(一)喷锚暗挖(矿山)法 2016 教材 97 页
2.新奥法施工
新奥法施工隧道适用于稳定地层,应根据地质、施工机具条件,尽量采用对围岩扰动少的支护方法。
围岩开挖后应立即进行必要的支护,并使支护与围岩尽量密贴,以稳定围岩。围岩条件比较好时可简单支护或
不支护。采用喷混凝土锚杆作为初期支护时的施工顺序一般为先喷混凝土后打锚杆;围岩条件恶劣时,则采用初喷
混凝土→架钢支撑→打锚杆→二次喷混凝土。锚杆杆位、孔径、孔深及布置形式应符合设计要求,锚杆杆体露出岩
面的长度不宜大于喷混凝土层厚度,锚杆施工质量应符合有关规范要求。
3.浅埋暗挖法施工
浅埋暗挖法的工艺流程和技术要求主要是针对埋置深度较浅、松散不稳定的土层和软弱破碎岩层施工面而形成
的。
浅埋暗挖法与新奥法相比,更强调地层的预支护和预加固。
(1)地层预加固和预支护
在城市地铁隧道施工中,经常遇到砂砾土、砂性土、黏性土或强风化基岩等不稳定地层。这类地层在隧道开挖
过程中自稳时间短暂,往往在初期支护尚未来得及施作,或喷射混凝土尚未获得足够强度时,拱墙的局部地层已开
始坍塌。为此,需采用地层预加固、预支护的方法,以提高周围地层的稳定性。常用的预加固和预支护方法有:小
导管超前预注浆、开挖面超前深孔注浆及管棚超前支护;详见 1K413044 和 1K413045。
(2)隧道土方开挖与支护
其总原则是:预支护、预加固一段,开挖一段;开挖一段,支护一段;支护一段,封闭成环一段。
(3)初期支护形式
在诸多支护形式中,钢拱锚喷混凝土支护是满足上述要求的最佳支护形式;详见 1K413042。
(4)二次衬砌
在浅埋暗挖法中,初期支护的变形达到基本稳定,且防水结构施工验收合格后,可以进行二次混凝土衬砌灌注
工序。
二次衬砌模板可以采用临时木模板或金属定型模板,更多情况则使用模板台车,因为区间隧道的断面尺寸基本
不变,有利于使用模板台车,加快立模及拆模速度。
2016 教材 91 页
1.新奥法
\"新奥法\"是以维护和利用围岩的自承能力为基点,使围岩成为支护体系的组成部分,支护在与围岩共同变形
中承受的是形变应力。因此,要求初期支护有一定柔度,以利用和充分发挥围岩的自承能力。设计时并没有充分考
虑利用围岩的自承能力,这是浅埋暗挖法与\"新奥法\"主要区别。
2.浅埋暗挖法
按照\"十八字\"方针(即管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测)进行隧道的设计和施工,称之
为浅埋暗挖技术。
首先,浅埋暗挖法不允许带水作业,其次,采用浅埋暗挖法要求开挖面具有一定的自立性和稳定性。我国规范
对土壤的自立性从定性上提出了要求:工作面土体的自立时间,应足以进行必要的初期支护作业。对开挖面前方地
层的预加固和预处理,视为浅埋暗挖法的必要前提,目的就在于加强开挖面的稳定性,增加施工的安全性。
一、浅埋暗挖法与掘进方式
(一)全断面开挖法
开挖方法:自上而下一次开挖成型,沿着轮廓开挖,按施工方案一次进尺并及时进行初期支护。
适用范围:适用于土质稳定、断面较小的隧道施工,适宜人工开挖或小型机械作业。
优点:可以减少开挖对围岩的扰动次数,有利于围岩天然承载拱的形成,工序简便
缺点:对地质条件要求严格,围岩必须有足够的自稳能力。
(二)台阶开挖法
开挖方法:将结构断面分成两个以上部分,即分成上下两个工作面或几个工作面,分步开挖。
适用范围:适用于土质较好的隧道施工,以及软弱围岩、第四纪沉积地层隧道。
