软塑地层中浅埋暗挖法穿越道路与管线施工技术
软流塑地层地铁隧道浅埋暗挖施工技术
２ ２ 水 文 地 质 ．
地下 水主要 为 浅层 孔 隙水 ，浅 层孔 隙水 主要 存 在于 人工 填 土层 ，水 量不 丰 富 ，受 大气 降水 和地 表水 的 入渗 补 给明显 ；中部弱 承 压水 存 于 粉 质 牯 土 层 中 ，该 层 属 于 粘 性 土 ，透 水 性 差 ，含 水 量 不 大 ，呈 弱 承压
【 应用研 究】
软 流 塑 地 层 地 铁 隧道 浅 埋 暗挖 施 工 技 术
樊 月趁
（ 中铁 十 三 局 集 团有 限公 司 第二 工 程 公 司 ，广 东 深 圳 ５ ８ ８ ） １０ ３
摘
要 ：介 绍 南 京地 铁 既 有 建 筑 物 下软 流 塑 隧道 的施 工技 术 ． 由于 采 取 了有 效 的 支 护 技 术 和 相 应 的监 测 手
２ 工 程地质 及水 文地质
２ １ 工 程 地 质 ．
隧道 通过 地层 处 于古 河道 漫 滩之 上 ，埋藏 着 ② 一ｌ ２。 ｂ一 、② 一２ ３ 层 软 土 ，其 部 分物 理 学 指 标如 表 １ ｂ一
所示 ．该 软 土层 为软 流塑粉 质 粘 土 ，压缩性 高 、灵 敏度 高 、含水 量 高 、低 强度 、易产 生蠕 动现 象 ，层 间 夹 的薄层粉 土 、粉 细砂 构成 地下 水 的水 平通 道 ，使该层 含 有较 多 地下 水 ，开 挖后 自稳 能 力极 差 、易坍 塌
段 ，保 证 了地 表 建 筑 物 的 安 全 ，为 同类 城 市 地 铁 工 程 施 工提 供 了可 借 鉴 的 先 例 ． 关 键 词 ：浅 埋 暗挖 ；建 筑 物 下 ；城 市 地 铁 ；软 流 塑
浅埋暗挖法下穿危旧建筑物施工技术
・隧道/地下工程・图6 3阶段试验地表沉降监测曲线始值,钻孔后前15d 每天观测1次;15～30d 每2d观测1次,直至沉降趋于稳定为止。
对回拖钢管及未回拖钢管地表进行沉降监测分析发现,回拖钢管后地表沉降明显比未回拖钢管处地表沉降小,尤其在管棚注浆后地表沉降很快趋于稳定。
沉降监测曲线如图6所示。
6 结束语根据蒲黄榆车站工作空间限制及地层情况,本次选择了与车站土质类似的黏土层和粉细砂层进行长管棚施工工艺试验。
但导向孔成孔精度及膨润土泥浆配制、搅拌、回收利用和砂层中长管棚施工工艺方面须进一步试验研究。
管棚在加固地层及防止地表沉降方面作用明显,因此超前长管棚在地铁施工中具有广阔的应用前景。
应通过现场实际施工进一步进行分析总结,从而形成一套成熟的施工工艺。
收稿日期:20050223;修回日期:20050623浅埋暗挖法下穿危旧建筑物施工技术钟巧荣 张顶立 黄明利(北京交通大学隧道中心 北京 100044) 摘 要 北京市北三环和平东桥—太阳宫西路热力外线工程采用浅埋暗挖法施工,工程穿过2层砖混结构的典当行下方,开挖前其北山墙饰面砖及屋顶挑檐上已存在最大达3cm 裂缝。
在土质条件差、覆土薄的条件下采用非降水半断面注浆和长管棚加固技术,较好地实施了监测信息反馈,安全穿越了危旧建筑物。
关键词 长管棚 注浆 监控量测 穿越 信息反馈1 工程概况北京市北三环和平东桥—太阳宫西路热力外线工程全长1460133m ,隧道为直墙拱形,宽417m ,高319m ,复合衬砌结构,采用浅埋暗挖法施工。
穿越地层主要为粉质黏土,拱顶为黏质粉土,下部为粉细砂。
在12号竖井向南掘进时隧道穿过一处2层建筑物下方(见图1),隧道顶距地表81166m 。
此建筑物无地下室,为地上2层砖结构典当行,放大角基础(按从底面埋深2m ,扩大015m 放角考虑),据观察,开挖前在北山墙饰面砖及屋顶挑檐上已存在部分裂缝,最大处达到2～3c m 。
图1 隧道与典当行相对位置(单位:m )・隧道/地下工程・由岩土工程勘察报告揭示,本段工程主要地层自上而下依次为:①人工堆积层;②粉质黏土、重粉质黏土层;③黏质粉土、砂质粉土层;④粉质黏土、重粉质黏土层;⑤黏质粉土、砂质粉土层;⑥粉质黏土、重粉质黏土层。
浅埋暗挖法修建隧道关键施工技术
浅埋暗挖法修建隧道关键施工技术浅埋暗挖法修建隧道关键施工技术崔玖江（北京市政府专家顾问）1.浅埋暗挖法定义浅埋暗挖法是依据新奥法（New Austrian Tunnelling Method）的基本原理，在施工中采用多种辅助施工措施加固围岩，充分调动围岩的自承能力，隧道开挖后及时支护、封闭成环，使其与围岩共同作用形成联合支护体系，有效地抑制围岩过大变形的一种综合配套施工技术，适用于第四系无水土质或软弱无胶结的砂、卵石等地层修建覆跨比大于0.5的隧道；对于较高地下水位的类似地层，采取灌浆堵水或降水等措施后仍能适用。
采用浅埋暗挖法修建的隧道多采用复合式衬砌。
隧道复合式衬砌是分内外两层先后施作的隧道衬砌。
隧道开挖后，采用锚喷或喷射混凝土+钢架+钢筋网作为衬砌（一次）支护，待围岩及初期支护经监控量测确认基本稳定后在施作内层衬砌（二次衬砌），内层衬砌一般为摸筑混凝土，在两层衬砌间设防水层。
对于无水地层，采用浅埋暗挖法修建的隧道也有采用在初期支护基面上施工作聚合物水泥砂浆作防水层后即作为永久结构。
2.浅埋暗挖法修建隧道的一般规定2.1采用浅埋暗挖法修建隧道时，应认真贯彻“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤测量”18字原则。
2.2以喷射混凝土+网构钢架+钢筋网为初期支护（即一次衬砌）、二次衬砌为模筑钢筋混凝土，应在两层衬砌之间施作高材料的防水层。
2.3当隧道围岩为V类，由于其自稳能力差，必须采取预注浆加固地层后方可开挖。
2.4 隧道开挖应在无水条件下进行。
如遇地下水，根据工程具体情况选择人工降水或灌浆堵水措施，创造无水作业条件。
2.5 隧道开挖应减少对围岩的扰动，保持隧道开挖轮廓圆。
2.6 隧道的防水层及二次衬砌应在初期支护变形基本稳定的条件下再施作。
2.7 施工前应根据施工规模、工期、围岩情况、现场条件编制施工组织设计，其内容包括：施工方法及技术措施、施工部署及质量、安全、环境措施等。
2.8 开工前必须进行质量、安全及施工工艺的培训工作，建立各工序工艺卡片。
浅析富水软弱地层地铁隧道浅埋暗挖施工技术
建材 发 展 导 向 ２ １ 年 ４月 ０２
浅析富水软弱地层地铁隧道浅埋暗挖施工技术
张 连 启
（ 中铁 二 十 局 集 团 第六 工程 有 限公 司 ） 摘 要 ： 如 今 ， 国的 交 通 不 断地 发展 ， 铁 建 筑 工 程 也 得 以广 泛 的发 展 ， 于地 铁 主要 是在 隧道 中进 行 施 工 ， 施 工 人 员 带 来 巨 现 我 地 由 给 大的困难 。 而地下水 处理状况 的等 当对于浅埋暗挖 隧道施工起到关键性 的作用 。 本次详细探讨 了隧道工程所采用超前 引排地下水与隧道 内降水措施 ， 以期为 同类地铁隧道施工提供一些参考资料 以及理论依据 。 关 键 词 ： 水 软 弱地 层 ； 铁 隧 道 ； 埋 暗 挖 富 地 浅
装车翻运 ， 将其运送至下台阶。 隧道 的上台阶开挖 必须循环进尺为 ０５ ．ｍ， 下 台 阶开 挖 以及 支护 作 业 ． ２
下 台阶通 常采取人工配合机械 的开挖模式 ，开挖 的机械 一般选 用 ＤＨ ５ Ｖ小型挖掘机 。开挖的时候， ５一 机械会 开挖 中央的土体， 而两侧轮 廓 则空留出 ３ ～ ０ｍ人工开挖 以及进行修整 ，确保开挖 的轮廓线要 圆顺 ， ０５ｃ 降低对 土体的扰 动。隧道下台阶的开挖循 环进尺也是 ｌ ｍ，开挖完 毕之 后 ， 要 立 即实 施 支 护 作 业 ， 闭成 环 。在 开 挖 施 工 过 程 中 ， 止 进 行 超 也 封 禁 循环进尺开挖 ， 以确保施工安全日 。
一
