暗挖工法及沉降控制经验

暗挖工法及沉降控制经验第1页/共43页一、浅埋暗挖法的机理第2页/共43页(一）、浅埋暗挖隧道原理及特点一、浅埋暗挖法的机理

浅埋暗挖工法是依据新奥法的基本原理，施工中采用多种辅助措施加固围岩，充分利用围岩的自承能力，开挖后及时支护、封闭成环，有效地控制围岩过大变形的一种综合配套施工技术。浅埋暗挖法理论源于新奥法，但强调预支护，及时支护。十八字方针“管超前，严注浆，短开挖，强支护，快封闭，勤量测”是浅埋暗挖工法的精髓。第3页/共43页（二）、暗挖的一些术语

暗挖掌子面超前小导管暗挖马头门超前预支护-大管棚暗挖竖井一、浅埋暗挖法的机理第4页/共43页锁脚锚管中隔壁临时仰拱（二）、暗挖的一些术语

一、浅埋暗挖法的机理1、稳定拱架作用；2、加固拱后土体，防止坍塌；3、防止导洞收敛第5页/共43页1、一是掌子面能够自稳如不能自稳创造条件自稳——冷冻、注浆加固、水平旋喷等措施。

（三）、浅埋暗挖法的适用的基本条件:

2、二是无水如有水则采用地表降水、止水或少量在洞内堵排水。一、浅埋暗挖法的机理第6页/共43页二、浅埋暗挖隧道建造程序第7页/共43页二.暗挖隧道建造程序建造施工竖井开马头门暗挖初衬施工二衬施工拱顶土层预加固辅助措施超前加固稳定性确定第8页/共43页

三、浅埋暗挖法的施工工法介绍第9页/共43页（一）、施工工法三.浅埋暗挖法的施工工法介绍全断面法--Ⅰ、Ⅱ级围岩台阶法—跨度小于6米临时仰拱法—高度大于5米或沉降要求高

“CD”

工法---（中隔墙法）--跨度6-12米

“CRD”工法（交叉中隔墙法）--跨度6-12米，高度大于5米。

“眼镜工法”--跨度12-15米，高度小于6米大跨或双跨、三跨断面：中洞法侧洞法柱洞法单跨断面：第10页/共43页上台阶临时仰拱法正台阶环形开挖法全断面法台阶法第11页/共43页环形开挖预留核心土法双侧壁导洞

法单侧壁导坑法第12页/共43页第一步：施作超前支护,开挖两侧１号洞室，施作初期支护第二步：开挖两侧2号洞室，施作初期支护，第三步：施作超前支护，前后开挖两侧3号洞室，施作初期支护张自忠单层车站侧洞法施工步序图第13页/共43页第四步：继续前后开挖两侧4号洞室，施作初期支护,第五步：继续前后开挖两侧5号洞室，施作初期支护，第六步：继续前后开挖两侧6号洞室，施作初期支护，第14页/共43页第七步：在临时仰拱上凿洞，施作底梁、中柱与顶梁（含防水）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）第15页/共43页中洞法中洞法可适用于双连拱或三连拱隧道，采用先施作中墙混凝土，后开挖两侧的施工方法。施工时应符合下列规定：1、中洞开挖后，及时施工中墙混凝土，达到设计强度后方可拆模，并应进行临时横向支撑；2、施工中应注意力的转换，两侧应均衡开挖，并应设置临时横向支撑；第16页/共43页采用中洞法施工中洞Ⅰ区—中洞Ⅱ区—中洞Ⅲ区—中洞Ⅳ区—底纵梁—钢管柱—顶纵梁—侧洞V区—侧洞Ⅵ区—侧洞Ⅶ区—侧洞Ⅷ区蒲黄榆采用中洞法施工步序第17页/共43页六步：1、仰拱2、边墙3、中板4、上边墙5、拱部6、站台板及填充层仰拱下边墙中板及中纵梁上边墙拱部蒲黄榆采用中洞法施工步序第18页/共43页中隔壁法（CD法）CD法可适用于VI-V级围岩的浅埋隧道，施工要求：

1、中隔墙开挖时，应沿一侧自上而下分为二或三部进行，每开挖一步均应施作中隔壁，底部应设临时仰拱，中隔壁墙依次分布联结而成，之后再开挖中隔墙的另一侧；2、后一侧开挖应全断面及时封闭；第19页/共43页

“CRD”工法就是交叉中隔墙法，可适用于IV-VI级围岩浅埋的双线或多线隧道。有如下特点：自上而下，交叉进行；设置临时仰拱，步步成环；交叉中隔壁法（CRD法）第20页/共43页CRD工法照片第21页/共43页８、柱洞法（１）导洞开挖及支护（２）桩、柱、顶底梁（３）上层开挖、支护衬砌（４）下层开挖、衬砌第22页/共43页

有时,几种工法要联合使用,如西四主体暗挖:大的方面采用侧洞法,而每一侧洞,又采用CRD法。

断面总宽23.65m，高15.5m，长53m；第23页/共43页（二）、辅助工法三.浅埋暗挖法的施工工法介绍2、稳定掌子面的辅助工法：全断面注浆水平旋喷冻结法3、处理水的辅助工法-地面降水；洞内降水；堵水1、超前支护的辅助工法大管棚小导管管幕第24页/共43页四、沉降原因分析及控制措施第25页/共43页1、地层土体特性

