地铁中洞法施工讲义

» 辐射井降水包括： » 沉井----积水。水平井钻孔操作。直径4-5米。 » 水平井----带孔钢管（常见直径50-80）。水 平钻机施工。 » 降水设备及管路。
» 1、地下水的防治主要是降水（止水）和防水 » （2）堵水 » 注浆堵水是无法降水或降水效果不佳时，常 用的解决手段。 » 常用措施： » 深孔超前注浆----常用 » 搅拌桩----需地面条件，受土层力学性能及 深度限制 » 旋喷桩（地面、洞内水平----效果不稳定）。
1、场地平面布置
竖井场地平面布置图
垂直提升系统
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初支提升设备：（略） 水平运输设备：农用三轮车、铲车、自卸车 土方开挖设备：小型挖掘机、挖掘机、风镐 初支施工：电焊机、空压机、储气罐、喷浆机、 （污）水泵、低压变压器、注浆机（单液、双液）、 风镐、风钻、管棚钻机 防水：爬焊机、射钉枪、热风焊机 二衬：振动棒、混凝土（地）泵、卷扬机、抹灰机、 电焊机 降水：钻机、水泵 其它通用设备：钢筋直螺纹加工设备、氧乙炔设备、 钻床、钢筋切断机、弯曲机、汽车吊、洗车设备、 混凝土标养设备、串联轴流风机
» 3、时空效应
» 时空效应理论是针对上海地铁方面的软土深基坑工 程的设计与施工理论，主要是针对在建筑群密集、 场地狭窄的流变地层中软土深基坑施工所提出的一 套采用分层、分块、平衡、对称、限时的施工方法 来控制土体位移，从而保护周围环境及地下管线的 设计、施工理论和方法。 » 实际上时空效应理论应用在地下暗挖工程中即为地 下工程施工中提到的“管超前、严注浆、短开挖、 强支护、快封闭、勤量测”的十八字方针。
一、中洞法概述 二、中洞法主要施工技术 三、中洞法施工组织
» 1、中洞法的定义：
» 中洞法施工就是先开挖中间部分（中洞），在 中洞内施做中墙（梁、柱）结构，然后再开挖 两侧部分侧洞），并逐渐将侧洞顶部荷载通过 中洞初期支护转移到中墙（梁、柱）上；
» 常与CRD法结合使用。
» 常用于双连拱隧道、大跨度车站
新奥法与浅埋暗挖法相同于差异
» 2、群洞效应
» 在PBA工法中，首先需要进行导洞的开挖，导洞数量 多，间距小，且不可能全断面一次成洞，在开挖时 间上就有分期开挖过程，在开挖空间上就有分块开 挖过程，因此就会产生时间和空间效应，不仅影响 施工期内地表的沉降和围岩应力、塑性区和洞周边 位移场的分布，而且影响洞体成型后的应力分布和 地表位移状况。这便是洞室群施工时所引起的群洞 效应。群洞效应最直接的影响就是地表沉降量的增 大和沉降规律的变化。 » 一般考虑范围：平面，15米并大于1.5倍洞径（净）。 竖向，45゜。 » 设计要求
» 深孔超前注浆分类 从注浆方式分： » 前进式----由近向远注浆。压力大，效果好， 进度偏慢 » 后退式----有远向近注浆。压力控制较易， 施工速度快。 » 长导管式----先钻孔下钢管，然后全孔注浆， 造价高。
» 深孔超前注浆分类 从浆液品种分： » 普通水泥浆----价格低，施工简单；细颗粒土效 果差。 » 双液浆----凝结时间可调，堵水效果好。 » 改性浆----凝结时间更短，通过调凝防止大范围 串浆（影响降水，破坏管线等建筑物） » wss浆----无收缩，堵水效果好；价格特别高， 强度衰减快。 » 超细水泥浆----常用于渗透性较差的粘土和粉质 粘土。渗透性好，可有效降低注浆压力；价格偏 高。
由以上几个沉降曲线可以看出群洞系统施工时对地表沉降的叠加效果 非常明显，有研究表明群洞施工所引起的地表沉降相对于单洞施工平 均提高30%以上
»
施工总原则是少分块、快封闭，尽量减少 荷载转换次数和地层被扰动的次数。导洞掘 进和主拱施工遵循“小分块、短台阶、早成 环、环套环””的原则。
» 超前护顶、短开挖、强支护、二次衬砌紧跟 的支护原则，每次开挖核心土和的进尺严格 遵 » 在确保降水效果的基础上
核心土
ⅩⅢ
左右断面内导坑 下导初支
左右断面侧导坑 下导初支
» 东延线中洞法工序
竖井初支结构图
竖井开挖支护
