【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 式與先開挖的一側(cè)相同 ； 各部開挖時(shí)，周邊輪廓應(yīng)盡量圓順，減小應(yīng)力集中 ； 各部的底部高程應(yīng)與鋼架接頭處一致 ； 每一部的開挖高度，宜為 ； 后一側(cè)開挖應(yīng)全斷面及時(shí)封閉 ； 左、右兩側(cè)縱向間距，應(yīng)拉開一定距離，一般情況為 3050m； 中隔壁應(yīng)設(shè)置為弧形或圓弧形 ； 中隔壁在灌注二次襯砌時(shí)，應(yīng)逐段拆除。 12 交叉中隔壁法 (CRD) 可適用于 Ⅳ Ⅵ 級(jí)圍巖淺埋的雙線或多線隧道。采用自上而下分二至三步開挖中隔墻的一側(cè)，并及時(shí)支護(hù)，待完成了 12 部后，即可開始另一側(cè) 12 部開挖及支護(hù)，形成左、右兩側(cè)開挖及支護(hù)相互交叉的情形。 采用交又中隔壁法施工，除應(yīng)滿足中隔壁法施工的要求外，尚應(yīng)滿足下列要求 : 設(shè)置臨時(shí)仰拱，步步成環(huán) ； 自上而下，交叉進(jìn)行 ； 中隔壁及交叉臨時(shí)支護(hù)，在灌注二次 襯砌時(shí)，應(yīng)逐段拆除。 淺埋暗挖工程在選擇施工方法時(shí) ,淺埋暗挖工程施工中應(yīng)根據(jù)不同的圍巖工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件、工程建筑要求 ， 機(jī)具設(shè)備、施工技術(shù)條件、施工技術(shù)水平、施工經(jīng)驗(yàn)等多種因素 ,選擇行之有效的一種或多種施工方法。這是一個(gè)受多種因素影響的動(dòng)態(tài)的擇優(yōu)過程。圍巖的地質(zhì)條件是施工的主要影響因素。當(dāng)圍巖較穩(wěn)定且?guī)r體較堅(jiān)硬時(shí) ,施工往往采用先把隧道坑道斷面開挖好 ， 然后修筑支護(hù)結(jié)構(gòu) ， 并且有條件時(shí)可以爭(zhēng)取一次把全斷面挖成。當(dāng)圍巖穩(wěn)定性較差時(shí) ， 則需要隨開挖隨進(jìn)行一次支撐 ， 防止圍巖變形及產(chǎn)生坍塌 ； 分塊開挖后 ， 應(yīng)及時(shí)進(jìn)行一 次支護(hù)的施作 ， 一般先開挖頂部 ， 在上部斷面挖成后及時(shí)進(jìn)行一次支護(hù) ， 在上部支護(hù)的保護(hù)下再開挖坑道下部斷面。二次模筑襯砌修筑必須先修筑邊墻 ， 之后再修筑拱圈 ， 即先墻后拱法施工 。 實(shí)踐證明 ， 選擇合理的施工方法 ， 可以安全地建設(shè)隧道 ， 并將地表沉降控制在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)。因此 ， 選擇一種合理的施工方法是工程成敗的關(guān)鍵。從國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有工程實(shí)績(jī)和實(shí)驗(yàn)研究的情況來看 ,基于經(jīng)濟(jì)性及工期考慮 ,其工法選擇的順序?yàn)?:正臺(tái)階法→上臺(tái)階設(shè)臨時(shí)仰拱閉合法→ CD工法→ CRD 工法→眼鏡工法。從 安全性角度考慮 ， 順序正好相反 。