【正文】 4cm/s的中細沙層。超細水泥和水玻璃配制成雙漿液，凝膠時間可調(diào)，可以減少水對漿液凝膠性能的改變；漿液結(jié)石率高，有微膨脹性，耐久性能好；采用雙葉灌注，工藝實施較容易；漿液原材料均為無毒材料，大量使用不會產(chǎn)生環(huán)境污染；雙液漿在中細沙層中主要在主脈下（一般為2mm）均勻滲透擴散，不易發(fā)生大量的劈裂、擠壓現(xiàn)象，可以較均勻地加固沙層，形成完整的防水帷幕。二、鉆進成孔工藝采用一次性鉆頭、水平套管跟進鉆進、限量排沙等技術(shù)是目前解決飽和動態(tài)含水沙地層鉆進成孔的一種有效方法。三、長管后退式分段注漿采用長管后退式分段注漿工藝，其注漿分段長度短（），可以有效地解決海陸交互相沖擊飽和動態(tài)含水沙層中粗、細沙交互出現(xiàn)，地質(zhì)多變等復雜條件下解決加固均一性問題，可提高飽和動態(tài)含水沙地層的整體加固效果。四、短管注漿短管注漿通常采用“小導管超前諸將施工法”，但在注漿工藝方面有所改進。短管注漿是對小導管注漿效果的檢查，以及對其薄弱環(huán)節(jié)的補充和完整，而且加強了初期支護能力，他是保證飽和動態(tài)含水沙地層安全施工的一項重要的技術(shù)措施。五、施工工藝流程 洞內(nèi)長短管相結(jié)合諸將施工工藝流程見圖311。施工準備鉆孔、安設(shè)注漿管長管注漿打孔檢查補孔注漿已達短管設(shè)計開挖循環(huán)數(shù)本段結(jié)束已達設(shè)計開挖長度開挖支護短管注漿圖311 洞內(nèi)長短管相結(jié)合諸將施工工藝流程 長管棚超前支護地層施工 長管棚超前支護作為地下工程的輔助施工方法，是為了在惡劣和特殊條件下安全開挖，預先提供增強地層承載力的臨時支護方法，對控制塌方和抑制地面沉降有明顯的效果由于施工精度要求高、要求專用設(shè)備、造價高、速度慢、縱向搭接設(shè)置第二排管棚大等原因，只在特殊地段、通過距離不長的不良地層或不穩(wěn)定地層處開挖洞門時采用。長管朋的設(shè)置主要有鉆孔引入法和導管直接打入法，一般采用鉆孔打入法。根據(jù)地層成孔的難易程度，可選擇不同的成孔機械。當?shù)貙尤菰S先鉆孔后排管時，可采用普通的地質(zhì)鉆機、液壓鉆孔臺車、錨桿鉆機等鉆進設(shè)備；當成孔困難時，必須采用跟管鉆機，邊鉆孔邊打入導管。直接將管棚打入地層的方法多用于處理塌方和山嶺隧道通過松散軟弱地層，且要求精度不高的地段。當存在空洞或弧石，導向難以控制時，多配合才去注漿的方法進行地層加固。 適用范圍長管棚超前支護加固地層主要適用于軟弱、沙礫地層或軟巖、巖堆、破碎帶地層。根據(jù)國內(nèi)外經(jīng)驗，一般在下列場合可采用長管棚超前支護：（1）在鐵路正下方修建地下工程。（2）在地中和地面結(jié)構(gòu)物下方修建地下工程。（3）修建大斷面地下工程。（4）隧道洞口段施工。（5）通過斷層破碎帶等特殊地層。（6）其他特殊地段，如大跨度地下車站，重要文物保護區(qū)，突破河底、海底的地下工程等。 長管棚的布設(shè)長管棚一般是沿地下工程斷面周邊的一部分或全部，以一定的間距環(huán)向布設(shè)，以形成管棚群。沿周邊布設(shè)的長度及形狀主要取決于地形、地層、地中或地面及周圍建筑的狀況，通常采用以下幾種形狀，其中扇形布設(shè)、半圓形布設(shè)、門形布設(shè)和上部雙層布設(shè)采用較多。