的路面交通与道路两侧 刚性的管线。②地下水渗透促使围岩发生软化 ， 围 岩则有原来的硬塑转变成软塑的状态 ， 甚至有可能变成流塑的状态 ， 出现 很大的变 形而导致稳定性丧失 ， 因此 ， 在施工过程中， 必须控制好地下水 ， 以确保能够顺利施工。地下水的渗透作用不利于地下水的控制， 加上工程 的施工位置受到限制， 因此 ， 地下水的控制变得十分 困难。
地铁区间隧道浅埋暗挖穿越软流塑地层施工技术
城市地铁区间隧道浅埋暗挖穿越软流塑地层施工技术内容提要：本文结合工程实例介绍了城市地铁区间隧道浅埋暗挖穿越软流塑地层施工技术。
从方案的比选到施工工艺、参数的选择和确定以及施工方案的实施效果做了较细致介绍。
关键词：浅埋暗挖城市地铁软流塑地层1 工程概况1.3软流塑地层暗挖隧道施工难点以上软~流塑粉质粘土、淤泥质粉质粘土，具有高压缩性、高灵敏度、强度低，易产生蠕动现象，开挖后自稳能力极差，易坍塌，地面沉降难以控制。
在软流塑地层中施工浅埋暗挖城市地铁区间隧道施工难点主要表现在以下几方面：⑴围岩自稳能力极差，开挖后易产生坍方，严重时可能发生涌泥现象，使施工无法进行；⑵地面沉降难以控制，在道路区，过大沉降易引起路面开裂，甚至坍陷，影响交通安全；在管线和建筑物区，地面沉降过大，易造成地下管线破坏和建筑物开裂，危及建筑物安全。
2 软流塑地层隧道施工方案2.1施工方案确定软流塑地层隧道施工拟采用台阶分步开挖法，但必须采用适当的辅助工法加固地层。
常用的辅助工法有注浆加固（小导管超前注浆、大管棚+小导管超前预注浆、密排大管棚注浆）、软弱围岩仰拱超前法、旋喷或搅拌加固、冻结加固等。
结合现场实际情况进行了方案比选如下表，根据比较结果决定采用大管棚+小导管超前预注浆加固方案。
为分析开挖过程中洞周塑性区、开挖对地面沉降、地面既有建筑物的影响，采用平面有限元对开挖过程进行模拟分析。
分析及综合比较结果如表2，施工中采用大管棚+小导管超前预注浆方案格式说明施工方案的综合比较表表22.2大管棚+小导管超前预注浆方案长管棚结合小导管注浆和掌子面超前预注浆法，是在隧道拱部打设长管棚和小导管注浆，对拱部进行加固和超前支护，并对隧道掌子面的地层进行注浆改良，然后在管棚和加固拱圈的保护下进行开挖、支护与衬砌，该方法在软弱地层浅埋隧道施工中能有效地控制地面沉降。
设计拱部150°范围设立管棚支护，注浆加固范围1.5m，大管棚采用40m长φ108钢管，钢管打孔注浆，大管棚搭接长度3m，环向间距0.35m。
浅埋暗挖法施工技术
锚杆类型：全厂式粘结型锚杆、自钻式锚杆、预应力 锚杆、摩擦型锚杆、组合式锚杆 锚杆杆体抗拉力不小于180kN。 锚杆孔的深度应大于锚杆设计长度10㎝。 锚杆安装应带置中器，确保锚杆砂浆的保护层不小于 10㎜。 注浆作业应遵守下列规定： 1）注浆开始或中途停止超过30min时应用水或稀砂 浆润滑注浆灌及其管路。 2）注浆时注浆管插至距孔底50～100mm，随砂浆 的注入缓慢匀速拔出，杆体插入后孔口要求有砂浆溢 出。
4.环形开挖预留核心土法
Ⅱ 1 Ⅷ Ⅵ 5 3 4 Ⅶ 5
7 支护
• 1. 一般规定： • 喷锚支护施工中，应做好下列工作 • 1.喷锚支护施工记录 • 2.喷砼的强度、厚度、平整度等项检 查和试验报告。 • 3.监控量测记录。 • 4.地质素描资料。
2.喷射混凝土
• • • • • • • • 1.喷射混凝土胶凝材料用量不宜小于400㎏∕m3 2.速凝剂掺量不宜大于水泥用量的5％。 3.喷射混凝土的坍落度为8~13㎝. 4.采用埋设钢筋头做标志，控制喷射混凝土厚度。 5.喷射混凝土机的性能应符合下列要求： 1） 密封性能良好，输料连续均匀。 2） 生产率大于10m3/h，骨料最大粒经为15㎜ 3）混凝土输料距离：水平方向不小于30米，垂直方 向不小于20米。 • 4）喷射混凝土时粉尘含量不大于2mg/m3
电 法 电 磁 法 地 震 波 法 和 声 波 法
直流电法 高密度电阻法 甚低法 地质雷达 折射波法
反射波法
隧道地震法（TSP) 瑞雷波法 红外线地下水探测
6 开挖
1. 开挖方法：全断面、下导洞超前、台阶、 环形开挖预留核心土法、双侧壁导坑、中隔 壁、交叉中隔壁等法。 2. 隧道周边炮眼痕迹保存率： 硬围岩：大于80％ 中硬岩：大于60％ 3. 提高光面爆破效果周边眼距与抵抗线的的 相对距离要合理，通常减小周边眼距和抵抗 线，爆破后轮廓成形好。 4. 减小周边眼开眼误差，硬岩开眼位置在轮 廓线上，软岩可向内偏5～10㎝。
富水软弱地层浅埋暗挖隧道施工技术
富水软弱地层浅埋暗挖隧道施工技术浅埋暗挖施工技术在公路工程中的可行性很大，其施工效果也很好，尽管存在着不足之处，但随着科学技术的不断进步，还是可以改进的。
本文主要探讨富水软弱地层浅埋暗挖隧道技术，以供同行参考。
标签：软弱地层;浅埋暗挖;隧道施工技术前言：随着经济的发展，尤其是随着汽车工业的发展，私家车已经得到很大的普及，特别是在一些大中城市中尤为普及。
私家车的普及方便了百姓出行的同时，也对城市的交通造成了严重的考验，尽管各级政府也采取了各种措施来缓解城市道路的拥堵，但有一个不争的事实就是无论城市道路增长速度有多快，始终无法赶上车辆的增长速度，特别是一些大城市的交通压力更是日益严重。
因此加快发展公共交通便很自然的提上各级政府的日程。
城市公共交通中，轨道交通以运载量大、快速、准点等优点，受到了各级政府的青睐，因此近些年来轨道交通在我国的一些大城市中发展迅速。
目前在城市地铁施工中常用的施工方法有明挖法、暗挖法、盖挖法及盾构法，各种施工方法各有优缺点，通常是在施工前，根据施工现场的实际情况加以确定。
在繁华地段的闹市区（地铁车站多数位于这种路段）明挖、盖挖等方法受到地理条件的限制，因此必须采用暗挖法。
在繁华的城市中利用暗挖法修建车站，不可避免的要穿越地上地下各种构筑物，并且往往会遇到地质分布不均”变化万千，给工程带来很多的不确定因素。
如控制不当会对地面建（构）筑物造成安全影响，甚至造成较大的安全质量事故，特别是一些埋深较浅的地铁车站。
1、浅埋暗挖法概述1.1研究背景和现状浅埋暗挖方法是在特定的地质、土层湿度、地表温度的前提环境中研发出来的。
又随着几代人的不断摸索和改进，使得这一方法有了很大的改善，日趋成熟，并逐渐的被商业化和大众化。
我国最开始对于新奥法的使用，仅限于山岭隧道的修建，而随着施工工程难度的不断加大，相应的技术手段也不断地更新。
到了1986年的北京地铁复兴门折返线一段，我国首次在城市中进行施工，对此，浅埋暗挖法应运而生。
浅埋暗挖法施工工艺
浅埋暗挖法施⼯⼯艺浅埋暗挖法是在软弱围岩浅埋地层中修建⼭岭隧道洞⼝段、城区地下铁路及其他适⽤于浅埋地下⼯程的施⼯⽅法。
它适⽤于不宜明挖施⼯的⼟质或软弱⽆胶结的砂、卵⽯等第四纪地层，对于⽔位⾼的地层，需要采取堵⽔、降⽔和排⽔等措施。
1、预加固和预⽀护地下⼯程浅埋暗挖法施⼯过程中，经常会遇到砂砾⼟、砂性⼟、黏性⼟或强风化基岩等不稳定地层，⾃稳时间短、⾃承载能⼒低，初期⽀护尚未施作时隧道围岩便开始坍塌。
因此，该条件下需要采取地层预加固和预⽀护来提⾼地层的⾃稳能⼒，降低地表沉降。
浅埋暗挖隧道施⼯时常⽤的预加固和预⽀护⽅法有：（1）注浆法。
注浆法是浅埋暗挖法施⼯中应⽤最多的辅助⼯法。
浆液在注浆压⼒作⽤下扩散并挤压⼟体，起到加固地层和堵⽔的作⽤，通常配合⼩导管和⼤管棚使⽤。
注浆⽅式主要有⼩导管注浆、⼤管棚注浆、帷幕注浆和全断⾯注浆等。
注浆材料有普通⽔泥、超细⽔泥、⽔泥⽔玻璃和化学浆液等。
（2）降⽔法。
采⽤降低地下⽔位的⽅法，为浅埋暗挖施⼯提供⼲燥的施⼯作业条件，尤其在地下⽔位较⾼的地区，必须采取降⽔措施，才能实现暗挖法施⼯。
降⽔法主要有井点降⽔、管井降⽔、真空降⽔和电渗降⽔等。
我国北⽅地区多采⽤地⾯深井降⽔法，也采⽤洞内轻型井点降⽔法；南⽅地区多采⽤基坑内管井降⽔法，也采⽤真空或电渗降⽔法。
（3）超前⼩导管法。
超前⼩导管⽀护是在松软地层施⼯时优先采⽤的地层预加固⽅法。
通过超前⼩导管注浆，使地层得到加固改良，保证开挖⾯的稳定，降低地表沉降。
