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二、淺埋暗挖法的前提條件選用淺埋暗挖法應(yīng)考慮的基本條件有:首先,淺埋暗挖法不允許帶水作業(yè)。如果含水地層達(dá)不到疏干,帶水作業(yè)是非常危險(xiǎn)的。開(kāi)挖面的穩(wěn)定性時(shí)刻受到水的威脅,甚至發(fā)生塌方。把地下水,尤其是上層滯水處理好是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié),它直接影響淺埋暗挖法的成敗。二、淺埋暗挖法的前提條件選用淺埋暗挖法應(yīng)考慮的基本條件有:1第二,采用淺埋暗挖法要求開(kāi)挖面具有一定的自立性和穩(wěn)定性。1997年日本土木學(xué)會(huì)曾提出開(kāi)挖工作面土體穩(wěn)定的定量判別標(biāo)準(zhǔn):土體中的細(xì)顆粒(小于74μm)含量小或等于10%,且均勻系數(shù)Uc小于或等于5的土體,不具備自立性。我國(guó)對(duì)于土體的自立性還未作出定量規(guī)定,但從定性上提出了要求:工作面土體的自立時(shí)間,應(yīng)足以進(jìn)行必要的初期支護(hù)作業(yè)。我們把開(kāi)挖面前方對(duì)底層的預(yù)加固和預(yù)處理是為淺埋暗挖法的必要前提,目的就在于加強(qiáng)開(kāi)挖面的穩(wěn)定性,增加施工的安全性。第二,采用淺埋暗挖法要求開(kāi)挖面具有一定的自立性和穩(wěn)定性。192三、淺埋暗挖法的基本經(jīng)驗(yàn)鐵道部隧道工程局就復(fù)興門(mén)折返線工程總結(jié)的十八字訣,即管超前、嚴(yán)注漿、短開(kāi)挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測(cè),基本上概括了淺埋暗挖法的施工工藝要求和施工經(jīng)驗(yàn)。三、淺埋暗挖法的基本經(jīng)驗(yàn)鐵道部隧道工程局就復(fù)興門(mén)折返線工程總3(1)底層的預(yù)加固和預(yù)處理
開(kāi)挖面土體穩(wěn)定是采用淺埋暗挖法的基本條件。當(dāng)土體難以達(dá)到所需的穩(wěn)定條件時(shí),必須通過(guò)地層預(yù)加固和預(yù)處理,來(lái)提高開(kāi)挖面土體的自立性和穩(wěn)定性。降低地下水位一方面可達(dá)到無(wú)水施工,另一方面可以改善土體的物理力學(xué)特性。經(jīng)常采用的預(yù)加固和預(yù)處理的措施有超前小導(dǎo)管注漿、工作面前方深孔注漿和大管棚超前支護(hù)。視具體情況可單獨(dú)使用,也可以配合使用。(1)底層的預(yù)加固和預(yù)處理4(2)隧道開(kāi)挖和初期支護(hù)
把“隧道開(kāi)挖”和“初期支護(hù)”寫(xiě)成一個(gè)小標(biāo)題,就是想強(qiáng)調(diào)“隨開(kāi)挖、隨支護(hù)”的基本原則。如何利用土體有限的自立時(shí)間進(jìn)行開(kāi)挖和支護(hù)作業(yè),使土體開(kāi)挖后暴露的時(shí)間盡可能短,是初期支護(hù)盡早封閉成環(huán)。就這一意義上說(shuō),選擇適當(dāng)?shù)拈_(kāi)挖方法就顯得十分重要。根據(jù)土體的穩(wěn)定性和隧道斷面大小可以選用短臺(tái)階法開(kāi)挖,或帶臨時(shí)仰拱的長(zhǎng)臺(tái)階法開(kāi)挖。對(duì)于斷面較大的隧道,考慮分部開(kāi)挖、分部支護(hù)和封閉成環(huán)的需要,選擇中隔壁法(CD法),交叉隔壁法(CRD法)和側(cè)壁導(dǎo)坑法(眼鏡法)等。每次開(kāi)挖循環(huán),以“短進(jìn)尺”為原則。為了保持開(kāi)挖面的穩(wěn)定,采用弧形導(dǎo)坑留核心土的開(kāi)挖方法,使開(kāi)挖面得到核心土的支撐。(2)隧道開(kāi)挖和初期支護(hù)5淺埋暗挖法常用的初期支護(hù)形式是鋼筋格柵、鋼筋網(wǎng)和噴混凝土,淺埋暗挖法要求初期支護(hù)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的合理范圍內(nèi),盡可能減小初期支護(hù)的變形量,目的是控制土體位移,減少地表沉降。之所以廣泛采用鋼筋格柵,其原因一方面是因?yàn)殇摻罡駯排c噴混凝土能緊密結(jié)合,另一方面是因?yàn)殇摻罡駯旁谄囱b成環(huán)后,具有一定的強(qiáng)度和剛度,在噴混凝土尚未具備足夠強(qiáng)度之前,鋼筋格柵可以單獨(dú)承擔(dān)來(lái)自土層的一部分荷載。有的施工指南要求鋼筋格柵承受2-4m的土柱壓力,也是基于這方面的考慮。淺埋暗挖法常用的初期支護(hù)形式是鋼筋格柵、鋼筋網(wǎng)和噴混凝土,淺6(3)二次襯砌