隧道开挖后能形成自然拱的，对地表沉降量的影响就小一些，反之即大一些。2、地下水

隧道开挖后易造成地下水因压力差的存在不断渗出，形成多条渗水通道，使地层持续失水，土层空隙及节理裂隙固结收缩，引起地层沉降。

3、地层应力释放

对多孔介质土且具潜在坍滑面的地层，随地表下沉，地层应力的释放，坍滑面会渐次产生，伴随着的就是地表的大范围下沉，控制地层应力释放度可以减少下沉量及波及的范围。

（一）、地层沉降变形的主要因素四、沉降原因分析及控制措施第26页/共43页4、施工方法

对城市地铁隧道常用的施工方法而言，台阶法是对地表下沉影响最为严重的一种施工方法（其较CRD法引起的地表沉降量增大一倍），但因其操作简单，造价低，只要措施得当，一般可满足地表沉降的要求。因此国内外对区间单线隧道，采用台阶法的较多。但台阶法也多种多样，需根据不同的断面形式及地层条件谨慎选取。5、开挖进尺

开挖进尺的大小实质上是工作面无支护空间的大小，进尺短有利于控制沉降，但影响施工速度6、施工速度

施工速度越快，表明隧道开挖面暴露的时间就会越短，产生沉降的时间也短，因而产生的沉降量也就会越小；（一）、地层沉降变形的主要因素四、沉降原因分析及控制措施第27页/共43页2、适度排放地下水

对于砂层、砾砂等特殊地层，过度抽排地下水，会使上覆土层超固结，从而引起地表沉降。因此，在能保证工作面稳定正常开挖的条件下，应尽量减少或限制地下水的抽排，可根据情况采取止水措施。1、改良土体、超前预加固-静压流浆、旋喷桩等（二）、控制地表变形沉降的主要对策

3、根据地层条件选择合适的施工方法

开挖洞室能及早封闭成环的方法，对控制沉降有利。

4、拉开左右线隧道的开挖距离

在线间距一定的情况下，增大两隧道开挖面的相对距离可以减少其相互作用的叠加；四、沉降原因分析及控制措施第28页/共43页6、严格遵循“十八字”原则

“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”。

管超前：对围岩进行小导管超前支护，必要时采用大管棚。严注浆：及时进行小导管注浆、背后回填土浆，并注重注浆的效果，对于注浆量、时间（时机）、顺序、材料及配合比等都要结合实际情况严格控制。（二）、控制地表变形沉降的主要对策

5、提高施工效率

施工效率的提高，意味着各工序施工时间的缩短，地层应力的释放就能得到有效控制，地层内部的变位调整也将减小。

四、沉降原因分析及控制措施第29页/共43页快封闭：初期支护尽可能尽快的封闭成环，不仅是全断面及早封闭，还在于每一个分部开挖面也要尽快封闭。勤量测：地层变形检测，隧道内的检测的密度尽可能大，以便及时掌握变形情况，采取措施控制变形量。强支护：初期支护要及时，要保证足够的刚度与强度，并且与围岩变形的速度相适应，掌握好支护施作时间、施作程度的“火候”。短开挖：要控制循环进尺，少扰动地层，保证开挖的范围尽可能小，必要时留核心土。（二）、控制地表变形沉降的主要对策四、沉降原因分析及控制措施第30页/共43页五、施工安全控制措施第31页/共43页1、竖井的安全五、暗挖施工安全控制措施（1）、暗挖进洞前，最好是竖井的二衬施工完成后（或者施工完成竖井底板），然后进行暗挖施工，这样，安全等级将大大提高。（2）、上下人梯不得以受力横撑作为支点。（3）、开马头，不得随意拆除横撑或腰梁。第32页/共43页2、暗挖马头门的开设安全五、暗挖施工安全控制措施（1）、同一竖井有多个马头门，要分别开设；避免同时开。（2）、马头门要设环梁，必要时，对马头门上拱周围土体进行加固。3、隧道内施工时，安全检控重点（1）台阶法开挖隧道，在上半部开挖并安设格栅后，最好设锁角锚管，并注浆，以防拱架下沉（2）小导管注浆时，要观察掌子面情况，必要时，封闭掌子面，防止从掌子面流浆，从而使掌子面失稳。第33页/共43页

（3）、提高施工效率：达到开挖要快、封闭要快、注浆也要快，保证每步从开挖到初衬完成使用的时间尽可能短，一般在4小时以内完成（主要是工序衔接更要快）。五、暗挖施工安全控制措施（4）、相邻洞错开开挖，３０米以上为好，但现在常控制在15米以上。（5）、确对保证掌子面稳定（盾构为保持需1000~2500T的推力），采用上下台阶法；留核心土法，及时锚喷封闭面法等。（6）、保证喷射砼的质量（多做实验确定）；（7）、格栅质量：加工质量；安装质量（接头处，栓接和焊接结合使用，要明白，初衬受全部围岩压力，二衬是装饰和耐久。第34页/共43页（10）、CD或CRD法施工的大断面隧道,二衬施工采用跳仓法和临时换撑法相结合较好,能保证一次拆9米左右，方便施工。（8）、遇水必处理：止水、引水，必要时，封闭掌子面，严防、流砂和涌水。（9）、不得随意在中隔壁上开洞，如必需，则要有补强措施。（11）、准备应急材料：如加气砼、架子管、木板、装土袋。（12）、每步施工中间不易停。暂停施工，要封闭成环，根据计算压力锚喷封闭掌子面。（13）、建议成立保障组：送饭、保证设备完好，材料运到现场等。五、暗挖施工安全控制措施第35页/共43页4、暗挖隧道上方地面安全五、暗挖施工安全控制措施（1