超前⼩导管长度3～5m，直径30～50mm，环向间距20～30cm，通常沿着上半断⾯开挖轮廓线120°范围内向开挖⾯前⽅⼟层以⼀定仰⾓（10～15°）打⼊带孔⼩导管，并进⾏注浆，如图所⽰。
（4）长管棚法。
长管棚法⽤于暗挖隧道的超前加固，布置在隧道的拱部周边。
⼤管棚法⼀般需要结合注浆以获得较好的地层加固效果。
长管棚法适⽤于⾃稳能⼒差的地层或邻近重要建筑物等条件，它是将钢管沿隧道外轮廓线顺着轴线⽅向打⼊⼯作⾯前⽅的地层以⽀撑来⾃外侧的围岩压⼒。
浅埋暗挖法修建隧道关键施工技术
03 浅埋暗挖法具有施工速度快、 对地面影响小、安全性高等 优点。
04 浅埋暗挖法主要包括新奥法、 矿山法、盾构法等施工技术。
浅埋暗挖法的特点
01 施工速度快：采用机械化施工， 速度快，工期短
02 安全性高：采用封闭式施工， 安全性高，对周围环境影响小
03 浅埋暗挖法在隧道工程中
的应用将更加注重环境保 护，减少对周边环境的影 响。
04 随着城市地下空间的开发，
浅埋暗挖法在隧道工程中 的应用将更加重要，成为 城市地下空间开发的主要 技术手段。
浅埋暗挖法与其他施工方法的比较与选择
01
浅埋暗挖法与其他 施工方法的比较： 浅埋暗挖法具有施 工速度快、对地面 影响小、施工安全 等优点，但其他施 工方法可能具有不 同的优缺点。
01
防水材料选择：选择具有良好防水性能
的材料，如防水卷材、防水涂料等。
02
防水施工工艺：采用先进的防水施工
工艺，如热熔法、冷粘法等。
03
排水系统设计：设计合理的排水系统，
包括排水沟、排水管等。
04
排水设施维护：定期对排水设施进行检
查和维护，确保排水系统的正常运行。
监测与控制技术
1
实时监测：采用先 进的监测仪器，实 时监测隧道的变形、 应力、渗漏等情况
防止塌方：采用超前支护、临时支撑等措施，确 保隧道施工安全
解决地下水问题：采用降水、排水等措施，确保 地下水对施工的影响降到最低
提高施工效率：采用机械化、自动化等施工技术， 提高施工效率，缩短工期
案例分析与经验总结
01
案例一：北京 地铁10号线 的浅埋暗挖法 施工
浅埋暗挖法施工技术
01
02
03
城市地下工程
由于浅埋暗挖法对地面影 响小，因此在城市地区修 建道路、隧道、地下商场 等地下工程中广泛应用。
河流穿越工程
在河流穿越工程中，由于 浅埋暗挖法可以减少对河 流生态的影响，因此也是 一种常用的施工方法。
文物保护
在需要进行文物保护的地 区，浅埋暗挖法可以减少 对地表建筑和文物的影响。
优化施工方案
根据实际情况优化施工方案，合理调 整各项参数，提高施工效果和效益。
04 浅埋暗挖法施工案例
案例一：某地铁区间隧道
总结词
复杂地质条件下的挑战
详细描述
某地铁区间隧道穿越的地质条件复杂，存在大量软土和砂层，稳定性差，需要 进行大范围的加固处理。浅埋暗挖法在此案例中发挥了重要作用，通过控制地 面沉降和隧道收敛，确保了施工安全和质量。
发展历程
起源
浅埋暗挖法起源于20世纪80年代， 最初是为了解决城市地下工程中 的施工难题而提出的。
初步发展
在20世纪90年代，浅埋暗挖法得 到了初步的发展和应用，并逐渐形 成了完整的施工工艺和技术体系。
广泛应用
进入21世纪后，随着城市交通和基 础设施建设的快速发展，浅埋暗挖 法得到了广泛的应用和推广。
缺点分析
成本较高
由于需要购置大量的施工设备 和材料，并且需要专业的施工 人员，因此该方法的成本相对
较高。
施工难度大
在复杂的地质条件下，需要采 取相应的措施来应对，如加强 支护、增加衬砌厚度等，增加 了施工难度。
安全隐患多
由于施工时需要开挖地层，存 在一定的安全隐患，需要采取 相应的安全措施来确保施工安 全。
05 浅埋暗挖法发展趋势与展 望
技术发展趋势
软塑粘土地层大断面浅埋隧道微台阶施工工法
软塑粘土地层大断面浅埋隧道微台阶施工工法1．前言我国修建软弱地层隧道时，Ⅴ、Ⅵ级围岩主要采用CD法、CRD法和双侧壁导坑法等工法，这类工法可以很好地控制地表沉降和变形收敛，但工序复杂、施工进度慢、造价也更高。
中铁十三局集团承建的哈尔滨绕城高速公路天恒山隧道为国内第一座严寒地区软塑粘土地层大断面浅埋隧道，具有地基承载力低、含水量大、粘结力差和易塌方等特点。
在施工过程中先后采用了环形开挖预留核心土法、三台阶七步开挖法、CRD法等工法，其中环形开挖预留核心土法和三台阶七步开挖法存在开挖对土体扰动次数多、围岩变形大和仰拱封闭需要时间长等缺点，施工中多次出现初支开裂等险情；CRD法可以及时完成初支封闭，很好的控制变形，但工序较多，且全部为人工或小型机械作业，大型机械无法展开，施工进度慢，同时增加临时仰拱及中隔墙，成本增加大。
为安全、快速、高效完成隧道施工任务，最终优化创新了微台阶施工工法，通过对开挖支护工艺和参数的优化、各作业面之间距离的严格控制和其它配套设施的科学配置，成功穿越了3-1、5-1、5-2、7-1、8-2等软可塑状态的亚粘土地层，取得了很好的经济和社会效益。
2008年12月25日，吉林省科技厅组织专家对《严寒地区软塑粘土地层大断面浅埋隧道施工技术》进行了科学技术成果鉴定，该技术达到国际先进水平。
2．工法特点2.1采用多种技术措施，解决了软塑粘土地层地基承载力低的问题，确保了施工安全。
2.2施工空间大，可以引入大型施工机械，多作业面平行作业，工效高，很大程度上加快了施工进度。
2.3在地质结构复杂多变的隧道施工中，便于灵活、及时地调整施工方法，进度稳定，工期保障性强。
2.4能适应不同跨度和多种断面形式，没有需拆除的临时施工支护，避免了因拆除临时支护造成初期支护突然卸载而危及隧道安全的不利因素；初期支护断面圆顺，无应力集中点，安全性强；同时节省投资。
2.5仰拱初支及时封闭成环，仰拱衬砌混凝土超前施作，确保施工安全，改善隧道运输环境，便于隧道文明施工的开展。
地铁隧道浅埋暗挖法穿越软～流塑地层施工工法
地铁隧道穿越软～流塑地层浅埋暗挖法施工工法1.前言南京地铁鼓楼站～玄武门站区间隧道采用浅埋暗挖法施工，隧道穿越软～流塑地质段，该段土层具有高压缩性、高灵敏度、强度低，易产生蠕动现象，开挖后自稳能力极差，易坍塌，地面沉降难以控制。
隧道经过地段的地面上有市政道路、多幢楼房和给水、雨水、污水、电力、电信等多种地下管线，隧道开挖过程中，地面容易产生过大沉降，会造成地下管线破坏和建筑物开裂，危及建筑物及地面交通安全。
经多方论证比较，我项目部采用大管棚结合小导管超前预注浆和掌子面注浆施工方案，其施工方法简单，方便快捷，投资少，顺利的完成了隧道开挖的施工，为后续主体结构的施工争取了时间，经总结形成了本工法。
2.工法特点2.1施工基本不产生环境污染，且能有效的控制地面沉降，工期短，社会效益好。
2.2施工机械设备简单，施工人员少，技术要求低，施工周期短。
2.3施工的关键工序是注浆，其施工工艺简单，造价较低。
3.适用范围本工法特别适用于隧道穿越地面上有楼房和各种地下管线、且地层为软~流塑状淤泥质粉质粘土，隧道采用浅埋暗挖法施工。
4.工艺原理在隧道拱部打设长管棚和小导管注浆，对拱部进行加固和超前支护，并对隧道掌子面的地层进行注浆改良，然后在管棚和加固拱圈的保护下进行开挖、支护，该方法在软弱地层浅埋隧道施工中能有效地控制地面沉降。
5.工艺流程与操作要点5.1 工艺流程施工工艺流程图5.2 操作要点隧道开挖施工时采用台阶分步法开挖，长管棚结合小导管注浆和掌子面超前预注浆法，是在隧道拱部打设长管棚和小导管注浆，对拱部进行加固和超前支护，并对隧道掌子面的地层进行注浆改良，然后在管棚和加固拱圈的保护下进行开挖、支护与衬砌，该方法在软弱地层浅埋隧道施工中能有效地控制地面沉降。
初期支护采用格栅＋锚杆＋钢筋网＋喷砼进行联合支护，初支完成后及时进行背后回填注浆。
拱部150°范围设立管棚支护，注浆加固范围1.5m，大管棚采用40m长φ108钢管，钢管打孔注浆，浆液采用水泥—水玻璃双液浆，大管棚搭接长度3m，环向间距0.35m。