淺埋暗挖法通常采用模筑混凝土作為二次襯砌材料,它既是提高初期支護(hù)強(qiáng)度和剛度,增加初期支護(hù)安全儲(chǔ)備的需要,也是支撐中間的防水隔離層、承受水壓力的需要,一般通過(guò)監(jiān)控測(cè)量,證明初期支護(hù)基本穩(wěn)定,防水層鋪設(shè)完畢經(jīng)隱蔽工程檢查合格后,可以開(kāi)始灌注二次襯砌。如果隧道斷面較大,等待初期支護(hù)變形達(dá)到基本穩(wěn)定需要很長(zhǎng)時(shí)間,也可提前施做二次襯砌,這時(shí)的二次襯砌將要承受初期支護(hù)變形傳來(lái)的壓力。(3)二次襯砌7(4)監(jiān)控測(cè)量
利用監(jiān)控量測(cè)獲得的信息指導(dǎo)施工,這是淺埋暗挖法施工中必不可少的一個(gè)組成部分,地表位移、拱頂下沉、隧道周邊收斂等量測(cè)項(xiàng)目常被選為監(jiān)控量測(cè)的必測(cè)項(xiàng)目,而土壓力土體位移、支護(hù)應(yīng)力等可作為選側(cè)項(xiàng)目。
當(dāng)測(cè)點(diǎn)的位移時(shí)間曲線變化率呈明顯收斂趨勢(shì),隧道水平收斂變化率小于0.2mm/d,拱頂下沉變化率小于0.1mm/d,而且所測(cè)的位移值大于預(yù)計(jì)總位移值的80%以上時(shí),可以認(rèn)為隧道達(dá)到基本穩(wěn)定。如果測(cè)點(diǎn)的位移時(shí)間曲線長(zhǎng)時(shí)間不收斂,甚至有增大的趨勢(shì),或者發(fā)現(xiàn)初期支護(hù)有明顯的開(kāi)裂破壞痕跡,綜合分析這些現(xiàn)象,可以將其作為隧道失穩(wěn)前兆的依據(jù),必須及時(shí)采取應(yīng)急加固措施。量測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)隧道支護(hù)的受力變形狀態(tài)起著重要的監(jiān)控作用,量測(cè)數(shù)據(jù)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性應(yīng)予以足夠重視。(4)監(jiān)控測(cè)量8四、暗挖區(qū)間隧道標(biāo)準(zhǔn)斷面施工方法及需注意的幾個(gè)問(wèn)題1.暗挖區(qū)間標(biāo)準(zhǔn)斷面
地鐵區(qū)間隧道除個(gè)別特殊地段外,一般均采用單線馬蹄形曲墻斷面形式。四、暗挖區(qū)間隧道標(biāo)準(zhǔn)斷面施工方法及需注意的幾個(gè)問(wèn)題1.暗挖區(qū)92.超前支護(hù)施工
結(jié)合具體地質(zhì)條件和開(kāi)挖面的穩(wěn)定情況,一般選擇小導(dǎo)管注漿(圖2)作為主要的超前支護(hù)手段。2.超前支護(hù)施工10小導(dǎo)管采用φ42mm,長(zhǎng)2.5—3.5mm,外插角10—15°,環(huán)向間距為25—32cm,搭接1.5m。
注漿漿液需根據(jù)具體地質(zhì)條件選用,或用單液水泥注漿,或用水泥玻璃雙液注漿,或用改性水玻璃漿注漿。注漿漿液的選擇,配比、壓力的確定必須經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)決定。目前工程中常出現(xiàn)的問(wèn)題有:(1)注漿漿液配比及參數(shù)既無(wú)控制,注漿效果又不作嚴(yán)格檢查,甚至只設(shè)管不注漿,結(jié)果影響開(kāi)挖后開(kāi)挖面的土體穩(wěn)定。(2)外插角過(guò)大,沿拱架內(nèi)緣斜插下一拱架外緣,但外插角近30°--40°。小導(dǎo)管下方土體坍塌,影響開(kāi)挖面的穩(wěn)定。小導(dǎo)管采用φ42mm,長(zhǎng)2.5—3.5mm,外11由曲線可知隧道開(kāi)挖臨近并到達(dá)測(cè)點(diǎn)里程時(shí),地面沉降急劇加大,曲線陡峭,最大沉降速率達(dá)2.施工過(guò)程中嚴(yán)格遵循“小步距,快封閉”的準(zhǔn)則。(2)噴射混凝土不密實(shí)。我們有些個(gè)別工程施工組織設(shè)計(jì)既無(wú)周密的監(jiān)控量測(cè)措施,為加快施工進(jìn)度,又不采用間隔拆除長(zhǎng)度是十分危險(xiǎn)的。地鐵區(qū)間隧道除個(gè)別特殊地段外,一般均采用單線馬蹄形曲墻斷面形式。隧道在復(fù)雜條件下施工,必須建立起周密的監(jiān)測(cè)系統(tǒng),實(shí)行信息化施工。(1)格柵拱架制作不合規(guī)范要求。如果含水地層達(dá)不到疏干,帶水作業(yè)是非常危險(xiǎn)的。①未封閉成環(huán)的初期支護(hù)是一個(gè)不穩(wěn)定結(jié)構(gòu),長(zhǎng)時(shí)間隧道處于不穩(wěn)定支護(hù)體系是很危險(xiǎn)的。1997年日本土木學(xué)會(huì)曾提出開(kāi)挖工作面土體穩(wěn)定的定量判別標(biāo)準(zhǔn):土體中的細(xì)顆粒(小于74μm)含量小或等于10%,且均勻系數(shù)Uc小于或等于5的土體,不具備自立性。