城市轨道隧道交通工程.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流城市轨道隧道交通工程.精品文档.1K413010 深基坑支护及盖挖法施工一、内容提要1、深基坑支护及盖挖法施工2、盾构法施工二、重点、难点1、深基坑支护结构的施工要求2、地下连续墙的施工技术3、盖挖法施工技术4、盾构法施工控制要求5、盾构法施工现场的设施布置6、应该停止盾构掘进的要求三、内容讲解1K413010 深基坑支护及盖挖法施工1K413011 掌握深基坑支护结构的施工要求板墙有悬臂式、单撑式、多撑式。支撑的目的是为板墙结构提供弹性支撑点，以控制墙体的弯矩至该墙体断面的允许范围，以达到经济合理的工程要求。深基坑支护结构在我国应用较多的有

2、钢板桩、预制钢筋混凝土桩、钻孔灌注桩、挖孔桩、深层搅拌桩、旋喷桩、地下连续墙、钢筋混凝土支撑、型钢支撑、土层锚杆以及逆筑法、沉井等特种基坑支护新工艺、新方法。一、围护结构的类型基坑的围护结构主要承受基坑开挖卸荷所产生的土压力和水压力，并将此压力传递到支撑，是稳定基坑的一种施工临时挡墙结构。围护结构类型可归纳为6种，见73页1、主要维护结构特点，见73页。二、支撑结构类型基坑的支撑结构可分为内支撑和外拉锚两类；内支撑一般由各种型钢撑、钢管撑、钢筋混凝土撑等构成支撑系统；外拉锚有拉锚和土锚两种型式。在软弱地层的基坑工程中，支撑结构是承受围护墙所传递的土压力、水压力的结构体系。支撑结构体系包括围檩、

3、支撑、立柱及其他附属构件。支撑结构挡土的应力传递路径是围护墙一围檩(冠梁)一支撑，在地质条件较好的有锚固力的地层中，基坑支撑可采用土锚和拉锚。在深基坑的施工支护结构中，常用的支撑系统按其材料可分为现浇钢筋混凝土支撑体系和钢支撑体系两类，见表1K4130112。见75页（小资料）高压喷射桩就是利用工程钻机钻孔至设计处理的深度后，用高压泥浆泵，通过安装在钻杆（喷杆）杆端置于孔底的特殊喷嘴，向周围土体高压喷射固化浆液(一般使用水泥浆液)，同时钻杆（喷杆）以一定的速度边旋转边提升，高压射流使一定范围内的土体结构破坏，并强制与固化浆液混合，凝固后便在土体中形成具有一定性能和形状的固结体。SMW是Soil

4、 Mixing Wall的缩写。SMW工法连续墙于1976年在日本问世，该工法是以多轴型钻掘搅拌机在现场向一定深度进行钻掘，同时在钻头处喷出水泥系强化剂而与地基土反复混合搅拌，在各施工单元之间则采取重叠搭接施工，然后在水泥土混合体未结硬前插入H型钢或钢板作为其应力补强材，至水泥结硬，便形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体。SMW工法最常用的是三轴型钻掘搅拌机，其中钻杆有用用于粘性土及用于砂砾土和基岩之分，此外还研制了其他一些机型，用于城市高架桥下等施工，空间受限制的场合，或海底筑墙，或软弱地基加固。三、支撑体系的布置形式支撑体系布置设计应考虑以下要求：(1)能够因地制宜合

5、理选择支撑材料和支撑体系布置形式，使其技术经济综合指标得以优化。(2)支撑体系受力明确，安全可靠，经济合理(3)支撑体系布置能在安全可靠的前提下，最大限度地方便土方开挖和主体结构的快速施工要求。四、基坑变形现象基坑开挖引起周围地层移动的主要原因是坑底的土体隆起和围护墙的位移。(一)墙体的变形1墙体水平变形当基坑开挖较浅，还未设支撑时，均表现为墙顶位移最大，向基坑方向水平位移，呈三角形分布。随着基坑开挖深度的增加，刚性墙体继续表现为向基坑内的三角形水平位移或平行刚体位移，而一般柔性墙如果设支撑，则表现为墙顶位移不变或逐渐向基坑外移动，墙体腹部向基坑内突出。2墙体竖向变位特别是对于饱和的极为软弱的

6、地层中的基坑工程，当围护墙底下因清孔不净有沉渣时，围护墙在开挖中会下沉，地面也随之下沉。(二)基坑底部的隆起在开挖深度不大时，坑底为弹性隆起，其特征为坑底中部隆起最高。当开挖达到一定深度且基坑较宽时，隆起量也逐渐由中部最大转变为两边大中间小的形式，但对于较窄的基坑或长条形基坑，仍是中间大，两边小分布。(三)地表沉降根据工程实践经验，在地层软弱而且墙体的人土深度又不大时，墙底处显示较大的水平位移，墙体旁出现较大的地表沉降。墙体人土较深或人土部分处于刚性较大的地层内时，墙体的变位类同于梁体的变位，此时地表沉降的最大值不是在墙旁，而是位于距离墙一定距离的位置上。(四)基坑工程监控量测基坑工程的量测监

