双侧壁导坑法施工.ppt

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1、区间暗挖隧道双侧壁导坑法 施工工序,中铁上海工程局石家庄地铁一号线01标工程项目部二O一三年三月,目 录,施工工艺原理 适用范围 施工工艺流程 施工优缺点 施工注意事项 与其他施工工法的比较 施工工艺简介,施工工艺原理,双侧壁导坑工法是一项边开挖边支护的施工技术。其原理是：就是利用两个中隔壁把整个隧道大断面分成左中右3个小断面施工，左、右导洞先行，中间断面紧跟其后；初期支护仰拱成环后，拆除两侧导洞临时支撑，形成全断面。两侧导洞皆为倒鹅蛋形，有利于控制拱顶下沉。该方法主要适用于粘性土层、砂层、砂卵层等地层。,双侧壁导坑法概述,双侧壁导坑法，又称双侧壁导洞法或眼镜工法。 双侧壁导坑法，属于新奥法的

2、一个分支，以新奥法基本原理为依据。在开挖导坑时，尽量减少对围岩的扰动，导坑断面近似椭园，周边轮廓园顺，避免应力集中。初期支护采用格栅钢架、挂网、喷混凝土柔性支护体系，及时施作，使断面及早闭合，以充分利用围岩的自承能力，控制围岩变形。建立一整套围岩支护结构监控量测系统，进行信息化施工管理，随时掌握施工过程中的动态变化，合理安排，调整施工工艺和设计参数，确保施工安全。,区间暗挖隧道横断面示意图,施工照片,施工照片,适 用 范 围,双侧壁导坑法开挖适用于围岩较差的级围岩条件下的行车隧道开挖，在浅埋大跨度隧道施工时，采用双侧壁导坑法能够控制地表下沉，保持掌子面的稳定，安全可靠。,优缺点,优点：当隧道跨

3、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。现场实测表明，双侧壁导坑法所引起的地表沉陷仅为短台阶法的1/2。双侧壁导坑法虽然开挖断面分块多，扰动大，初次支护全断面闭合的时间长，但每个分块都是在开挖后立即各自闭合的，所以在施工中间变形几乎不发展，施工安全。 缺点：速度较慢，成本较高。,施工流程图,施工工艺流程： 1 左侧洞室上台阶开挖及初支； 2 左侧洞室下台阶开挖及初支； 3 右侧洞室上台阶开挖及初支； 4 右侧洞室下台阶开挖及初支； 5 中间洞室上台阶开挖及初支； 6 中间洞室下台阶开挖及初支； 7 仰拱防水及二衬的施工； 8 拱部及边墙防水

4、及二衬施工； 9 中隔墙混凝土浇筑。,第一步：拱顶小导管注浆，先开挖侧洞室，施作初期支护及中隔壁、中隔板。号洞室超前号洞室35m，开挖洞室土体，施做初期支护及中隔壁、中隔板。,第二步：拱顶小导管注浆，开挖洞室，号洞室超前号洞室1520m，施作初期支护及中隔壁、中隔板。号洞室超前号洞室35m，开挖洞室土体，施做初期支护及中隔壁、中隔板。,第三步：拱顶小导管注浆，开挖洞室，施做初期支护及中隔板。号洞室超前号洞室2030m.,第四步：开挖洞室，洞室、掌子面错开35m，施作初期支护。,第五步：分段(根据监测情况确定，纵向36m)截断仰拱厚度范围内的中隔壁，剔除初支混凝土及钢筋网，保留格栅钢筋100mm

5、长在二衬范围内，铺设仰拱防水层，施做二次衬砌，达到设计强度75%后，顶紧竖向临时支撑与二衬结构。,第六步：分段局部破除临时支撑（纵向36m），敷设防水层、绑扎钢筋、台车就位浇筑拱部边墙及拱部混凝土，形成封闭二衬结构。,第七步：支模（台车）浇筑中隔墙结构,开挖顺序纵断面示意图,双侧壁导坑法施工注意事项,（1）、侧壁导坑形状宜近似于椭圆形断面，导坑断面宽度宜为整个断面的1/3。 （2）、土方开挖为人工开挖配合机械开挖，距离轮廓边缘线3040厘米设置修面层，必须采用人工开挖保证开挖轮廓线圆顺。 （3）、工序变化处之钢架（或临时钢架）应设锁脚钢管，且必须对锁脚钢管注浆，以确保钢架基础稳定。 （4）、各