必須對(duì)制定相應(yīng)對(duì)策提供可靠依據(jù)。管道內(nèi)的水(特別是有壓上水)沖入隧道,對(duì)隧道形成第二次沖擊。開(kāi)挖面土體穩(wěn)定是采用淺埋暗挖法的基本條件。在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的合理范圍內(nèi),盡可能減小初期支護(hù)的變形量,目的是控制土體位移,減少地表沉降。當(dāng)測(cè)點(diǎn)的位移時(shí)間曲線變化率呈明顯收斂趨勢(shì),隧道水平收斂變化率小于0.量測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)隧道支護(hù)的受力變形狀態(tài)起著重要的監(jiān)控作用,量測(cè)數(shù)據(jù)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性應(yīng)予以足夠重視。(1)臨時(shí)隔墻及仰拱的施作質(zhì)量。如果測(cè)點(diǎn)的位移時(shí)間曲線長(zhǎng)時(shí)間不收斂,甚至有增大的趨勢(shì),或者發(fā)現(xiàn)初期支護(hù)有明顯的開(kāi)裂破壞痕跡,綜合分析這些現(xiàn)象,可以將其作為隧道失穩(wěn)前兆的依據(jù),必須及時(shí)采取應(yīng)急加固措施。施工過(guò)程中嚴(yán)格遵循“小步距,快封閉”的準(zhǔn)則。在開(kāi)挖以后,土體自承穩(wěn)定的時(shí)間極短,在噴射混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度以前,格柵拱架是主要支撐結(jié)構(gòu),因此規(guī)范要求拱架能單獨(dú)承受2—4m土體荷載并密貼土體。3.短臺(tái)階法開(kāi)挖與支護(hù)
隧道凈高6.0m,凈寬5.6m。對(duì)于一般地層常采用短階法開(kāi)挖,上臺(tái)階長(zhǎng)不超過(guò)1倍洞徑,并留有2m以上的核心土。后方開(kāi)挖中層土,并施作仰拱。(1)留核心土的目的,一方面可以抑制開(kāi)挖面的變形,保持土體穩(wěn)定,另一方面可以壓縮拱部開(kāi)挖土方時(shí)間,盡早在有限空間架設(shè)拱部柵拱架,并噴射混凝土,盡早完成拱部初期支護(hù)。
(2)采用臺(tái)階的目的,一方面利用臺(tái)階的土壓力支擋前方工作面,保持開(kāi)挖面穩(wěn)定,另一方面利用臺(tái)階便于人工開(kāi)挖。(3)采用短臺(tái)階的目的,一方面便于人工翻碴,另一方面可以盡快開(kāi)挖中層土方,便于盡早施作邊墻支護(hù)和封閉仰拱,盡早使初期支護(hù)形成封閉的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。由曲線可知隧道開(kāi)挖臨近并到達(dá)測(cè)點(diǎn)里程時(shí),地面沉降急劇加大,曲12但是目前有些工地施工存在的問(wèn)題是:(1)格柵拱架制作不合規(guī)范要求。在開(kāi)挖以后,土體自承穩(wěn)定的時(shí)間極短,在噴射混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度以前,格柵拱架是主要支撐結(jié)構(gòu),因此規(guī)范要求拱架能單獨(dú)承受2—4m土體荷載并密貼土體。最早由德國(guó)引進(jìn)的圖紙,在四根鋼筋之間用8字結(jié)連接,以后為了簡(jiǎn)化作成斜向連接,再以后斜向連接筋隨便點(diǎn)焊上,把拱架作為構(gòu)造鋼筋處理。這是非常危險(xiǎn)的。正是因?yàn)槿绱耍?guī)范對(duì)拱架作出嚴(yán)格要求。除此之外,拱架基礎(chǔ)必須支牢,必要時(shí)設(shè)置斜向支撐注漿錨管。但是目前有些工地施工存在的問(wèn)題是:13(2)噴射混凝土不密實(shí)。鋼筋密集地段實(shí)施噴射混凝土是一件比較困難的事,回彈大,而且鋼筋背后不密實(shí)。所以規(guī)范對(duì)雙層鋼筋網(wǎng)噴射混凝土必須噴完一層再掛第二層網(wǎng)噴第二層。掛在格柵表面噴混凝土要清除后再噴,不然鋼筋背后是無(wú)法噴實(shí)的。不密實(shí)的初期支護(hù)存在嚴(yán)重隱患,而且地下水銹蝕鋼筋,影響初期支護(hù)的壽命。(2)噴射混凝土不密實(shí)。14(3)短臺(tái)階過(guò)長(zhǎng)。前面已經(jīng)介紹了用短臺(tái)階的理由,但是有些工地運(yùn)土車(chē)上了臺(tái)階以后,取消了人工翻土的作用。為了便于布置人力,往往將臺(tái)階拉得過(guò)長(zhǎng),臺(tái)階拉得過(guò)長(zhǎng),結(jié)果是:①未封閉成環(huán)的初期支護(hù)是一個(gè)不穩(wěn)定結(jié)構(gòu),長(zhǎng)時(shí)間隧道處于不穩(wěn)定支護(hù)體系是很危險(xiǎn)的。②半拱初期支護(hù)基礎(chǔ)支撐在土體上,土體不可能提供足夠的支撐力。半拱處于懸臂狀態(tài),懸臂過(guò)長(zhǎng),端頭下沉,懸臂過(guò)長(zhǎng)將會(huì)造成拱部拉裂,這在國(guó)外曾發(fā)生過(guò)事故,造成嚴(yán)重后果。