优点:具有足够的作业空间和较快的施工速度,灵活多变,适用性强。
注意事项:
1)台阶数不宜过多,台阶长度要适当,对城市第四纪地层,台阶长度一般以控制在1D内(D一般指隧道跨度)为宜。
2)对岩石地层,针对破碎地段可配合挂网喷锚支护施工,以防止落石和崩塌。
(三)环形开挖预留核心土法
(四)单侧壁导坑法
适用范围:断面跨度大,地表沉降难于控制的软弱松散围岩中隧道施工。
(五)双侧壁导坑法(眼镜工法)
适用范围:当隧道跨度很大,地表沉陷要求严格,围岩条件特别差,单侧壁导坑法难以控制围岩变形时,可采用双侧壁导坑法。
(六)中隔壁法(CD工法)和交叉中隔壁法(CRD工法)
开挖方法:
CD法:将隧道分为左右两大部分进行开挖,先在隧道一侧采用二或三台阶分层开挖,施作初期支护和中隔墙临时支护,再分台阶开挖隧道另一侧,并进行相应的初期支护的施工方法
CRD法:在CD工法基础上加设临时仰拱
适用范围:主要适用于地层较差、岩体不稳定且地面沉降要求严格的地下工程施工。CD工法和CRD工法在大跨度隧道中应用普遍。
注意事项:在施工中应严格遵守正台阶法的施工要点,尤其要考虑时空效应,每一步开挖必须快速,必须及时步步成环,工作面留核心土或用喷射混凝土封闭,消除由于工作面应力松弛而增大沉降值的现象。
(七)中洞法、侧洞法、柱洞法、洞桩法
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,然后再开挖中间部分(中洞),并逐渐将中洞顶部荷载通过初期支护转移到梁、柱上,这种施工方法在处理中洞顶部荷载转移时,相对于中洞法要困难一些。两侧洞施工时,中洞上方土体经受多次扰动,形成危及中洞的上小下大的梯形、三角形或楔形土体,该土体直接压在中洞上,中洞施工若不够谨慎就可能发生坍塌。
柱洞法施工是先在立柱位置施做一个小导洞,当小导洞做好后,再在洞内做底梁,形成一个细而高的纵向结构,柱洞法施工的关键是如何确保两侧开挖后初期支护同步作用在顶纵梁上,而且柱子左右水平力要同时加上且保持相等。
洞桩法(PBA法):先挖洞,在洞内制作挖孔桩,梁柱完成后,再施作顶部结构,然后在其保护下施工,实际上就是将盖挖法施工的挖孔桩梁柱等转入地下进行。
适用范围:当地层条件差、断面特大时,一般设计成多跨结构,跨与跨之间有梁、柱连接。
二、掘进方式与选择条件
三、掘进(开挖)方式及其选择条件见表2K313031:
(一)喷锚暗挖(矿山)法 2016 教材 97 页
2.新奥法施工
新奥法施工隧道适用于稳定地层,应根据地质、施工机具条件,尽量采用对围岩扰动少的支护方法。
围岩开挖后应立即进行必要的支护,并使支护与围岩尽量密贴,以稳定围岩。围岩条件比较好时可简单支护或
不支护。采用喷混凝土锚杆作为初期支护时的施工顺序一般为先喷混凝土后打锚杆;围岩条件恶劣时,则采用初喷
混凝土→架钢支撑→打锚杆→二次喷混凝土。锚杆杆位、孔径、孔深及布置形式应符合设计要求,锚杆杆体露出岩
面的长度不宜大于喷混凝土层厚度,锚杆施工质量应符合有关规范要求。
3.浅埋暗挖法施工
浅埋暗挖法的工艺流程和技术要求主要是针对埋置深度较浅、松散不稳定的土层和软弱破碎岩层施工面而形成
的。
浅埋暗挖法与新奥法相比,更强调地层的预支护和预加固。
(1)地层预加固和预支护
在城市地铁隧道施工中,经常遇到砂砾土、砂性土、黏性土或强风化基岩等不稳定地层。这类地层在隧道开挖
过程中自稳时间短暂,往往在初期支护尚未来得及施作,或喷射混凝土尚未获得足够强度时,拱墙的局部地层已开