7、控内容有：坑周土体变位、围护结构变形及内力、支撑结构轴力、土压力、地下水位及孔隙水压力等。对于一级和二级基坑，还必须对周围建(构)筑物和地下管线进行监测。(2f)深基坑坑底稳定处理方法深基坑坑底稳定的处理方法可采用加深围护结构入土深度、坑底土体注浆加固、坑内井点降水等措施。1K413010 深基坑支护及盖挖法施工一、内容提要1、深基坑支护及盖挖法施工2、盾构法施工二、重点、难点1、深基坑支护结构的施工要求2、地下连续墙的施工技术3、盖挖法施工技术4、盾构法施工控制要求5、盾构法施工现场的设施布置6、应该停止盾构掘进的要求三、内容讲解1K413010 深基坑支护及盖挖法施工1K413011 掌握

8、深基坑支护结构的施工要求板墙有悬臂式、单撑式、多撑式。支撑的目的是为板墙结构提供弹性支撑点，以控制墙体的弯矩至该墙体断面的允许范围，以达到经济合理的工程要求。深基坑支护结构在我国应用较多的有钢板桩、预制钢筋混凝土桩、钻孔灌注桩、挖孔桩、深层搅拌桩、旋喷桩、地下连续墙、钢筋混凝土支撑、型钢支撑、土层锚杆以及逆筑法、沉井等特种基坑支护新工艺、新方法。一、围护结构的类型基坑的围护结构主要承受基坑开挖卸荷所产生的土压力和水压力，并将此压力传递到支撑，是稳定基坑的一种施工临时挡墙结构。围护结构类型可归纳为6种，见73页1、主要维护结构特点，见73页。二、支撑结构类型基坑的支撑结构可分为内支撑和外拉锚两类

9、；内支撑一般由各种型钢撑、钢管撑、钢筋混凝土撑等构成支撑系统；外拉锚有拉锚和土锚两种型式。在软弱地层的基坑工程中，支撑结构是承受围护墙所传递的土压力、水压力的结构体系。支撑结构体系包括围檩、支撑、立柱及其他附属构件。支撑结构挡土的应力传递路径是围护墙一围檩(冠梁)一支撑，在地质条件较好的有锚固力的地层中，基坑支撑可采用土锚和拉锚。在深基坑的施工支护结构中，常用的支撑系统按其材料可分为现浇钢筋混凝土支撑体系和钢支撑体系两类，见表1K4130112。见75页（小资料）高压喷射桩就是利用工程钻机钻孔至设计处理的深度后，用高压泥浆泵，通过安装在钻杆（喷杆）杆端置于孔底的特殊喷嘴，向周围土体高压喷射固化

10、浆液(一般使用水泥浆液)，同时钻杆（喷杆）以一定的速度边旋转边提升，高压射流使一定范围内的土体结构破坏，并强制与固化浆液混合，凝固后便在土体中形成具有一定性能和形状的固结体。SMW是Soil Mixing Wall的缩写。SMW工法连续墙于1976年在日本问世，该工法是以多轴型钻掘搅拌机在现场向一定深度进行钻掘，同时在钻头处喷出水泥系强化剂而与地基土反复混合搅拌，在各施工单元之间则采取重叠搭接施工，然后在水泥土混合体未结硬前插入H型钢或钢板作为其应力补强材，至水泥结硬，便形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体。SMW工法最常用的是三轴型钻掘搅拌机，其中钻杆有用用于粘性土及用

11、于砂砾土和基岩之分，此外还研制了其他一些机型，用于城市高架桥下等施工，空间受限制的场合，或海底筑墙，或软弱地基加固。三、支撑体系的布置形式支撑体系布置设计应考虑以下要求：(1)能够因地制宜合理选择支撑材料和支撑体系布置形式，使其技术经济综合指标得以优化。(2)支撑体系受力明确，安全可靠，经济合理(3)支撑体系布置能在安全可靠的前提下，最大限度地方便土方开挖和主体结构的快速施工要求。四、基坑变形现象基坑开挖引起周围地层移动的主要原因是坑底的土体隆起和围护墙的位移。(一)墙体的变形1墙体水平变形当基坑开挖较浅，还未设支撑时，均表现为墙顶位移最大，向基坑方向水平位移，呈三角形分布。随着基坑开挖深度的

12、增加，刚性墙体继续表现为向基坑内的三角形水平位移或平行刚体位移，而一般柔性墙如果设支撑，则表现为墙顶位移不变或逐渐向基坑外移动，墙体腹部向基坑内突出。2墙体竖向变位特别是对于饱和的极为软弱的地层中的基坑工程，当围护墙底下因清孔不净有沉渣时，围护墙在开挖中会下沉，地面也随之下沉。(二)基坑底部的隆起在开挖深度不大时，坑底为弹性隆起，其特征为坑底中部隆起最高。当开挖达到一定深度且基坑较宽时，隆起量也逐渐由中部最大转变为两边大中间小的形式，但对于较窄的基坑或长条形基坑，仍是中间大，两边小分布。(三)地表沉降根据工程实践经验，在地层软弱而且墙体的人土深度又不大时，墙底处显示较大的水平位移，墙体旁出现较

