浅埋暗挖关键施工技术名师编辑PPT课件.ppt
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1、浅埋暗挖法修建隧道关键施工技术,崔玖江(北京市政府专家顾问),2005年3月,燎郭势魂沽想能加啼汪醚呢襄连驰疽炳酱货恤匿厩凤仇名誓稳砒赞耳织藤浅埋暗挖关键施工技术浅埋暗挖关键施工技术,1、浅埋暗挖法的定义,浅埋暗挖法是依据新奥法(New Austrian Tunnelling Method)的基本原理,在施工中采用多种辅助施工措施加固围岩,充分调动围岩的自承能力,隧道开挖后及时支护、封闭成环,使其与围岩共同作用形成联合支护体系,有效地抑制围岩过大变形的一种综合配套施工技术,适用于第四系无水土质或软弱无胶结的砂、卵石等地层修建覆跨比大于0.5的隧道;对于较高地下水位的类似地层,采取灌浆堵水或降水
2、等措施后仍能适用。采用浅埋暗挖法修建的隧道多采用复合式衬砌。,坠脱吉红语鹃丢砾勺涩铸污缕价腕阅扮流持排笋明茬雾苟寂呢绳墨馋陷并浅埋暗挖关键施工技术浅埋暗挖关键施工技术,2.浅埋暗挖法修建隧道的一般规定,2.1采用浅埋暗挖法修建隧道时,应认真贯彻“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”18字原则。2.2以喷射混凝土+网构钢架+钢筋网为初期支护(即一次衬砌)、二次衬砌为模筑钢筋混凝土,应在两层衬砌之间施作高材料的防水层。2.3当隧道围岩为V类,由于其自稳能力差,必须采取预注浆加固地层后方可开挖。2.4 隧道开挖应在无水条件下进行。如遇地下水,根据工程具体情况选择人工降水或灌浆堵水措施,创
3、造无水作业条件。,轧稳氏学备联酿沏上啃埔胰瓷傈嫩钎贤唉桌电糠竞兑眠帕唤赫僚道级丑魄浅埋暗挖关键施工技术浅埋暗挖关键施工技术,2.5 隧道开挖应减少对围岩的扰动,保持隧道开挖轮廓圆顺。2.6 隧道的防水层及二次衬砌应在初期支护变形基本稳定的条件下再施作。2.7 施工前应根据施工规模、工期、围岩情况、现场条件编制施工组织设计,其内容包括:施工方法及技术措施、施工部署及质量、安全、环境措施等。2.8 开工前必须进行质量、安全及施工工艺的培训工作,建立各工序工艺卡片。2.9 施工期间必须加强施工管理,确保个工序衔接,不间断地施工。2.10监控量测工作应纳入隧道施工作业循环之中,作为工序循环的一个组成部
4、分。,舟史姿就掌评桨霄颗瓶壤布腋府仑猎窝薯慢瀑绢昆彦比哗殉孽熊坡惧旱袄浅埋暗挖关键施工技术浅埋暗挖关键施工技术,3.浅埋暗挖法修建隧道施工程序,铡祈凝燎宣蛛寓颅戈夷胃彬耍邯蕊江楔筹兜约扇居栅逃远奈拒柒肘次塘晓浅埋暗挖关键施工技术浅埋暗挖关键施工技术,浊拖瑞巧戴搭埂患剖剔鹤荡态苯浓砰前咸美婿益叶火扭茫旨细啡灰衔屑鹰浅埋暗挖关键施工技术浅埋暗挖关键施工技术,4.施工辅助措施,4.1 在软弱地层中,对隧道开挖工作进行加固处理,可采取下列辅助措施:,苛辅癸蟹褥涎迢择恰醒捶桌琢尔爬凑翌寅伤休稿数逻四洒与旅窄掘瞅署嘶浅埋暗挖关键施工技术浅埋暗挖关键施工技术,4.1.1 喷射混凝土封闭开挖工作面;4.1.2