③臺(tái)階過(guò)長(zhǎng)拖后了中層土體開(kāi)挖,也拖后了封閉仰拱時(shí)間,結(jié)果至少將導(dǎo)致隧道變形過(guò)大,地表下沉量過(guò)大,由此,十八字訣中“短開(kāi)挖,強(qiáng)支護(hù),快封閉”就是這么出來(lái)的。(3)短臺(tái)階過(guò)長(zhǎng)。154.小結(jié)①采用超前小導(dǎo)管注漿是防止工作面失穩(wěn)及控制地面下沉的重要措施,小導(dǎo)管必須與鋼拱架聯(lián)結(jié)。
②嚴(yán)格控制格柵鋼架的安裝質(zhì)量,保證鋼架平面垂直隧道中線,水平、高程、左右誤差應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求和規(guī)范要求,在拱腳處應(yīng)設(shè)置能注漿的錨管,這是防止拱部垂直位移的關(guān)鍵。
③采用環(huán)形開(kāi)挖,留核心土,可保證工作面穩(wěn)定,核心土的尺寸在縱向要大于2m。對(duì)不良地層,要及時(shí)用噴射混凝土封閉工作面,做到開(kāi)挖后,土體損失系數(shù)最小。4.小結(jié)16④?chē)?yán)格控制每循環(huán)的進(jìn)尺,一般為0.5—0.75m,因?yàn)楣安烤植康奶叨纫话闶沁M(jìn)尺長(zhǎng)度的1/2。⑤控制臺(tái)階長(zhǎng)度,充分利用地層縱向承載拱的作用。量測(cè)證明:對(duì)于軟弱地層,臺(tái)階長(zhǎng)度超過(guò)1倍洞徑,就要及時(shí)閉臨時(shí)仰拱。
⑥及時(shí)進(jìn)行初期支護(hù)。當(dāng)開(kāi)挖完成以后,必須及時(shí)架立拱架。拱架與地層之間要緊密接觸,以防地層松弛。隨后掛網(wǎng)、焊接。從開(kāi)挖到施噴混凝土的時(shí)間不應(yīng)超過(guò)土體的自穩(wěn)時(shí)間。工序的拖長(zhǎng)、工序的銜接不緊,是造成塌方、下沉的最大隱患。④?chē)?yán)格控制每循環(huán)的進(jìn)尺,一般為0.5—0.75m,因?yàn)?7⑦由于地層穩(wěn)定性差,在噴層與地層間經(jīng)常出現(xiàn)空隙。該空隙多發(fā)生在拱頂附近的拱腳處,所以背后充填注漿非常重要,該工序應(yīng)緊跟工作面進(jìn)行。
⑧系統(tǒng)地進(jìn)行初期周?chē)?—3m土體的固結(jié)注漿,是克服土壤長(zhǎng)期流變引起地表下沉的最好方法。⑦由于地層穩(wěn)定性差,在噴層與地層間經(jīng)常出現(xiàn)空隙。該空隙18五、平頂直墻淺埋暗挖施工技術(shù)雖然地下工程采用拱結(jié)構(gòu)的手里條件最佳,但是區(qū)間隧道受頂部管路或地下構(gòu)筑物的影響,無(wú)法采用拱結(jié)構(gòu),在“復(fù)一八”線工程開(kāi)始研究采用平頂直墻矩形隧道結(jié)構(gòu),平頂直墻淺埋暗挖施工法。現(xiàn)通過(guò)“復(fù)一八”線熱電廠到八王墳區(qū)間的283m的雙跨矩形區(qū)間隧道工程為例,介紹這種工法的主要特點(diǎn)。五、平頂直墻淺埋暗挖施工技術(shù)雖然地下工程采用拱結(jié)構(gòu)的手里條件191.工程概況該隧道外輪廓尺寸為10.87×6.22m。通過(guò)的地層為粘質(zhì)粉土,粉砂,粘質(zhì)粉土,結(jié)構(gòu)在地下水位以下。隧道頂部橫向有11條管路,沿隧道縱向10條管線,管線埋設(shè)較深無(wú)法采用拱形結(jié)構(gòu),地下管線又無(wú)法遷移拆除,被迫不得不采用平頂淺埋暗挖施工技術(shù)。1.工程概況202.平頂直墻淺埋暗挖施工技術(shù)和工藝(1)隧道的斷面結(jié)構(gòu)
隧道采用雙跨矩形隧道,中間為鋼筋混凝土隔墻,設(shè)初期支護(hù)及二次襯砌,兩層間設(shè)柔性防水層,如圖3所示。2.平頂直墻淺埋暗挖施工技術(shù)和工藝21(2)施工技術(shù)措施①隧道初期支護(hù)毛洞全斷面分為3個(gè)洞室。為增大洞室立墻的側(cè)向穩(wěn)定,減小地表沉降,貫徹快封閉的暗挖原則,邊洞的立墻中央增設(shè)水平中隔板,即初期支護(hù)斷面由兩個(gè)相距一定距離的“日”字形組成。施工時(shí)3個(gè)洞室相互錯(cuò)開(kāi)15m(見(jiàn)圖4)。施工順序采取先邊洞、后中洞的開(kāi)挖步序;每洞的掘進(jìn)均采用保留核心土的短臺(tái)階開(kāi)挖方法;施工過(guò)程中嚴(yán)格遵循“小步距,快封閉”的準(zhǔn)則。