6、个洞室开挖后及时进行初支及临时支护，并尽早封闭成环。 （5）、开挖后拱部钢架与两侧壁钢架连接是难点，在两侧壁施工中，钢架位置应准确定位，确保各部钢架架设后在同一垂直面内，避免钢架发生扭曲。 （6）、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。 （7）、根据监控量测信息，初支稳定后方可拆除临时支护，一次拆除长度不得大于15米，以一次浇筑二衬长度为宜。,隧道开挖方法的选择,施工中，从施工造价及施工速度考虑，施工方法的选择顺序为：全断面法台阶法环形开挖留核心土法中隔壁法（CD法)交叉中壁法（CRD法）双侧壁导坑法；从施工安全角度考虑，其选择顺序应反过来。,与其它施工工法的比较,

7、根据右RCK0+019.100右RCK0+445.000范围内，区间下穿现况中山西路及南侧绿地，区间线路平面曲线半径R250m，区间顶覆土约4.6m8.70m ，矿山法在双侧壁导坑法、中洞法之间进行比选。,相关施工工艺,土方开挖,湿喷法喷射混凝土,格栅钢架施工,钢筋网施工,超前小导管,土方开挖,1 机具准备 1.1 机具：小型挖掘机、装载机、风镐、空压机、风枪、提升架、手推车、自卸车、镐、铁锹、电钻、吊桶等。 1.2 测量设备：水准仪、全站仪、激光指向仪等。,2 作业条件 2.1 隧道开挖面必须保持在无水条件下施工，遇有地下水时，应采取降水、注浆止水等措施加以防治。 2.2 暗挖隧道开挖前地层

8、超前支护及预加固措施已完成。 2.3 开挖和运输设备准备就绪。,3 技术准备 3.1 隧道开挖前已核对地质资料，调查沿线地下管线、构筑物及地面建筑物基础等，并制定保护措施。 3.2 隧道开挖前，已根据建设单位交付的测量资料进行核对和交接，测设平面控制点和高程控制点等隧道测量。 3.3 施工组织设计和施工方案已经审批，并对有关人员进行技术交底。,4 操作方法 4.1 断面开挖采取自上而下一次开挖成形，沿着轮廓线开挖，一次开挖进尺应不大于0.5m，并及时进行初期支护。 4.2 适宜人工开挖或小型机械加以人工配合，机械开挖时为防止扰动周边土体，在周边预留200mm余土，人工清理。,5. 质量标准 5

9、.1 隧道应按设计尺寸严格控制开挖断面，不得欠挖。中线、高程必须符合设计要求。 5.2 边墙基础和隧底地质情况应满足设计要求，基底土体严禁扰动。 5.3 隧道预留变形量应根据土质情况、隧道宽度、埋置深度、施工方法和支护情况等条件，采用工程类比法确定，当无类比资料时，单线土质隧道预留变形量取3070mm，双线土质隧道为50100。 5.4 中线贯通允许偏差为：平面位置30mm，高程20mm。 5.5隧道允许超挖值应符合下表的规定,表 隧道允许超挖值（mm）,湿喷法喷射混凝土,本工程喷射砼均采用湿喷施工工艺，采用TK500型湿喷机。混凝土采用C30混凝土，混凝土在拌合站集中拌合。,施工工艺框图,1

