暗挖专项施工技术

1、轨道工程技术2.暗挖专项施工技术一、地铁的施工方法明挖法明挖顺作盖挖顺作盖挖逆做暗挖法浅埋暗挖法全断面法台阶法CRD法侧壁导坑法盾构法（一）辅助工法 降水注浆高压旋喷搅拌钢管棚锚索土钉冷冻(1)降水（和回灌）井管降水真空降水电渗降水 必要时物理探测井位处有无地下管线。人工探孔排查地下管线根据地层颗粒粗细程度，合理选用过滤网，并保证含水层段井管周围包裹严密。井管之间接口处采用20cm宽度塑料布进行包裹，防止井管错位时泥砂进入孔内。(2)注浆主要用于止水或加固地层。现场加工小导管浆液的配置改性水玻璃的配置低压注浆浆液的几种扩散形式 渗透扩散 劈裂扩散 裂隙填充 挤压填充 浆液扩散形式注浆机具(3)

2、高压旋喷或搅拌加固主要用于地层加固，是在化学注浆法的基础上，采用高压水射流切割技术而发展起来的。(4)钢管棚(5)锚索或土钉预应力锚索主要用于基坑围护结构的稳定。(6)冷冻法主要用于止水和加固地层。架立筋固定顶纵梁加固砼面板顶梁加固砼面板拉压杆顶梁加固(1)台阶法开挖台阶法施工就是将结构断面分成两个或几个部分，即分成上下两个断面或几个工作面，分步开挖。根据地层条件和机械配备情况，台阶法又可分为正台阶法、中隔墙台阶法（反台阶法）等。三、地铁的施工方法（二）开挖方法及基本施工方法三、地铁的施工方法（二）开挖方法及基本施工方法(2)中隔墙法（CD工法）和交叉中隔墙（CRD工法）开挖 CD法（Cent

3、er Diaphragm）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CRD法（Cross Diaphragm。三、地铁的施工方法（二）开挖方法及基本施工方法CRD法开挖示意1234CRD法成型初支底板衬砌模板模板台车CRD法开挖(3)双侧壁导洞开挖双侧壁导坑法也称眼睛工法，也是变大跨度为小跨度的施工方法，目前使用较少。三、地铁的施工方法（二）开挖方法及基本施工方法(4)中洞法施工中洞法施工就是先开挖中间部分（中洞），中洞内施作梁、柱结构上。由于中洞的跨度较大，施工中一般采用CD法、CRD法或眼睛法等进行施作。

4、三、地铁的施工方法（二）开挖方法及基本施工方法(5)柱洞法施工施工中，先在立柱位置施作一个小导洞，可用台阶法开挖。当小导洞做好后，在洞内再做底梁、立柱和顶梁，形成一个细而高的纵向结构。三、地铁的施工方法（二）开挖方法及基本施工方法(6)侧洞法施工侧洞法施工就是先开挖两侧部分（侧洞），在侧洞内做梁、柱结构，然后在开挖中间部分（中洞），并逐渐将中洞顶部荷载通过侧洞初期支护转移到梁、柱上。三、地铁的施工方法（二）开挖方法及基本施工方法侧洞法施工方法比较汇总采用暗挖法施工的车站中，基本施工方法的施工次序为： a 柱洞法等； b 多导坑法(侧洞法) ； c 中洞法。 其中柱洞法、侧洞法应用较多，大断面施

5、工应遵守变大洞为小洞的施工原则。三、地铁的施工方法（二）开挖方法地铁车站、地下商场、停车场等大跨度联拱结构的开挖方法应按以下次序优选： 正台阶开挖、CD法开挖、CRD法开挖、双侧壁导洞开挖（眼睛工法）进行，这样可节约投资。三、地铁的施工方法（二）开挖方法三、地铁的施工方法（三）明挖法 先从地表面向下开挖基坑至设计标高然后在基坑内的预定位置由下而上地建造主体结构及其防水措施最后回填土并恢复路面优点：施工作业面多、速度快、工期短、易保证工程质量、工程造价低。三、地铁的施工方法（三）明挖法 明挖法施工基坑据周边环境条件，可以放坡开挖，也可以设置围护结构（基坑开挖）。关键工序：降低地下水位，边坡支护，