（1）扇形布設(shè)用于隧道斷面內(nèi)地層比較穩(wěn)定，但拱部附近的地層不穩(wěn)定的場合。（2）半圓形布設(shè)用于隧道下半部地層穩(wěn)定，但拱線以上的地層不穩(wěn)定的場合。此外，即使地層比較穩(wěn)定，但地面周圍有結(jié)構(gòu)物且埋深很小時多采用此種布設(shè)。（3）門形布設(shè)隧道除了底部外，布置成半圓一側(cè)壁的門形。隧道基礎(chǔ)穩(wěn)定，但斷面內(nèi)地層和上部地層不穩(wěn)定時采用。（4）全周布設(shè)用于軟弱地層或膨脹性、擠出性圍巖等級較低的場合，但不提倡采用。用垂直底部和邊墻錨桿注漿取代，效果更好。（5）上部一側(cè)布設(shè)隧道一側(cè)有公路、鐵路、重要結(jié)構(gòu)物等需要防護，或斜坡地形可能形成偏壓時采用。（6）上部雙層布設(shè)用于隧道上部有重要設(shè)施，拱部地層是崩塌性的、不穩(wěn)定的，或地鐵車站等大斷面施工，或突破海底段施工時采用。（7）“一”字形布設(shè)在鐵路、公路正下方施工，或在某些結(jié)構(gòu)物下方施工時采用。 長管棚施工長度的確定 沿隧道縱向方向，管棚應該施工到何處為止，即長管棚的長度確定，硬是隧道所處地形、地質(zhì)情況，以及地面、地中建筑物狀況而定。特別是在預計地質(zhì)條件比較復雜的情況下，為了慎重起見，應該沿隧道軸向進行試驗鉆孔，取得更詳細數(shù)據(jù)，以確定管棚的施工區(qū)長度，從確保管棚施工質(zhì)量考慮，管棚長度一般為10～35m不等。 參數(shù)選擇采用長管棚超前支護施工時，管棚一般選用φ50mm～φ80mm的焊接鋼管，入土端制作成尖靴狀或楔形，頂進端焊一圈φ8mm圓鋼筋加固，鋼管長度8～30m不等。對于特殊地段，可采用長大管棚多為φ500mm～φ1000mm。鋼管環(huán)向布設(shè)間距對防止上方土體塌落及松弛有很大影響，施工中須根據(jù)結(jié)構(gòu)埋深、周圍結(jié)構(gòu)物狀況等選擇合理間距?！Ｔ诠?、鐵路正下方施工時，要采用剛度大的大中直徑鋼管連續(xù)布設(shè)。 本章小結(jié)本章主要對淺埋暗挖法輔助施工方法加以介紹，主要內(nèi)容包括超前錨桿或超前小導管支護施工，注漿加固地層施工，以及長管棚超前支護地層施工等輔助施工方法。但實施時應注意：（1）注漿設(shè)計應以滿足施工工序為主，以從開挖到施噴混凝土的時差作為注漿設(shè)計原則，取消為了增加圍巖承載力而進行注漿的設(shè)計原則。圍巖的固結(jié)強度和時間要滿足施工工序的順序要求，以便提高施工速度，降低工程造價。（2）長管棚超前支護，在穿越公路、鐵路等相對較短的隧道施工中具有明顯的防塌限沉的作用，但在相對較長的隧道和含水層施工中，由于施工管棚形成的過水通道以及多次擾動地層等原因，對限制沉降所起的作用不大，反而增加沉降，應多考慮小導管超前支護及其他輔助措施的綜合應用，以提高施工速度，降低工程造價。第四章 監(jiān)控量測和信息反饋在巖土中修建地下工程，理論的和理性分析比較困難，牽涉的問題繁多，其主要原因是地質(zhì)條件的復雜性、施工方法的難以模擬性、圍巖與結(jié)構(gòu)支護相互作用的復雜性。另外，城市地下工程周圍環(huán)境一般比較復雜，因此有必要通過信息化施工，及時反饋施工并修正完善設(shè)計，確保地下工程施工與周圍環(huán)境的安全。