地下空间工程实习报告

第一部分长株潭城际铁路一、基本情况介绍长株潭城际铁路是连接长沙、株洲、湘潭三个城市的城际铁路，项目于2010年6月30日正式开工建设，城际铁路全长104.36公里，共设24站，设计目标时速为200公里。

双线轨道，区段最高设计行车速度200km/h；采用电力牵引，自动控制。

长沙、暮云、株洲、湘潭站到发线有效长度650米，其余车站450米，工程预计长沙火车站以南至株洲、湘潭段2016年底建成，长沙火车站以北段2017年建成，三市之间的交通时间将缩短为30分钟以内。

本次实习我们去的是位于杜鹃路和金星北路交汇口处的长沙市政府站，主要参观了解了车站的构造以及该区间段隧道的设计，施工的特点，以及其施工方法。

长沙市政府站远期高峰小时发送量为969人。

车站为地下车站。

有效站台长度230米，有效站台宽度14.5米。

车站地下一层为站厅层，地下二层为站台层。

车站设4个出入口。

站房总建筑面积15769平方米。

车站位于杜鹃路和金星路交叉路口处。

旅客流线设计为混合进出站的形式。

二．实习认识本次实习主要参观了车站的主体结构，以及用钻爆法施工在建的雷锋大道区段的右侧线路，进入车站地下第一层，可以看见车站的主体结构已经基本完工，地下连续墙，侧墙等结构已经完全施工完成，只需要在隧道完工后，进行装修，车站就可以投入运行。

进入地下二层，明显感觉空气质量在下降，通风的效果不是太好，从侧面反映现在的地下空间隧道的施工的环境还是不能和地面的施工环境相比。

进入隧道，发现隧道的前700米的初期支护，二次衬砌，仰拱已经施工完成了，只有在左线和右线的通道部分，只进行了初期支护，仰拱的施工，但是从这个断面我们了解到了初期支护和二次衬砌之间有防水层的存在。

该隧道采用了防水层全包防水，即在初支与二衬之间设置一道单面自粘高分子复合防水卷材。

卷材连接处用和黑色沥青胶带粘贴，并将卷材通过粘合剂粘贴于初期支护上，防止在进行二次支护的施工时候，防水卷材发生搓动，导致漏水的发生，影响隧道防水，排水的正常进行。

在连接处我发现了已经施工完成的仰拱，仰拱是为改善上部支护结构受力条件而设置在隧道底部的反向拱形结构，是隧道结构的主要组成部分之一，它一方面要将隧道上部的地层压力通过隧道边墙结构或将路面上的荷载有效的传递到地下，而且还有效的抵抗隧道下部地层传来的反力。

仰拱与二次衬砌构成隧道整体，增加结构稳定性。

图二防水带在接近掌子面的地方，我们见到了仰拱施工要用到的仰拱栈桥，根据现场的施工员介绍，带有行走装置的仰拱栈桥跨越仰拱作业区段是来解决仰拱作业与隧道开挖出渣进料工序间的相互干扰而设置的，各种车辆设备和人员可以在栈桥上正常通行，栈桥下同时可以进行隧道的仰拱初期支护，衬砌，回填，工序的施工，从而实现了隧道施工的快速安全的推进。

仰拱栈桥移动就位后，即可依托栈桥在掌子面正常推进的情况下进行仰拱的施工。

这样的技术保证了施工的快速有序的进行，为整个工程在施工期内完成打下了坚实的基础。

图三仰拱处的钢筋图四仰拱栈桥随着进入隧道的距离越来越大，空气明显开始变得污浊，在我们来之前才进行了一次打眼放炮，所以越靠近掌子面，气温逐渐开始上升，加上最前端仰拱和二衬还未进行施工，排水等设施并未到位，显得施工环境极为恶劣，地上积水大约有10mm深。

在未到掌子面的时候我们发现了正在施工中的衬砌台车。

下面对衬砌台车进行一下介绍：砼衬砌台车是隧道施工过程二次衬砌中必须使用的专用设备，用于对隧道内壁的砼衬砌施工。

砼衬砌台车是隧道施工过程中二次衬砌不可或缺的非标产品，主要有简易衬砌台车、全液压自动行走衬砌台车和网架式衬砌台车。

全液压衬砌台车又可分为边顶拱式、全圆针梁式、底模针梁式、全圆穿行式等。

在水工隧道和桥梁施工中还普遍用到提升滑模、顶升滑模和翻模等。

观察二次衬砌时发现有的区间段其混凝土表面凹凸不平，并不十分光滑，在询问相关人员后得知，这是因为一是衬砌过程中模板附近产生的气泡没有完全排出，部分附着在模板表层混凝土里，造成气孔；二是混凝土太干，震捣时没有震捣均匀到位，造成缺陷。