为避免产生较大沉降，竖井采用跳槽开挖，竖井区域分块依次开挖1、2、 3、4、5、6号区域。先开挖中间1、2号区域，2号区域滞后1号区域1榀钢架间 距，然后开挖3、4号区域。3、4号区域滞后1、2号区域1个开挖循环即1榀钢 架间距，5、6号区域滞后3、4号区域1个开挖循环即1榀钢架间距。施工步序 及钢架拼装顺序见下图。
» 1、深孔注浆断面----开挖断面外扩2-3米，全断 面。 » 2、分段长度----15-20米。根据设备、地层等确 定。 » 3、注浆搭接长度----2-5米 » 4、注浆孔布置----掌子面注浆孔布置，角度，长 度。根据注浆断面、扩散半径、开孔条件等确定。 » 5、注浆配合比----扩散半径、凝结时间、土层渗 透性（可注性） » 6、注浆压力及注浆量控制。 » 7、止浆墙设计----200-300mm网喷混凝土。 » 8、注浆效果检验及补救措施。
IV
右断面内侧导 坑上台阶初支 中隔墙 中导洞下 施工 台阶初支 右断面内侧导 坑下台阶开挖 右断面外侧导 坑上台阶初支 右断面内侧导 坑下台阶初支
XI
Ⅶ Ⅶ Ⅸ
Ⅸ
左断面外侧导 坑下台阶开挖
ⅩⅢ
IV
左断面外侧导 坑下台阶初支
右断面外侧导 坑下台阶初支
右断面外侧导 ⅩⅢ 坑下台阶开挖
长管棚
超前小导管
» （3）洞内明水疏排措施
» （4）防水 结构自防水+外包防水 注意事项： 1）二衬结构与初支交叉施工时的防水板保护。 2）防水细部节点质量控制。 3）防水分区----利用背贴式止水带。 4）二衬背后注浆。
» 1、浅埋暗挖法
» 浅埋暗挖法是在新奥法理论基础上提出的新的设计 理念，初期支护按承担全部基本荷载设计，二衬模 筑衬砌作为安全储备，初期支护和二次衬砌共同承 担特殊荷载。应用浅埋暗挖法设计、施工时，同时 采用多种辅助工法超前支护，改善加固围岩，调动 部分围岩的自承能力；并采用不同的开挖方式，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；在施工过程中应用监控量测、信息反馈 和优化设计方法，实现不塌方、少沉降、安全施工， 并形成多种综合配套技术。
» （1）开挖前采用超前预注浆（大管棚、小导管）对 拱地层进行加固，改善开挖洞室周边土体。 » （2）马头门位置加强 » （3）上导坑与下导坑间台阶长度3-5米。及时成环， 控制导洞沉降和变形。 » （4）根据监测结果，及进调整支护参数和施工方法。 » （5）注意：边导洞外放，防止结构侵限； » 各导洞格栅同步要求。
上导开挖 （进尺0.5m）
中导洞格栅钢架
Ⅱ
上导初支
中隔墙施工
临时支撑
Ⅱ
下导开挖
核心土
42锁脚锚管
根据监控量测结果
下导初支
左右断面内导坑上导 开挖（进尺0.5m） 左右断面侧导坑上导 ¦ µ 159管棚 超前小导管 开挖（进尺0.5m）
正洞格栅钢架
左右断面内导 坑上导初支 左右断面内导坑下导 开挖（进尺0.5m） 左右断面侧导 核心土 坑上导初支 临时仰拱 左右断面侧导坑下导 开挖（进尺0.5m） 锁脚锚管
其他局部设计
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竖井开挖（先降水） 横通道开挖 中洞上台阶开挖 中洞上台阶及仰拱初期支护施工 中洞下台阶开挖 中洞下台阶及仰拱初期支护施工 基础 中隔墙混凝土施工 正洞两外侧上台阶开挖 正洞两外侧上台阶及仰拱初期支护施工 正洞两外侧下台阶开挖 正洞两外侧下台阶及仰拱初期支护施工 正洞两内侧上台阶开挖 正洞两内侧上台阶及仰拱初期支护施工 正洞两内侧下台阶开挖 正洞两内侧下台阶及仰拱初期支护施工 拆除中洞初期支护（分段） 正洞二次衬砌施工
» 1、地下水的防治主要是降水（止水）和防水
» 2、受力转换 » 3、变形wk.baidu.com降控制
» 1、地下水的防治 » （1）降水 » 干作业是地下暗挖的前提。降水可提供干作业条 件；有效提高土体力学性能，增加土体自稳性； 防止承压水带动土体（砂）出现涌砂。 » 降水可能造成地表沉降（不均匀),与其它工序 （注浆等）干扰大。受地层情况变化，效果差异 大。尤其在泥岩顶面和砂层中部的粘土夹层位置。 » 降水误区：越早越好或越晚越好；越深越好；内 部降水。