施工過程中進行的監(jiān)控量測是信息化施工的基礎(chǔ)，具有重要作用。在地下工程施工過程中進行現(xiàn)場監(jiān)控量測，及時獲取圍巖變動與地下工程結(jié)構(gòu)的動態(tài)信息，用以修正支護參數(shù)與施工措施，以期達到施工安全與經(jīng)濟合理的目的，這是關(guān)于信息化設(shè)計與施工的實質(zhì)性要求。 概述監(jiān)控量測是淺埋暗挖法信息化設(shè)計與施工的重要手段。在地下工程淺埋暗挖法施工中，監(jiān)控量測是檢驗設(shè)計參數(shù)、地面穩(wěn)定性，評價施工方法的重要依據(jù)，它以作為工序要求編入工程預算和施工組織設(shè)計中。目前，地下工程，尤其是淺埋地下工程，除了在施工前的預設(shè)計階段必須進行地質(zhì)勘查和試驗外，還應在施工全過程中進行監(jiān)控量測，即用人工觀察和各種儀器測試圍巖、地面的變化，支護的外觀和力學變化，并將實測資料和數(shù)據(jù)加工處理成為一定的信息，及時反饋到設(shè)計與施工中去，以評定圍巖的穩(wěn)定程度和支護結(jié)構(gòu)的可靠度，以便調(diào)整施工方法和支護參數(shù)。必要時還應采取相應的輔助工法，以確保施工的絕對安全和工程經(jīng)濟合理。這是地下工程不同于地面工程的第一個重大區(qū)別。監(jiān)控量測的數(shù)據(jù)也應是地下工程竣工文件中不可缺少的部分。因此，在工程施工的全過程中，及時進行現(xiàn)場監(jiān)控量測是重要的工序。同時，要強調(diào)及時將監(jiān)控量測結(jié)果反饋到設(shè)計與施工中去，并及時修正，否則，這種監(jiān)控量測流于形式，是無用的，塌方、沉陷等現(xiàn)象也就不可避免。所以，及時監(jiān)控量測、及時反饋、及時修正是地下工程，尤其是軟弱地層地下施工管理的核心。這是地下工程不同于地面工程的第二個重大區(qū)別。 監(jiān)控量測的目的，了解各施工階段地層與支護結(jié)構(gòu)的動態(tài)變化，明確工程施工對地層的影響程度以及可能產(chǎn)生失穩(wěn)的薄弱環(huán)節(jié)，把握施工過程中結(jié)構(gòu)所處的安全狀態(tài)。，并把監(jiān)控量測結(jié)果反饋到設(shè)計與施工中。在施工過程中，及時掌握地層和支護結(jié)構(gòu)的變位與受力信息，以便采用相應的施工技術(shù)措施，比如改變施工方法、選擇相應輔助工法、確定二次襯砌施作時機、調(diào)整開挖步序、修正支護參數(shù)等，以避免出現(xiàn)施工事故。，判斷淺埋暗挖法施工對周圍環(huán)境的影響程度，尋求預防方法。，研究監(jiān)控量測工程狀況的累積記錄，有助于對工程設(shè)計進行修改，并通過觀測數(shù)據(jù)與理論上及試驗中預測的工程特性指標的比較，了解設(shè)計的合理程度。，以提高地下工程的設(shè)計與施工水平，通過監(jiān)控量測，了解該工程客觀條件下所表現(xiàn)出來的一些地下工程施工規(guī)律和特點，為今后類似工程或該工法本身的發(fā)展提供借鑒。 監(jiān)控量測的主要任務(wù)，確保施工安全。因此，掌握圍巖和支護的動態(tài)，按照動態(tài)管理監(jiān)控量測的信息，正確的施工。，預測和確定隧道最終穩(wěn)定時間，指導施工工序與二襯的施作時間。