始坍塌。为此,需采用地层预加固、预支护的方法,以提高周围地层的稳定性。常用的预加固和预支护方法有:小
导管超前预注浆、开挖面超前深孔注浆及管棚超前支护;详见 1K413044 和 1K413045。
(2)隧道土方开挖与支护
其总原则是:预支护、预加固一段,开挖一段;开挖一段,支护一段;支护一段,封闭成环一段。
(3)初期支护形式
在诸多支护形式中,钢拱锚喷混凝土支护是满足上述要求的最佳支护形式;详见 1K413042。
(4)二次衬砌
在浅埋暗挖法中,初期支护的变形达到基本稳定,且防水结构施工验收合格后,可以进行二次混凝土衬砌灌注
工序。
二次衬砌模板可以采用临时木模板或金属定型模板,更多情况则使用模板台车,因为区间隧道的断面尺寸基本
不变,有利于使用模板台车,加快立模及拆模速度。
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1.新奥法
\"新奥法\"是以维护和利用围岩的自承能力为基点,使围岩成为支护体系的组成部分,支护在与围岩共同变形
中承受的是形变应力。因此,要求初期支护有一定柔度,以利用和充分发挥围岩的自承能力。设计时并没有充分考
虑利用围岩的自承能力,这是浅埋暗挖法与\"新奥法\"主要区别。
2.浅埋暗挖法
按照\"十八字\"方针(即管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测)进行隧道的设计和施工,称之
为浅埋暗挖技术。
首先,浅埋暗挖法不允许带水作业,其次,采用浅埋暗挖法要求开挖面具有一定的自立性和稳定性。我国规范
对土壤的自立性从定性上提出了要求:工作面土体的自立时间,应足以进行必要的初期支护作业。对开挖面前方地
层的预加固和预处理,视为浅埋暗挖法的必要前提,目的就在于加强开挖面的稳定性,增加施工的安全性。
喷锚暗挖法 概述
喷锚暗挖法即是地铁车站的施工方法,也是地铁区间隧道的施工方法。
教材上1K413011 地铁车站结构与施工方法 中讲的是喷锚暗挖法施工地铁车站。
1K413012 地铁区间隧道结构与施工方法 中讲的是喷锚暗挖法施工区间隧道。
不管是施工地铁车站,还是施工区间隧道,喷锚暗挖法的施工步骤,适用范围本质上都是一样的。
喷锚暗挖法施工地铁车站的适用范围是:结构埋置较深、地上建筑物密集、交通运输繁忙、地下管线密布及对地面沉降要求严格的城镇地区地下构筑物施工。
喷锚暗挖法施工区间隧道的适用范围是:城市区域、交通要道及地上地下构筑物复杂地区。
喷锚暗挖法施工地铁车站的内容
喷锚暗挖法包括新奥法和浅埋暗挖法。
新奥法是用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段,与围岩共同受力,围岩成为支护体系的组成部分。
浅埋暗挖法是在浅埋条件下修建地下工程,以钢格栅和锚喷作为初期支护,遵循“十八字”方针(即管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、 勤量测)。
浅埋暗挖法的施工步骤也就是这“十八字”方针:
管超前,严注浆是先将小导管打入地层注入水泥或化学浆,提前加固地层;
1K413043 超前预支护及预加固施工技术 那一节讲的是预支护和预加固技术。
短开挖是短进尺开挖,每次开挖0.5-1.0m左右;
1K413041 喷锚暗挖法的掘进方式选择 那一节讲的是掘进开挖方式。