软流塑地层浅埋暗挖
四、工法原理及关键技术
利用软流塑地层强度低的特点，φ108大管棚和φ32 小导管采用顶入法施工，避免了钻孔扰动土层，同 时对土层挤密加固。软流塑地层渗透系数低，注浆 困难，利用其强度低的特点的特点，采用劈裂注浆 加固。
1、软弱土层φ108大管棚静压顶入法施工。 2、掌子面注浆管采用袖阀管，注浆采用后退式劈裂注浆技 术。 3、软流塑土劈裂注浆加固技术。 4、超细单液注浆材料技术。 5、小导管顶入法施工。
结构断面与支护参数
大管棚工作室
施工方法
注浆孔布置
袖阀管构造图
止浆塞 橡皮袖阀 橡皮袖阀
袖阀管 花管
出浆孔
射浆管 套壳料 射浆孔 钻孔壁
ห้องสมุดไป่ตู้
袖阀管注浆的主要特点
1、具有两个止浆塞，能将浆液限定在任意一段进 行灌注。 2、阻塞器可以在袖阀管内自由移动，可反复注浆。 3、可以使用较高的灌浆压力，灌浆时冒浆和串浆 的可能性比其它方法要小。 4、可根据不同的地层采用不同的注浆材料或浆液 配比，选用不同的注浆参数。 5、灌浆、钻孔可分开作业，提高工作效率。
软流塑土取样
一、前言
根据中华人民共和国国家标准《岩土工程勘察规范（GB 50021-2001）》中所述：天然孔隙比大于或等于1.0，且 天然含水量大于液限的细粒土应判定为软土，包括淤泥、 淤泥质土、泥炭、泥炭质土等。将0.75＜IL≤1划分为软塑， IL＞1划分为流塑。 软流塑地层具高压缩性、高灵敏度、强度低、易产生蠕动 等特点，含水量大，渗透系数小，降水非常困难，地下工 程要通过此类地层的难度非常之大。 “浅埋暗挖法”施工技术在我国已有很多工程实例，但在 富水的软流塑地层中不降水进行地铁区间隧道的浅埋暗挖 法施工，尚没有先例。 本工法主要采用挤入法施工超前大管棚和小导管，掌子面 进行全断面注浆加固，注浆采用后退式辟裂注浆，小型机 械结合人工开挖进行施工。
浅埋暗挖法修建隧道关键施工技术
浅埋暗挖法修建隧道关键施工技术崔玖江（北京市政府专家顾问）1.浅埋暗挖法定义浅埋暗挖法是依据新奥法（New Austrian Tunnelling Method）的基本原理，在施工中采用多种辅助施工措施加固围岩，充分调动围岩的自承能力，隧道开挖后及时支护、封闭成环，使其与围岩共同作用形成联合支护体系，有效地抑制围岩过大变形的一种综合配套施工技术，适用于第四系无水土质或软弱无胶结的砂、卵石等地层修建覆跨比大于0.5的隧道；对于较高地下水位的类似地层，采取灌浆堵水或降水等措施后仍能适用.采用浅埋暗挖法修建的隧道多采用复合式衬砌。
隧道复合式衬砌是分内外两层先后施作的隧道衬砌。
隧道开挖后，采用锚喷或喷射混凝土+钢架+钢筋网作为衬砌（一次）支护，待围岩及初期支护经监控量测确认基本稳定后在施作内层衬砌（二次衬砌)，内层衬砌一般为摸筑混凝土，在两层衬砌间设防水层。
对于无水地层,采用浅埋暗挖法修建的隧道也有采用在初期支护基面上施工作聚合物水泥砂浆作防水层后即作为永久结构。
2。
浅埋暗挖法修建隧道的一般规定2.1采用浅埋暗挖法修建隧道时，应认真贯彻“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤测量”18字原则.2。
2以喷射混凝土+网构钢架+钢筋网为初期支护（即一次衬砌）、二次衬砌为模筑钢筋混凝土，应在两层衬砌之间施作高材料的防水层.2.3当隧道围岩为V类,由于其自稳能力差，必须采取预注浆加固地层后方可开挖。
2。
4 隧道开挖应在无水条件下进行.如遇地下水，根据工程具体情况选择人工降水或灌浆堵水措施，创造无水作业条件.2。
5 隧道开挖应减少对围岩的扰动，保持隧道开挖轮廓圆.2.6 隧道的防水层及二次衬砌应在初期支护变形基本稳定的条件下再施作.2。
7 施工前应根据施工规模、工期、围岩情况、现场条件编制施工组织设计,其内容包括:施工方法及技术措施、施工部署及质量、安全、环境措施等。
2。
8 开工前必须进行质量、安全及施工工艺的培训工作,建立各工序工艺卡片.2.9 施工期间必须加强施工管理，确保个工序衔接,不间断地施工。
浅埋暗挖法隧道穿越建筑物下软流塑地层施工技术
浅埋暗挖法隧道穿越建筑物下软流塑地层施工技术范文兴【摘要】南京地铁花神庙站-南京南站区间隧道位于软流塑地层,该地层具有"三高一低"特性(高含水量、高压缩性、高灵敏度、强度低),开挖后围岩自稳能力极差,掌子面及拱顶易坍塌,且隧道上方有建筑物,施工难度大,隧道复合衬砌支护施工采用了超前大管棚、小导管超前支护、掌子面注浆加固等支护措施,并增加径向超前注浆作为辅助措施,同时采用监控量测的信息化技术指导施工,避免了作业面坍塌,有效地控制了地面及房屋沉降,确保了施工安全.【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2009(000)008【总页数】4页(P68-71)【关键词】地铁;软流塑地层;大管棚;径向超前注浆;施工【作者】范文兴【作者单位】中铁十三局集团第二工程有限公司,南京,210042【正文语种】中文【中图分类】U231+.41 工程概况南京地铁1号线南延线花神庙站—南京南站区间隧道长1 503 m,隧道断面为标准马蹄形断面,采用浅埋暗挖法施工,隧道埋深约8～17 m。
隧道在K4+404～K4+460段位于软～流塑地层,地面有1栋二层砖混结构厂房建筑(汽车销售店),隧道埋深13 m。
该段地层自上而下分别为：①-1杂填土,层厚2.2 m,较松软,工程地质性质差；①-3b4淤泥杂填土(流塑),层厚3.8 m,工程地质性质很差；②-1b1-2粉质黏土,层厚2.0 m；工程地质性质一般；②-3b3-4粉质黏土(软～流塑),层厚8.0 m,含水量高,软流塑,高压缩性,属中等灵敏～高灵敏土,对隧道施工影响较大；③-4e含砾粉质黏土,层厚2.0 m；J3X-1强风化泥质粉砂岩,层厚4.0 m。
地质剖面见图1。
地下水：年水位变化幅度约0.5～0.8 m,地势低洼处常年最高水位接近地表。
图1 地质剖面(单位：mm)该段隧道具有如下特点和难点。
(1)隧道位于的软～流塑粉质黏土具有“三高一低”特性(高含水量、高压缩性、高灵敏度、强度低)，开挖后围岩自稳能力极差,掌子面及拱顶易坍塌。
浅埋暗挖法穿越道路与管线
软塑地层中浅埋暗挖法穿越道路与管线施工技术摘要:以北京地铁10号线芍药居车站东南出入口隧道下穿太阳宫大街工程为例,详细分析超浅埋及软流塑地层条件下,浅埋暗挖隧道穿越道路与管线工程的特点、难点及影响沉降的因素;介绍采用隧道断面由大跨变小跨、地层变位的分部与分阶段控制、分段前进式超前深孔注浆等一系列施工技术,并对类似工程的施工安全措施提出建议。
关键词:隧道;浅埋暗挖法;软流塑地层;地层变位控制1工程概况北京地铁10号线芍药居站位于朝阳区太阳宫地区。
其中东南出入口穿越太阳宫大街段采用暗挖法施工。
暗挖隧道为平顶直墙结构,开挖结构宽8 m,高5.3 m,长72 m,埋深4.9 m左右,地下水(潜水)埋深9.00～14.5 m。
地质勘探显示隧道暗挖段结构所处地层为粉质黏土、黏质粉土及粉细砂互层。
隧道拱顶有5条既有市政管线。
其中,Φ100 mm、Φ300 mm上水管线2条, Φ500 mm、Φ1000 mm的污水管线2条,Φ1050 mm雨水管线1条。
Φ100 mm上水管线距隧道拱顶仅40 cm,其余4条管线与拱顶最近处的距离也不超过200 cm。
2工程特点与难点1)隧道覆跨比小于0.5,为超浅埋隧道,施工中如无应对措施,极易造成地表沉降过大或工作面塌坍。
2)隧道为平顶直墙的矩形断面结构,此种结构形式对控制地表沉降及工作面的安全开挖极为不利。
3)隧道开挖过程中,如何保证上方管线的安全,尤其是确保有压上水管线的安全运行是该工程的关键控制点。
4)隧道上方的5条管线均存在不同程度的渗漏,管线下方为饱和含水软、流塑状地层,地层无任何自稳性,因此,在隧道开挖过程中采取何种地层改良措施防止隧道涌泥、塌方事故,是该工程需要解决的关键难点。