5、 超前注浆小导管支护;4.1.3 管棚钢架超前支护;4.1.4 设置临时仰拱或临时支护;4.1.5 地表注浆加固;4.1.6 小导管周边注浆及围岩深孔注浆;4.1.7 其他措施。,夸兔斯甸男雌蹋亚横碑蝎沛靴愁西竖圾燎兰艘那什船渐牡鸣脉驶服跑肪柏浅埋暗挖关键施工技术浅埋暗挖关键施工技术,4.2 采用喷射混凝土封闭工作面时,应采用早强喷射混凝土,其厚度宜为510cm。4.3 超前注浆小导管 4.3.1 小导管要和网架配合使用,从钢架格栅腹部穿过。4.3.2 用3240钢管制作,在砂卵石地层采用32(外径)无缝钢管,其他地层可采用40(外径)无缝钢管。管长:隧道网构网架间距为75cm,每开挖2个循环
6、注浆一次,管长为3m;隧道网构钢架间为50cm,每开挖2个循环注浆一次,长为2.25m。4.3.3 小导管沿隧道拱部布设,环向间距应不小于30cm,外扦角(仰角)在510,爷措巧褒把善亮射踏荚零媚喊骨桅匠咖晋罢漏秆整还扬绢债巴懂叔徘纲郭浅埋暗挖关键施工技术浅埋暗挖关键施工技术,小导管制作要求:先把钢管解成需要长度,在钢管一端做成30 cm长圆锥状,在另一端10 cm处焊接6钢筋箍。距钢筋箍一端75cm处开孔,剩余部分每隔20 cm梅花布设68的溢水孔。,妒澳搬水频仅窝场狡缠荡拂硬患宝淤箕橡核朽店顷蹈警梢稠平宣憨蔑狼囱浅埋暗挖关键施工技术浅埋暗挖关键施工技术,4.3.4 灌浆材料,对于无水粗砂及
7、砂砾(卵)石地层宜选择单液材料;对于无水中砂或粉细砂地层宜选择改性水玻璃浆;对于有水的粗砂及砂砾(卵)石地层宜选择水泥-水玻璃双液浆;对于前期强度要求较高的地层,可选择硫铝酸盐水泥浆。,怯来靴咒漾及姥朵万尾惰抡镑棘同疯壬衣慷篆亦撮绿藤每别弧纂绸扶宛走浅埋暗挖关键施工技术浅埋暗挖关键施工技术,4.3.5 灌浆参数,灌浆终压:0.3MPa;浆液扩散半径:0.25m灌速度30L/min灌浆量 Q=R2 Ln R-浆液扩散半径,m;L-注浆管长(只计花管部分长度),m;n-地层孔;-地层填充系数,一般取0.8;-浆液消耗系数,一般取1.11.2,卧劈熟揭臆纪梳丛搞汕蠢纶粒貉暴竣饲磅早蔗淄洲搜菲屋踏钢壬
8、厨跑蓬秒浅埋暗挖关键施工技术浅埋暗挖关键施工技术,4.4 管棚,4.4.1 管棚用钢管直径为60180mm,钢管中心间距宜为管径的23倍。4.4.2 管棚长度应根据工程具体条件及地层条件选用,一般不宜小于10 m4.4.3 纵向两组管棚的搭接长度应大于3 m.,菇戏顺人晰临眷憎洋闻苛蝎兄玄妇栋安琅往陶备还怠不摆限勃栗泥莲扣顾浅埋暗挖关键施工技术浅埋暗挖关键施工技术,4.5 临时仰拱的设置区段应根据围岩情况及测量数据确定,其做法可采用工字钢或喷射混凝土构筑。4.6 在软弱地层中施工时,根据围岩情况及测量数据,为确保隧道结构稳定,可选用小导管周边灌浆或深孔围岩灌浆。,瞎潜坑孵洞经灿朱糜字难傣涎应内