(2)施工技術(shù)措施22為了保持開(kāi)挖面的穩(wěn)定,采用弧形導(dǎo)坑留核心土的開(kāi)挖方法,使開(kāi)挖面得到核心土的支撐。當(dāng)然加大臨時(shí)隔墻的跨度,可以減少?gòu)U棄工程量,加大作業(yè)面,施工當(dāng)然方便,但是對(duì)于平頂直墻隧道施工是非常危險(xiǎn)的。由于區(qū)間設(shè)置渡線,一些渡線的隧道寬度達(dá)到14.事故的教訓(xùn)給我們的啟示是,探明開(kāi)挖面前方的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)工作是非常重要的,一般采用洛陽(yáng)鏟簡(jiǎn)單工具應(yīng)能大致了解到前方的土質(zhì)和含水情況。在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的合理范圍內(nèi),盡可能減小初期支護(hù)的變形量,目的是控制土體位移,減少地表沉降。二、淺埋暗挖法的前提條件③ 針對(duì)局部薄弱斷面區(qū)段,提前施作二襯,提高支護(hù)襯砌結(jié)構(gòu)剛度。把“隧道開(kāi)挖”和“初期支護(hù)”寫(xiě)成一個(gè)小標(biāo)題,就是想強(qiáng)調(diào)“隨開(kāi)挖、隨支護(hù)”的基本原則。①隧道初期支護(hù)毛洞全斷面分為3個(gè)洞室。大斷面隧道分隔成小斷面隧道,每個(gè)小隧道的初期支護(hù)都是封閉成環(huán),都是穩(wěn)定的。(4)平頂直墻淺埋暗挖法施工容易發(fā)生的問(wèn)題:從開(kāi)挖到施噴混凝土的時(shí)間不應(yīng)超過(guò)土體的自穩(wěn)時(shí)間。必須對(duì)制定相應(yīng)對(duì)策提供可靠依據(jù)。④二襯施工(見(jiàn)圖6),先做中洞范圍內(nèi)的中墻和頂?shù)装褰Y(jié)構(gòu)鋼筋混凝土,此時(shí)無(wú)力的轉(zhuǎn)換,然后分檔拆除中墻初期支護(hù)臨時(shí)結(jié)構(gòu),完成初期支護(hù)和二襯力的轉(zhuǎn)換。量測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)隧道支護(hù)的受力變形狀態(tài)起著重要的監(jiān)控作用,量測(cè)數(shù)據(jù)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性應(yīng)予以足夠重視。在開(kāi)挖以后,土體自承穩(wěn)定的時(shí)間極短,在噴射混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度以前,格柵拱架是主要支撐結(jié)構(gòu),因此規(guī)范要求拱架能單獨(dú)承受2—4m土體荷載并密貼土體。2、側(cè)壁導(dǎo)坑施工法(眼鏡工法)③ 針對(duì)局部薄弱斷面區(qū)段,提前施作二襯,提高支護(hù)襯砌結(jié)構(gòu)剛度。量測(cè)證明:對(duì)于軟弱地層,臺(tái)階長(zhǎng)度超過(guò)1倍洞徑,就要及時(shí)閉臨時(shí)仰拱。鋼筋密集地段實(shí)施噴射混凝土是一件比較困難的事,回彈大,而且鋼筋背后不密實(shí)。②隧道北側(cè)靠熱電廠循環(huán)渠段長(zhǎng)約120m,施工期間水渠不能斷流。因該側(cè)土體長(zhǎng)期受水浸泡,處于飽和狀態(tài),為確保施工期間該側(cè)土體的穩(wěn)定和隧道范圍的安全并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,采用深層攪拌樁加固鄰河側(cè)土體,并采用井點(diǎn)降水。降水是將降水井打在隧道范圍內(nèi),待開(kāi)挖到降水井時(shí)將其破除,從而控制地下水位低于結(jié)構(gòu)底板;同時(shí)土方開(kāi)挖前在掌子面施作前超前探孔,探測(cè)掌子面前方4-6m內(nèi)土體的含水率和土質(zhì)變化情況,及時(shí)采取措施消除安全隱患。為了保持開(kāi)挖面的穩(wěn)定,采用弧形導(dǎo)坑留核心土的開(kāi)挖方法,使開(kāi)挖23③初期支護(hù)和二襯之間鋪設(shè)柔性防水層。防水層材料選用抗拉強(qiáng)度大、延伸性、拉裂性、耐破損性和施工性良好的ECB防水卷材。吸取以往平頂直墻暗挖施工防水層未封閉成環(huán)造成結(jié)構(gòu)滲漏的教訓(xùn),采取先做中洞范圍頂?shù)装宸浪畬硬㈩A(yù)留防水層的搭接長(zhǎng)度,拆除初支臨時(shí)結(jié)構(gòu)時(shí)做好防水層的保護(hù),施作邊洞邊水層是將預(yù)留的防水層搭接頭展開(kāi)與后敷設(shè)的防水層焊牢,從而實(shí)現(xiàn)防水層封閉成環(huán)(見(jiàn)圖5)。