地铁矿山法.ppt

地铁暗挖区间工法之浅埋暗挖法 一 浅埋暗挖法的起源 浅埋暗挖法 亦称矿山法 起源于1986年北京地铁复兴门折返线工程 是中国人自己创造的适合中国国情的一种隧道修建方法 该法是在借鉴新奥法的某些理论基础上 针对中国的具体工程条件开发出来的一整套完善的地铁隧道修建理论和操作方法 与新奥法的不同之处在于 它是适合于城市地区松散土介质围岩条件下 隧道埋深小于或等于隧道直径 以很小的地表沉降修筑隧道的技术方法 它的突出优势在于不影响城市交通 无污染 无噪声 而且适合于各种尺寸与断面形式的隧道洞室 二 浅埋暗挖法的分类 全断面法台阶法CD法CRD法双侧壁导坑法 适用于大断面 变形控制严格的工点 二 浅埋暗挖法的分类 台阶法 二 浅埋暗挖法的分类 二 浅埋暗挖法的分类 CD法 二 浅埋暗挖法的分类 二 浅埋暗挖法的分类 CRD法 二 浅埋暗挖法的分类 二 浅埋暗挖法的分类 双侧壁导坑法 二 浅埋暗挖法的分类 三 浅埋暗挖法的主要工序 四 浅埋暗挖法的设计原则 设计原理 新奥法理论为指导 支护刚度与变形控制 支护刚度越大 越早 变形越小 设计思路 18字方针 管超前 严注浆 短进尺 强支护 早封闭 勤量测 施工原则 初支从上而下 二衬一般在变形稳定后从下而上 不许先墙后拱 注意 实际上在浅埋暗挖法要求二衬要尽早施工 特别是在风险大的地段 设计时结构要承担全部的水土压力和附加荷载 辅助措施 超前支护 降水等 总体设计内容 标准段716 8m 小里程196 8m 大里程520m 人防段14 0m 人防过渡段4 2m 竖井 横通道 人防段 标准段 四 工程实例 标准段设计内容 标准段为马蹄形断面 开挖净高6 5m 净宽6 2m 开挖支护采用注浆小导管超前支护 标准段采用50cm 榀格栅钢架 25cm厚C25网喷砼初期支护 30cm二次衬砌 自施工通道进正线5m范围内及风险源下穿地面构筑物 管线范围内增设临时仰拱 临时仰拱厚度250mm 四 工程实例 人防段设计内容 人防段人防段长18 5m 过渡段长4 2m 开挖净高8 98m 净宽9 0m 开挖支护采用50cm 榀格栅钢架 30cm厚C25网喷砼初期支护 设临时仰拱及中隔墙支撑 厚度250mm 二衬采用C40 P8防水混凝土 厚度600mm 四 工程实例 设计参数 四 工程实例 地下水文情况本场地主要赋存有三层地下水 地下水类型分别为上层滞水 一 潜水 二 层间水 三 本场地上层滞水 一 潜水 二 层间水 三 对混凝土结构均具微腐蚀性 井坑位于潜水层之上 水位标高及含水地层详见地下水文情况表 四 工程实例 下穿地面构筑物情况矿山法区间下穿南五环德茂桥 右线隧道结构距桩水平净距4 14 5 06m 下穿德茂庄人行天桥 左线隧道结构外缘距主桥桥桩水平最小净距3 49m 区间下穿德茂桥 区间下穿德茂庄天桥 四 工程实例 主要劳动力 四 工程实例 总体施工流程暗挖区间隧道利用竖井兼联络通道进入区间施工 形成4个作业面 开展平行施工 暗挖区间隧道根据结构断面形式分别采取台阶法 CRD法施工 标准段断面采用台阶法 人防段采用CRD法 标准段向人防段过渡处按CRD法施工 暗挖区间土方开挖采用人工开挖 洞内施工采用电动三轮车运输 井口安装10T龙门吊抓斗垂直提升系统 