6、土方开挖，结构施工及防水工程等 。三、地铁的施工方法（三）明挖法 基坑围护：地下连续墙人工挖孔桩和钻孔灌注桩SMW工法桩三、地铁的施工方法（三）明挖法 布置交通导行设施三、地铁的施工方法（四）盖挖法 三、地铁的施工方法（四）盖挖法 三、地铁的施工方法（五）浅埋暗挖法 第一次用浅埋暗挖法建成北京地铁车站试验段 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。军都山隧道（1988）（第一次用小导管、网构钢架）北京地铁复

7、兴门折返线（1987（国家科技进步二等奖）三、地铁的施工方法（五）浅埋暗挖法 浅埋地下工程基本概念 (1) 浅埋隧道定义 铁路隧道定义：对于单线或双线隧道洞顶埋深小于：VI级围岩35-40m、V级围岩18-25m、IV级围岩10-14m、III级围岩5-7m，为浅埋隧道。 城市地铁：覆跨比H/D在0.6-1.5时为浅埋，H/D小于0.6时为超浅埋。 (2) 浅埋隧道特点 最大的特点是埋深浅，施工过程中由于地层损失而引起地面移动明显，对周边环境的影响较大。因此对开挖、支护、衬砌、排水、注浆等方法提出更高要求，施工难度增加。 暗挖法：不挖开地面，采用从施工通道在地下开挖、支护、衬砌的方式修筑车站等

8、地下的施工方法，包括台阶法，双侧壁导坑法、中洞法、侧洞法、CD法、CRD法、PBA法、一次扣拱暗挖逆作法等。暗挖法暗挖台阶法开挖车站主体土方开挖PBA车站主体土方开挖新奥法三、地铁的施工方法（五）浅埋暗挖法 浅埋暗挖法沿用了新奥法的基本原理：采用复合衬砌，初期支护承担全部基本荷载，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。三、地铁的施工方法（五）浅埋暗挖法 浅埋暗挖法：在城市软弱围岩地层中，在浅埋条件下修建地下工程。以加固和处理软弱地层

9、为前提，以控制地表沉降为重点，以格栅（或其他钢结构）和锚喷作为初期支护手段。三、地铁的施工方法（五）浅埋暗挖法 和新奥法区别：新奥法强调利用围岩自身的承载能力浅埋暗挖法：强调先支护，先加固 三、地铁的施工方法（五）浅埋暗挖法 浅埋暗挖法特点：控制地表变形，提前改善作业条件包括了马头门开挖、断面变化地段开挖、受力转换等诸多关键技术浅埋暗挖工法的选择是浅埋暗挖法的关键 三、地铁的施工方法（五）浅埋暗挖法 浅埋暗挖法的优点：（1）适用性比较广（2）可以有效控制地表下沉和坍塌；（3）比较经济。 浅埋暗挖法的缺点：施工速度慢，施工工艺受施工队伍的技术水平限制等。 三、地铁的施工方法（五）浅埋暗挖法 降水

10、施工质量控制：无水作业是浅埋暗挖的前提条件，十次坍塌九次与地下水有关。因此，一般情况必须事前进行降水。同时探明地质构造内有无地下水囊，从而采取相应措施，防止水囊内积水流入洞内，危及施工安全 。降水施工一要控制降水施工的风险，二是通过保证降水质量来降低地铁结构施工风险。 三、地铁的施工方法（五）浅埋暗挖法 降水施工质量控制： 1）核实管线资料：重点对井位和排水管线处进行精确核查，对不明管线找相关产权单位进行核实，做到没遗漏，没偏差。 2）根据地层颗粒粗细程度，合理选用过滤网，并保证含水层段井管周围包裹严密； 3） 成井后要用空压机进行洗井，直至水清砂净；三、地铁的施工方法（五）浅埋暗挖法 降水施