③初期支護(hù)和二襯之間鋪設(shè)柔性防水層。防水層材料選用抗拉強(qiáng)度大24施工時(shí)為保護(hù)ECB防水層級(jí)保證二襯鋼筋搭接質(zhì)量,二襯中隔墻頂、底板鋼筋均采用錐螺紋連接,獲得良好效果。施工時(shí)為保護(hù)ECB防水層級(jí)保證二襯鋼筋搭接質(zhì)量,二襯中隔墻頂25④二襯施工(見(jiàn)圖6),先做中洞范圍內(nèi)的中墻和頂?shù)装褰Y(jié)構(gòu)鋼筋混凝土,此時(shí)無(wú)力的轉(zhuǎn)換,然后分檔拆除中墻初期支護(hù)臨時(shí)結(jié)構(gòu),完成初期支護(hù)和二襯力的轉(zhuǎn)換。設(shè)計(jì)要求初期支護(hù)破除每段不超過(guò)6m,間隔進(jìn)行。④二襯施工(見(jiàn)圖6),先做中洞范圍內(nèi)的中墻和頂?shù)装褰Y(jié)構(gòu)鋼筋混26由于需給防水和二襯鋼筋留下1.5m的搭接量,因而每段二襯混凝土施工只有4.5m長(zhǎng),工程進(jìn)度緩慢、施工縫多。為此,在施工過(guò)程中做了試驗(yàn),即逐漸增加每段初期支護(hù)破除的長(zhǎng)度,同時(shí)密切監(jiān)測(cè)鋼格柵應(yīng)力和地表沉降量。根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù),一次破除6m、8m、10m、12m時(shí),頂部鋼筋應(yīng)力分別為9.8kN、10.0kN、10.1kN、10.3kN,地表沉降差0.1mm。根據(jù)頂部鋼筋應(yīng)力設(shè)計(jì)允許值10.2kN的指標(biāo),確定每段初期支護(hù)破除長(zhǎng)度為10m,大大的提高了工效。由于需給防水和二襯鋼筋留下1.5m的搭接量,因而每段二襯混凝27(3)監(jiān)控量測(cè)反饋信息。隧道在復(fù)雜條件下施工,必須建立起周密的監(jiān)測(cè)系統(tǒng),實(shí)行信息化施工。熱一八區(qū)間平頂直墻施工段的主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目為:地表下沉量測(cè)、頂板下沉量測(cè)、結(jié)構(gòu)凈空收斂量測(cè)和鋼筋應(yīng)力量測(cè)。為實(shí)現(xiàn)各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目,建立了量測(cè)組織機(jī)構(gòu),配備了必要的儀器設(shè)備。通過(guò)對(duì)施工中量測(cè)所得到數(shù)據(jù)的處理和分析,得出了如下結(jié)論:
(3)監(jiān)控量測(cè)反饋信息。28隨著隧道的掘進(jìn),地表沉降呈現(xiàn)規(guī)律性的變化,如圖7所示。由曲線可知隧道開(kāi)挖臨近并到達(dá)測(cè)點(diǎn)里程時(shí),地面沉降急劇加大,曲線陡峭,最大沉降速率達(dá)2.60mm/d,最大沉降量為28.5mm。當(dāng)隧道開(kāi)挖通過(guò)測(cè)點(diǎn)斷面一定距離,初期支護(hù)結(jié)構(gòu)施工完畢并已封閉成環(huán),地表下沉速度減慢,曲線變緩。隨著隧道的掘進(jìn),地表沉降呈現(xiàn)規(guī)律性的變化,如圖7所示。由曲線29
在二次結(jié)構(gòu)施工前,拆除中墻臨時(shí)支撐時(shí)由于結(jié)構(gòu)頂部發(fā)生繞度變形,引起地表沉降,最大的沉降量可達(dá)14.9mm,如圖8.
從量測(cè)結(jié)果可以看出,由于臨時(shí)支撐的存在,變大跨度結(jié)構(gòu)為小跨度結(jié)構(gòu),增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)剛度,從而有效的控制了土體位移及頂板下沉。臨時(shí)支撐拆除后,頂板再次下沉,但其變形在結(jié)構(gòu)變形允許范圍之內(nèi)。
在二次結(jié)構(gòu)施工前,拆除中墻臨時(shí)支撐時(shí)由于結(jié)構(gòu)30結(jié)構(gòu)應(yīng)力量測(cè)采用埋入式JXG-I型鋼筋應(yīng)力傳感器和SS-Ⅱ型袖珍數(shù)字式鋼弦頻率接收儀。初期支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力測(cè)試結(jié)果表明,各測(cè)點(diǎn)應(yīng)力值均小于鋼筋允許應(yīng)力。鋼筋應(yīng)力隨掌子面的遠(yuǎn)去而逐漸趨于穩(wěn)定。二襯施工時(shí),通過(guò)逐漸增加每段初期支護(hù)破除的長(zhǎng)度并測(cè)量鋼格柵應(yīng)力的試驗(yàn),將每段二襯施工的長(zhǎng)度由設(shè)計(jì)的6m提高到10m,在確保安全的條件下大大的提高了工效,充分體現(xiàn)了監(jiān)控量測(cè)對(duì)施工和設(shè)計(jì)的指導(dǎo)作用。淺埋暗挖法修建地鐵區(qū)間隧道施工技術(shù)及安全管理課件31(4)平頂直墻淺埋暗挖法施工容易發(fā)生的問(wèn)題:
