浅埋暗挖法总结

浅埋暗挖法专题

学习理解浅埋暗挖法施工基本原理及核心技术，并掌握浅埋暗挖法的适用条件；

浅埋暗挖法是以加固和处理软弱地层为前提，采用足够刚性的复合式衬砌结构，选用合理的开挖方式，应用信息化测量反馈设计和施工，以保证施工安全，控制地面沉降。

适用条件：1、浅埋暗挖法不允许带水作业。如果含水地层达不到疏干，带水作业是非常危险的。开挖面的稳定性时刻受到水的威胁，甚至发生塌方。把地下水，尤其是上层滞水处理好是非常关键的环节，它直接影响浅埋暗挖法的成败。大范围的淤泥质软土、粉细砂地层，降水有困难或者经济上不合算的地层，不适宜采用浅埋暗挖法。2、采用浅埋暗挖法要求开挖面具有一定的自立性和稳定性。1997年日本学会曾提出开挖工作面土体稳定的定量判别标准：土壤中的细颗粒（<74µ）含量≤10%, 且均匀系数Uc≤5%的突然不具备自立性.我国对土壤自立性提出了定性要求:工作面土体的自立时间,应足以进行必要的初期支护作业。因此开挖面前方对地层的预加固和预处理，是浅埋暗挖法的必要前提，目的在于加强开挖面的稳定性，增加施工的安全性。

（1）熟悉浅埋暗挖法的基本经验，即对十八子方针“管超前、严注浆、短开挖、强支护，快封闭、勤量测”的解读认识。

1、地层的预加固和预处理（超前小导管和超前长管棚）

2、隧道开挖和初期支护强调“随开挖、随支护”的基本原则，选择适当的开挖方法，做到利用土体有限的自立时间进行开挖和支护，使土体开挖后暴露的时间尽可能短，使初期支护尽早封闭成环。开挖方法：短台阶法、带临时仰拱的长台阶法、中隔壁法（CD法）、交叉隔壁法（CRD法）、侧壁导坑法（眼镜法）、弧形导坑留核心土等。初期支护：具有足够的强度和刚度，主要采用钢筋格栅，主要有以下原因：（1）、钢筋格栅与喷射混凝土能紧密结合；（2）、钢筋格栅在拼装成环后，具有一定的强度和刚度，在喷射混凝土尚未具备

足够强度前，钢筋格栅可以单独承担来自土层的一部分荷载

3、二次衬砌作用：提高初期支护强度和刚度、增强初期支护安全储备的需要，也是支撑中间的防水隔离层、承受水压力的需要。

4、监控量测量测数据对隧道支护的受力变形状态其者重要的监控作用，量测数据的及时性和准确性应高度重视。监控量测的项目：地表位移、拱顶下沉、隧道周边收敛（必测项目）、土压力、土体位移、支护应力（选测项目）。

隧道稳定判据：当测点位移时间曲线变化率呈明显收敛趋势，隧道水平收敛变化率下于0.2mm/d，拱顶下沉变化率小于0.1 mm/d，而且所测的位移值大于预计总位移值的80%以上

（2）熟悉浅埋暗挖法隧道施工技术，包括主要施工程序，施工设计参数，开挖方法及各种开挖方法的适用条件。

浅埋暗挖法施工步骤是：先将钢管打入地层，然后注入水泥或化学浆液，使地层加固。开挖面土体稳定是采用浅埋暗挖法的基本条件。地层加固后，进行短进尺开挖。一般每循环在0.5-1.0米左右。随后即作初期支护。第三步，施作防水层。开挖面的稳定性时刻受到水的危胁，严重时可导致塌方。处理好地下水是非常关键的环节。最后，完成二次支护。一般情况下，可注入混凝土，特殊情况下要进行钢筋设计。当然，浅埋暗挖法的施工需利用监控测量获得的信息进行指导，这对施工的安全与质量都是重要的。

施工技术：

1.3.1 超前大管棚施工隧道拱部采用超前大管棚进行注浆加固。管棚沿隧道开挖线外200mm布设, 管棚采用Φ108mm壁厚8mm无缝钢管, 外插角小于1°, 环向间距为400mm,。