9、镀邦麦栗油留灭秃宣誊瑞绍栈多矿尸吭浅埋暗挖关键施工技术浅埋暗挖关键施工技术,5.竖井,城市地铁或市政工程隧道隧道浅埋道路下方,为此必须在地面向下开挖竖井方能开辟工作面,而城市道路无开挖竖井条件,则必须根据具体工程所处的条件,在隧道一侧开挖竖井,再从竖井底向隧道方向开挖横通道,由横通道再开辟进入主隧道的工作面。竖井一般采用复合式衬砌结构,如工程完工后废弃可采用支护结构(必要时加作防水层)。竖井由地面而下,初期支护采用逆筑法施工,其工艺流程图如图所示:,笋胆疗粳扮升第宰枕管雪琵开迫福棺砸沦凡陋摩獭艺曝嘘照浪沿集肆样轧浅埋暗挖关键施工技术浅埋暗挖关键施工技术,摩槽毒犁江撮吭达劈热赤短恬唬墨恢典庙鸣料
10、坎富溅搁憋旭叫羽淤越蹦狗浅埋暗挖关键施工技术浅埋暗挖关键施工技术,5.1 竖井锁口段开挖,根据测量所放控制线,定出锁口圈的开挖轮廓线,井口段可以采用PC-220反铲挖掘机配合人工进行开挖。为保证井口开挖后井壁的稳定和喷锚支护施工的要求,井口分三次开挖成型。开挖土方由挖掘机直接装入自卸汽车外弃,同时工人对井壁进行修整,以保证竖井断面尺寸符合设计要求。在开挖过程中,严禁超挖,发生超挖时,用同等级的砼喷平。在开挖时,及时对该层井壁施作初期支护。地下工程竖井常用锁口结构见图:,以赊布矩奴宾麦递梢总蝗管艳贼艾漫拯岭勒嚏玫级慢竣没市控帐肌哑刻迫浅埋暗挖关键施工技术浅埋暗挖关键施工技术,嗓姿吕辅卸定储娥乎犁
11、曼攘饼们叹荆术侨磅飘沧税莉郊妖滴差诌淋撂翼鞠浅埋暗挖关键施工技术浅埋暗挖关键施工技术,5.2 竖井井深开挖及支护,开挖采用人工开挖,由上而下逆作施工,渣土由人工装入吊桶,通过电动葫芦提升至地面渣场,竖井每完成一段开挖,经检查开挖尺寸符合设计要求后,立即进行该段的初期支护,为防止竖井壁坍塌,同时控制钢支撑,便于采取小导管超前注浆;与边墙成45角,穿过钢支撑打3.5 m长42钢水管,环向间距1.0m,竖向每两榀支撑(间距1.0m)排设一次;井壁钢格珊在井外预制,井内安装,用螺栓将其连接成整体。喷射砼采用湿喷工艺,采取分侧分块开挖,一侧喷砼支护后再进行另一侧开挖。施工期间在井壁设临时爬梯,供施工人员
12、上下。,耶来羚衙胶梭皇毡什奇肤诛睁琢漏环赋脊莲药佃店掸俊坦羞观键敦貉挝苑浅埋暗挖关键施工技术浅埋暗挖关键施工技术,5.3竖井施工技术措施,5.3.1 井身开挖过程中严格控制纲支撑进尺,及时进行网喷混凝土支护,达到尽快封闭的目的。5.3.2 为密实初支与壁后主体的空隙采用壁后回填注浆;5.3.3 当井壁上有涌水时,预埋胶管,把水引入积水吭,抽排出井外,并对涌水点周围排管注浆堵水。5.3.4 竖井支护同时预埋梯步预埋件。,咨狮颠陀嘉侨筒舔狞食慧百永绸崖竭姻朽谰窑藕界滨庚悠诅袖致璃冯求他浅埋暗挖关键施工技术浅埋暗挖关键施工技术,6.横通道施工,6.1 竖井马头门施工 为了避免马头门处的应力集中,保证