根據(jù)隧道開挖后圍巖穩(wěn)定性信息進行綜合分析，檢驗和修改施工前的預設(shè)計。已有工程的監(jiān)控量測結(jié)果可應用到其他類似的工程中，作為設(shè)計與施工的依據(jù)。 監(jiān)控量測項目的確定監(jiān)控量測是一項精密、細致和必不可少的工序，為了確保在安全條件下快速、優(yōu)質(zhì)地施工，必須確定合理的監(jiān)控量測內(nèi)容和方法。為此，應根據(jù)地下工程所處的圍巖條件、洞室跨度與埋深、周圍環(huán)境條件等，選擇相應的監(jiān)控量測內(nèi)容，并根據(jù)地質(zhì)條件變化和測試結(jié)果，視具體情況適當增減，以求經(jīng)濟合理。目前，在淺埋暗挖施工中大多以位移作為監(jiān)控的指標，即把位移值或位移變化速率作為施工管理的基準。其原因是位移監(jiān)控量測比應力與荷載監(jiān)控量測簡單、經(jīng)濟、直接，它又是地下工程受力變化最直接、最明顯的參數(shù)，而且數(shù)據(jù)易于處理。位移監(jiān)控量測預測的最終位移值可作為分析工程安全度、是否需要加強或減弱初期支護的判斷依據(jù)。位移變化速率不僅可以預估初期支護的荷載大小和安全程度，也可確定二襯的修筑時間，表41列出了通過多項工程實踐得出的支護所受荷載大小與位移變化速率的定性關(guān)系，在各類軟弱圍巖中修建地下工程時可以參考此表，也可以把該表作為現(xiàn)場監(jiān)控兩側(cè)的控制指標。表41 支護荷載與位移速率的關(guān)系位移變化速率（mm/d）支護荷載輕微～中～大～非常大，需加固～極大，可能塌方意外性大，是塌方的前兆根據(jù)淺埋暗挖法施工的特點，本著結(jié)構(gòu)和圍巖共同作用的原則，首先確定必須測項目（稱為A項目），這是指導施工、確保安全、防塌防沉的重要監(jiān)控量測，其內(nèi)容包括：（1）目測，檢查有無明顯開裂和變形。（2）初期支護拱頂下沉監(jiān)控量測。（3）拱腳、邊墻中部水平凈空收斂監(jiān)控量測（4）洞頂?shù)孛娉两当O(jiān)控量測。施工單位應認真布點、監(jiān)控量測和反饋。作為以后設(shè)計和科研參考的監(jiān)控量測或因特殊周邊環(huán)境要求而需要增加的監(jiān)控量測項目，稱為B項監(jiān)控量測，其內(nèi)容如下：（1）隧道邊墻兩側(cè)地層地中水平位移監(jiān)控量測。（2）拱頂上部地層地中垂直多點位移監(jiān)控量測。（3）結(jié)合工程的重要性以及洞室條件、周圍環(huán)境條件等，選擇圍巖接觸壓力量測。（4）錨桿應力量測。（5）鋼拱架應力量測。（6）爆破震動速度量測作為施工中主要斷面特殊需要的輔助監(jiān)控量測，上述應力、壓力、振動速度監(jiān)控量測項目，一般工程可免去。 監(jiān)控量測方法 目測在底下工程施工中，開挖前的地質(zhì)勘探工作很難提供非常準確的地質(zhì)資料，所以在施工過程中對開挖面附近威嚴的性質(zhì)、狀態(tài)要進行目測。另外，對開挖后初期支護穩(wěn)定狀態(tài)進行目測，也是監(jiān)控項目的重要項目。開挖后對無支護圍巖的目測內(nèi)容包括：（1）圍巖類型及分布特征，結(jié)構(gòu)面位置和產(chǎn)狀，節(jié)理裂隙發(fā)育程度和幾何特性，節(jié)理裂隙的填充物的性質(zhì)和狀態(tài)等。