强支护,快封闭是做初期支护要刚度大,支护及时,要紧接着开挖进行,要快速封闭;
它的支护结构包括初期支护和二次衬砌,初期支护完成后,要做防水层,最后做二次衬砌。
1K413044 喷锚支护施工技术
1K413045 衬砌及防水施工要求 那二节讲是是支护、衬砌、防水的内容。
勤量测是施工过程中要经常测量监控。
监控的项目在 1K413012 地铁区间隧道结构与施工方法 那节讲到了“主要监测拱顶沉降,水平收敛,地表沉降。”
浅埋暗挖法的适用条件:
1不允许带水作业。
2大范围的淤泥质软土、粉细砂地层,降水有难度的地层,不宜采用。
3要求开挖面具有一定的自立性和稳定性。
喷锚暗挖法施工车站结构,开挖断面较大,一般为150-250㎡。
结构形式有:单拱车站隧道,双拱车站隧道,三拱车站。
单拱车站隧道的优点是可得到宽敞的空间和宏伟的建筑效果,缺点是:施工难度大、技术措施复杂,造价高。
双拱车站隧道有双拱塔柱式和双拱立柱式。
双拱塔柱式:两个单拱主隧道之间要设置横向联络通道。
双拱立柱式:拱圈相交,节点处的防水处理较为困难。
三拱车站有塔柱式和立柱式。
喷锚暗挖法施工区间隧道
喷锚暗挖法施工流程
教材上有一个流程图,喷锚暗挖法的施工区间隧道和施工地铁车站的施工流程一样:
地层预加固和预支护--地层开挖掘进--初期支护--
防水施工--二次衬砌。
后面我们就按照这个施工步骤来掌握教材上的内容。
1K413043 超前预支护及预加固施工技术
1K413041 喷锚暗挖法的掘进方式选择
1K413044 喷锚支护施工技术
1K413045 衬砌及防水施工要求
喷锚暗挖法支护分为初期支护和二次衬砌,要求初期支护要刚度大,支护及时,注意初期支护必须从上向下施工,这一点前面地铁车站施工那里没有提到。
二次衬砌是在初期支护结构基本稳定时才能施工,必须从下往上施工,绝不允许先拱后墙施工。
浅埋暗挖法更强调地层的预支护和预加固。
地层预加固和预支护
在砂砾土、砂性土、黏性土、强风化岩等自稳时间短的地层需采用小导管超前注浆,开挖面超前深孔注浆,管棚超前支护等预加固和预支护技术,这三种预支护技术在 1K413043 超前预支护及预加固施工技术 那一节会讲到。
隧道土方开挖与支护
总的原则是:预支护一段,开挖一段,开挖一段,支护一段,支护一段,封闭成环一段,还是上面讲的“十八字”方针的要求。
初期支护形式
钢拱锚喷混凝土是最佳支护形式。
1K413044 喷锚支护施工技术 那一节会讲到。
二次衬砌
在初期支护变形到达基本稳定,防水施工验收合格后进行,二次衬砌多数情况使用模板台车施工,在后面1K413045 衬砌及防水施工要求那一节会讲到。
监控测量
主要监测拱顶沉降,水平收敛,地表沉降。
喷锚暗挖法施工隧道的结构形式有单拱,双拱,多跨连拱。
衬砌的基本结构类型是复合式衬砌,复合式衬砌是由初期支护,防水施工,二次衬砌组成。
初期支护一般采用喷锚支护,作用是加固围岩。
衬砌结构的变化方案有单层喷锚支护和整体式衬砌两种。
单层喷锚支护是不做防水层和二次衬砌,只做初期喷锚支护,适用于无水的坚硬围岩区间隧道衬砌。
整体式衬砌就是单层模筑衬砌,即用木料、钢材或喷锚做临时支撑,在浇筑混凝土时将临时支撑拆除。
整体式衬砌可做成等截面直墙式或变截面曲墙式。
直墙式适用于坚硬围岩。
曲墙式适用于软弱围岩。
喷锚暗挖法是先以喷锚作为初期支护手段,然后在开挖。
喷锚暗挖法施工流程是:
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