并且施工人员告诉我们二次衬砌浇筑混凝土并不是一次成型的，而是分成多个部分，分开进行，在仰拱施工后，浇筑侧墙的二衬，然后依次往上浇筑，直到顶部的二次衬砌也浇筑完，这个断面的二次衬砌的施工才宣告完成。

每隔几米就可以在二衬上面看见一些小的直径在10厘米的孔洞，这些孔洞是为了检测灌注混凝土的质量而挖去的。

图五衬砌台车在隧道的最前端我们看到了隧道施工中最常用到的注浆锚杆，这也是我们专业的学生第一次真正见到施工建设的隧道注浆锚杆。

注浆锚杆是根据我国隧道工程、边坡治理工程、煤矿巷道工程等实际需要而开发的新产品。

现在的主要产品有:普通中空注浆锚杆；自进式中空注浆锚杆；涨壳式中空注浆锚杆；组合式中空注浆锚杆。

注浆锚杆的锚杆体采用中空设计，杆体中孔作为钻进高压风水通道和注浆通道，与实心杆体相比，中空杆体设计可获得更好的刚度和抗剪强度。

锚杆体外表面全长标准大螺距螺纹结构，螺纹结构便于锚杆的切割和接长，与光滑杆体相比增加了锚杆体与注浆材料的粘接面积从而提高了锚固力。

注浆锚杆的施做必须及时，这样才可以在最短的时间内稳定住土体，为下一步的开挖提供必要的条件，如果搭设锚杆的时间，距离不合理，可能会导致已经开挖的土体不稳定，轻则引起岩石，土体的掉落，重则引起隧道的塌方，对人员机械造成不可挽回的损失。

本隧道的在进行初期支护的时候，还采用湿喷混凝土的技术，严禁采用干喷法施工。

湿喷法其喷射混合料进入喷射机前已经按规定加入水拌合均匀，因此较干喷工艺具有水灰比能准确控制，利于水泥的水化，施工粉尘小，具有回弹少，混凝土均质性好，强度高的优点。