5)太阳宫大街为北京市东北三环地区重要的交通干线,重载车辆通过频繁,对隧道初期支护有较大的影响,特别是对未成环结构冲击较大,如何在交通不改道、不限行的情况下保证隧道初期结构的安全,也是该工程的难点之一。
南京地铁软流塑地层浅埋暗挖法施工技术的探讨
南京地铁软流塑地层浅埋暗挖法施工技术的探讨第24卷第3期2005年2月岩石力学与工程ChineseJournalofRockMechanicsandEngineering,,01.24No.3F6.,2005南京地铁软流塑地层浅埋暗挖法施工技术的探讨周顺华,张先锋,余才高,杨龙才(1.同济大学道路与交通工程教育部重点实验室,上海200331:2.中铁隧道设计院,河南洛阳471009;3.南京地铁公司,江苏南京210024)■要:针对南京地铁鼓楼一玄武门区间隧道穿过软流塑地层的特点,采用土工离心机对地表有相对硬壳层和地表无相对硬壳层中隧道开挖之后地层的变形机理进行模拟.模拟发现,地表有相对硬壳层时,隧道以两侧挤压变形为主,地表无相对硬壳层时,隧道以竖向压缩变形为主,为工程措施的选择提供了依据;同时根据管棚格栅的支护体系和应力分布的特点,建立了隧道挤土变形的计算公式,提出了管棚间土体形成的"微拱"效应,论证了通过注浆可提高土体的强度和变形模量,从而强化"微拱",并大大减少挤土变形量.以南京地铁试验段的实测为基础,分析了软流塑地层中隧道施工引起的各部分变形情况,进而提出了相应的工程措施.关t词:隧道工程;软塑流塑地层;管棚;注浆;失水中圈分类号:U45l文献标识码:A文章编号:1000—6915(2005)03—0526—06 STUDYoNEXCA V ATIoNMETHoDUNDERSHALLoWoVERBURDENoFSoFT-FLoWGRoUNDZHOUShun—hua,ZHANGXian—feng2,SHECai—gao3,YANGLong—cail(1.KeyLaboratoryofRoadandTrafficEngineeringofMinistryofEducation,TongjiUnivers ity,Shanghai200331,China:2.SurveyandDesignInstitute,ChinaRailwayTunnelGroup,Luoyang471009,China;3.,ngMetroCorporation,Nanjing210024,China)Abstract:ConsideringthecharacteristicsoftunnelsectionofNanjingmetrobetweenGuloust ationandXuanwumenstation,thedeformationofthetunnel,resultingfromtheexcavationinthesoft—flowgroundwithorwithoutrelativelyhardcrustlayer,iSsimulatedbycentrifugemodeltests.ItiSfoundthatifthe groundsurfacehashardcrustlayer,themaindeformationofthetunneliScrusheddeformationontwosides,other wise,themaindeformationiScompressiveoneinverticaldirection.Meanwhile.accordingtothesupportsy stemandstressdistributionofthetubeshedandsteelarch,thecalculationformulasofthecrushedsoildeforma tionaleestablished,andthetinyarcheffectsbetweenpipesarepresented. ItiSshownthatthesoilstrengthandthe deformationmoduluscanbestrengthenedbygroutingmethod,SOthatthetinyarchiSreinfor cedandthecrushedsoildeformationiSconsiderablyreduced.Basedonthein—situdeformationoftheNanjingmetro.theground deformationresultingfromtheconstructionofthetunnelinsoft—flowgroundiSanalyzed,andthecorrespondentconstructionmeasuresarepresented.Keywords:tunnelengineering:soft—flowground:tubeshed:grouting:dehydration—I【一日期t作者■介:作.E—mail:2003—06—25:修目日期l2003—09—23周顺华(1964一),男,博士,1985年毕业于西南交通大学,现任教授,博士生导师,主要从事路基工程和地下铁道方面的教学与研究工第24卷第3期周顺华等.南京地铁软流塑地层浅埋暗挖法施工技术的探讨?527? 1引言南京地铁鼓楼到玄武门区间为单线双洞,长1.1km,其中渡线区形成3线大跨和小间距隧道.此外,有近20%的线路从软流塑状的地层中穿过,隧道的上方为南京市的南北干道,即中央路及沿街的商业用房,对沉降控制要求较高.目前国内在类似地层中修建地下结构的主要方法有:盾构法,顶进法或明挖法.文[1】表明,在中风化地层中,采用敞开式盾构施工,因地层损失所引起的最大地表沉降达39.2ITII9;文[2】对软土中盾构的顶推力,注浆回填率和地表沉降三者的关系进行了分析,即使注浆回填率达到175%,当顶推压力接近500kPa时,引起的地表沉降仍大于30mm.同样,对于顶管隧道而言,要控制地表沉降也非易事,文[3】对矩形顶管隧道的沉降观测表明,即使将地层损失控制在10%以内,最大地表沉降仍大于100mm.日本新近研究了挤压式混凝土衬砌在软弱土层中修建隧道的技术I4'51,而国内尚未进行系统的研究.为此,本文经多方研究,在确定国内现有的浅埋暗挖法施工技术的基础上,对该工法进行改进后,应用于该区间软流塑状地层的施工之中.2南京地铁软流塑地层暗挖隧道的变形机理模拟试验在软流塑地层中开挖隧道,围岩不具有自承能力,所以要成洞或控制地层的位移,必须采用超前支护.一般其变形由以下部分组成:(1)掌子面变形引起开挖面前方的地层变形;f2)开挖应力释放产生的变形;(3)临时支护(如格栅等)架设滞后或达到强度前产生的地层变形;(4)地层开挖后因失水而引起的固结沉降;(5)超前支护施工产生的沉降. 前2种变形的原因是由于开挖方法而引起的,而后3种变形的原因,可以通过调整施工方法加以控制. 为此,本文采用土工离心模型试验对软流塑地层因开挖引起的围岩变形过程进行模拟分析,以便采取适当的工程措施.该区间软流塑地层从结构形式上可以划分为两大类:一为具有相对的硬壳层;二为不存在硬壳层. 具有硬壳层的地层物理力学指标如表1所示,不存在硬壳层时的地层物理力学指标如表2所示,隧道与地层的相关位置如图l所示,隧道洞身位于层之中,如图1(b)所示.裹1具有硬壳层的地层物理力学指标Table1Physicalandmechanicalparametersofsoilwith cruststratum裹2不存在硬壳层时的地层物理力学指标Table2Physicalandmechanicalparametersofsoil withoutcruststratum②③J1一:(a)具有硬壳层情况单位:m单位:m③一2(b)不存在硬壳层情况图l隧道与地层的相关位置Fig.1Locationsoftherunnel试验采用等效能比的方法进行【o'¨,即试验用土取自现场,并在室内重塑.