（2）開挖工作面的圍巖穩(wěn)定狀態(tài)，頂板有無剝落掉快現(xiàn)象。（3）是否有涌水，涌水量大小，涌水位置，地下水的物理性質(zhì)（顏色、氣味、色度等）。開挖后對已支護段的目測內(nèi)容包括：（1）有無錨桿被拉斷或墊板陷入圍巖內(nèi)部現(xiàn)象。（2）噴射混凝土是否產(chǎn)生裂隙或剝離，要特別注意噴射混凝土是否發(fā)生剪切破壞。（3）鋼拱架有無被壓屈現(xiàn)象。（4）是否有底鼓現(xiàn)象。觀察中，如果發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象，要詳細記錄發(fā)現(xiàn)的時間和距開挖工作面的距離以及附近監(jiān)控量測點的各項監(jiān)控量測數(shù)據(jù)。目測結(jié)果可作為修改設(shè)計、指導施工的參考依據(jù)。 水平凈空周邊收斂的監(jiān)控量測隧道及地下工程的拱腳和墻中兩側(cè)壁面之間的相對位移是水平凈空周邊收斂的監(jiān)控量測的項目。淺埋地下工程的收斂監(jiān)控量測數(shù)據(jù)直接反映初期支護結(jié)構(gòu)和圍巖的受力特性，要檢驗開挖步驟和支護結(jié)構(gòu)強度是否穩(wěn)定合理。拱頂位移的大小直接反應拱腳支護的穩(wěn)定性，是防止拱腳塌方的重要檢測項目。側(cè)墻中部位移的大小反映了整體結(jié)構(gòu)是否穩(wěn)定，因此，該項監(jiān)控量測是淺埋暗挖法施工的必測項目之一。圖41 測點布設(shè)（①②③④為測點位置）淺埋地下工程的拱腰、拱腳、墻中部位是受力和引起變?yōu)榈淖蠲舾胁课?，稱為敏感受力點，應在這些敏感點緊隨開挖面（離開挖面距離2m以內(nèi)）布設(shè)測點，進行水平凈空周邊收斂監(jiān)控量測。應根據(jù)不同的圍巖條件、洞室跨度和施工方法，選擇不同的布點方法。采用臺階法施工時，一般在上臺階拱腳處和下臺階墻中處各布設(shè)一對測線。采用全斷面法開挖時，一般在起拱線處布設(shè)一條測線，詳見圖41，縱向測點布設(shè)視圍巖結(jié)構(gòu)條件而定，一般為間隔5～100m布設(shè)一個監(jiān)控量測斷面，每斷面2～3根基線。對于暗挖法施工的地下工程，每個導洞均應布設(shè)斷面。具體實施時可以參照以下數(shù)據(jù)：Ⅰ類圍巖5～10m（洞室跨度大于15m時取下限）,Ⅱ～Ⅲ類圍巖10～20m，Ⅳ～Ⅵ類圍巖50～100m。水平凈空周邊收斂監(jiān)控量測目前多采用各種類型的坑道收斂計，主要由帶孔鋼尺和讀數(shù)裝置構(gòu)成。目前常用的是百分表讀數(shù)收斂計，但由于讀數(shù)不夠穩(wěn)定，將被數(shù)顯式收斂計所取代。圖42是SD1型數(shù)顯收斂計的結(jié)構(gòu)示意圖。圖42 SD1型數(shù)顯收斂計的結(jié)構(gòu)示意圖 表42 監(jiān)控量測頻率表位移變化速率（mm/d）距工作面距離監(jiān)控量測頻率＞10＜每天1～2次5～10～每天1次1～5～每兩天1次＜1＞每周1次注:表中D為洞室開挖跨度。水平凈空周邊收斂監(jiān)控量測方法比較簡單，即通過監(jiān)控量測布設(shè)于洞室周邊上兩固定點在不同時間的凈長L，求出兩次監(jiān)控量測的變化量?L，即為此處圍巖