13、大的地表沉降。墙体人土较深或人土部分处于刚性较大的地层内时，墙体的变位类同于梁体的变位，此时地表沉降的最大值不是在墙旁，而是位于距离墙一定距离的位置上。(四)基坑工程监控量测基坑工程的量测监控内容有：坑周土体变位、围护结构变形及内力、支撑结构轴力、土压力、地下水位及孔隙水压力等。对于一级和二级基坑，还必须对周围建(构)筑物和地下管线进行监测。(2f)深基坑坑底稳定处理方法深基坑坑底稳定的处理方法可采用加深围护结构入土深度、坑底土体注浆加固、坑内井点降水等措施。1K413020 盾构法施工 1K413020 盾构法施工1K413021 掌握盾构法施工控制要求一、盾构法施工综述盾构法施工主要施工步

14、骤为：1在盾构法隧道的起始端和终结端各建一个工作井，城市地铁一般利用车站的端头作为始发或到达的工作井；2盾构在始发工作井内安装就位；3依靠盾构千斤顶推力(作用在工作井后壁或新拼装好的衬砌上)将盾构从始发工作井的墙壁开孔处推出；4盾构在地层中沿着设计轴线推进，在推进的同时不断出土(泥)和安装衬砌管片；5及时向衬砌背后的空隙注浆，防止地层移动和固定衬砌环位置；6盾构进入到达工作井并被拆除，如施工需要，也可穿越工作井再向前推进。盾构掘进由始发工作井始发到隧道贯通、盾构机进入到达工作井，一般经过始发、初始掘进、转换、正常掘进、到达掘进五个阶段。盾构掘进控制的目的是确保开挖面稳定的同时，构筑隧道结构、维

15、持隧道线形、及早填充盾尾空隙。因此，开挖控制、一次衬砌、线形控制和注浆构成了盾构掘进控制“四要素”。二、盾构掘进各阶段的控制要点(一)盾构始发施工技术要点盾构自基座上开始推进到盾构掘进通过洞口土体加固段止，可作为始发施工，其技术要点如下。1、盾构基座、反力架与管片上部轴向支撑的制作与安装要具备足够的刚度，保证负载后变形量满足盾构掘进方向要求。2安装盾构基座和反力架时，要确保盾构掘进方向符合隧道设计轴线。3由于临时管片(负环管片)的真圆度直接影响盾构掘进时管片拼装精度，因此安装临时管片时，必须保证其真圆度，并采取措施防止其受力后旋转、径向位移与开口部位(临时管片安装时通常不形成封闭环，在其上部预

16、留运输通道)变形。4，拆除洞口围护结构前要确认洞口土体加固效果，必要时进行补注浆加同，以确保拆除洞口围护结构时不发生土体坍塌、地层变形过大、且盾构始发过程中开挖面稳定。5，由于拼装最后一环临时管片(负一环，封闭环)前，盾构上部千斤顶一般不能使用(最后一环临时管片拼装前安装的临时管片通常为开口环)，因此从盾构进入土层到通过土体加固段前，要慢速掘进，以便减小千斤顶推力，使盾构方向容易控制，盾构到达洞口土体加固区间的中间部位时，逐渐提高土压仓(泥水仓)设定压力，出加固段达到预定的设定值。6，通常盾构机盾尾进入洞口后，拼装整环临时管片(负一环)，并在开口部安装上部轴向支撑，使随后盾构掘进时全部盾构千斤

17、顶都可使用。7盾构机盾尾进入洞口后，将洞口密封与封闭环管片贴紧，以防止泥水与注浆浆液从洞门泄漏。8加强观测工作井周围地层变形、盾构基座、反力架、临时管片和管片上部轴向支撑的变形与位移，超过预定值时，必须采取有效措施后，才可继续掘进。(二)初始掘进盾构始发后进入初始掘进阶段。1初始掘进特点(1)一般后续设备临时设置于地面。在地铁工程中，多利用车站作为始发工作井，后续设备可在车站内设置。(2)大部分来自后续设备的油管、电缆、配管等，随着盾构掘进延伸，部分管线必须接长。(3)由于通常在始发工作井内拼装临时管片，故向隧道内运送施工材料的通道狭窄。(4)由于初始掘进处于试掘进状态，且施工运输组织与正常掘

18、进不同，因此施工速度受到制约。2初始掘进的主要任务初始掘进的主要任务：收集盾构掘进数据(推力、刀盘扭矩等)及地层变形量测量数据，判断土压(泥水压)、注浆量、注浆压力等设定值是否适当，并通过测量盾构与衬砌的位置，及早把握盾构掘进方向控制特性，为正常掘进控制提供依据。因此，初始掘进阶段是盾构法隧道施工的重要阶段。3初始掘进长度的确定决定初始掘进长度有二个因素：一是衬砌与周围地层的摩擦阻力，二是后续台车长度。(三)转换(台车转换)(四)正常掘进转换后进入正常掘进阶段。正常掘进是基于初始掘进得到的数据，采取适合的掘进控制技术，高效掘进的阶段。正常掘进有以下特点。(1)后续设备设置在隧道内，仅部分管路和