共进行了2组试验,为表述方便,将具有硬壳层的记为试验1,无硬壳层的记为试验2,模型土的相关指标分列于表3,4,可见模型材料与原型材料的物理力学指标非常接近.试验设计的模型率N=100,试验原理可参阅相关文献.?528?裹试验'壤型土鞠理力学参数3软流塑地层管棚支护挤土变形分析Table3Physicalandmechanicalparameters0rthemodel sotloftestNo.1襄4试验2模型土袖理力学参数Table4PhysicalandmechanicalparametersofthemodelsailortestN0.2图2为试验l模拟得到的隧道破坏前后的变形照片,图3为试验2的地层变形情况从L述试骑}.%聚可以发现,虽然2【试验隧道均处于轼流峨地层.佩试验IIh于地表l』J仃{=}1对碗壳.其变形呈侧压变形为t一,试骑2lti于地表不存在划硬壳层,其变形以向缔变肜为f2试验f学F1均出现涌J现蒙,所庄软流塑t层中晴挖隧道必颁控制开挖四周以及了的变形(n)砘耳1b1醢坷后罔3试嘛2的地层胜前后∞受形Fig.3C3rt)unddef("№doflestNo2beforeⅫdafterfailure ofstratum地下1.程施1.技术措施的选择需要计算分析,概念推婵和经验类比J.根据试验获得的变形趋势. 软流塑地层}I的超前支护方案确定为:人箭棚+小导管,如阁4所示,掌而的稳定采用超前注浆加固与研核心al摧向吨工Ib)寅施工4尢骨棚+.J,导管施[方法示意Fig4Sketchofconstructionmethodwithtubeshedand pipes法方法是甘河国内在软弱围岩的隧道施L中常采用的辅助工法,但将其应用f软流塑地层中.要防lJ:骨棚之问挤泥而引起的地层损失如图5(a), (b)所示rl前围内选最多的书'棚是直径为108mm的钢管,因施_[需要,一般管棚的中心间距为35crl1.训施工谋差,管间的净问距为242cm.取两管棚问柱作为隔离体,由于管棚的刚度远大于土体.其挤+变形箍受挖于开挖释放应力的大小或地层压J的尺小,叫近似采用分层总和法进行估算据文【9】枯J隧道开挖之后的应力分布近似表达式为_2slnl【lj=+2j式中:5为地层的十字板抗剪强度;n为洞室的等效开挖半径,可以取高度和跨度一半的均值:r为一霸曩一第24卷第3期周顺华等.南京地铁软流塑地层浅埋暗挖法施工技术的探讨?529? JljI(c)图5管棚间的挤土Fig.5Crushedsoilamongpipes以洞心为半径的变量,则挤土变形量可以近似为Ⅳ一2ln=∑—-(,:+广re)(2)厶一F…,i=1I-~si式中:为对应于,时地层的初始地应力,当tri=时,挤土变形结束.因挤土变形所产生的地层损失为::1一(3)7【口一a管棚径向对土体的作用力为,,可以形成土体的主压应力,当管棚的间距小到一定的程度后,两根管棚间土的主压应力可以连成压力拱,从而形成"微拱"效应,如图5(c)所示,所以可以在两根大管棚之间加插小导管,通过注浆提高土体的强度和模量,既可以减少挤土变形,又能增加"微拱"效应.4挤土变形的计算实例本工程软流塑段隧道埋深约9m,隧道的洞身处于软流塑状粉质粘土层,地面有多层建筑物,采用大管棚加小导管作为超前预支护.土层参数与表1,2所列相近,隧道的等效半径为2.75m,地层的十字板强度如图6所示.不考虑注浆加固,采用式(1),(2)估算得到的挤土位移为:当表层有相对硬壳层时,最大挤土变形S=11.18cm;当表层无硬壳层时,但洞身周围的土层相对较好,计算所得最大挤土变形S=6.11cm.在上述计算中,取均值19kPa.显然,在软流塑状土层中采用管棚法,因挤土而产生的地层损失为5%～8%,借鉴文【3】的观测结果,仅此一项而引起的沉降量已超过控制要求. 为此,采用以下辅助措施:(1)在2根108mln的管棚间施加42mln的小导管;(2)在管棚和小导管中均注双液浆,水玻璃浓度采用25.,水泥采用42.5普通硅酸盐水泥,通过调整配合比,注浆体的单轴抗压强度可达2.O～18.0MPa.虽然在粘土层中注浆体很不均匀,但注浆仍可以大幅度提高土体的力学参数.为安全起见,并结合现场试验,假定注浆影响范围内土层的十字板强度约为300kPa,则综合模量提高了3倍.su/kPa01020305E毫l015图6十字板强度Fig.6Vanestrength采用挤土变形影响区判定条件为,o=2Sln(4)Ⅱ式中:,.=y(h—ro),h为上覆土层的厚度.于是可求得rn=3.3m,即管棚外侧,注浆的有效影响区至少需要55cm,则相对应的挤土变形为9×l8.4—2×300ln.:————×0.55:0.0020m'3.96×4×lO9×19.6—2×300xln旦,:——.—-:2×0.55:0.0012m7.68×4×lO上述计算结果表明,管棚加注浆能有效地控制软流塑地层内隧道地层的挤土变形.同样可以采用注浆加固以实现对掌子面位移的控制.?530?岩石力学与工程2005正5软流塑地层浅埋暗挖法施工的变形实测分析以该区间地表无重要建筑的区段作为浅埋暗挖的试验段,试验段的地层情况如图1(b)所示,施工方法选择图4所示的大管棚法.由于地面比较开阔, 在试开挖区段中,掌子面未进行加固.在试验中分别进行拱顶下沉和地表沉降观测.地面沉降点沿隧道纵向每隔5m布置一观测断面.初期支护除了管棚+小导管支护外,沿隧道纵向每隔0.75m施加一榀钢格栅.图7为第1观测断面当开挖面临近,到达并通过之后的最大地表沉降点的变化曲线.图8 是第2观测断面当开挖面临近,到达和通过之后的最大地表沉降点的变化曲线.在施工中还对拱顶下沉进行观测,k9+725断面观测到的拱顶最大下沉量为17.4mm,k9+730断面观测到的的拱顶最大下沉量为26.6mm,格栅成环后,结构仍有1--2mm的整体下沉.在开挖过程中,掌子面的出水量约为4m3/h.图7的沉降观测结果表明,在上台阶(即拱部)的开挖面到达测点之前,地表沉降量为9mm,核心土和下台阶开挖引起的地表沉降量为8mm,上台阶通过观测点后引起的地表沉降量达12mm.EE磕世沉降量开挖里程图7施工进度与zD725(K9+725)地表沉降关系图Fig.7Therelationbetweenconstructionscheduleand surfacesettlementatsectionofZD725(K9+725)图8的沉降观测结果表明,当上台阶开挖接近观测点时,地表沉降仅4mm,上台阶通过开挖引起的地表沉降为14mm,核心土和下台阶开挖引起的地表沉降为8mm.前期施工引起的沉降约为8mm. 上述2个观测断面在观测期内沉降尚未稳定.5.0IO.OI5.0E20.0喇25.0世30.035.040.045.0施工进程,d010203040图8施工进度与ZD730地表沉降关系图Fig.8Therelationbetweenconstructionscheduleandsurface settlementatsectionofZD730上述2个观测断面的观测结果表明,拱部开挖引起的沉降占40%~60%,开挖而到达之前引起的沉降占20%~30%.上述观测结果与图3离心模型试验结果相比,在定性上有良好的一致性,即在这种土层中,隧道的变形以竖向变形为主,fFf:试验施工中所发生的失水,无论是模型试验还是理论计算,均难以考虑.所以在实施中,对掌子面的土体须进行注浆加固,既能减少因掌子面位移而引起的地层沉降,又能对地层失水起到一定的控制作用.6软流塑地层浅埋暗挖法施工的技术措施根据前述的模型试验和现场观测,在软流塑状地层中采用浅埋暗挖法施工时,要注意以下技术难题:(1)当地表有相对硬壳层时,由于隧道洞身所处地层的侧压力较大,所以在超前支护中要加强侧壁支护的刚度,以控制侧边墙的变形;(2)开挖面到达之前的沉降占20%~30%,主要由掌子面的变形和失水造成,所以在软流塑土层中开挖,掌子面的稳定是至关重要的;(3)拱部开挖引起的沉降量较大,在拱部开挖时,应采用能尽早形成一定刚度的支护结构:(4)失水自始自终伴随着施工全过程,所以在软流塑地层中采用浅埋暗挖法施工,对失水的控制是有效控制地层沉降的关键.