10、.原材料 1.1水泥：采用普通硅酸盐42.5号水泥。 1.2骨料：细骨料采用河砂，细度模数应大于2.5，含泥量不大于3%；粗骨料采用坚硬耐久的碎石，粒径516mm，含泥量不大于1%。 1.3外加剂：所使用的外加剂符合国家规定，速凝剂要求初凝时间不大于5min，终凝时间不大于10min。,2.喷射砼前的准备工作,2.1喷射砼前撬去掌子面危石和欠挖处理。用高压风清除杂物。 2.2施工所需的机具设备及原材料均已配备齐全，并且机具设备能够正常运行，原材料经检验合格，粗骨料加工拌和前要再次过筛，以防止超径骨料混入，造成堵塞。细骨料堆放在防雨料库，以控制含水量，且数量满足施工需要。 2.3机电检查：喷前进

11、行电器及机械设备检查和试转，检查各部分连接是否符合要求，在施工作业场所配备充足照明及通风设备。,3.湿喷法喷射混凝土,3.1喷射机械安设调整好后，先注水、通风，清除管道内杂物，清除掌子面杂物尘埃。 3.2喷射混凝土大堆料要储放于储料棚内，避免露天堆放、淋雨、环境污染和倒运材料而引起的泥污染集料，引起堵管和强度降低等现象。,3.3喷射前，先开风，再送料，后开速凝剂阀门，以易粘结、回弹小、表面湿润光泽为准。严禁随意增加速凝剂和防水剂掺量，尽量用新鲜的水泥，存放较长时间的水泥将会影响喷射混凝土的凝结时间。,3.4喷射机的工作风压严格控制在0.30.5Mpa范围内。严格控制好喷嘴与受喷面的距离和角度。

12、喷嘴与受喷坡面垂直，有钢筋时角度可调至70左右，喷嘴与受喷坡面距离控制在0.8-1.2m范围内。喷射顺序自下而上，料束呈旋转轨迹运动，旋转半径30cm，一圈压半圈，纵向按蛇形状布设。喷射过程中应及时检查混凝土的回弹率和实际配合比。喷射混凝土的回弹率：边墙不应大于15%，拱部不应大于25%（见下图）。,3.5喷射层厚度边墙710cm，拱部57cm，厚度过大会削弱混凝土颗粒间的凝聚力，促使喷层因自重过大而脱落，或拱顶处与围岩面间形成空隙；如果一次喷射厚度过小，则粗骨料容易回弹，后一层与前一层喷射时间间隔1220min。影响喷层厚度的主要原因是混凝土坍落度、速凝剂的作用效果和气温。喷射混凝土厚度采用

13、预埋钢筋法测设，不够设计厚度的重新加喷补够。,3.6喷射混凝土终凝2h后，对喷射混凝土进行养护，喷射混凝土由专人湿润养护，养护时间不小于14天，以减少由于水化热引起的开裂，若发现裂纹用红油漆作上标识，进行观察和监测，确定其是否继续发展并找出原因进行处理。对不再发展的裂纹，采取在其附近加设土钉或加喷一层混凝土的办法处理，以策安全。,格栅钢架在加工厂集中加工，提升设备吊至井底后汽车倒运到洞内，现场机械配合人工进行架设。,格栅钢架施工,1.钢架的制作,1.1型钢拱架在洞外的钢筋加工厂内进行加工，加工前先按11的比例进行放样，确定主要杆件的下料尺寸。型钢拱架利用型钢弯曲机弯曲成型，而后焊接接头钢板并进

14、行试拼，经检查加工拱度满足要求后存放于构件场内备用（见下图）。,1.2拱架加工的焊接不得有假焊，焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷，钢架接头应焊接密实、焊缝饱满，接头处应贴1010cm钢板并焊接密实，每榀钢架加工完成后应试拼，周边误差为3cm，平面翘曲应小于2cm，偏差超出规定或焊接质量达不到要求的钢架严禁使用。,1.3主要施工技术要求：型钢拱架和钢筋网片的钢筋种类、型号、直径和间距等应符合设计要求。所有加工好的钢架必须标示明确，将各单元名称用红油漆标注于钢架两侧，如：A单元应标注“A”，临时钢架A单元应标注“临A”。,2.钢架的安装 2.1格栅安装工艺流程图,2.2格栅拱架利用平板车运进洞内，人

