矿山法地铁隧道施工技术(ppt 73页)
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
城市地铁工程基本属 于浅埋矿山法。
2. 矿山法隧道施工方法
1
台阶法 2 开挖
全断面法
3
CD法
4
CRD法
5
双侧壁导坑法
6
偏洞法
7
中导洞法
8
冷冻法
2.1台阶法爆破和台阶法人工开挖
施工工序
施做超前支护,注浆加固 地层；留核心土开挖 1 部土体并支护
开挖 2 部核心土，并施 作临时仰拱、封闭
开挖 3 部土体，施作初 期支护（封闭成环）
• 应根据钻机的能力，即钻机的扭矩和钻杆的刚度而定，钻机的扭矩 和钻杆的刚度大则桩长和桩径可以选择大一些；反之，则应小一些。 对于普通锚杆钻机，其所配最大直径钻杆为D=80mm的钻杆，桩长 不宜超过20m，桩径宜选择400～600mm。
矿山法地铁隧道施工技术
1.矿山法定义
传统矿山法
采用圆木、型钢、钢 轨等形成支架，对开挖面 形成强力支承。传统矿山 法的依据是“松弛理论” ，认为围岩可能由于扰动 产生坍塌，支护需要支承 围岩在一定范围内由于松 弛可能坍塌的岩体重量。
在80年代及以前，因 施工工艺落后、钢材紧张 而普遍采用。
因安全性差，现已完 全淘汰。
• 中槽开挖后，拱部钢架与 两侧壁钢架的连接是难点， 两侧壁导坑钢架的位置应 准确定位
• 初期支护稳定后拆除临时 支护，一次拆除长度不得 大于6m，并及时施作仰 拱及二次衬砌
2.6
偏 洞 法
• 对先施工的单洞，中墙部分也一并开挖支护和衬砌，中墙顶 部围岩应根据具体情况加强支护
控 • 后开挖的单洞，必须严格控制下台阶的开挖长度，开挖后要 制 及时施作二次衬砌，最大限度地缩短不对称结构 要 • 后开挖的洞要在先开挖的洞施工完主体结构后才能进行，尤 点 其是要在仰拱施工后
施做仰拱二次衬砌 拆除临时仰拱，施作拱
部二次衬砌，封闭成环
2.2 台阶法（环形台阶法）
①、②…表示开挖顺序，Ⅰ表示超前支护， Ⅱ、Ⅳ…表示初支及二次衬砌顺序
控制要点
• 做好开挖工作面及前方岩 体的预支护或预加固
• 上部每循环开挖进尺控制 在0.5m内，轮廓线尽可能 圆顺，以减小应力集中
• 在开挖后立即进行支护， 以便尽早封闭拱顶及掌子 面暴露面
点 • 右洞开挖应滞后于左洞，距离不小于6m为宜。
• 临时钢架的拆除应等洞身主体结构初期支护施工完毕并稳定 后，方可进行。
中导洞法开挖
中间为中导洞，两边为CD法
3 矿山法隧道施工工序
超前预加固
开始
•地面注浆 •洞内深孔注浆 •洞内水平旋喷
开挖
•人工 •机械 •爆破
二次衬砌
完成
•钢 筋 •混凝土
洞内注浆工作面（废水废浆很少）
注浆后开挖效果
洞内上台阶人工开挖
洞内下台阶机械开挖（注浆效果好）
洞内下台阶钢筋（等待喷混）
3.1.2 超前预加固（洞内水平旋喷桩）
原理
水平旋喷桩：通过水平钻机把浆液以高压旋喷流的形式喷射到土体 内，在缓慢旋转和进退的同时切割土体，强制土颗粒与浆液混合， 凝固后形成水泥土柱状固结体
• 同一台阶中的各部开挖， 相互滞后，距离不小于 5～7m为宜，各台阶距离 不小于10～14m