» 1）侧洞必须在中洞二衬完成并恢复支撑后进 行。 » 2）侧洞施工宜两侧同步 » 3）开挖顺序先外后内、先上后下，上下导洞 掌子面间距3-5米，左右导洞掌子面间距不小 于15米。 » 注意：节点连接质量控制 » 锁脚锚管质量控制 » 监测指导施工
» （1）防水原则 » 遵循“以防为主、刚柔结合、多道防线、综合治理” 的原则。确立钢筋混凝土结构自防水体系，即以结 构自防水为根本，采取措施控制结构混凝土裂缝的 开展，增加混凝土的抗渗性能；以变形缝、施工缝 等接缝防水为重点，辅以柔性外包防水层加强防水。 » （2）防水的一般般做法 » 暗挖结构采用防水板进行全包防水处理。缓冲层以 及底板或仰拱防水层的保护层材料采用土工布。 施 工缝采用双道遇水膨胀嵌缝胶与预埋注浆管的方法 进行防水处理。结构变形缝采用中埋式注浆PVC止水 带、背贴式止水带进行防水处理。 » （3）注意：防水细部节点质量控制；局部凿除混凝 土部位防水层保护（保护板）；初支局部渗流水的 引排。
» （1）地基必须满足承载力要求，必要时注浆 加固； » （2）中间临时仰拱，分段拆除，分段浇筑。 控制在6米左右。 » （3）二衬完成后及时做好水平临时支撑。 » （4）拱部及时注浆 » （5）接缝处防水层保护措施。 » （6）注意中隔墙适当留置通道（必要时底 板下卧）和混凝土泵送孔。地面有条件时留 浇筑口。
» 水泥（超细水泥）、砂、石、速凝剂、水玻 璃、钢管（水煤气、无缝）、钢筋（网）、 焊条、氧气、乙炔、角钢、钢板、木板。
» 商品混凝土、钢模、定制钢模、定制模板台 车
» 防水板、无纺布、背贴止水带、钢边止水带、 止水胶（条）、注浆管、结晶涂料 » 无砂管、滤网、井盖、水管、 » 电缆线、油料
» 1、地下水的防治主要是降水（止水）和防水 » （1）降水 » 常见的降水方式： » 井点降水----常用，造价较低 » 轻型井点降水----真空吸水，用于渗透性较弱土 层。可用于洞内辅助降水。 » 辐射井降水----用于地面打井条件受限时；造价 高。 » 电渗井降水----用于渗透性较弱土层，加快疏干 速度
浅埋暗挖法的支护原则是：由于该法多在松软第四纪地层中修 建，所以围岩自身承载能力很差，为避免对地表建筑物和地中 构筑物造成破坏，地表沉降量要严格控制，为此要求一次支护 刚度要大、支护要及时，从围岩和支护的刚度曲线中可以看出， 交点 C（稳定点）应尽量靠近 A点工作，尽量避免较大的地层 损失。 图1-1 隧道支护特征曲线
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» 矿山法特点： » 施工工艺简单，应用灵活，减少拆迁和交通疏解及造 价合理等。 » 中洞法特点： » ①安全性好，在先完成中墙和第一期底板，后再进行开 挖时可将临时支撑和拱架都支撑于坑道中墙及第一期底 板上； » ②灵活性好，可因地制宜地选择断面形状和尺寸； » ③可操作性强、机械化程度低，挖土可用人工采用简便 挖掘机具； » ④出土效率高，开挖上部断面时的大量石渣可通过上下 导坑间一系列漏渣孔装车后从下导坑运出； » ⑤工序间干扰较少，完成中洞后，可左右侧同时施工； » ⑥造价低、经济性强。
左断面内侧导 坑上台阶开挖 左断面外侧导 坑上台阶开挖
XI
中导洞上 台阶初支 中导洞上 台阶开挖
右断面内侧导 坑上台阶开挖 右断面外侧导 坑上台阶开挖
XI
Ⅶ
Ⅶ Ⅶ
左断面外侧导 坑上台阶初支
左断面内侧导 坑上台阶初支
Ⅱ
Ⅶ
中导洞下 台阶开挖 左断面内侧导 坑下台阶开挖
XI
Ⅱ
Ⅸ
左断面内侧导 Ⅸ 坑下台阶初支
中隔壁换撑 仰拱施工应根据监测情况采取换撑措施。 控制分段拆除长度（一般6米左右） 拆除过程中做好防水板保护 左右侧洞对称浇筑（需与设计沟通） 特制模板台车或排架（需有通过条件） 一定距离设地表混凝土浇筑口 钢筋直螺纹连接与搭接混用便于钢筋长度控制及保 护层厚度控制 » 二衬背后注浆 » 注意：拱顶混凝土饱满度及振捣。 » » » » » » » »