19、电缆需要延长，作业效率高。(2)始发井内的临时管片、临时支撑、后背支撑等被拆除，始发井下空间变得宽阔，施工材料与弃土运输容易。(五)到达掘进(贯通掘进)施工技术要点当盾构正常掘进至离接收工作井一定距离(通常50100m)时，盾构进入到达掘进阶段。到达掘进是正常掘进的延续，是保证盾构准确贯通、安全到达的必要阶段。其施工技术要点如下。(1)盾构暂停掘进，准确测量盾构机坐标位置与姿态，确认与隧道设计中心线的偏差值。(2)根据测量结果制订到达掘进方案。(3)继续掘进时，及时测量盾构机坐标位置与姿态，并依据到达掘进方案进行及时进行方向修正。(4)掘进至接收井洞口加固段时，确认洞口土体加固效果，必要时进行

20、补注浆加固。(5)进入接收井洞口加固段后，逐渐降低土压(泥水压)设定值至0MPa，降低掘进速度，适时停止加泥、加泡沫(土压式盾构)、停止送泥与排泥(泥水式盾构)、停止注浆，并加强工作。井周围地层变形观测，超过预定值时，必须采取有效措施后，才可继续掘进。(6)拆除洞口围护结构前要确认洞口土体加固效果，必要时进行注浆加固，以确保拆除洞口围护结构时不发生土体坍塌、地层变形过大。(7)盾构接收基座的制作与安装要具备足够的刚度，且安装时要对其轴线和高程进行校核，保证盾构机顺利、安全接收。(8)拼装完最后一环管片，千斤顶不要立即回收，及时将洞口段数环管片纵向临时拉紧成整体，拧紧所有管片连接螺栓，防止盾构机

21、与衬砌管片脱离时衬砌纵向应力释放。(9)盾构机落到接收基座上后，及时封堵洞口处管片外周与盾构开挖洞体之间空隙，同时进行填充注浆，控制洞口周围土体沉降。三、开挖控制开挖控制的根本目的是确保开挖面稳定。土压式盾构与泥水式盾构的开挖控制内容略有不同。土压式盾构，以土压和塑流性改良控制为主，辅以排土量、盾构参数控制(见图1K4130211)。泥水式盾构，以泥水压和泥浆性能控制为主，辅以排土量控制(参见图1K4130212)。(一)土压(泥水压)控制开挖面的土压(泥水压)控制值，按地下水压(间隙水压)+土压+预备压设定。土压有静止土压、主动土压和松弛土压，要根据地层条件区别使用。按静止土压设定控制土压，

22、是开挖面不变形的最理想土压值，但控制土压相当大，必须加大设备装备能力。主动土压是开挖面不发生坍塌的临界压力，控制土压最小。地质条件良好、覆土深、能形成土拱的场合，可采用松弛土压。变动大的情况下，一般开挖面不稳定。(二)土压式盾构泥土的塑流化改良控制1土压式盾构掘进时，理想地层的土特性是：(1)塑性变形好；(2)流塑至软塑状；(3)内摩擦小；(4)渗透性低。细颗粒(75Jm以下的粉土与黏土)含量30以上的土砂，塑性流动性满足要求。在细颗粒含量低于30、或砂卵石地层，必须加泥或加泡沫等改良材料，以提高塑性流动性和止水性(参见图1K4130214)。改良材料必须具有流动性、易与开挖土砂混合、不离析、

23、无污染等特性。一般使用的改良材料有矿物系(如膨润土泥浆)、界面活性剂系(如泡沫)、高吸水性树脂系和水溶性高分子系四类(我国目前常用前二二类)，可单独或组合使用。2，选择改良材料要依据条件(1)土质(粒度分布、砾石粒径、砾石含量、黏性土含量、均等系数等)；(2)透水系数；(3)地下水压；(4)水离子电性；(5)是否泵送排土；(6)加泥(泡沫等)设备空间(地面、隧道内)；(7)掘进长度；(8)弃土处理条件；(9)费用(材料价格、注入量、材料损耗、用电量、设备费等)。3流动化改良控制是土压式盾构施工的最重要要素之一，要随时把握土压仓内土砂的塑性流动性。一般按以下方法掌握塑流性状态。(1)根据排土性状

24、取样测定(或根据经验目视)土砂的坍落度，以把握土压仓内土砂的流动状态。采用的坍落度控制值取决于土质、改良材料性状与土的输送方式。(2)根据土砂输送效率按螺旋输送机转数计算的排土量与按盾构推进速度计算的排土量进行比较，以判断开挖土砂的流动状态。一般情况下，土压仓内土砂的塑性流动性好，盾构掘进就正常，两者高度相关。(3)根据盾构机械负荷根据刀盘油压(或电压)、刀盘扭矩、螺旋输送机扭矩、千斤顶推力等机械负荷变化，判断土砂的流动状态。般根据初始掘进时的机械负荷状况和地层变化结果等因素，确定开挖土砂的最适性状和控制值的容许范围。(三)泥水式盾构的泥浆性能控制泥水式盾构掘进时，泥浆起着两方面的重要作用：一