2.3 CD法
①、②…表示开挖顺序，Ⅰ表示超前支护， Ⅱ、Ⅳ…表示初支及二次衬砌顺序
控制要点
• 每分部开挖后及时支护， 使每分部及早封闭成环
• 工序变化处之钢架应设 φ 42锁脚钢管，以确保 钢架基础稳定
• 右部导洞开挖，应滞后 于左部导洞，距离不小 于15m为宜
• 临时钢架的拆除应等洞 身主体结构初期支护施 工完毕并稳定后，方可 进行
2.4 CRD法
①、②…表示开挖顺序，Ⅰ表示超前支护， Ⅱ、Ⅳ…表示初支及二次衬砌顺序
控制要点
• 要加强对超前小导管施 工及注浆效果的控制
• 上导坑①、③部的开挖 循环进尺控制为1榀钢架 间距（0.6～0.75m）
新奥法
奥地利学者米勒（ Muller.L）发明。在支护 手段上，采用喷射混凝土 和锚杆为衬砌，把衬砌和 围岩看作是一个相互作用 的整体，既发挥围岩的自 承能力，又使锚喷衬砌起 到加固围岩的作用。初期 支护能随着围岩变形，充 分发挥围岩的自承能力。
浅埋矿山法
采用锚喷支护的新奥 法与采用钢木支护的传统 矿山法相比，不仅仅是支 护手段上的革新，更重要 的是工程概念的不同。与 前二者相比，限制围岩变 形，是矿山法的概念。
旋喷形成桩土体相互咬接以同心圆形式在隧道拱顶及周边形成封闭 的水平旋喷桩帷幕体
可控性：浆液注入部位和范围可控 均匀性：设计桩径范围内的土体加固均匀程度较好 综合效果好：提高复合土体强度、防渗、抗滑、预支护等作用
优点
水平旋喷桩典型设计
水平旋喷桩设计技术要点
桩长、桩径的选择
特制精品水晶图表集
初期支护
•锚杆 •格栅 •喷砼
防水层
•防水板 •止水带 •注 浆
3.1.1 超前预加固（洞内深孔劈裂注浆）
注浆目的
减少开挖面渗漏 水
改良地层，防止 过大沉降、坍塌
控制标准
水泥浆水灰比0.8： 1~1：1 水玻璃模数2.6~2.8， 水玻璃浓度35B 注浆后地层渗透系数 应不大于10 -6cm/s 注浆压力1~4Mpa
施工注意事项
要进一步核实地质情况， 先试后作，选定最佳注浆 参数 注浆过程中详细记录注 浆量、注浆压力及注浆工 序的作业时间等，及时分 析总结，改进注浆作业。 注浆过程中随时观察注 浆量及注浆泵排浆量的变 化，分析注浆情况，防止 注浆中堵管、串管和漏管。
双液浆注浆机（注浆机进浆管）
双液浆注浆机（非工作状态）
• 中间支护系统的拆除要 在围岩变形稳定后拆除， 一次拆除长度不宜超过 6m
• 中隔壁混凝土拆除时， 要防止对初期支护系统 形成大的振动和扰动
2.5 双侧壁导坑法
①、②…表示开挖顺序，Ⅰ表示超前支护， Ⅱ、Ⅳ…表示初支及二次衬砌顺序
控制要点
• 加强超前支护施工的质量 控制，保证效果
• 两侧壁导坑开挖支护施工 超前中槽部位10 ~ 15m
• 后开挖的洞，在开挖靠中墙部分的围岩时，可以通过控制爆 破，减少对中墙的破坏
已经完成的偏洞法开挖
2.7
中 导 洞 法
• 中导洞初衬施作完后,应尽快施作中隔墙
• 正洞开挖循环进尺与设计钢架间距相同
控 制
Baidu Nhomakorabea