基于上述分析,可以采取以下施工技术措施:(1)软流塑地层中的超前管棚支护,要有足够的刚度,而且管棚之问的间距须确保开挖周边的加第24卷第3期周顺华等.南京地铁软流塑地层浅埋暗挖法施工技术的探讨?531? 固土体能形成"微拱",或采用密排的管棚(含搭扣式管棚),管棚的施工也可以采用非开挖技术l1"】.(2)管棚超前支护体的布置位置不能局限于拱部,应该结合地层的情况和隧道断面的形式,必要时应该增加侧墙和隧道底板的超前支护刚度,以控制两侧墙的挤土变形和隧道的整体下沉.(3)支撑管棚的格栅,应尽早形成整体刚度,为此,可以利用管棚工作室,在管棚施工导向端施作管棚,固定端梁,既可有类似于隧道洞门的稳定作用,又能有效地控制管棚加固体在开挖中因格栅施工期间引起的地层变形.(4)台阶的长短及开挖面的分块方式,要结合掌子面的加固方法,格栅的拼装方式以及出土方法等因素综合考虑,其原则既要方便开挖和出土,又要能较好地控制地层的位移.(5)地下水的治理是浅埋暗挖法技术应用于软流塑地层中的一项关键技术,治理方法应考虑水源(潜水或承压水),土层的物理性质和力学性质.就目前而论,以注浆加固为主要手段,注浆材料的选取必须考虑临时结构体的强度和刚度(如"微拱"). 7结语软流塑土层中浅埋暗挖法的成功实践,可以大大开拓该施工方法在城市地铁中的应用.如在上海地铁车站穿越街道的施工中,目前仍以明挖法为主, 这就不可避免地对管线进行大量的搬迁,一方面, 管线的搬迁费用昂贵,另一方面,在施工中还得对管线进行保护.若能采用浅埋暗挖法施工,则可以节省投资.地铁的出入口通道与城市过街道的施工, 在软流塑地层中,目前仍以明挖法为主,施工对地面交通所带来的影响甚大,若采用浅埋暗挖法施工, 可以为城市施工开辟一种新的施工方法.但目前的浅埋暗挖法施工仍以管棚超前支护为主,在其施工方法中,仍有以下问题有待进一步的改善和提高: (1)超前管棚的施工工艺,涉及成孔工艺,管棚的施工长度和管棚方向的控制精度.对于浅覆盖层中还有管线的区段,管棚的施工工艺是极为重要的.(2)管棚的布置方式,能否采用搭扣式的管棚,以有效地阻止开挖周边以外土体的挤土变形,并减少因此而产生的地层损失.(3)注浆材料和注浆工艺的研究,由于浅埋隧道,注浆的压力不能太大,否则浆液将串到地表,在注浆过程中,还要避免浆液流入管线,同时还要确保能形成"微拱",所以对注浆材料和注浆参数的控制是非常重要的.(4)对失水造成地层损失的估算是当前该施工方法的一大难题,尽管可以采用Boit固结理论等计算方法,但注浆之后计算参数的选取,以及软流塑地层中开挖引起的失水机理比较复杂,导致计算结果与实际情况相差较大.参考文献(References):[1]邹狮.盾构隧道同步注浆技术[J】.现代隧道技术,2003,40(1): 26—30.(ZouChong.Synchronizationgroutingtechnologyusedbyshield[J].ModernTunnelingTechnology,2003,40(I):26—30.(in Chinese))【2】徐永福.盾构隧道引起地面变形的分析[Jl'地下工程与隧道, 2000,10(I1:21—25.(XuYongfu.Analysisofgroundsurface settlementinducedbyshieldconstruction[J].Underground EngineeringandTunnel,2000,l0(1):2l一25.(inChinese))[3】周顺华,廖全燕,刘建国等.矩形顶管隧道顶进过程的地层损失[J1' 岩石力学与工程,2001,2O(3):342—345.(ZhouShunhua,Liao Quanyan,LiuJianguo,eta1.Stratumlossduringpipejackingof rectangletunnel[J].ChineseJournalofRockMechanicsand Engineering,200l,2O(3):342—345.(inChinese))[4】SugiyamnH,GotoS.Evaluationoftheearthpressureredistribution aroundECLtunnels[A].In:PhysicalModellinginGeotechnics—Icpmg02[C].Balkema:[S.n.】,785—790.[5】GotoS.studyofliningdesignmethodforECLtunnelwithSFRC[A]. 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WesternExplorationEngineering,2003,15(n:1.(inChinese))。
论地铁建设中软流塑地层隧道暗挖技术
论地铁建设中软流塑地层隧道暗挖技术摘要：本文作者主要叙述某地铁1号线施工采用暗挖法，从隧道暗挖方法，离心模型试验两个方面阐述了自己的观念，供同行参考！关键词：隧道暗挖地铁施工方案设计工程概述某地铁1号线东西贯穿市中心，由于地处主干道，建筑物、地下管线多，区间均采用浅埋暗挖法施工。
该地区地质条件恶劣，地下有厚度不等的淤泥质软土，开挖后呈流状或塑状，成为软流塑淤泥质地层。
软流塑淤泥质地层是在静水或缓慢的流水环境中沉积形成并含有有机质的细颗粒土，具有高压缩性、高灵敏度、低强度等特点，易产生蠕动现象，开挖后自稳能力极差，通常认为是不能注浆或注浆施工非常困难的地层。
在这种地层采用浅埋暗挖法施工难度非常大，必须研究安全、可靠、合理的施工辅助方法，才能保证在开挖过程中隧道本身和地面建筑物和管线的安全。
在我国常用的有：大管棚+小导管超前预注浆法、水平旋喷法、软弱围岩仰拱超前法、冻结法等，这些辅助工法都是通过注浆或冷冻，预先改善隧道开挖段土体的性质，增加土层的稳定性，保持隧道开挖过程中的安全和稳定。
1隧道暗挖方法1.1人管棚+小导管超前预注浆法1.1.1暗挖法施工的大管棚注浆辅助工法管棚法是指软弱围岩隧道施工时，在工作面开掘前沿隧道顶部轮廓以一定的间距，沿洞轴以一定的外插角成外插状布置水平扩散孔，成孔后推入钢管，并通过向钢管压注水泥浆、砂浆或设钢筋笼注入水泥砂浆，形成孔系管棚作为超前支护，在超前支护条件下边开挖边做初期支护及永久衬砌。
管棚法作为隧道和地下工程施工中的一种辅助支护手段，在我国和日本等工程界广泛应用，我国主要应用小直径管棚(直径108mm最常见)。
1.12大管棚工作机理大管棚一般均安设住隧道顶部轮廓线外的0.5m处，属于传力结构为主、局部受弯为辅的传弯结构，是放在弹塑性地层一个半柔，半刚性的梁。
通过大管棚进行注浆，改变周围上层性质，与大管棚成为一个整体，将地层荷载传给管棚下面的地层。
管棚在施工中主要起到加固土体、与注浆后的土层联合承载和扩散和传递开挖释放荷载的作用。
过街通道浅埋暗挖施工技术
过街通道浅埋暗挖施工技术摘要：采用浅埋暗挖法中全断面开浅埋暗挖法是一种在离地表很近的地下进行各种类型地下洞室暗挖施工的方法。
在明挖法、盾构法不适应的条件下，浅埋暗挖法显示了巨大的优越性。
通过对烟台一中南校区过街通道工程施工过程进行分析，总结了过街通道浅埋暗挖施工的基本方法，结合工程实际提出过街通道浅埋暗挖施工的技术特点和施工操作要点及其总结，对此类工程施工具有很好的参考价值。
关键词：过街通道浅埋暗挖施工，技术特点，施工操作要点，质量控制要求。