15、工配合机械在台架上进行逐榀安装。立拱时各节钢架联结牢固、位置正确。钢架安装必须严格按照设计间距0.5m一榀进行架设。每榀钢架安装时，要认真定位，不偏、不斜，轮廓要符合设计要求。,2.3安装前应彻底清除底脚下的虚碴及杂物。底脚标高不足时，不得用洞碴回填，必要时可用混凝土加固基底。确保钢架底脚置于牢固的基础上。 2.4拼装可在开挖面以后进行，各节钢架间连接板必须设置橡胶垫板，并同钢架连接板密贴，然后用螺栓螺母连接牢固，螺栓连接时螺母方向应交错开布置。钢架与锁脚钢管焊接牢固，相邻钢架之间采用纵向钢筋进行连接，呈梅花形布置，焊接采用点焊，同格栅钢筋焊接牢固。,2.5分步开挖施工时，拱架拱脚应打设42m

16、m的锁脚锚管，锚杆长度2.5m，每侧脚板处数量为2根，并采用22“U”形钢筋同钢架满焊连接。下半部开挖后钢架应及时接长落底至基岩。,2.6钢架与围岩间的间隙应用喷混凝土充填密实；喷射混凝土应全部覆盖钢架，保护层厚度不得小于4cm。开挖下台阶时，应在钢架拱脚下设砼垫块，砼垫块、岩石和钢架连接密实、牢固。,钢筋网片施工,1钢筋规格、材质应满足设计要求，进场须经试验合格。 2钢筋应冷拉调直后使用，钢筋表面不得有裂纹、油污、颗粒或片状锈蚀。,3.钢筋网铺设平整，与钢架联结牢固，网片之间搭接长度不小于15cm（一个网格）。 4.钢筋网在洞外提前加工成1.01.5m钢筋网片，钢筋网片网格采用点焊连接（见下

17、图），运输至洞内安装焊接在锚杆上。安装时，钢筋网紧贴受喷岩面的起伏铺设。钢筋网的混凝土保护层不小于3cm，且与锚杆连接牢固，在进行喷射作业时不颤动。,堆码在一起的钢筋网片,超前小导管支护工艺,1.超前小导管注浆工艺流程图,2.超前小导管配合钢架使用，相邻两排小导管的水平搭接长度不小于1.5m。小导管设计参数为：小导管采用热轧无缝钢花管，单根长3m，外径42mm，壁厚3.5mm。环向间距0.3m。倾角510交错布置，当注浆压力0.51Mpa。 3.小导管制作在前部钻注浆孔，孔径8mm，间距15cm，呈梅花形布置，前端加工成锥形，尾部预留30cm止浆段不钻孔。,4.小导管施工要求： 小导管安设一般

18、采用打入法，即先钻孔，钻孔直径比钢管直径大35mm，然后将小导管穿过钢架，用锤击或钻机顶入，顶入长度不小于钢管长度的90%，并用高压风将钢管内的砂石吹出。 小导管安设后，用塑胶泥封堵孔口及周围缝隙，必要时在小导管附近及工作面上喷射砼，防止工作面坍塌。 隧道开挖长度必须小于导管的注浆长度，预留部分作为下一次的止浆墙。 注浆前必须进行压水试验，检查机械设备是否正常，管路连接是否正确，为发挥设备效率加快施工速度，可采用群管注浆，每次35根。 注浆量达到设计量或注浆压力达到设计压力时可停止注浆。 注浆过程中要随时观察注浆压力机注浆泵排浆量变化，分析注浆情况，防止堵管、跑浆、漏浆。做好注浆记录，以便分析注浆效果。,5小导管注浆加固示意图,6.注浆异常现象处理： 发生串浆现象：即浆液从其它孔中流出时，采用多台泵同时注浆或堵塞串浆孔隔孔注浆； 注浆压力突然升高：可能发生了堵管，停机检查； 注浆量很大，压力长时间不升高：则应调整浆液浓度及配合比，缩短凝胶时间，进行小量低压力注浆或间歇式注浆，使浆液在裂隙中有相对停留时间，以便凝胶，但停留时间不能超过浆液的凝胶时间。,