• 工序变化处之钢架应设φ 42锁脚钢管，以确保钢架基础稳定
要 • 钢架之间纵向连接钢筋应按要求设置，及时施作并连接牢固
2. 矿山法隧道施工方法
1
台阶法 2 开挖
全断面法
3
CD法
4
CRD法
5
双侧壁导坑法
6
偏洞法
7
中导洞法
8
冷冻法
2.1台阶法爆破和台阶法人工开挖
施工工序
施做超前支护,注浆加固 地层；留核心土开挖 1 部土体并支护
开挖 2 部核心土，并施 作临时仰拱、封闭
开挖 3 部土体，施作初 期支护（封闭成环）
• 应根据钻机的能力，即钻机的扭矩和钻杆的刚度而定，钻机的扭矩 和钻杆的刚度大则桩长和桩径可以选择大一些；反之，则应小一些。 对于普通锚杆钻机，其所配最大直径钻杆为D=80mm的钻杆，桩长 不宜超过20m，桩径宜选择400～600mm。
矿山法地铁隧道施工技术
1.矿山法定义
传统矿山法
采用圆木、型钢、钢 轨等形成支架，对开挖面 形成强力支承。传统矿山 法的依据是“松弛理论” ，认为围岩可能由于扰动 产生坍塌，支护需要支承 围岩在一定范围内由于松 弛可能坍塌的岩体重量。
在80年代及以前，因 施工工艺落后、钢材紧张 而普遍采用。
因安全性差，现已完 全淘汰。
• 中槽开挖后，拱部钢架与 两侧壁钢架的连接是难点， 两侧壁导坑钢架的位置应 准确定位
• 初期支护稳定后拆除临时 支护，一次拆除长度不得 大于6m，并及时施作仰 拱及二次衬砌
2.6
偏 洞 法
• 对先施工的单洞，中墙部分也一并开挖支护和衬砌，中墙顶 部围岩应根据具体情况加强支护
控 • 后开挖的单洞，必须严格控制下台阶的开挖长度，开挖后要 制 及时施作二次衬砌，最大限度地缩短不对称结构 要 • 后开挖的洞要在先开挖的洞施工完主体结构后才能进行，尤 点 其是要在仰拱施工后
施做仰拱二次衬砌 拆除临时仰拱，施作拱
部二次衬砌，封闭成环
2.2 台阶法（环形台阶法）
①、②…表示开挖顺序，Ⅰ表示超前支护， Ⅱ、Ⅳ…表示初支及二次衬砌顺序
控制要点
• 做好开挖工作面及前方岩 体的预支护或预加固
• 上部每循环开挖进尺控制 在0.5m内，轮廓线尽可能 圆顺，以减小应力集中
• 在开挖后立即进行支护， 以便尽早封闭拱顶及掌子 面暴露面
点 • 右洞开挖应滞后于左洞，距离不小于6m为宜。
• 临时钢架的拆除应等洞身主体结构初期支护施工完毕并稳定 后，方可进行。
中导洞法开挖
中间为中导洞，两边为CD法
3 矿山法隧道施工工序
超前预加固
开始
•地面注浆 •洞内深孔注浆 •洞内水平旋喷
开挖
•人工 •机械 •爆破
二次衬砌
完成
•钢 筋 •混凝土
洞内注浆工作面（废水废浆很少）
注浆后开挖效果
洞内上台阶人工开挖
洞内下台阶机械开挖（注浆效果好）
洞内下台阶钢筋（等待喷混）
3.1.2 超前预加固（洞内水平旋喷桩）
原理
水平旋喷桩：通过水平钻机把浆液以高压旋喷流的形式喷射到土体 内，在缓慢旋转和进退的同时切割土体，强制土颗粒与浆液混合， 凝固后形成水泥土柱状固结体
• 同一台阶中的各部开挖， 相互滞后，距离不小于 5～7m为宜，各台阶距离 不小于10～14m
2.3 CD法