在工程實(shí)踐中 ， 應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、 斷面大小、地面環(huán)境等因素從工法的可實(shí)現(xiàn)性、工期、安全性、適應(yīng)性、技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性六個(gè)方面綜合考慮 ,選擇施工方法。 大斷面暗挖法施工 大斷面車站開挖方法的選擇 ,受地表沉陷影響較大 ,變大跨為小跨可較少地表沉陷 。避免兩個(gè)洞室同步掘進(jìn)能防止較大應(yīng)力集中的產(chǎn)生 。開挖分塊越多 ,擾動(dòng)地層次數(shù)增多地表沉陷就越大 。一次支護(hù)及時(shí)、開挖支護(hù)封閉時(shí)間愈快地表沉陷就越小。當(dāng)采用正確 13 施工方法和相應(yīng)的輔助施工措施后 ,可以做到安全、經(jīng)濟(jì)、快速施工的目的 。 大斷面暗挖主要集中在地鐵車站及渡線段。主要工法為 :中洞法、側(cè)洞法、洞樁法等。介 于大洞與標(biāo)準(zhǔn)斷面的隧道用中隔壁法 (CD 法 ) 和十字中隔壁法 (CRD) ,此工法的基本特點(diǎn)是將大斷面劃為小斷面 ,分部開挖 ,做臨時(shí)中隔壁 ,然后分段拆除中隔壁 ,施做二襯 ,一般是拆 6 m 長(zhǎng) ,通過監(jiān)測(cè)可以調(diào)整拆除長(zhǎng)度。施工過程中 ,可隨時(shí)通過監(jiān)控量測(cè) ,調(diào)整施工方案和參數(shù) ,從而實(shí)現(xiàn)信息化施工。在大斷面施工中以下幾點(diǎn)值得注意 : (1) 大斷面劃小斷面 ,不是越小越好 ,要根據(jù)地層做調(diào)整 ,小斷面固然開挖安全 ,但多次力的轉(zhuǎn)換 ,易造成累計(jì)沉降過大 。 (2) 原認(rèn)為中洞法較為安全 ,控制沉降好 ,但該 法在完成中洞后 ,開挖側(cè)洞 ,由于側(cè)向抵抗側(cè)壓的減弱 ,會(huì)造成中洞過大變形 ,有的造成中拱二襯開裂 ,二襯不宜過早受力 。 (3) 較好的方法為洞樁法 ( PBA 工法 ) ,但洞樁法導(dǎo)洞多 ,洞內(nèi)施工樁 ,作業(yè)條件差 。 (4) 大斷面洞室開挖 ,先做側(cè)洞 ,然后扣中拱 ,相對(duì)來講較為安全。從施工角度看 ,偏向使用側(cè)洞和 CRD 法開挖 ,盡量做到快封閉 ,這是暗挖施工的根本 ,也符合新奧法的基本原則 。 (5) 在大斷面設(shè)計(jì)中主張多跨 ,不贊成單跨。西單站多連拱洞室拱腳防水問題引起重視后 ,在天安門西、王府井東單 等站都沒再出現(xiàn)此類問題。單洞室施工期間難度較大 ,相對(duì)沉降也較大。單跨車站結(jié)構(gòu)受力較為合理 ,建筑效果也好 ,但還要充分注意施工難度 。 (6) 目前設(shè)計(jì)的小導(dǎo)洞結(jié)構(gòu)斷面一般在 30 cm ,都偏大 ,應(yīng)優(yōu)化斷面結(jié)構(gòu) ,對(duì)大斷面施工 ,臨時(shí)導(dǎo)洞多 ,這種優(yōu)化就非常有必要 ,可以減少?gòu)U棄物 ,值得我們認(rèn)真研究 。 (7) 在受管線等條件制約 ,結(jié)構(gòu)無法起拱的情況下 ,可采用平頂直墻工法 。 (8) 多層導(dǎo)洞開挖 ,一般先從上部洞室開挖 ,然后落底。這種方法造成底洞開挖時(shí) ,上部洞室會(huì)發(fā)生整體下沉 ,總累計(jì)沉降較大。 為減少累計(jì)沉降 ,可采取反復(fù)注漿措施 ,也可以考慮先挖下部導(dǎo)洞 ,逐層上挖 ,但每層開挖增加超前小導(dǎo)管 。 (9) 多導(dǎo)洞開挖 ,都有個(gè)初支連接問題 ,或稱扣拱施工。目前設(shè)計(jì)圖均在拱背位置埋設(shè)連接板 ,這種做法對(duì)施工要求很高 ,左右洞開挖設(shè)格柵位置必須準(zhǔn)確 ,否則難以滿足中洞初支安裝精度要求。為此施工單位進(jìn)行了不少優(yōu)化 ,有的采取單側(cè)設(shè)連接板 , 14 另一側(cè)用插筋來調(diào)整 。有的兩側(cè)都用插筋連接。該方法主要是現(xiàn)場(chǎng)焊接工作量大 ,還要延長(zhǎng)封閉時(shí)間。建議采用雙向插筋的辦法 ,這樣可以保證格柵受力較好 ,便于施工。為實(shí)現(xiàn)快速 封閉施工 ,插筋連接點(diǎn)宜在邊側(cè)導(dǎo)洞內(nèi) ,這樣可以采用點(diǎn)焊定位后 ,中洞噴混凝土 ,邊洞內(nèi)進(jìn)行焊接作業(yè) 。 15 第三章 北京地鐵淺埋暗挖法施工中常用的配套技術(shù) 北京地鐵淺埋暗挖施工中出現(xiàn)的問題 北京地處第四紀(jì)沖、洪積扇的中上部 ,地層由粘性土、粉土、砂類土、碎石類土交互沉積而成 ,土質(zhì)松散 ,成拱條件差 ； 而且地下水水位高 ， 滲透性強(qiáng) （ 一般采取降水措施 ,但仍有殘留水 ）； 加上大部分線路處于交通繁忙地段 ， 車輛行駛過程中產(chǎn)生強(qiáng)烈震動(dòng) ，使淺埋隧道周邊土體更加松弛 ， 開挖過程中極易坍塌。支護(hù)結(jié)構(gòu)采用初期支護(hù)加二次模筑混凝土支 護(hù)的復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)形式 ， 初期支護(hù)由鋼格柵噴射混凝土組成。根據(jù)設(shè)計(jì)理論計(jì)算及工程實(shí)踐總結(jié) ， 支護(hù)結(jié)構(gòu)比較可靠 ， 一般不會(huì)坍塌 ， 坍塌多為開挖面的圍巖失穩(wěn)。一般引起坍塌的原因或因素有 : （ 1） 地層預(yù)加固效果不佳 北京地區(qū)的淺埋暗挖是以地層預(yù)加固為前提的一種施工技術(shù)。對(duì)北京這種松散地層 ,開挖的過程更主要的是支護(hù)的過程 ,地層加固是開挖成敗的關(guān)鍵。地層預(yù)加固效果不佳 ,極易引起坍塌。 （ 2） 開挖面暴露時(shí)間長(zhǎng) 在預(yù)加固后開挖過程中 ,圍巖土體會(huì)出現(xiàn)一個(gè)短暫的穩(wěn)定 ， 隨著暴露時(shí)間延長(zhǎng) ,坍塌的可能性也越大。 （ 3） 受地面震動(dòng)影響 地面 車輛行駛過程中產(chǎn)生的震動(dòng)是坍塌的重要誘因之一 ， 尤其夜間重車高速行駛更為明顯。 （ 4） 降水后地層殘留水的影響 土層隧道施工最為關(guān)鍵的是地下水。由于北京地區(qū)的地下水位較高 ， 暗挖施工前都采取降水措施。但北京地區(qū)沖洪積地層往往不是很好的連續(xù)體 ， 且部分地層中形成砂和粘土的混合透鏡體 ， 管井和水平井很難達(dá)到疏干的目的 ， 開挖過程中可能產(chǎn)生潛蝕作用 ，并造成流砂、坍塌現(xiàn)象。 （ 5） 雨、污水管滲漏 北京是一個(gè)有著悠久歷史的古城 ,地下管線縱橫交錯(cuò) ,一些雨、污水管修建年代較早 ， 滲漏嚴(yán)重，周圍地層處于飽和狀態(tài) ， 部分地段還形成一個(gè)水囊 ， 給淺埋暗挖施工帶 16 來極大的隱患。隨著暗挖施工擾動(dòng)土體 ， 破壞原有平衡 ， 可能引起坍塌。 （ 6） 下穿河、湖或近距河湖暗挖 下穿河、湖或近距河湖施工為暗挖施工的難點(diǎn)。部分河、湖雖經(jīng)過人工整治 ， 也僅為簡(jiǎn)單鋪砌 ， 水滲漏嚴(yán)重 ， 而且此處的隧道覆土最薄 ， 非常容易引起坍塌。 （ 7） 降雨后滲漏 降雨后 ， 雨水滲入地層中 ， 引起圍巖土體的不穩(wěn)定 ， 從而造成坍塌。 （ 8） 馬頭門及斷面變換處 馬頭門和斷面變換處是工程施工的一大難點(diǎn) ， 由于受力轉(zhuǎn)換比較復(fù)雜 ， 施工中易引起坍塌 。 輔助工法的主要目的 穩(wěn)定地層的主要手段是用注漿加固隧道周邊地層 ，用管棚加固隧道拱部地層。要根據(jù)地質(zhì)和施工的具體情況確定注漿的范圍、壓力和材料，達(dá)到改善地層的物理力學(xué)參數(shù)(E、 C、 φ 、 μ) ，提高地層的自穩(wěn)能力。 穩(wěn)定開挖工作面 方法很多，優(yōu)先選擇次序?yàn)檎_(tái)階環(huán)形開挖留核心土、錨桿超前支護(hù)、小導(dǎo)管超前支護(hù)、小導(dǎo)管注漿超前支護(hù)、淺孔（ 4～ 6 m）周邊預(yù)注漿超前支護(hù)、長(zhǎng)導(dǎo)管注漿超前支護(hù)、全斷面深孔注漿封閉工作面、初次支護(hù)背后充填注漿及周邊 2～ 3 m 徑向單液水泥注漿等。 常用的輔助方法主要有降水和地層加固兩種形式。 地層加固的方法 （ 1） 環(huán)形開挖留核心土； （ 2） 噴射混凝 土封閉開挖工作面； （ 3） 超前錨桿或超前小導(dǎo)管支護(hù)； （ 4） 超前小導(dǎo)管周邊注漿加固地層； （ 5） 設(shè)置臨時(shí)仰拱； （ 6） 深孔圍巖加固劈裂預(yù)注漿或堵水固結(jié)預(yù)注漿加固地層； （ 7） 長(zhǎng)管棚超前支護(hù)加固地層； （ 8） 凍結(jié)法固結(jié)地層； （ 9） 水平旋噴法超前支護(hù)； 17 （ 10） 地面加固地層； （ 11） 洞內(nèi)、洞外降水法； （ 12） 洞內(nèi)施工水平降排水法； 其他常用輔助方法 （ 1） 新型結(jié)構(gòu)復(fù)合式襯砌防水 。 在初期噴錨支護(hù)與二次襯砌模筑混凝土之間，鋪設(shè)一層柔性的防水材料，例如 LDPE、 PVC、 EVA、 ECB等，只要施工工藝 和管理工作到位，可以做到不滲不漏。 （ 2） 降水技術(shù) 。 這一重要的配套技術(shù)，施作簡(jiǎn)單、效果好，特別是井點(diǎn)降水方法技術(shù)簡(jiǎn)單。如地鐵永安里車站建設(shè)時(shí)，用井點(diǎn)降水獲得較大成功。所有降水方法都要考慮好地表和建筑物的沉降及對(duì)水資源保護(hù)問題。 （ 3） 注漿加固技術(shù) 。 地層的注漿工藝和漿液配比要因地制宜。如在粉細(xì)砂地層中，改壓注水泥砂漿為改性水玻璃注漿，起到了快速凝固的更好效果。 (4)冷凍法施工技術(shù) 該項(xiàng)技術(shù)在地鐵 “ 復(fù) 八線 ” 大北窯 — 熱電廠區(qū)間松散流體地層中應(yīng)用，取得較好效果，但造價(jià)昂貴。 (5)半斷面插板盾構(gòu) 技術(shù) 。 “ 復(fù) 八線 ” 建國(guó)門站試用，為北京地鐵建設(shè)全面使用盾構(gòu)技術(shù)取得了一定經(jīng)驗(yàn)。 (6)通用小型機(jī)械設(shè)備 。 不求更先進(jìn)但求配套，起到了 “ 快、小、靈 ” 的作用。