层厚度较薄，可考虑挖渗井穿透不渗水层，使残留水通过排水沟流向渗水井，排至渗水层，再由地面降水井排出。如渗水层过厚可采用挖掘机挖集水坑，通过水泵集中排水。,95,钢管柱架设,钢管柱架设要控制好两个方面，一是钢管柱的水平位置，另一是钢管柱的垂直度。钢管柱水平位置预埋钢板通过定位锚固螺杆控制，采用测量仪器定准钢管柱水平位置，通过焊接把预埋钢板固定在底梁钢筋上。,96,钢管柱架设,钢管柱垂直度采用两个大力磁性垂球控制两个垂直方向。把两个5米长垂线的大力磁性垂球靠其自身吸铁石吸在钢管柱相互垂直的两面侧壁上，精测垂线与钢管柱的距离，采用两台小型挎顶不断调整钢管柱底端，使垂线上下端距钢管柱的距离相等，即钢管柱垂直与水平面。,97,中桩破除施工,采用风镐破除1250中柱，效率极低。可考虑采用风镐凿出中柱钢筋笼的箍筋，气割烧断。然后风枪打眼，装入膨胀剂，进行静态破碎。,98,车站主体与出入口、风道交叉处结构施工,99,车站主体与出入口、风道交叉处结构施工,采用平板跨越法施工，即在施工顶板纵梁、预埋格栅、导洞回填时，将出入口结构宽度预留（仅在预留处桩顶做0.3m高的纵梁），提前施工出入口二衬顶板，靠二衬顶板来支承上部荷载。在导洞外侧出入口外轮廓线打管注浆以利下步开挖。,100,车站主体与出入口、风道交叉处结构施工,顶板两端各加长2.0m，坐落在两端的桩顶纵梁支座上，板底跨度内适当设钢支撑。顶板与拱、边墙接茬处预留甩筋。顶板外侧周边及支座处应采用EVA柔性防水卷材全封闭，接茬处预留0.5-1.0m宽。,101,车站主体与出入口、风道交叉处结构施工,顶板防水层上部内侧预埋短格栅、外侧绑扎1.01.0m圈梁钢筋、回填C20砼，通过短格栅来连接并支承上弧拱脚的压力，通过圈梁钢筋砼将开挖出入口后上弧产生的侧压力传递到支座上，以保持结构的稳定。待车站主体防水、二衬及出入口开挖完毕后施工出入口底板、边墙。,102,车站主体与出入口、风道交叉处结构施工,施工顺序：导洞外侧打小导管、注浆；施工桩顶纵梁及支座；支座及支座以上做防水层、保护层；施工底板钢支撑；立模板、安设顶板外侧止水带；绑扎及预埋钢筋；灌注顶板砼；顶板上部做防水层、保护层；顶板预埋短格栅、绑扎圈梁钢筋；顶板上部回填C20砼，采用输送泵输入；车站主体防水、二衬施工及出入口开挖；施工出入口底板及边墙防水、二衬。,103,质量安全及监测措施,质量措施安全措施监测措施,104,质量控制措施,边桩定位时预留15cm富余量，防止因施工误差侵入二衬砼内。在施工中重点控制桩的垂直度，要求孔底沉渣小于30cm，不坍孔、不断桩、不侵限。成桩后采用浅埋地震反射法进行检测。,105,质量控制措施,上弧控制线拱顶外放7cm，拱脚外放5cm，防止沉降、变形后侵入二衬砼内。上弧跨度大，承受压力大，要重点控制钢格栅连接质量、喷砼的早期强度、厚度、拱顶密实度，要求尺寸准确，表面平整，不允许前一榀格栅砼未凝固时开挖第二榀，防止拱部受压变形。,106,质量控制措施,初期支护期间严格进行监控量测，重点控制地表沉降、净空收敛、拱顶沉降，将总沉降量控制在30mm以内。,107,质量控制措施,做好施工防水以及结构防水层施工，对于初衬后的渗漏水，采取打管注浆、埋管引流、抹防水砂浆、挖渗井的办法综合治理。防水板施工焊缝要牢固、密贴，不得出现烧伤、砂眼、悬空等不良现象，同时要进行冲气试验，加压0.1MPa一分钟内无压降即为合格。底部防水板要做5cm厚豆石砼保护层，砼接茬处要铺设钢板进行防护。,108,质量控制措施,二衬净空外放5cm，站台板、中层板标高控制在+0-1cm范围内，防止侵限，砼分段灌注长度、底板、中层板24m，边墙、边拱、中拱12m。拱顶预留注浆管作为排气、注浆用。二衬重点控制砼强度、表面平整度，不允许出现空洞错台、蜂窝麻面现象。,109,安全措施,洞内要保持良好照明，导洞内必须使用安全电压，防止漏电伤人。施工竖井、中层板、运输通道周边必须设防护栏杆，防止意外摔落伤人。