25、是依靠泥浆压力在开挖面形成泥膜或渗透区域，开挖面土体强度提高，同时泥浆压力平衡了开挖面土压和水压，达到了开挖面稳定的目的；二是泥浆作为输送介质，担负着将所有挖出土砂运送到工作井外的任务。1K413020 盾构法施工 1K413020 盾构法施工1K413021 掌握盾构法施工控制要求一、盾构法施工综述盾构法施工主要施工步骤为：1在盾构法隧道的起始端和终结端各建一个工作井，城市地铁一般利用车站的端头作为始发或到达的工作井；2盾构在始发工作井内安装就位；3依靠盾构千斤顶推力(作用在工作井后壁或新拼装好的衬砌上)将盾构从始发工作井的墙壁开孔处推出；4盾构在地层中沿着设计轴线推进，在推进的同时不断出土

26、(泥)和安装衬砌管片；5及时向衬砌背后的空隙注浆，防止地层移动和固定衬砌环位置；6盾构进入到达工作井并被拆除，如施工需要，也可穿越工作井再向前推进。盾构掘进由始发工作井始发到隧道贯通、盾构机进入到达工作井，一般经过始发、初始掘进、转换、正常掘进、到达掘进五个阶段。盾构掘进控制的目的是确保开挖面稳定的同时，构筑隧道结构、维持隧道线形、及早填充盾尾空隙。因此，开挖控制、一次衬砌、线形控制和注浆构成了盾构掘进控制“四要素”。二、盾构掘进各阶段的控制要点(一)盾构始发施工技术要点盾构自基座上开始推进到盾构掘进通过洞口土体加固段止，可作为始发施工，其技术要点如下。1、盾构基座、反力架与管片上部轴向支撑的

27、制作与安装要具备足够的刚度，保证负载后变形量满足盾构掘进方向要求。2安装盾构基座和反力架时，要确保盾构掘进方向符合隧道设计轴线。3由于临时管片(负环管片)的真圆度直接影响盾构掘进时管片拼装精度，因此安装临时管片时，必须保证其真圆度，并采取措施防止其受力后旋转、径向位移与开口部位(临时管片安装时通常不形成封闭环，在其上部预留运输通道)变形。4，拆除洞口围护结构前要确认洞口土体加固效果，必要时进行补注浆加同，以确保拆除洞口围护结构时不发生土体坍塌、地层变形过大、且盾构始发过程中开挖面稳定。5，由于拼装最后一环临时管片(负一环，封闭环)前，盾构上部千斤顶一般不能使用(最后一环临时管片拼装前安装的临时

28、管片通常为开口环)，因此从盾构进入土层到通过土体加固段前，要慢速掘进，以便减小千斤顶推力，使盾构方向容易控制，盾构到达洞口土体加固区间的中间部位时，逐渐提高土压仓(泥水仓)设定压力，出加固段达到预定的设定值。6，通常盾构机盾尾进入洞口后，拼装整环临时管片(负一环)，并在开口部安装上部轴向支撑，使随后盾构掘进时全部盾构千斤顶都可使用。7盾构机盾尾进入洞口后，将洞口密封与封闭环管片贴紧，以防止泥水与注浆浆液从洞门泄漏。8加强观测工作井周围地层变形、盾构基座、反力架、临时管片和管片上部轴向支撑的变形与位移，超过预定值时，必须采取有效措施后，才可继续掘进。(二)初始掘进盾构始发后进入初始掘进阶段。1初

29、始掘进特点(1)一般后续设备临时设置于地面。在地铁工程中，多利用车站作为始发工作井，后续设备可在车站内设置。(2)大部分来自后续设备的油管、电缆、配管等，随着盾构掘进延伸，部分管线必须接长。(3)由于通常在始发工作井内拼装临时管片，故向隧道内运送施工材料的通道狭窄。(4)由于初始掘进处于试掘进状态，且施工运输组织与正常掘进不同，因此施工速度受到制约。2初始掘进的主要任务初始掘进的主要任务：收集盾构掘进数据(推力、刀盘扭矩等)及地层变形量测量数据，判断土压(泥水压)、注浆量、注浆压力等设定值是否适当，并通过测量盾构与衬砌的位置，及早把握盾构掘进方向控制特性，为正常掘进控制提供依据。因此，初始掘进