喷混凝土必须与岩面密贴，不可有空洞，以保证良好的共同受力状态。

喷混凝土必须快速、及时施作。

四.矿山法施工介绍暗挖法的一种，主要用钻眼爆破方法开挖断面而修筑隧道及地下工程的施工方法。

因借鉴矿山开拓巷道的方法，故名。

用矿山法施工时，将整个断面分部开挖至设计轮廓，并随之修筑衬砌。

当地层松软时，则可采用简便挖掘机具进行，并根据围岩稳定程度，在需要时应边开挖边支护。

分部开挖时，断面上最先开挖导坑，再由导坑向断面设计轮廓进行扩大开挖。

分部开挖主要是为了减少对围岩的扰动，分部的大小和多少视地质条件、隧道断面尺寸、支护类型而定。

在坚实、整体的岩层中，对中、小断面的隧道，可不分部而将全断面一次开挖。

如遇松软、破碎地层，须分部开挖，并配合开挖及时设置临时支撑，以防止土石坍塌。

喷锚支护的出现，使分部数目得以减少，并进而发展成新奥法。

分类按衬砌施工顺序，可分为先拱后墙法及先墙后拱法两大类。

后者又可按分部情况细分为漏斗棚架法、台阶法、全断面法和上下导坑先墙后拱法。

在松软地层中，或在大跨度洞室的情况下，又有一种特殊的先墙后拱施工法──侧壁导坑先墙后拱法。

此外，结合先拱后墙法和漏斗棚架法的特点，还有一种居于两者之间的蘑菇形法。

1）折叠先拱后墙法也称支承顶拱法。

在稳定性较差的松软岩层中，为了施工安全，先开挖拱部断面并即砌筑顶拱，以支护顶部围岩，然后在顶拱保护下开挖下部断面和砌筑边墙。

在开挖边墙部分的岩层之前，必须将顶拱支承好,故有上述别称。

开挖两侧边墙部分的岩层时(俗称挖马口),须左右交错分段进行，以矿山法免顶拱悬空而下沉。

该法施工顺序见图1 (图中阿拉伯数字为开挖顺序，罗马数字为衬砌顺序，下同)。

施工时,须开挖上下两个导坑，开挖上部断面时的大量石碴，可通过上下导坑之间的一系列漏碴孔装车后从下导坑运出，既提高出碴效率，又减少施工干扰。

当隧道长度较短、岩层又干燥时，可只设上导坑。

在此种场合，为避免运输和施工的干扰，可先将上半断面完全修筑完毕，然后再进行下半断面的施工。

本法适用于松软岩层，但其抗压强度应能承受拱座处较高的支承应力;也适用于坚硬岩层中跨度或高度较大的洞室施工，以简化修筑顶拱时的拱架和灌筑混凝土作业。

该法在外文文献中也称为比国法。

矿山法2）折叠漏斗棚架法也称下导坑先墙后拱法。

适用于较坚硬稳定的岩层。

施工时先开挖下导坑，在导坑上方开始由下向上作反台阶式的扩大开挖，直至拱顶;随后在两侧由上向下作正台阶式的扩大开挖，直至边墙底;全断面完全开挖后，再由边墙到顶拱修筑衬砌。

施工顺序见图2。

此法在下导坑中设立的漏斗棚架,是用木料架设的临时结构。

横梁上铺设轻便钢轨，在下导坑运输线路上方留出纵向缺口,其上铺横木,相隔一定间距,留出漏斗口供漏碴用。

在向上扩大开挖时,棚架作工作平台用。

图中2至5部爆出的石碴全落在棚架上，经漏斗口卸入下面的斗车运出洞外。

这种装碴方式可减轻劳动强度。

下导坑的宽度，一般按双线斗车运输决定。

由于宽度较大，在棚架横梁下可增设中间立柱作临时加固用。

设立棚架区段的长度，安装碴的各扩大开挖部分的延长加上一定余量来决定。

用漏斗棚架装碴优点显著，故在中国以漏斗棚架命名。

此法曾广泛应用于修建铁路隧道。

3）折叠台阶法又有正台阶法和反台阶法之分。

①正台阶法系在稳定性较差的岩层中施工时，矿山法将整个坑道断面分为几层，由上向下分部进行开挖，每层开挖面的前后距离较小而形成几个正台阶(图3a)。

上部台阶的钻眼作业和下部台阶的出碴，可以平行进行而使工效提高。

全断面完全开挖后，再由边墙到顶拱筑衬砌。

在坑道顶部最先开挖的第一层为一弧形导坑，需要钻较多的炮眼，导坑超前距离很短，可使爆破时石碴直接抛落到导坑之外,以减轻扒碴工作量,从而提高掘进速度。

如坑道顶部岩层松动，应即在导坑内用锚杆或钢拱架作临时支护，以防坍塌。

②反台阶法则用于稳定性较好的岩层中施工，也将整个坑道断面分为几层，在坑道底层先开挖宽大的下导坑，再由下向上分部扩大开挖(图3b)。

进行上层的钻眼时,须设立工作平台或采用漏斗棚架，后者可供装碴之用。

4）折叠全断面法将整个断面一次挖出的施工方法。

适用于较好岩层中的中、小型断面的隧道。

此法能使用大型机械，如凿岩台车、大型装碴机、槽式列车或梭式矿车、模板台车和混凝土灌筑设备等进行综合机械化施工。

新奥法的出现，扩大了全断面法和台阶法的适用范围。

5）折叠上下导坑先墙后拱法也称全断面分部开挖法(图4)。

以前,在稳定性较差的松软岩层中，为提高衬砌的质量，曾采用过此种先分部挖出全断面，再按先墙后拱顺序修筑衬砌的施工方法。

采用此法开挖时，要用大量木料支撑，还需多次顶替，施工既困难又不安全，故在中国未见采用。

该法在外文文献中矿山法还称之为奥国法或称老奥法。

6）折叠蘑菇形法综合先拱后墙法和漏斗棚架法的特点而形成的一种混合方案(图5)。

开挖1至4部后呈现形似蘑菇状的断面，故名。

在下导坑中设立漏斗棚架，供向上扩大开挖时装碴之用，同时当拱部地质条件较差时，为使施工安全可先筑顶拱。

该法具有容易改变为其他方法的优点，遇岩层差时改为单纯的先拱后墙法，岩层好时改为漏斗棚架法。