开挖过程中加强监控测量对于变形异常处要及时施工二次衬砌 二衬采用混凝土输送泵泵送 标准段断面采用衬砌钢模板台车模筑混凝土 人防段断面采用型钢配合组合钢模模筑混凝土 四 工程实例 马头门施工先对隧道正线四个马头门打设超前小导管实施超前注浆 再进行深孔止水注浆 检查注浆效果后进行破除马头门施工 由施工通道进正线破马头门对角进行 不可对侧同时进洞 待一侧进洞且初衬成环12m以上 方可进对侧正洞 自施工通道进正线5m范围内正线区间隧道增设临时仰拱 间距同格栅步距 左 右线同时开挖时 前后错开距离至少15m 马头门施工顺序 超前小导管打设 注浆 根据导洞和台阶分别破除横通道侧墙初期支护 土方开挖 挂网 架设格栅钢架 喷射混凝土支护 马头门超前小导管范围 沿区间隧道拱顶范围水平打设双排 42 3 25小导管 长4 0m 导管上下间距200mm 环向间距均为300mm 小导管注浆采用改性水玻璃浆液 四 工程实例 台阶法施工工序 1 施作拱部超前小导管 注浆加固地层 2 台阶法开挖洞室 施做初期支护 台阶长度3 5m 3 台阶法开挖洞室 施作初期支护 4 待隧道围岩变形稳定后 敷设仰拱部分防水层 浇注二衬 5 敷设侧墙及顶拱防水层 浇注二衬 完成主体结构 四 工程实例 CRD法施工工序标准段向人防段过渡处采用CRD法施工 1 施做洞室1拱部超前小导管 注浆加固地层 开挖洞室1土体 施做拱部支护及临时隔壁 临时仰拱 2 洞室1贯通后 开挖洞室2土体 施做边墙 仰拱支护及临时隔壁 3 洞室2贯通后 施做洞室3拱部超前小导管 注浆加固地层 开挖洞室3土体 施做拱部支护及临时仰拱 4 洞室3贯通后 开挖洞室4土体 施做边墙 仰拱支护 5 根据施工监测情况 4 6m一段截断临时中隔壁 施作仰拱防水层 浇筑仰拱二衬 预留钢筋 防水板接头 临时中隔壁下端与底板应顶紧 6 根据施工监测情况 4 6m一段截断剩余临时中隔壁和临时仰拱 施作拱部 边墙防水层 浇筑二衬结构 封闭成环 及时进行二次衬砌背后注浆 四 工程实例 超前支护超前支护采用 42mm 壁厚3 25mm热轧钢管 长度为2 0m 搭设范围为拱部120 范围 环向间距为0 3m 外倾角15 20 每品格栅打设一环超前小导管 对于超前注浆采用改性水玻璃 四 工程实例 初期支护格栅钢架由四根HRB400型号的 22主筋 HRB400型号的 14箍筋 以及HPB300型号的 8封闭箍筋 Q235型号的连接板焊接而成 连接钢板上预留 23 5螺栓连接孔 一榀格栅分成若干个单元组成 各单元间采用M22螺栓连接 钢筋网片采用HPB300型号 6 5钢筋制作而成 网格间距为150 150mm 钢筋采用点焊连接 四 工程实例 人防过渡段初支施工人防段施工至标准断面开洞处时 钢格栅连立两榀 沿标准断面拱部边缘120 范围内水平打设双排 42mm 壁厚3 25mm的热轧钢管 长度2 0m 水平打设 环向间距均为0 3m 同时堵头墙全周打设 42mm 壁厚3 25mm 长度2 5m的热轧钢管用于加固地层间距1 0 1 0m 并注浆 堵头墙全断面配双层双向 22mm 150mm钢筋 两端与格栅主筋点焊牢固 设置 10 300 300mm梅花型布置拉结筋 初支背后注浆注浆管埋设在区间隧道初衬的拱部 及边墙 注浆管采用 