如拱部開挖配皮帶運(yùn)輸、下部開挖試用單臂掘進(jìn)機(jī)、二次襯砌利用泵送混凝土至模板臺(tái)車、洞內(nèi)運(yùn)輸采用電瓶車帶動(dòng)梭式礦車 (8m3)等，都是普通設(shè)備，只要安排組織好，可節(jié)省大量人力，提高工作效果，區(qū)間隧道可月掘進(jìn) 100m 以上。 地下水處理方法 處理地下水方法：人工降低地下水位、地下連續(xù)墻阻水、帷幕注漿隔水、壓縮空氣排水、凍結(jié)法等。 地表井點(diǎn)降水是常用方法 ，在布置井點(diǎn)時(shí)應(yīng)控制單井抽水量，在施工時(shí) 做 好反濾層，并且分段抽水，以減少因降水引起的地表沉降和減少地下水的流失。 地下水的排放無疑會(huì)使上覆地層尤其是隧道工作面附近地層的強(qiáng)度增加 ， 剛度變大。但對(duì)于砂層、礫砂等特殊地層 ， 過度抽排地下水 ， 會(huì)使上覆多孔介質(zhì)土層超固結(jié) ， 18 反而引起地表大范圍沉降。因此 ， 在能保證工作面穩(wěn)定、能保證正常開挖的條件下 ， 應(yīng)盡量減少地下水的抽排 ， 可根據(jù)情況采取止水帷幕或旋噴樁等阻斷地下滲水通道 ， 采取地表或洞內(nèi)注漿措施封堵部分地下水 ； 采取地表或洞內(nèi)降排水時(shí) ， 盡量縮短抽排時(shí)間 ，掌子面開挖過后及時(shí)停止 ； 采取斷面注漿、噴混凝土等措施穩(wěn)定工作面 ； 根據(jù)具體地層條件 ， 及時(shí)調(diào)整小導(dǎo)管、格柵支護(hù)參數(shù)、注漿參數(shù) ， 確保注漿效果。 防水原則應(yīng)遵循“以防為主，多道防線，剛?cè)峤Y(jié)合，綜合治理的”。其核心是：“以結(jié)構(gòu)自防水為本，附加防水層為標(biāo)”。做到固本，最主要的是要求混凝土抗裂、密實(shí) ,并把裂紋控制在一定范圍內(nèi) 。附加防水層是指在隧道與車站采用復(fù) 合 式襯砌結(jié)構(gòu)，中間設(shè)防水板及在結(jié)構(gòu)外表面粘貼卷材等輔助措施，它包括材料防水、接縫密封防水和構(gòu)造防水。 北 京地 區(qū)地質(zhì)主要為第四紀(jì)沖洪積地層 ,常用處理地下水的方法為管井降水 ,井距 8 m 左右。 在建筑物集中地帶打不了管井時(shí)采用輻射井 ,一般 300 mm,長(zhǎng)度 ≤ 50～ 70 m ,在不同透水層中打設(shè)。由于沖洪積地層往往不是一個(gè)很好的連續(xù)體 ,伴有透鏡體存在 ,即粘土層中夾有砂層或砂層中夾有粘土等 ,管井、 平井降水很難全部疏干 ,地層中存在殘留水。對(duì)殘留水的處理措施 : ①在地層含水層中打水平井排水管 ,將地層中殘留水集中引出來。隨著工作面前進(jìn) ,逐步封閉水平管。打水平管時(shí)注意要略有一定的上臺(tái)角 ,管中用棉砂截砂 ,管端用 PVC 管集中引流 ； ②根據(jù)地層情況 ,可先做下半部導(dǎo)洞 ,打垂直引水管 ； ③注漿止水 ,根據(jù)不同地層采 用不同漿液 ,如改性水玻璃或水泥加水玻璃漿液等 ,必要時(shí)采用長(zhǎng)導(dǎo)管注漿 ,搭接長(zhǎng)度不小于 2 m； ④根據(jù)地層情況 ,適當(dāng)調(diào)整格柵節(jié)點(diǎn) ,調(diào)整格柵節(jié)點(diǎn)要與排水管統(tǒng)一考慮 ,有人主張調(diào)到透水層上部 ， 有的建議做到下部 ,我們認(rèn)為調(diào)到下部較好 ； ⑤增加鎖腳錨桿 ,必要時(shí)用錨管加注漿 ； ⑥增加臨時(shí)仰拱 ； ⑦