地铁暗挖施工技术课件.ppt
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1、地铁暗挖施工技术,一、浅埋暗挖法基本知识,二、暗挖施工流程,三、施工质量控制要点,四、施工照片,目 录,一、浅埋暗挖法基本知识,(一)浅埋暗挖的定义:在上覆岩土体厚度与隧道洞径(跨度)之比较小的浅埋条件下的软弱围岩中,以加固和处理软弱地层为前提,以控制地表变形为重点,以格栅和喷锚作为初期支护结构,沿用“新奥法”的基本原理,按照“管超前、严注浆、短开挖、强支护,早封闭、勤量测” 十八字方针进行各种类型地下洞室暗挖设计和施工,称之为地下工程浅埋暗挖技术。采用先柔后刚复合式衬砌新型支护结构体系,初期支护按承担全部基本荷载设计,二次模筑衬砌作为安全储备;初期支护和二次称砌共同承担特殊荷载。,一、浅埋暗
2、挖法,(二)浅埋暗挖法特点:1、为有效控制地表变形,结合围岩水文地质和工程地质条件,常采用超前小导管注浆、大管棚、降水阻水等其他配套技术,以提前加固和处理软弱地层,改善作业条件。2、浅埋暗挖法中包括了马头门开挖、断面变化地段开挖、受力转换等诸多关键技术。3、浅埋暗挖工法的选择是浅埋暗挖法的关键,应做到因地制宜、科学论证、合理选择。常用的单跨隧道浅埋暗挖工法包括台阶法、CD法、CRD法、PBA法、双侧壁导坑法等。,(三)浅埋暗挖台阶法台阶长度的选择台阶法是最基本、运用最广泛的浅埋暗挖施工方法,并且是实现其他施工方法的重要手段。当开挖断面较高时可设置多台阶进行施工,每层台阶的高度通常为3.5m4.
3、5m,或以作业人员站立和方便操作而确定台阶高度。台阶长度一般根据地质条件、作业条件、施工机具并保证施工安全的前提下综合确定。按台阶长度的不同,有长台阶、中台阶、短台阶和微台阶四种。1、长台阶(台阶长度5倍隧道宽度):长台阶有利于掌子面稳定。但施工干扰大,施工功效低;施工设备及材料需放置在上台阶,上台阶出渣困难;不能及时封闭成环,有时需要增设临时仰拱。一般情况下不宜采用。,2、中台阶(台阶长度=1.55倍隧道宽度):中台阶特点介于长台阶和短台阶之间。由于台阶有一定长度,当初支背后注浆工作量较大时,可减少对上台阶的施工干扰。3、短台阶(台阶长度=11.5倍隧道宽度):上台阶出渣方便,下半断面能在1
4、1.5倍隧道宽度附近及时封闭成环,利于保证围岩开挖后的稳定。这种台阶长度在城市地铁浅埋暗挖中被普遍采用。4、微台阶(台阶长度1倍隧道宽度):当开挖掌子面围岩稳定性好,且前方不存在危害掌子面稳定的地下水,在满足开挖下台阶时上台阶喷射混凝土强度已达到设计要求的情况下,可选择这种台阶长度,一般台阶长度为34m。这种台阶长度便于使用机械开挖上下台阶的渣土,提高施工速度。,(四)超前小导管注浆加固的机理超前小导管注浆的基本原理是在工作面周边向前方按一定角度将小导管打入地层中,借助注浆泵的压力,使浆液通过小导管渗透,扩散到地层空隙或裂隙中,以改善土体物理及力学性能,既可止水又可在工作面前方形成一个比较稳定
5、的地层自承拱,同时管体又可起到超前锚杆的作用,达到增加地层的自稳时间、提高开挖面上方地层的自稳能力、限制地层松弛变形的目的。,(五)小导管注浆加固的机理可以归纳为两种1、渗入性注浆。对于具有一定孔隙或裂隙受扰动或破坏的围岩,在注浆压力的作用下,浆液克服流动的阻力,渗入围岩的孔隙或裂隙中,达到加固地层的目的。2、劈裂、压密注浆。对于致密的土质地层,在较高浆液压力的作用下,裂隙被挤开,浆液得以渗入,浆液在围岩中呈以导管为主干的树枝状分布,形成脉状水泥浆脉,起到对围岩的固结作用。,(六)超前小导管注浆加固一般适用地层小导管适用于处于无粘结、自稳能力差的砂层及砂砾(卵)石地层。小导管注浆施工只是对开挖
6、掌子面局部土层进行加固,开挖土层不宜长时间暴露,应坚持先加固后开挖的原则。同时小导管注浆也可用于各种临时性的地层加固。,目前通常采用的注浆材料有三类:1、单液水泥浆,适用于粗砂及砂砾(卵)石地层;固结时间一般为8小时。2、水泥水玻璃双液浆等化学浆液,适用于有水情况下中砂、粉细砂地层;固结时间一般为4小时。3、改性水玻璃,适用于无水情况下的中砂、粉细砂地层。前期强度较高,后期强度低。,超前小导管与大管棚法间区别小导管注浆加固地层,是通过沿隧道开挖轮廓线外纵向向前倾斜安设注浆管,并注入浆液,达到超前加固围岩和止水的目的,同时小导管还可起到超前管棚预支护作用,故又称小管棚施工。小导管注浆施工工艺简单
7、,易于操作,施工安全,土层加固见效快,浆液损失少,成本低。大管棚法又称管棚超前支护法。大管棚由钢管和钢格栅拱架组成,利用钢格栅拱架,沿着开挖轮廓线,以较小的角度,向开挖面前方打入钢管,形成对开挖面前方围岩的预加固。作为隧道施工的一种辅助方法,由于预埋超前管棚做顶板及侧壁支撑为后续的隧道开挖奠定了坚实的基础,且施工快、安全性高、工期短,被认为是隧道施工中解决冒项的最有效、最合理的施工方法。,(七)施工中影响早封闭的一般因素及管控措施施工中,影响早封闭的因素包括材料物资和半成品供应及时性、作业人员合理投入及作业熟练程度、掌子面水文地质和工程地质条件、施工作业质量、工序验收等。在管控中应重点把握以下
8、几个环节:1、督促现场做好材料物资准备和报验工作,对小导管、钢格栅制作等半成品应先期验收,并准备就位。2、保证暗挖掌子面施工人员投入,减少工序耗时。3、如遇不良地质条件,应进行预先处理,待围岩加固改良、降水及排水达到设计效果后,方可允许进行土方开挖等后续施工。4、要求作业队伍交接紧密,保证工序良好衔接。5、加强过程巡视,随时纠正不合格事项,缩短隐蔽工程验收时间。,(八)浅埋暗挖隧道的施工监测一般工作内容施工监测是地铁暗挖隧道施工的晴雨表,施工监测项目一般包括地表沉降、拱顶下沉、隧道收敛、地下管线位移及地下水位变化等工作内容。对于通过上覆砂层地段,施工监测要适当加大各类测点的密度和量测频率。对施
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