11、工质量控制：4）正式抽水前，必须取水样送试验室化验含沙量，达到标准后方可正式抽水。5）在周边重大建筑物上布置沉降监测点，降水期间对其进行沉降观测。浅埋暗挖法地下工程的一般施工程序图施工准备超前导管超前注浆土方开挖格栅安装网片安装及连接筋焊接砼喷射下道施工工序1、施工准备：人员、机械设备到位，格栅、导管、网片材料准备就绪；格栅首件验收完成。2、土方开挖：台阶长度、核心土、超欠挖；3、格栅架立：水平、中线、同步、垂直、标高；连接及网片焊接质量；节点板连接质量（4颗螺栓均需拧紧、帮焊）；4、网片安装及连接筋：与拱架间焊接牢固，搭接至少一个网格。5、布管：超前小导管、缩脚锚杆、回填注浆管布置角度、数量

12、、孔深、间距等；6、喷混前：拱脚清理干净无杂物；各种管用棉布封堵好；量测等预埋件是否安置到位；喷混：应分片由下而上依次进行, 并先喷钢格栅与壁面间混凝土, 然后再喷两榀钢格栅之间的混凝土；每次喷射厚度为：边墙 70l00 mm，拱部 50mm。分层喷射混凝土时，应在前一层混凝土终凝后进行下一层混凝土喷射，如两次喷射间隔时间过长，再次喷射前，应先清洗喷层表面。7、注浆：主要是注重浆液配比及注浆压力，必须及时跟进初支背后补偿注浆，尤其车站导洞等，受到临近施工影响导致结构沉降变位，应进行再次甚至多次的补充背后注浆。三、地铁的施工方法（五）浅埋暗挖法 十八字方针：管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭

13、、勤量测三、地铁的施工方法（五）浅埋暗挖法 管超前，就是隧道土方开挖前，在隧道前方土体中打设超前小导管（钢花管）；严注浆，就是通过超前小导管注浆对隧道前方土体进行加固改良，以增大围岩稳定性和自承力。 管超前严注浆是两项工作一体施工，浅埋暗挖施工必须“先注浆，后开挖，注浆一段，开挖一段”。它的作用一是改良工作面前方的地层；二是超前小导管与地层形成超前支护结构三、地铁的施工方法（五）浅埋暗挖法 管超前，严注浆还要注意：1）打导管必须注浆，防止导管施工扰动前方土体导致坍塌。2）必须保证注浆质量，根据不同地层选取不同注浆材料，一般粉细沙、中粗砂、砂含量较高的砂卵石地层采用改性水玻璃或固沙剂， 卵石含量

14、较高的砂卵石地层及卵石圆砾地层采用水泥水玻璃双液浆。要严格控制配比、注浆压力、注浆量。三、地铁的施工方法（五）浅埋暗挖法 短进尺，就是控制开挖步距，每次进尺不能太长。短进尺还要注意：1）必须“开挖一段，封闭一段，段段推进”。禁止两榀钢架一次开挖。2）对于稳定性很差的地层，开挖时应缩短每循环进尺。3）短进尺是快封闭的前提。4）预留核心土，放坡开挖，禁挖神仙土。三、地铁的施工方法（五）浅埋暗挖法 强支护，浅埋暗挖隧道支护结构承担隧道上覆盖层的全部或部分土柱的地层压力，并从减少地表沉陷的城市要求角度出发，初期支护必须有足够的刚度。 三、地铁的施工方法（五）浅埋暗挖法 强支护还要注意：1）必须严格控制