管棚施工的主要施工工序有: (1) 南北站厅明挖围护桩施工完成后, 开挖基坑, 边挖边

撑。基坑开挖至适当位置施工管棚导向墙并预埋好管棚导向管。根据钻机型式及工艺设备的需要, 在适当位置施工钻机工作平台然后施工大管棚。(2)从管棚导向管按设计钻孔, 采用间隔钻孔, 先两侧后中间的顺序, 利用钻杆的柔性在导向系统的监测下沿设计线路轨迹钻进, 到达目的地, 卸下钻头换上回扩器进行回扩孔, 拖管时将钢管随钻头一起钻入地层内, 当达到设计深度后停机。(3) 管棚安装完成后,安放钢筋笼, 在管棚钢管孔口用法兰盘连结上孔口管(Φ42mm壁厚4mm, 长500mm)。(4) 向管棚钢管内注浆, 注浆顺序先下后上, 全孔可采用一次性注浆。注浆浆液采用水泥浆,浆液水灰比: 0.6:1～1:1; 注浆压力拟采用0.6～1.0MPa。为使钻孔定位准确, 在拱部设置导向墙, 导向墙中预埋!133mm、壁厚8mm、长120cm管棚导向管。钢管采用分节安装。管棚的分节长度为: 5.4m共5节, 每两节之间用丝扣连接, 丝扣螺纹段长大于150mm。相邻两根钢花管的接头要错接, 其错接长度不小于1.0m。注浆钢管上钻注浆孔, 孔径Φ10mm,孔间距200mm, 呈梅花型布置。钢管尾部( 孔口段)2.0m不钻花孔作为止浆段。为提高钢管的刚度和强度, 钢管内增设由4根Φ16mm螺纹钢筋和固定短环组成的钢筋笼, 固定环采用外径Φ42mm,壁厚8mm,长60mm的短管环,短管间距1m。本工程管棚施工的关键控制环节为钻孔质量控制, 由于地下有管线、人防洞和排污涵等, 角度控制稍有差错将铸成事故, 此外由于钻进通过砂层容易出现塌孔及涌水现象, 因此必须做好泥浆系统、导向系统。

(1)泥浆系统

本工程地层为砂层、土层, 自稳能力稍差, 导向孔钻进及钢管回拖成功与否泥浆起到关键作用, 泥浆采用易钻膨润土, 并在膨润土内掺少量的聚合物, 粘度在40秒左右, PH值控制在8.5～10, 泥浆采用机械搅拌, 并进行二次回收利用。

(2)导向系统

本工程钻孔线路沿线有管线、混凝土基础等,对导向系统信号发射有一定干扰, 施工中

采用美国DCI公司生产的ECLIPSE无线地下定位系统, 加强型探棒, 探棒发射信号强, 探测深度为19.8m,加强型探棒电池采用DCI公司生产的专用锂电池。导向系统确保了钻孔不破坏人防洞、混凝土排水涵。

1.3.2 超前小导管及边墙注浆管施工

超前小导管施工: 隧道采用的超前小导管为Φ42无缝钢管, 小导管单根长度为3.0m, 壁厚3.5mm, 布设于拱部和边墙上部范围, 外插角10°, 环向间距0.4m, 纵向间距为1.8m 超前小导管注浆施工工序包括: 封闭掌子面、钻孔、安设小导管、注浆、效果检查等。小导管采用手持式凿岩机钻孔。插管时采用风动锤振入, 注浆采用注浆泵。边墙注浆管施工与超前小导管施工方法基本相同。

1.3.3 全断面注浆施工本站站厅联络通道施工时, 对<3- 2>淤泥质砂、<4- 1>冲洪积土层、<5- 1>残积土层作全断面注浆加固处理。

全断面注浆加固利用全断面打设超前注浆管进行注浆, 注浆前利用喷射砼封闭掌子面, 浆液采用水泥- 水玻璃浆液, 水灰比1∶0.75～1∶1, 水玻璃浓度为35°, Be′模数为2.6。注浆范围为隧道开挖轮廓线外1.5m以内的<3- 2>、<4- 1>、<5- 1>地层。浆液扩散半径: R=0.65m, 注浆孔孔底间距为1m, 梅花型布置。注浆采用长套管护壁后退式注浆工艺, 注浆顺序为先隧道周边后中间, 隔孔交替注浆。注浆方法为在砂层中采用渗透注浆, 在土层中采用劈裂注浆。

1.3.4 隧道施工超前大管棚施工完成后, 即可进行正常的隧道施工, 隧道采用CD法开挖。CD法施工工序及步骤包括: 打设小导管、加固注浆、分区土方开挖、型钢支撑和钢格栅架设( 包括连接钢筋的焊接, 网片的搭接)、喷射混凝土、封闭后回填注浆设计参数：根据地质条件及相关国内经验拟订如下设计原则: (1) 超前支护是设计中的关键, 此工程地层属于淤泥质地层, 而该地道相对埋深较大, 土体自承能力优于福州路工