王夢恕—淺埋暗挖法施工(編輯修改稿)
2024-10-08 21:31 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 好 （ III~IV級 ） ， 可將斷面分成上下兩個臺階開挖 ， 上臺階長度一般控制在 1~ （ D） 以內(nèi) ， 但必須在地層失去自穩(wěn)能力之前盡快開挖下臺階 ， 支護形成封閉結(jié)構(gòu)；若地層較差 ， 為了穩(wěn)定工作面 ， 也可輔以小導(dǎo)管超前支護等措施 。 20 （ 2） 多部分步開挖留核心土 該法適用于較差的地層 ， 圍巖級別為 V、 VI級 ， 上臺階取 1倍洞徑左右環(huán)形開挖 ， 留核心土 ， 用系統(tǒng)小導(dǎo)管超前支護 、 預(yù)注漿穩(wěn)定工作面；用網(wǎng)鉤鋼拱架做初期支護；拱腳 、 墻腳設(shè)置鎖腳錨桿 。 從斷面開挖到初期支護 、 仰拱封閉不能超過 10d， 以確保地面沉陷控制在 50mm以內(nèi) 。 21 有關(guān)臺階長度問題 臺階長度之所以定為 1倍洞徑 （ D） ， 主要因為： 地面沉降不容許超過 30mm， 承載拱的跨度約為 1倍洞徑 。 在 1倍洞徑區(qū)段周圍地層產(chǎn)生橫向和縱向兩個承載拱的作用 ， 這對開挖是有利的 ， 臺階長度超過 1倍洞徑將失去縱向承載拱受力結(jié)構(gòu) ， 僅有橫向平面承載拱受力結(jié)構(gòu) 。 上臺階若選用 大于 洞徑的長臺階 ， 在 開挖時縱向變位大 ， 上臺階斷面形狀不利于受力 ， 而且容易引起周圍地層松動 ，塑性區(qū)增大 ， 造成拱腳附近受力大而使其失去穩(wěn)定性 。 上臺階若過短 ， 小于 1倍洞徑 ， 因洞內(nèi)縱向破裂面超過工作面 ， 易造成洞頂土體下滑 ， 引起工作面不穩(wěn)定 ， 所以 軟弱地層不能采用短臺階法施工 ， 但是若用硬巖爆破法施工時 ， 為了便于風(fēng)鉆打眼 ， 可設(shè)置超短臺階 。 22 縱向承載拱 上臺階過長引起松動荷載 開挖過程縱向變位影響長度 23 從安全角度考慮 ， 臺階長度定為 1倍洞徑是合理的 ， 施工機械的配置也應(yīng)遵守這個原則 。 因此 ， 在采用正臺階法施工時 ，應(yīng)樹立一個概念 ， 不要分長臺階 、 短臺階 、 微臺階 ， 這是長期施工經(jīng)驗教訓(xùn)的總結(jié) ， 有關(guān)施工規(guī)范中也取消了這種說法 ， 也不再提半斷面法開挖 。 需要說明的是 ， 在 II類砂卵石地層中進行大斷面正臺階開挖 ， 必須同時實施深孔注漿和小導(dǎo)管超前支護 、 預(yù)注漿輔助工法 。 正臺階法開挖優(yōu)缺點 (1) 靈活多變 ， 適用性強 。 凡是軟弱圍巖 、 第四紀(jì)沉積地層 ， 必須采用正臺階法 ， 尤其是各種不同方法中的基本方法 。而且 ， 當(dāng)遇到地層變化 （ 變好或變壞 ） ， 都能及時更改 、 變換成其他方法 ， 所以被稱為淺埋暗挖施工方法之母 。 24 (2) 具有足夠的作業(yè)空間和較快的施工速度 ， 臺階有利于開挖面的穩(wěn)定 ， 尤其是上部開挖支護后 ， 下部作業(yè)則較為安全 。 當(dāng)?shù)貙訜o水 、 洞跨小于 10m時 ， 均可采用該方法 。 (3) 臺階法開挖的缺點是上下部作業(yè)相互干擾 ， 應(yīng)注意下部作業(yè)時對上部穩(wěn)定性的影響 ， 還應(yīng)注意臺階開挖會增加圍巖被擾動的次數(shù)等 。 