①、②…表示开挖顺序，Ⅰ表示超前支护， Ⅱ、Ⅳ…表示初支及二次衬砌顺序
控制要点
• 每分部开挖后及时支护， 使每分部及早封闭成环
• 工序变化处之钢架应设 φ 42锁脚钢管，以确保 钢架基础稳定
• 右部导洞开挖，应滞后 于左部导洞，距离不小 于15m为宜
• 临时钢架的拆除应等洞 身主体结构初期支护施 工完毕并稳定后，方可 进行
2.4 CRD法
①、②…表示开挖顺序，Ⅰ表示超前支护， Ⅱ、Ⅳ…表示初支及二次衬砌顺序
控制要点
• 要加强对超前小导管施 工及注浆效果的控制
• 上导坑①、③部的开挖 循环进尺控制为1榀钢架 间距（0.6～0.75m）
新奥法
奥地利学者米勒（ Muller.L）发明。在支护 手段上，采用喷射混凝土 和锚杆为衬砌，把衬砌和 围岩看作是一个相互作用 的整体，既发挥围岩的自 承能力，又使锚喷衬砌起 到加固围岩的作用。初期 支护能随着围岩变形，充 分发挥围岩的自承能力。
浅埋矿山法
采用锚喷支护的新奥 法与采用钢木支护的传统 矿山法相比，不仅仅是支 护手段上的革新，更重要 的是工程概念的不同。与 前二者相比，限制围岩变 形，是矿山法的概念。
旋喷形成桩土体相互咬接以同心圆形式在隧道拱顶及周边形成封闭 的水平旋喷桩帷幕体
可控性：浆液注入部位和范围可控 均匀性：设计桩径范围内的土体加固均匀程度较好 综合效果好：提高复合土体强度、防渗、抗滑、预支护等作用
优点
水平旋喷桩典型设计
水平旋喷桩设计技术要点
桩长、桩径的选择
特制精品水晶图表集
初期支护
•锚杆 •格栅 •喷砼
防水层
•防水板 •止水带 •注 浆
3.1.1 超前预加固（洞内深孔劈裂注浆）
注浆目的
减少开挖面渗漏 水
改良地层，防止 过大沉降、坍塌
控制标准
水泥浆水灰比0.8： 1~1：1 水玻璃模数2.6~2.8， 水玻璃浓度35B 注浆后地层渗透系数 应不大于10 -6cm/s 注浆压力1~4Mpa
施工注意事项
要进一步核实地质情况， 先试后作，选定最佳注浆 参数 注浆过程中详细记录注 浆量、注浆压力及注浆工 序的作业时间等，及时分 析总结，改进注浆作业。 注浆过程中随时观察注 浆量及注浆泵排浆量的变 化，分析注浆情况，防止 注浆中堵管、串管和漏管。
双液浆注浆机（注浆机进浆管）
双液浆注浆机（非工作状态）
• 中间支护系统的拆除要 在围岩变形稳定后拆除， 一次拆除长度不宜超过 6m
• 中隔壁混凝土拆除时， 要防止对初期支护系统 形成大的振动和扰动
2.5 双侧壁导坑法
①、②…表示开挖顺序，Ⅰ表示超前支护， Ⅱ、Ⅳ…表示初支及二次衬砌顺序
控制要点
• 加强超前支护施工的质量 控制，保证效果
• 两侧壁导坑开挖支护施工 超前中槽部位10 ~ 15m
• 后开挖的洞，在开挖靠中墙部分的围岩时，可以通过控制爆 破，减少对中墙的破坏
已经完成的偏洞法开挖
2.7
中 导 洞 法
• 中导洞初衬施作完后,应尽快施作中隔墙
• 正洞开挖循环进尺与设计钢架间距相同
控 制
Baidu Nhomakorabea
• 工序变化处之钢架应设φ 42锁脚钢管，以确保钢架基础稳定
要 • 钢架之间纵向连接钢筋应按要求设置，及时施作并连接牢固