30、阶段是盾构法隧道施工的重要阶段。3初始掘进长度的确定决定初始掘进长度有二个因素：一是衬砌与周围地层的摩擦阻力，二是后续台车长度。(三)转换(台车转换)(四)正常掘进转换后进入正常掘进阶段。正常掘进是基于初始掘进得到的数据，采取适合的掘进控制技术，高效掘进的阶段。正常掘进有以下特点。(1)后续设备设置在隧道内，仅部分管路和电缆需要延长，作业效率高。(2)始发井内的临时管片、临时支撑、后背支撑等被拆除，始发井下空间变得宽阔，施工材料与弃土运输容易。(五)到达掘进(贯通掘进)施工技术要点当盾构正常掘进至离接收工作井一定距离(通常50100m)时，盾构进入到达掘进阶段。到达掘进是正常掘进的延续，是保证

31、盾构准确贯通、安全到达的必要阶段。其施工技术要点如下。(1)盾构暂停掘进，准确测量盾构机坐标位置与姿态，确认与隧道设计中心线的偏差值。(2)根据测量结果制订到达掘进方案。(3)继续掘进时，及时测量盾构机坐标位置与姿态，并依据到达掘进方案进行及时进行方向修正。(4)掘进至接收井洞口加固段时，确认洞口土体加固效果，必要时进行补注浆加固。(5)进入接收井洞口加固段后，逐渐降低土压(泥水压)设定值至0MPa，降低掘进速度，适时停止加泥、加泡沫(土压式盾构)、停止送泥与排泥(泥水式盾构)、停止注浆，并加强工作。井周围地层变形观测，超过预定值时，必须采取有效措施后，才可继续掘进。(6)拆除洞口围护结构前要

32、确认洞口土体加固效果，必要时进行注浆加固，以确保拆除洞口围护结构时不发生土体坍塌、地层变形过大。(7)盾构接收基座的制作与安装要具备足够的刚度，且安装时要对其轴线和高程进行校核，保证盾构机顺利、安全接收。(8)拼装完最后一环管片，千斤顶不要立即回收，及时将洞口段数环管片纵向临时拉紧成整体，拧紧所有管片连接螺栓，防止盾构机与衬砌管片脱离时衬砌纵向应力释放。(9)盾构机落到接收基座上后，及时封堵洞口处管片外周与盾构开挖洞体之间空隙，同时进行填充注浆，控制洞口周围土体沉降。三、开挖控制开挖控制的根本目的是确保开挖面稳定。土压式盾构与泥水式盾构的开挖控制内容略有不同。土压式盾构，以土压和塑流性改良控制

33、为主，辅以排土量、盾构参数控制(见图1K4130211)。泥水式盾构，以泥水压和泥浆性能控制为主，辅以排土量控制(参见图1K4130212)。(一)土压(泥水压)控制开挖面的土压(泥水压)控制值，按地下水压(间隙水压)+土压+预备压设定。土压有静止土压、主动土压和松弛土压，要根据地层条件区别使用。按静止土压设定控制土压，是开挖面不变形的最理想土压值，但控制土压相当大，必须加大设备装备能力。主动土压是开挖面不发生坍塌的临界压力，控制土压最小。地质条件良好、覆土深、能形成土拱的场合，可采用松弛土压。变动大的情况下，一般开挖面不稳定。(二)土压式盾构泥土的塑流化改良控制1土压式盾构掘进时，理想地层的

34、土特性是：(1)塑性变形好；(2)流塑至软塑状；(3)内摩擦小；(4)渗透性低。细颗粒(75Jm以下的粉土与黏土)含量30以上的土砂，塑性流动性满足要求。在细颗粒含量低于30、或砂卵石地层，必须加泥或加泡沫等改良材料，以提高塑性流动性和止水性(参见图1K4130214)。改良材料必须具有流动性、易与开挖土砂混合、不离析、无污染等特性。一般使用的改良材料有矿物系(如膨润土泥浆)、界面活性剂系(如泡沫)、高吸水性树脂系和水溶性高分子系四类(我国目前常用前二二类)，可单独或组合使用。2，选择改良材料要依据条件(1)土质(粒度分布、砾石粒径、砾石含量、黏性土含量、均等系数等)；(2)透水系数；(3)地

35、下水压；(4)水离子电性；(5)是否泵送排土；(6)加泥(泡沫等)设备空间(地面、隧道内)；(7)掘进长度；(8)弃土处理条件；(9)费用(材料价格、注入量、材料损耗、用电量、设备费等)。3流动化改良控制是土压式盾构施工的最重要要素之一，要随时把握土压仓内土砂的塑性流动性。一般按以下方法掌握塑流性状态。(1)根据排土性状取样测定(或根据经验目视)土砂的坍落度，以把握土压仓内土砂的流动状态。采用的坍落度控制值取决于土质、改良材料性状与土的输送方式。(2)根据土砂输送效率按螺旋输送机转数计算的排土量与按盾构推进速度计算的排土量进行比较，以判断开挖土砂的流动状态。一般情况下，土压仓内土砂的塑性流动性