32 3 25mm热轧钢管 注浆管长0 8m 环向间距 起拱线以上为2m 边墙为3m 纵向间距为3m 梅花形交错布置 注浆深度0 5m 背后回填注浆采用1 1水泥浆外添促凝剂 注浆压力控制在0 3 0 5Mpa 人防段堵头墙初支大样 四 工程实例 二衬钢筋施工钢筋接头采取焊接时 双面焊搭接长度不小于5d 单面焊不小于10d 钢筋焊缝长度应满足规范及设计要求 纵向钢筋连接采用机械连接或焊接 钢筋混凝土保护层厚度35mm 垫块采用细石混凝土制作而成 混凝土强度等级不低于二次衬砌混凝土的强度 垫块平面尺寸为50 50mm 垫块纵向 环向间距1000 1000mm 拉筋大样 变形缝大样 二衬钢筋横断面 四 工程实例 二衬标准段模板施工采用自制走行式钢模板台车 左右线各配备一台模板台车 长度为12m 搭接长度10mm 台车面板采用厚度为8mm钢板 拱模 侧模 底模均采用液压缸伸缩整个模板 台车行走钢轨采用24kg m标准轨 行走速度6 8m 分钟 台车的制动设卡轨钳 模板台车上设置纵向三组 环向五排共15个灌注窗口 拱顶的三个灌注口 墙脚上方1m处设置附着式平板振动器 数量为12台 四 工程实例 人防段二衬模板施工模板采用工20a预弯工字钢作衬砌拱架 200mm宽钢模板 工20a型钢作连接纵梁 48钢管扣接支架组成联合支模体系 沿隧道纵向支架采用 48 3 5 扣件式钢管脚手架 横向间距1200mm 纵向间距750mm 上下层距1200mm 拱墙采用Q235钢模板 钢模板规格长 宽为1500 200mm模板拼装 四 工程实例 二衬混凝土施工混凝土采用C40 P8防水混凝土 坍落度宜采用18 20cm 砼浇注时应由下而上分层对称灌注 每层灌筑高度不超过40cm 采用附着式平板振动器和人工用插入式振捣器充分振捣 混凝土拆模在24 36小时后进行 拆模后混凝土应立即养护 采用专人洒水 养护时间不少于14d 二衬背后注浆回填注浆在二衬混凝土强度达设计强度75 以后进行 回填注浆孔在隧道拱部布设 环向间距为3m 起拱线以上布置 纵向间距为5m 梅花型布设 注浆管长度不小于500mm 初支二衬之间注浆采用微膨胀水泥砂浆 注浆压力控制在0 1 0 2Mpa 四 工程实例 出土方案区间隧道内暗挖土方采用人工开挖 用电动三轮车运至井口处由龙门吊抓斗提升至地面土仓内 由自卸汽车运输至弃土场 四 工程实例 风 水 电设备选择风机型号SFD 1 N010射流风机进行通风 该机电机最大功率为2 37kW 风机压力为3500Pa h主 1034Pa 风量为1250m3 min Q供 1203m3 min 风管均采用镀锌硬质风管 主风管口径为1000 500mm 布设在竖井和横通道内 支风管直径为 500mm 布设在横通道下导洞和4个正洞内 主风管 支风管 四 工程实例 监控量测监测内容 1 地表沉降量测 2 地下管线沉降及差异沉降监测 3 拱顶沉降监测 4 洞周收敛量测 5 桥基础变形监测 四 工程实例 监控方法地表沉降 采用加窨井保护的方式埋设地表沉降监测点 为保护测点不受碾压影响 道路及沉降测点标志采用窖井测点形式 采用人工开挖或钻具成孔的方式进行埋设 监控方法拱顶沉降监测 暗挖隧道拱顶沉降每10m 30m一个断面 每个断面1个监测点 测点一地表