①平頂直墻矩形隧道的臨時(shí)隔墻分塊太大。應(yīng)該看到平頂直墻矩形斷面是受環(huán)境制約,迫不得已采用的一種受力條件不太理想的一種結(jié)構(gòu)形式,薄板承受彎矩能力差,因此要化大跨為小跨,臨時(shí)隔墻間距不能太大。上述工程實(shí)例,臨時(shí)隔墻跨度控制在3.4m是合適的。我們十號(hào)線某車(chē)站施工組織平面設(shè)計(jì)中平頂直墻段,總寬為22m,臨時(shí)隔墻將隧道分為4塊,隔墻間距達(dá)到5.5m,采用35cm厚的初期支護(hù),不知該設(shè)計(jì)是否做過(guò)驗(yàn)算,至少目前為止,平頂直墻隧道這么大跨度的工程實(shí)例還未聽(tīng)到過(guò)。當(dāng)然加大臨時(shí)隔墻的跨度,可以減少?gòu)U棄工程量,加大作業(yè)面,施工當(dāng)然方便,但是對(duì)于平頂直墻隧道施工是非常危險(xiǎn)的。按照化大跨為小跨的原則,目前的工程經(jīng)驗(yàn),隔墻間距一般不宜超過(guò)4m,隧道埋深越深,項(xiàng)部荷載越大,隔墻間距的選擇越要十分慎重。(4)平頂直墻淺埋暗挖法施工容易發(fā)生的問(wèn)題:32②二襯施工時(shí),臨時(shí)隔墻拆除順序二襯施工階段臨時(shí)隔墻拆除時(shí)比較重要,也是比較容易出現(xiàn)問(wèn)題的一個(gè)階段。上述工程通過(guò)監(jiān)控量測(cè)逐步調(diào)整臨時(shí)隔墻拆除的間隔長(zhǎng)度和順序。我們有些個(gè)別工程施工組織設(shè)計(jì)既無(wú)周密的監(jiān)控量測(cè)措施,為加快施工進(jìn)度,又不采用間隔拆除長(zhǎng)度是十分危險(xiǎn)的。③二襯背后及時(shí)充填注漿二襯施工以后,及時(shí)背后回填注漿及注漿質(zhì)量是十分重要的。尤其二襯頂板背后,如留存空隙,當(dāng)隔墻拆除時(shí),地層和初期支護(hù)外荷載不能實(shí)現(xiàn)平靜的應(yīng)力重分布,荷載轉(zhuǎn)由二襯承受,而是發(fā)生突然下沉出現(xiàn)沖擊荷載壓在二襯上,這一結(jié)果不但二襯承受設(shè)計(jì)外的沖擊荷載,而且加大地表沉降量,對(duì)工程十分不利。②二襯施工時(shí),臨時(shí)隔墻拆除順序33六、大跨度區(qū)間隧道施工技術(shù)1、大跨度隧道中隔墻施工法(CD法)和交叉隔墻法(CRD法)區(qū)間隧道受線路平面布置的影響,有些區(qū)段采用雙線隧道方案。這時(shí)的隧道凈跨將達(dá)到12m,凈高達(dá)到8m。如果仍采用前面介紹的短臺(tái)階施工技術(shù)或長(zhǎng)臺(tái)階施工技術(shù),則臺(tái)階上部弧形導(dǎo)坑的弧度十分平緩,矢高比非常不合理,直接影響到拱部土體的穩(wěn)定。平拱拱腳水平推力大,拱頂下沉過(guò)大,甚至坍塌??缍仍酱髥?wèn)題越嚴(yán)重,所以跨度超過(guò)7m以上的隧道就要選擇中隔墻(CD法),如果跨度再大,隧道高度再高,高隔墻難于保護(hù)穩(wěn)定時(shí),中間必須加設(shè)臨時(shí)仰拱,這種施工方法叫CRD法,即交叉中隔墻法。大斷面隧道分隔成小斷面隧道,每個(gè)小隧道的初期支護(hù)都是封閉成環(huán),都是穩(wěn)定的。按一定順序開(kāi)挖支護(hù)好的小斷面隧道最終匯成一個(gè)大斷面隧道。臨時(shí)隔墻與臨時(shí)仰拱對(duì)大斷面隧道的穩(wěn)定起十分重要作用。六、大跨度區(qū)間隧道施工技術(shù)1、大跨度隧道中隔墻施工法(CD34二次襯砌施工時(shí),需要拆除臨時(shí)隔墻及仰拱,如何拆除,如何選擇拆除順序,如何確定拆除段長(zhǎng)是十分關(guān)鍵的。中隔墻法或交叉隔墻法實(shí)施中需要注意幾個(gè)問(wèn)題:(1)臨時(shí)隔墻及仰拱的施作質(zhì)量。中隔墻及仰拱雖然都是臨時(shí)結(jié)構(gòu),獎(jiǎng)勵(lì)啊都需要拆除,但隧道的施工過(guò)程中,在隧道初期支護(hù)尚未完全封閉以前,是系統(tǒng)的重要受力結(jié)構(gòu)的一部分。切不可以認(rèn)為是臨時(shí)支護(hù)而草率施工,造成不良后果。二次襯砌施工時(shí),需要拆除臨時(shí)隔墻及仰拱,如何拆35(2)二襯施工時(shí)要正確選擇臨時(shí)結(jié)構(gòu)的拆除順序及相應(yīng)工藝,需要采用監(jiān)測(cè)手段進(jìn)行有效監(jiān)控。有些施組中對(duì)此選擇方案不當(dāng),采用通長(zhǎng)拆除通長(zhǎng)施作二襯,雖然施工便于安排,但危險(xiǎn)性大。