Abstract: The mining method in the full-face open mining method is a underground from the surface close to all types of underground cavern excavation Construction. In the cut-and-cover method, shield law is not suited to the conditions, the mining method shows great superiority. Through the analysis on the the Yantai, Central South Campus Guojietongdao engineering construction process, summarize basic the Guojietongdao Shallow Excavation construction methods, combined with engineering practice proposed technical characteristics Guojietongdao Shallow Subsurface Excavation and construction operation points its sum up, on such construction has a good reference value.Key words: Guojietongdao the Shallow Subsurface Excavation, technical features, construction and operation points, quality control requirements.1.技术特点浅埋暗挖法是以加固和处理软弱地层为前提，采用足够刚度复合衬砌为基本支护结构的一种用于软土地层近地表修建各类地下洞室的暗挖施工方法。
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第 ２ ６卷 第 ５期
２０ ０ ８年 ９月
市
政
技
术
Ｖｏ ． ６ １ ２
Ｎ ． ｏ５
Ｍｕ ｉｉ ｌＥｎ ｉ ｅ ｒｎ ｃ ｎ ｌｇ ｎ ｃｐａ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ
Ｓｅ ２ ０８ ｐ，０
文 章编 号 ： ０ ９ ７ ６ ２ ０ ０ — ４ ２ ０ １ ０ — ７ ７（０ ８） ５ ０ ３ — ４
９０ ～ １ ． ｉ 地 质 勘 探 显 示 隧 道 暗 挖 段 结 构 所 处 地 ．０ ４５ ｎ。
管线 下方为饱和含 水软 、 流塑 状地层 ， 地层无 任何 自稳
性． 因此 ， 在隧道 开挖 过程 中采取何种地层 改 良措施 防
止 隧道 涌 泥 、 方 事 故 ， 该工 程 需 要 解 决 的 关键 难 点 。 塌 是
２ 工程特 点与难 点 １ 隧道 覆跨 比小于 ０５ 为超 浅埋 隧道 ． 工 中如 ） ．， 施
无应 对措 施 ． 易造成 地表 沉 降过大 或工作 面塌 坍 。 极
２ 隧道 为平 顶 直墙 的矩形 断面结 构 ． 种 结构 形 ） 此
式对控制 地表沉 降及工 作面 的安全 开挖极 为不 利 。
摘
要： 以北 京 地 铁 ｌ ０号 线 芍 药 居 车 站 东 南 出 入 口隧 道 下 穿 太 阳 宫 大街 工程 为例 ， 细 分析 超 浅 埋及 软流 塑地 层 条 件 详
下， 浅埋 暗 挖 隧道 穿越 道 路 与 管线 工 程 的 特 点 、 点 及 影 响沉 降 的因 素 ： 绍 采 用 隧道 断面 由大 跨 变 小 跨 、 层 变 位 的 分 难 介 地
３ 隧道 开 挖 过程 中 ， 何 保证 上 方 管线 的安全 ， ） 如 尤 其是 确 保 有压 上 水 管线 的安全 运行 是该 工 程 的关
键控 制 点。
收稿 日期 ： ０ ８ ０ — ２ ２０— ５ １ 作者简介 ： 王力 勇（９ ４ ） 女 ， １７ 一 ， 北京市人 ， 工程师 ， 学士 ， 主要从事轨
不 超 过 ２ ０ｃ ０ ｍ
不 改道 、 限行 的 情况 下 保证 隧道初 期 结 构 的安 全 ， 不
也 是 该 工 程 的难 点 之 一 。
３ 影 响沉 降的 因素分 析 依据 大量 的工程 实 践 以及 理论 分析【］浅埋暗挖 ｌ， － ２ 法沉 降影响 因素按 对沉 降 的影 响程 度大 小依 次为 ： 隧 道 拱 顶土 体 性状一 覆跨 比一 土 体 渗 透性 系 数一 穿越 土体性 状一 垂直邻 近度 （ 管线 、 筑物 等 的间距 ） 与 构 一 环 向超 前 预 加 固一 隧道 上 覆 地层 性 状一 分 部 多导 洞 法 一 直 线 型 一 正 面 超 前 预 加 固一 初 支 背 后 注 浆 质 量一 拱 部超 前 预加 固一 开挖 步 距一 分 部拆 除一 二衬 施作 时 机一 跳 仓方 式一 正 台阶 长度一 二衬 一 次 施作
Ｗ ａ ｇＬｙ ｎ ， ｈ ｎＪａ ｈ ａ Ｐ ｎ ｅ ｇ ｎ ｉｏ ｇ Ｃ ｅ ｉｎ ｕ ， ｅ ｇＦ ｎ
１ 工 程 概 况
４ 隧道 上 方 的 ５条管 线均存 在不 同程度 的渗漏 ， ）
北京地铁 ｌ ０号线 芍药居 站位 于朝 阳 区太 阳宫地 区 。其 中 东南 出入 口穿越 太 阳 宫大 街 段 采用 暗挖 法 施 工。暗挖 隧道 为平顶 直墙 结构 ， 开挖结 构宽 ８ｉ， 高 ｎ ５３ｉ， ７ ， 深 ４９ｉ 右 ， 下 水 （ 水 ） 深 ． ｎ 长 ２ｉ 埋 ｎ ． ｎ左 地 潜 埋
软塑地层 中浅埋 暗挖 法穿越道路与管线施工技术
王 力 勇 ， 陈建 华 ， 彭 峰
（ ． 京 市轨 道 交 通 建 设管 理 有 限 公 司 ， 京 １ ０ ４ ； ． 京 市政 建 设 集 团 有 限 责任 公司 ， １北 北 ００ ５ ２ 北 北京 １ ０ ４ ； ０ ０ ５
３ 北 京 中铁 瑞 威 基础 工 程 有 限公 司 ． 京 １ ０ ５ ． 北 ０ ０ ５）
道交通工程建设技术管理工作。
长度一 水 平导 洞错 距一 二衬 背 后注 浆 质 量一 上 下 导
洞 错 距
４ 施工关 键技 术 的确 定 ４ １ 施 工工法 的优化 ． 基 于对影 响沉 降 因素的 分析 ． 虑 隧道 为平顶 直 考
部 与 分 阶段 控 制 、 分段 前 进 式超 前深 孔 注 浆 等 一 系列 施 工 技 术 ， 对 类 似 工 程 的施 工 安 全 措 施提 出建 议 。 并 关键词 ： 隧道 ； 浅埋 暗 挖 法 ； 流 塑 地 层 ； 层 变位 控 制 软 地 中图 分 类 号 ： ５ ．９ Ｕ４ ５ ４ 文献 标 志 码 ： Ｂ
５ 太 阳 宫大 街 为 北京 市 东北 三环 地 区重 要 的交 ）
通 干 线 ． 载 车 辆 通 过 频 繁 ． 隧 道 初 期 支 护 有 较 大 重 对
层 为粉 质黏 土 、 黏质粉 土及 粉 细砂 互层 。隧道 拱顶 有
的影 响 ． 别是 对 未成 环 结构 冲 击较 大 ， 特 如何 在 交通
Ｋｅ ｃ ｉ ｕｅ ｆＳ ｌｏ Ｅｘ ａ ａ ｉｎ ｏ ｙ Ｔｅ ｈｎ ｑ ｓｏ ｈｅｌ ｗ ｃ ｖ ｔｏ ｆ ｒＴｈｒ ｕｇ ｏ ｈ Ｕｎｄ ｒｔ ａ ｎｄ ｅ ｈｅＲｏ ｄ ａ
Ｐｉ ｌｎ ｎ Ｓｏ ｔ ｐｅ ｉ ｅ ｉ ｆ －Ｐｌ ｓ ｉ ｒ ｔ ａ ｔｃＳｔ ａ ａ
５条 既有 市 政 管 线 。其 中 ， ０ ｍ、 ０ 上 水 ｌ０ｍ ３ ０ｍｍ
管 线 ２条 ． ０ ５ ０ｍｍ、 ０ ０ｍ 的污 水 管 线 ２条 ， ０１０ ｍ ￣ ｏ ｏｍｍ雨 水管 线 ｌ条。Ｏ ｏ ｍ 上水管 线距 隧道 １５ ｌ ｏｍ 拱顶 仅 ４ ｍ． ０ｃ 其余 ４条管 线 与拱 顶最 近 处 的距 离 也