36、好，盾构掘进就正常，两者高度相关。(3)根据盾构机械负荷根据刀盘油压(或电压)、刀盘扭矩、螺旋输送机扭矩、千斤顶推力等机械负荷变化，判断土砂的流动状态。般根据初始掘进时的机械负荷状况和地层变化结果等因素，确定开挖土砂的最适性状和控制值的容许范围。(三)泥水式盾构的泥浆性能控制泥水式盾构掘进时，泥浆起着两方面的重要作用：一是依靠泥浆压力在开挖面形成泥膜或渗透区域，开挖面土体强度提高，同时泥浆压力平衡了开挖面土压和水压，达到了开挖面稳定的目的；二是泥浆作为输送介质，担负着将所有挖出土砂运送到工作井外的任务。1K413022 掌握盾构法施工现场的设施布置一、内容提要1、盾构法施工（2）2、喷锚暗挖法

37、施工3、城市轨道交通工程二、重点、难点1、盾构法施工现场的设施布置2、应该停止盾构掘进的要求3、喷锚暗挖法的掘进方式选择4、喷锚加固支护施工要求5、衬砌及防水的施工要求1K413022 掌握盾构法施工现场的设施布置盾构现场的平面布置包括：盾构工作竖井、竖井防雨棚及防淹墙、垂直运输设备、管片堆场、管片防水处理场、拌浆站、料具间及机修间、两回路的变配电间、电机车电瓶充电间等设施以及进出通道。盾构基座置于工作井的底板上，用作安装和放置盾构机，同时作为负环管片的基座，可采用钢筋混凝土结构或钢结构。当盾构掘进采用泥水机械出土和用井点降水施工时，施工场地面应设相当规模的水泵房。当采用气压法施工时，施工场地

38、面应设置空压机房，以供给足够的压缩空气。当采用泥水式盾构时、施工现场平面布置中还必须考虑泥浆处理系统及中央控制室设置。当采用土压式盾构时还应设置地面出土和堆土设施。IK413023 掌握应该停止盾构掘进的要求盾构掘进一般应均衡组织施工，保持连续作业，以保证工程施工质量、减小对地层的扰动和地表沉降。当确需停置时应采取防止盾构正面与盾尾土体流人、造成盾构和地面沉降的措施。当遇到以下几种情况时，盾构掘进应该停止，并采取措施予以解决：（1)盾构前方发生坍塌或遇有障碍；(2)盾构自传角度过大；(3)盾构位置偏离过大；(4)盾构推力比预计的大；(5)可能发生危及管片防水、运输及注浆遇有故障等。1K4130

39、24 了解盾构机型的选择、盾构机的种类按开挖面是否封闭划分，可分为密闭式和敞开式两类。按平衡开挖面土压与水压的原理不同，密闭式盾构机又可分为土压式(常用泥土压式)和泥水式两种。敞开式盾构机按开挖方式划分，可分为手掘式、半机械挖掘式和机械挖掘式三种。按盾构机的断面形状划分，有圆形和异型盾构机两类，其中异型盾构机主要有多圆形、马蹄形和矩形。二、盾构机的选择(一)选择原则盾构机的选择原则主要有：(1)适用性原则(2)技术先进性原则技术先进性有两方面含义：一是不同种类盾构机技术先进性不同，二是同一种类盾构机由于设备配置的差：异与功能的差异而技术先进性不同。(3)经济合理性原则(二)各种盾构机对地质条件

40、的适用性(三)选择程序lK413030 喷锚暗挖法施工 lK413030 喷锚暗挖法施工1K413031 掌握喷锚暗挖法的掘进方式选择“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”是浅埋暗挖法施工的十八字方针。采用浅埋暗挖法施工时，常见的施工方法是正台阶法以及适用于特殊地层条件的其他施工方法，如全断面法、正台阶法、正台阶环形开挖法、单侧壁导坑法、双侧壁导坑法、中隔壁法、交叉中隔壁法、中洞法、侧洞法、柱洞法等。一、全断面法地下工程结构断面采用一次开挖成型的施工方法叫全断面开挖法，该法的优点是可以减少开挖对围岩的扰动次数，有利于围岩天然承载拱的形成，工序简单，便于组织大型机械化施工；施工速度快

41、，防水处理简单。缺点是对地质条件要求严格，围岩必须有足够的自稳能力。二、台阶法台阶法施工就是将结构断面分成两个以上部分，即分成上下两个工作面或几个工作面，分步开挖。根据地层条件和机械配套情况，台阶法又可分为正台阶法和中隔壁台阶法等。正台阶法能较早使支护闭合，有利于控制其结构变形及由此引起的地面沉降。(一)台阶法开挖优点1灵活多变，适用性强。凡是软弱围岩、第四纪沉积地层，必须采用正台阶法，这是各种不同方法中的基本方法。2具有足够的作业空间和较快的施工速度。当地层无水、洞跨小于10m时，均可采用该方法。(二)台阶法开挖注意事项1台阶数不宜过多，台阶长度要适当，对城市第四纪地层，台阶长度一般以控制在