15、钢架的材料质量，加工的骨架尺寸以及钢架节点法兰的焊接质量。2）必须严格控制钢架安装质量。 a、严格控制钢架安装的垂度，倾斜的钢架是不能承受巨大土压力的。 b、节点法兰连接，螺栓连接牢固，必要时进行绑焊。特别是较大断面分部开挖，在拆除临时支撑时，一旦存在问题后果不堪设想。三、地铁的施工方法（五）浅埋暗挖法 c、连接筋焊接牢固，保证钢架的整体受力。 3）严格控制喷射混凝土的配合比。控制水及速凝剂的搀量，过大均对混凝土强度影响巨大。三、地铁的施工方法（五）浅埋暗挖法 早封闭，就是使初期支护的钢格栅最短时间内形成封闭换，确保结构及围岩的稳定。早封闭要注意： 1）控制台阶长度，一般台阶长度为1-1.5倍

16、洞径，但不是越短越好，小于1倍洞径，一旦发生坍塌造成的后果会更严重。三、地铁的施工方法（五）浅埋暗挖法 2）隧道掘进前必须做好施工准备：支护材料齐备，满足进尺要求，施工机具和风水电等齐全完好，抢险物资充足到位等。 3）倘若遇到不良地质条件或重要环境风险时，应在上半断面台阶上设临时仰拱提前封闭。4）隧道掘进应连续作业，因故停止掘进时，应对掌子面进行临时封闭处理（挂网喷砼，打设导管注浆）。三、地铁的施工方法（五）浅埋暗挖法 勤量测，就是通过监控量测，及时分析数据，并根据监控数据来调整支护参数（信息化施工）。 勤量测要注意： 1）必须重视数据分析。 a、审阅内拱顶和对应的地面沉降值和洞内两侧收敛值，

17、对照预警值分析。 b、沉降数据结合地质条件的风险分析。 c、周边结构的差异沉降分析。 2） 及时采取相应对策。 三、地铁的施工方法（五）浅埋暗挖法 预探察 1） 加强管网调查，包括名称、直径、材质、接口，、年代、流量与结构的关系等。以便采取改移、导流、加固周边土体等措施。 2）用使地质雷达对隧道上方地层进行探测，发现空洞、松散异常区、富水区，提前进行注浆加固处理。 3）严格遵循“先探后挖”的原则, 对前方地质进行超前预报，探明前方土质和含水量情况，排放前方土层含水和不明水体。及时采取相应对策。 三、地铁的施工方法（五）浅埋暗挖法 满回填，主要是初期支护背后回填，回填注浆是控制地层损失的核心措施

18、，因此必须进行初期支护背后回填 。满回填要注意： 1）回填必须要满。 a、一般注普通水泥砂浆即可，也有注水泥、白灰和粉煤灰浆液的，主要目的把初支背后空腔填满。 b、注浆量要饱满，并有一定注浆压力。 c、浆液应添加适量膨胀剂。 2）回填必须要及时。初支在封闭成环后，应迅速进行背后注浆，注的越早地层损失越小，效果也越好。 三、地铁的施工方法（五）浅埋暗挖法 初期支护第1步：超前支护超前长管棚三、地铁的施工方法（五）浅埋暗挖法 初期支护第2步：上台阶开挖支护三、地铁的施工方法（五）浅埋暗挖法 初期支护第3步：钢支撑支护三、地铁的施工方法（五）浅埋暗挖法 初期支护第4步：钢筋网支护三、地铁的施工方法（

19、五）浅埋暗挖法 初期支护第5步：锚杆支护三、地铁的施工方法（五）浅埋暗挖法 初期支护第6步：超前小导管预支护三、地铁的施工方法（五）浅埋暗挖法 初期支护第7步：喷射混凝土支护三、地铁的施工方法（五）浅埋暗挖法 初期支护第8步：下台阶施工三、地铁的施工方法（五）浅埋暗挖法 初期支护第9步：仰拱初期支护三、地铁的施工方法（五）浅埋暗挖法 初期支护结构破除拆除中隔壁应严格执行“分仓、跳仓”的原则。施工过程中严格监测拱顶下沉、净空收敛以及仰拱隆起的数据变化顶纵梁部位的破除注意防水板和预埋拱顶钢筋接驳器的保护，破除完成后检查防水板破坏情况，做好标记，及时修补。 三、地铁的施工方法（五）浅埋暗挖法 施工中