25 五 、 單側(cè)壁導(dǎo)坑超前導(dǎo)坑法開挖 主要適用于地層較差 、 斷面較大 ， 采用臺階法開挖有困難的地層 。 采用該法可變大跨斷面為小跨斷面 。 大跨斷面多不小于10m， 可采用單側(cè)壁導(dǎo)坑法 ， 將導(dǎo)坑跨度定為 3~4m， 這樣就可將大跨度變?yōu)?3~4m跨和 6~10m跨 ， 這種施工方法簡單可靠 。 采用該法開挖時 ， 單側(cè)壁導(dǎo)坑超前的距離一般在 2倍洞徑以上 ， 為了穩(wěn)定工作面 ， 經(jīng)常和超前小導(dǎo)管注漿等輔助施工措施配合適用 ， 一般采用人工開挖 ， 人工和機械混合出碴 。 26 六 、 中隔墻法 （ CD工法 ） 和交叉中隔墻法 （ CRD工法 ） 開挖 (1) 基本概念 CD法 （ Center Diaphragm） 主要適用于地層較差和不穩(wěn)定巖體 ， 且地面沉降要求嚴(yán)格的地下工程施工 。 當(dāng) CD法仍不能滿足要求時 ， 可在 CD工法的基礎(chǔ)上加設(shè)臨時仰拱 ， 即 CRD法（ Cross Diaphragm） 。 CD法首次在德國慕尼黑地鐵工程的實踐中獲得了成功 ，CRD法是日本吸取歐洲 CD法的經(jīng)驗 ， 將原 CD工法先開挖中壁一側(cè)改為兩側(cè)交叉開挖 、 步步封閉成環(huán) 、 改進發(fā)展的一種工法 。其最大特點是將大斷面施工化成小段面施工 ， 各個局部封閉成環(huán)的時間短 ， 控制早期沉降好 ， 每個步序受力體系完整 。 27 (2) 施工順序及工藝 CRD法施工國家計委地下停車場工程 28 29 (3) 方法的比較 大量的施工實例資料的統(tǒng)計結(jié)果表明 ， CRD法優(yōu)于 CD法（ CRD法比 CD法減少地面沉降近 50%） ， 而 CD法又優(yōu)于眼鏡法 。 但是 CRD工法施工工序復(fù)雜 ， 隔墻拆除困難 ， 成本較高 ，進度較慢 ， 一般在第四紀(jì)地層中修建大段面地下結(jié)構(gòu)物 （ 如停車場 ） ， 且地面沉降要求嚴(yán)格時才使用 。 每步的臺階長度都應(yīng)控制 ， 一般為 5~7m。 在市區(qū)軟弱 、 松散的地層中 ， 僅從控制地層位移的角度考慮 ，前述隧道淺埋暗挖施工方法擇優(yōu)的順序為 CRD工法 → 眼睛工法→ CD工法 → 上半斷面臨時閉合法 → 正臺階法 。 而從進度和經(jīng)濟角度考慮 ， 由于各工法的工序和臨時支護不同 ， 其順序恰恰相反 。 30 七 、 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖 (1) 基本概念 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法也稱眼睛工法 ， 也是變大跨度為小跨度的施工方法 ， 其實質(zhì)是將大跨度 （ ＞ 20m） 分成三個小跨度進行作業(yè) ，主要適用于地層較差 、 斷面很大 、 單側(cè)壁導(dǎo)坑超前臺階法無法滿足要求的三線或多線大斷面鐵路隧道及地鐵工程 。 該法工序較復(fù)雜 ， 導(dǎo)坑的支護拆除困難 ， 有可能由于測量誤差而引起鋼架連接困難 ， 從而加大了下沉值 ， 而且成本較高 ， 進度較慢 。 20世紀(jì) 70年代至 80年代初國內(nèi)外多
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