凡是下井人员必须佩戴安全帽，高空作业必须栓安全绳，设安全网。,110,安全措施,现场各种材料应堆放整齐，特别是结构上突出的钢筋，铁丝应清理整齐，以防人员碰伤。提升土方、坚井下料时，井下必须有值班调度与井上司机保持联系，防止信号不清意外伤人。,111,安全措施,非电工、非司机严禁动用各种机电设备。钢支撑支点必须牢固可靠，并监控量测，防止支撑掉落伤人。设2-3名专职安全员，监督、落实各项安全制度，随时检查、消除各种事故隐患。,112,监测措施,113,监测措施,钢筋计、砼应变计埋设可以真实的反映钢筋和砼的受力情况。钢筋计埋设在钢筋受拉区，砼应变计砼受压区。,114,监测措施,地表下沉、拱顶下沉及周边收敛等常规监测项目都要认真监测，如周边有建筑物也要对其进行下沉和倾斜等到项目的监测，掌握第一时间的监测数据，指导开挖数率、格栅间距、上下台阶间距和注浆情况的控制。,115,第一步：施作超前支护,注浆加固地层,前后 开挖两侧号洞室，并预留核心土施作初期支护,两侧同号洞室纵向间距30m；,第二步：继续前后开挖两侧2号洞室，施作初期支护，1、2号洞室纵向间距5m左右；,第三步：施作超前支护，前后开挖两侧3号洞室，施作初期支护，2号与3号洞室纵向间距15m;,侧洞法：单层车站施工步序图,116,第四步：继续前后开挖两侧4号洞室，施作初期支护,左侧3号与4号洞室纵向间距5m，右侧3号与4号洞室纵向间距15m；,第五步：继续前后开挖两侧5号洞室，施作初期支护，4号与5号洞室纵向间距15m；,第六步：继续前后开挖两侧6号洞室，施作初期支护，5号与6号洞室纵向间距15m；,117,第七步：在临时仰拱上凿洞，施作底梁、中柱与顶梁（含防水），并预留施工缝；对梁进行临时支撑固定；,第八步：根据监测情况纵向分段拆除中隔墙，临时支撑，逐步完成侧洞底板防水与二次衬砌，两侧导洞内作业纵向错开间距30m;,第十一步：中洞纵向紧随中台阶开挖，视监测情况拉结中隔壁，凿除顶部中隔壁并施作顶板防水与二次衬砌；,第九步：根据监测情况纵向分段拆除中隔壁，临时仰拱及临时支撑，逐步完成侧洞防水与二次衬砌，两侧导洞内作业纵向错开间距30m,第十步：中洞上台阶开挖，纵向紧跟施作拱顶初期支护，中隔壁穿孔及时架设顶梁水平钢支撑；,第十二步：短台阶紧随开挖下台阶土体，穿洞架设临时钢支撑，开挖至基底，封闭初期支护；（同时顶板达到强度后可拆除顶部临时支撑）,118,第十三步：紧跟前步初期支护，分段拆除临时中隔壁和施作底板防水与二次衬砌结构；拆除临时钢支撑，完成暗挖段主体结构及站台板(主体结构全部形成之后).,单层车站施工步序图（四）,119,导洞开挖顺序,120,北京地铁五号线崇文门站施工方法(中洞法),拱部超前注浆，开挖1部并做初期支护,开挖2部并做初期支护,拱部超前注浆，开挖3部并做初期支护,开挖4部并做初期支护,开挖5部并做初期支护,开挖6部并做初期支护,开挖7部并做初期支护,开挖8部并做初期支护，中洞封闭成环,121,铺设防水板，施做顶、底梁，钢管柱，临时竖撑须换撑处理，钢管柱局部破除临时横撑,两侧对称开挖9部并施做初期支护,两侧对称开挖10部并施做初期支护,两侧对称开挖11部并施做初期支护,两侧对称开挖12部并施做初期支护，初期支护 封闭成环,铺设防水板，浇筑底板、侧墙混凝土，临时横、竖撑须换撑处理,纵向分段拆除临时支撑，铺设防水板，浇筑侧墙及中板混凝土，,纵向分段拆除临时支撑，铺设防水板，浇筑剩余混凝土，主体结构封闭成环,122,单层站 施工方法（中洞侧壁导坑法）,施作超前支护，中洞进行CRD法开挖,施作中洞内顶底纵梁及钢管柱,逐段拆除中洞内临时支护，封闭中洞内顶拱及底拱二衬,短台阶法开挖两侧导坑，及时支护，预留核心土,123,施作两侧导坑内边墙二衬,分台阶开挖中洞与侧导坑之间的土体，及时支护；施作底拱二衬,拆除部分中洞及侧导坑内临时支护，封闭顶拱二衬,拆除临时支护，施作站台板及剩余附属工程,124,标准结构横断面,XX站采用中洞法施工，与工法相匹配，结构采用三拱两柱双层曲墙复合式衬砌结构，拱部及上边墙为拱形断面,下边墙为微曲断面，底板采用外微曲内直断面。