20、主要辅助方法为：超前探测、管棚、超前小导管、水平旋喷、锁脚锚管、背后回填注浆。三、地铁的施工方法（五）浅埋暗挖法 超前探测问题处理：（1）水囊（2）空穴（3）涌泥涌沙防水砼、抗渗等级P8结构自防水 地下结构防水体系结构迎水面钢筋保护层不小于50mm裂缝不大于0.2mm砼施工密实，整体缓冲层土工布不小于400g/m2，防水层防水板厚度不小于1.5mm，抗穿，耐菌、耐腐蚀，耐老化5mm厚沥青基聚酯胎预铺防水卷材，2.5mm厚的单组分聚氨酯涂膜防水层；施工缝设置钢边橡胶止水带、止水胶、注浆管及水泥基渗透结晶材料穿墙管处不得自渗水，采用止水法兰和丁基胶粘带进行防水处理结构自防水超前支护注浆拱背回填注浆

21、施工缝、变形缝注浆二衬拱顶注浆附加防水层变形缝设置外贴止水带，钢边橡胶止水带，双组分聚硫密封胶嵌缝密封防水体系图三、地铁的施工方法（五）浅埋暗挖法 浅埋暗挖隧道的施工监测一般工作内容：（1）地表沉降（2）拱顶下沉（3）隧道收敛（4）地下管线位移（5）地下水位变化等三、地铁的施工方法（五）浅埋暗挖法 暗挖初期支护施工过程质量控制要点：（1）土方开挖：台阶长度、核心土、超欠挖（2）格栅架立：水平、中线、同步、垂直、标高；连接及网片焊接质量；节点板连接质量（4颗螺栓均需拧紧、帮焊）（3）布管：超前小导管、缩脚锚杆、回填注浆管布置角度、数量、孔深、间距等三、地铁的施工方法（五）浅埋暗挖法 暗挖初期支护

22、施工过程质量控制要点：（4）喷混前：拱脚清理干净无杂物；各种管用棉布封堵好；量测等预埋件是否安置到位；（5）喷混：应分片由下而上依次进行, 并先喷钢格栅与壁面间混凝土, 然后再喷钢格栅之间的混凝土；分层喷射混凝土时，应在前一层混凝土终凝后进行下一层混凝土喷射，如两次喷射间隔时间过长，再次喷射前，应先清洗喷层表面。三、地铁的施工方法（五）浅埋暗挖法 暗挖初期支护施工过程质量控制要点：（6）初支背后回填注浆：必须及时跟进初支背后补偿注浆，尤其车站导洞等，受到临近施工影响导致结构沉降变位，应进行再次甚至多次的补充背后注浆。三、地铁的施工方法（五）浅埋暗挖法 浅埋暗挖法的主要技术要点包括：（1）合理安

23、排上下层导洞开挖顺序（2）导洞内初支时预埋的连接钢筋（或连接板）需考虑沉降变形后准确定位（3）上下导洞间边桩和中柱开挖应按设计步序进行（4）严格按设计要求，做好受力转换工序（5）以监测信息指导施工，加强条件验收、超前注浆、背后注浆的管控工作。 三、地铁的施工方法（五）浅埋暗挖法 浅埋暗挖施工一般应配备应急抢险物资：（1）作业面抢险物资（2）地面交通维护物资（3）事故处理其他应急物资三、地铁的施工方法（五）浅埋暗挖法 三、地铁的施工方法（五）浅埋暗挖法 三、地铁的施工方法（五）浅埋暗挖法 三、地铁的施工方法（五）浅埋暗挖法 三、地铁的施工方法（五）浅埋暗挖法 三、地铁的施工方法（五）浅埋暗挖法 三、地铁的施工方法（五