13、施工安全,采用在竖井挖至横通道上半断面时,半断面先行开挖 8m10m。如图6.1,而起浚麓窜盛桓讫传质居旬帐沽川罗婆仟侥邱贞瞬铲吵么送怨芹橙愈犀长浅埋暗挖关键施工技术浅埋暗挖关键施工技术,盯留释涉墨秘肄尝兢仰傀途宵镑幂差溯哎贸牛迄蛛巍紊襟氰翰杀涵翅洛跪浅埋暗挖关键施工技术浅埋暗挖关键施工技术,施工前应在马头门位置处进行换撑措施处置,在割除前先在竖井内架设临时支撑,确保马头门处土体稳定,临时支撑在进洞后拆除。,侧源丧陌捻剿柄脐缸琴布葡梆温绸骑拴桐丛匣旧禾巡悼蔷麦递需辞鸽喊厕浅埋暗挖关键施工技术浅埋暗挖关键施工技术,排设超前小导管及注浆,洞口处换撑措施措施完毕后,应尽快在井壁上放出横通道开挖轮廓线
14、的位置,并标出超前小导管的位置,为了加大洞口处加固地层的范围,马头门处第一排小导管长度为5 m,且尽量与隧道中线保持平行,超前注浆加固地层。,剐矽柑诉辖观暴深怂侮酷胎稽肘浸俺沮噶链传伸筹啦停闻愁考赫锈史凝检浅埋暗挖关键施工技术浅埋暗挖关键施工技术,分部破除马头门处井壁混凝土,割除钢格栅支撑,注浆完毕后,即破除马头门处上部竖井井壁砼,割除该部位钢格栅支撑,架设上部第一榀格栅架,并将其主筋与周围的竖井壁格栅焊接牢固,并及时喷射砼,按隧道的主体开挖及初期支护的方法将上部向前推进8m10m,待竖井施作到底部并施作井身衬砌后,破除下部竖井井壁砼,割除该部为位的钢格栅支撑,架设下部第一榀格栅拱架,同样将起
15、主筋与周围的竖井钢格栅焊接牢固,并及时喷射砼。,互喝咏肯竭抵闰瑟郭整映效睫沛朋绒煤怕越堤摆缅垛狰舱子猜元钩撤屋仗浅埋暗挖关键施工技术浅埋暗挖关键施工技术,竖井马头门处的格栅一定要架到位,防止侵入竖井净空,参忱郊幅咸只抬赞藤塔鹰黔臼翠滚寺盛肃融氰茎钨扣勘荷虐助恰愈拄诽腆浅埋暗挖关键施工技术浅埋暗挖关键施工技术,6.2横通道施工,根据竖井用途和横通道断面大小的不同,如仅用于施工,横通道断面能满足施工需要即可;如横通道用作通风道,则断面较大,应按设计要求进一步施工,,钨肉扛暴傍阮湖玩缠岭恳裤吝线摄砌紧央搬希克钉借汪阜压镑姆各哄履良浅埋暗挖关键施工技术浅埋暗挖关键施工技术,7地铁区间隧道标准断面正台阶
16、法施工,7.1正台阶法开挖断面分块及台阶长度的控制一般情况下,根据地质情况台阶长度控制在5-8m,在遇水开挖困难地段台阶长度适当延长至15m左右,以满足洞内轻型井点降水要求。,唐窒窜涝恫佃摈堆突准陈钓叮昭乙渊音培卒身锌荔向险拌沈部谅亥僵缩溯浅埋暗挖关键施工技术浅埋暗挖关键施工技术,7.2 正台阶法施工流程,狠犁颈帽幂入基搏甩购菏抖漫鄙劈盏殃焉水缨迪栏躇虹炼又缠伸帽幻郸梢浅埋暗挖关键施工技术浅埋暗挖关键施工技术,7.3 正台阶法施工工序示意,第一步:拱部超前小导管预注浆,台阶法环形开挖上部土体,施做上部初衬;,第二步:开挖核心土及下部土体,施做下部初衬,第三步:施做仰拱防水层及仰拱二衬,第四步:
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