42、1D内(D一般指隧道跨度)为宜。2对岩石地层，针对破碎地段可配合挂网喷锚支护施工，以防止落石和崩塌。三、正台阶环形开挖法又称环形开挖留核心土法，一般将断面分成环形拱部(示意图中的1、2、3)、上部核心土(4)、下部台阶(5)等三部分(见表1K413031)。根据断面的大小，环形拱部又可分成几块交替开挖。环形开挖进尺为0.51.Om，不宜过长。台阶长度一般以控制在1D内(D一般指隧道跨度)为宜。和台阶法一样，核心土和下部开挖都是在拱部初次支护保护下进行的，施工安全性好。这种方法适用于一般土质或易坍塌的软弱围岩中。这种方法的主要优点是：与超短台阶法相比，台阶长度可以适度加长，以减少上、下台阶施工干

43、扰；而与下述的侧壁法相比，施工机械化程度可相对提高，施工速度可加快。四、单侧壁导坑法这种方法一般是将断面分成三块：侧壁导坑(1)、上台阶(2)、下台阶(3)(见表1K413031中的示意图)。侧壁导坑尺寸应本着充分利用台阶的支撑作用，并考虑机械设备和施工条件而定。一般侧壁导坑宽度不宜超过0.5倍洞宽，高度以到起拱线为宜，这样导坑可分二次开挖和支护，不需要架设工作平台，人工架立钢支撑也较方便。单侧壁导坑法适用于断面跨度大，地表沉陷难于控制的软弱松散围岩中。五、双侧壁导坑法又称眼镜工法。当隧道跨度很大，地表沉陷要求严格，围岩条件特别差，单侧壁导坑法难以控制围岩变形时，可采用双侧壁导坑法。现场实测表

44、明，双侧壁导坑法所引起的地表沉陷仅为短台阶法的12。这种方法一般是将断面分成四块：左、右侧壁导坑、上部核心土(2)、下台阶(3)(见表1K413031中的示意图)。导坑尺寸拟定的原则同前，但宽度不宜超过断面最大跨度的13。左、右侧导坑错开的距离，应根据开挖一侧导坑所引起的围岩应力重分布的影响不致波及另一侧已成导坑的原则确定。双侧壁导坑法施工安全，但速度较慢，成本较高。六、中隔壁法和交叉中隔壁法中隔壁法也称CD工法，主要适用于地层较差和不稳定岩体、且地面沉降要求严格的地下工程施工。当CD工法不能满足要求时，可在CD工法基础上加设临时仰拱，即所谓的交叉中隔壁法(CRD工法)。CD工法和CRD工法在

45、大跨度隧道中应用普遍，在施工中应严格遵守正台阶法的施工要点，尤其要考虑时空效应，每一步开挖必须快速，必须及时步步成环，工作面留核心土或用喷混凝土封闭，消除由于工作面应力松弛而增大沉降值的现象。七、中洞法、侧洞法、柱洞法、洞桩法当地层条件差、断面特大时，一般设计成多跨结构，跨与跨之间有梁、柱连接，一般采用中洞法、侧洞法、柱晌法及洞桩法等施工，其核心思想是变大断面为中小断面，提高施工安全度。1中洞法施工就是先开挖中间部分(中洞)，在中洞内施作梁、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梁、柱结构上。由于中洞的跨度较大，施工中一般采用CD、CRD或眼镜工法进行施

46、工。中洞法施工工序复杂，但两侧洞对称施工，比较容易解决侧压力从中洞初期支护转移到梁柱上时的不平衡侧压力问题，施工引起的地面沉降较易控制。该工法的特点是初期支护自上而下，每一步封闭成环，环环相扣，二次衬砌自下而上施工，施工质量容易得到保证。2侧洞法施工就是先开挖两侧部分(侧洞)，在侧洞内做梁、柱结构，然后再开挖中间部分(中洞)，并逐渐将中洞顶部荷载通过初期支护转移到梁、柱上，这种施工方法在处理中洞顶部荷载转移时，相对于中洞法要困难一些。两侧洞施工时，中洞上方土体经受多次扰动，形成危及中洞的上小下大的梯形、三角形或楔形土体，该土体直接压在中洞上，中洞施工若不够谨慎就可能发生坍塌。3柱洞法施工是先在

47、立柱位置施作一个小导洞，当小导洞做好后，在洞内再做底梁，形成一个细而高的纵向结构，该工法的关键是如何确保两侧开挖后初期支护同步作用在顶纵梁上，而且柱子左右水平力要同时加上且保持相等。4洞桩法就是先挖洞，在洞内制作挖孔桩，梁柱完成后，再施作顶部结构，然后在其保护下施工，实际上就是将盖挖法施工的挖孔桩梁柱等转入地下进行。1K413032 掌握喷锚加固支护的施工要求 1K413032 掌握喷锚加固支护的施工要求喷锚暗挖施工必须配合开挖及时支护，保证施工安全。浅埋暗挖法施工的地下结构应在工作面采用喷锚等形式的初期支护。1初期支护采用喷锚支护。喷锚支护是喷射混凝土、锚杆、钢筋网喷射混凝土、钢拱架喷射混凝土等结构组合起来的支护形式。在浅埋软岩地段、自稳性差的软弱破碎围岩、断层破碎带、砂土层等不良地质条件下施工时，若围岩自稳时间短、不能保证安全地完成初次支护，为确保施工安全，