车站钢管柱纵向柱距为6m，顶纵梁采用型钢混凝土组合梁，中板采用纵梁、板体系。二衬结构构件尺寸如下：拱部：500mm（最小部位）；底板：最小1100mm；中层板：400mm；钢管柱：800mm（钢板A3，壁厚18mm）；顶纵梁：1200（宽）1700（高）；中纵梁：800（宽）700（高）；底纵梁：1400（宽）1800（高），边墙：500mm；端墙：800mm。,XX站实例（中洞法）,125,初期支护格栅拼装图,XX站初期支护采用网喷混凝土+格栅，永久的初期支护采用全封闭，拱部、上边墙为拱形，下边墙为直墙，底板部分用微拱形状；内部临时隔壁（支撑）均采用微拱形状。本站的主体结构永久初期支护的厚度采用350mm，临时支护厚度采用300mm（大中洞周边均为350mm）。格栅间距：正洞为0.5m，但在主体穿越109中学桩基托换段10m范围内格栅采用密排。,126,施工工序图（一）,XX站主体结构采用中洞法施工，施工前要先进行降水（回灌），施工降水是本次采用中洞法设计的前提，即在无水条件下拟定本工程的施工方法、施工技术措施，,车站主体结构沿拱部开挖轮廓设置108、l=18m的大管棚护顶，环向间距0.3m，纵向开挖15m，搭接3.0m，并在管内充填水泥砂浆。车站主体结构沿拱部开挖轮廓设置42.3、l=2.5m的小导管超前注浆加固地层，环向间距0.3m，注浆材料根据不同的地层分别采用改性水玻璃或水泥水玻璃或超细水泥，注浆压力为0.40.6Mpa。,127,施工工序图（二）,128,施工工序图（三）,129,施工工序图（四）,130,施工工序图（五）,131,施工工序图（六）,132,施工工序图（七）,133,施工工序图（八）,134,施工工序图（九）,135,施工工序图（十）,第十步：中洞开挖支护完成后，进行基底处理，沿纵向分段拆除中洞内底板处临时竖向隔壁（建议一次性拆除6.0m），铺设底板防水层，施做结构底板及底纵梁，预留防水层和钢筋搭接长度,136,施工工序图（十一）,137,施工工序图（十二）,138,施工工序图（十三）,XX站目前所处的施工阶段。,139,施工工序图（十四）,第十四步：沿纵向分段拆除中洞内拱部处上导坑临时横向隔壁（建议一次性拆除6.0m），铺设拱部部分防水层，待拱部变形基本稳定后，施工顶纵梁（一片半梁），预留防水层和钢筋搭接长度，为确保施工安全，在中跨顶梁之间设临时钢管，待顶梁达到设计强度的75%后，沿纵向分段拆除中洞内拱部处上导坑临时竖向隔壁（建议一次性拆除6.0m），铺设拱部防水层，待拱部变形基本稳定后，施工拱部结构。,140,施工工序图（十五）,141,施工工序图（十六）,142,施工工序图（十七）,在两侧洞内铺设底板及下边墙防水层，浇注底板及下边墙结构。,143,施工工序图（十八）,144,施工工序图（十九）,145,施工工序图（二十）,146,2023年3月28日1时10分,147,实践证明，选择合理的施工方法，可以安全的施工隧道，并将地表沉降控制在设计要求范围内。因此，选择一种合理的施工方法是工程成败的关键。综合国内外施工经验,基于经济性及工期考虑,其工法选择的顺序为:台阶法CD工法CRD工法眼镜工法。从安全性角度考虑，顺序正好相反。在工程实践中，应根据地质条件、断面大小、地面环境等因素从工法的可实现性、安全性、工期、适应性、技术性和经济性六个方面综合考虑,选择施工方法。,1.浅埋暗挖施工中出现的问题 施工一般地处第四纪冲、洪积扇的中上部,地层由粘性土、粉土、砂类土、碎石类土沉积而成,土质松散,成拱条件差；而且地下水水位高，渗透性强（一般采取降水措施,但仍有残留水）；加上大部分线路处于交通繁忙地段，车辆行驶过程中产生强烈震动，使浅埋隧道周边土体更加松弛，开挖过程中极易坍塌。,2023年