一般選擇跳段拆除,跳段施作二襯。雖然施工麻煩一些,但利用空間拱效應(yīng),對(duì)隧道的穩(wěn)定有利。(3)大斷面隧道水平推力大,開(kāi)挖支護(hù)后的背后地層注漿的及時(shí)性及充填密實(shí)性是十分重要的,需要切實(shí)掌握。(2)二襯施工時(shí)要正確選擇臨時(shí)結(jié)構(gòu)的拆除順序及相應(yīng)工藝,需要36③臺(tái)階過(guò)長(zhǎng)拖后了中層土體開(kāi)挖,也拖后了封閉仰拱時(shí)間,結(jié)果至少將導(dǎo)致隧道變形過(guò)大,地表下沉量過(guò)大,由此,十八字訣中“短開(kāi)挖,強(qiáng)支護(hù),快封閉”就是這么出來(lái)的。①未封閉成環(huán)的初期支護(hù)是一個(gè)不穩(wěn)定結(jié)構(gòu),長(zhǎng)時(shí)間隧道處于不穩(wěn)定支護(hù)體系是很危險(xiǎn)的。掛在格柵表面噴混凝土要清除后再噴,不然鋼筋背后是無(wú)法噴實(shí)的。前面已經(jīng)介紹了用短臺(tái)階的理由,但是有些工地運(yùn)土車(chē)上了臺(tái)階以后,取消了人工翻土的作用。平拱拱腳水平推力大,拱頂下沉過(guò)大,甚至坍塌。諸多工程都訓(xùn)使同行們?nèi)〉霉沧R(shí),——無(wú)水施工是淺埋暗挖法的前提條件。因該側(cè)土體長(zhǎng)期受水浸泡,處于飽和狀態(tài),為確保施工期間該側(cè)土體的穩(wěn)定和隧道范圍的安全并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,采用深層攪拌樁加固鄰河側(cè)土體,并采用井點(diǎn)降水。3kN,地表沉降差0.大斷面隧道分隔成小斷面隧道,每個(gè)小隧道的初期支護(hù)都是封閉成環(huán),都是穩(wěn)定的。(4)平頂直墻淺埋暗挖法施工容易發(fā)生的問(wèn)題:但是對(duì)于超大斷面的隧道,這種施工法是比較穩(wěn)妥的。五、平頂直墻淺埋暗挖施工技術(shù)為實(shí)現(xiàn)各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目,建立了量測(cè)組織機(jī)構(gòu),配備了必要的儀器設(shè)備。前面已經(jīng)介紹了用短臺(tái)階的理由,但是有些工地運(yùn)土車(chē)上了臺(tái)階以后,取消了人工翻土的作用。放棄工程量多,工程費(fèi)用相對(duì)較高。1、大跨度隧道中隔墻施工法(CD法)和交叉隔墻法(CRD法)該空隙多發(fā)生在拱頂附近的拱腳處,所以背后充填注漿非常重要,該工序應(yīng)緊跟工作面進(jìn)行。當(dāng)然加大臨時(shí)隔墻的跨度,可以減少?gòu)U棄工程量,加大作業(yè)面,施工當(dāng)然方便,但是對(duì)于平頂直墻隧道施工是非常危險(xiǎn)的。施工過(guò)程中嚴(yán)格遵循“小步距,快封閉”的準(zhǔn)則。開(kāi)挖面的穩(wěn)定性時(shí)刻受到水的威脅,甚至發(fā)生塌方。2、側(cè)壁導(dǎo)坑施工法(眼鏡工法)由于區(qū)間設(shè)置渡線,一些渡線的隧道寬度達(dá)到14.5m以上,高度達(dá)到10m。在這種情況下,選用中隔壁法,或交叉隔壁法都不適應(yīng)。只有選用側(cè)壁導(dǎo)坑法,或稱之為眼鏡工法,先開(kāi)挖兩個(gè)側(cè)洞,再開(kāi)挖中拱,最后落底作仰拱,形成封閉的環(huán)形支護(hù),大洞由多個(gè)小洞組合而成。每個(gè)小隧道的斷面都不大,可以保證施工的安全與穩(wěn)定,整個(gè)隧道的穩(wěn)定性及沉降量就是可以控制了。當(dāng)然這種施工方法比較麻煩。放棄工程量多,工程費(fèi)用相對(duì)較高。但是對(duì)于超大斷面的隧道,這種施工法是比較穩(wěn)妥的。③臺(tái)階過(guò)長(zhǎng)拖后了中層土體開(kāi)挖,也拖后了封閉仰拱時(shí)間,結(jié)果至少37七、王府井—東單區(qū)間折返線及渡線的施工實(shí)例
開(kāi)挖支護(hù)方案的研究淺埋暗挖法主要有臺(tái)階法、中隔壁法、眼鏡法、中洞法,不同的施工方法具有不同的特點(diǎn)。為便于分析,現(xiàn)就上述各主要施工方法的特點(diǎn)、適用條件、沉降量控制效果、工期、造價(jià)等方面作一對(duì)比,見(jiàn)表:七、王府井—東單區(qū)間折返線及渡線的施工實(shí)例開(kāi)挖支護(hù)方案的研38工程的實(shí)施超前支護(hù)的施工通過(guò)對(duì)幾種超前支護(hù)方案的比選,結(jié)合本區(qū)間所處地質(zhì)條件,工程除在施工通道進(jìn)入正線開(kāi)口處采用大管棚超前支護(hù)外,其他地段均選擇以小導(dǎo)管注漿作為主要超前支護(hù)手段。小導(dǎo)管注漿支護(hù)參數(shù)如下:小導(dǎo)管采用Φ42mm,長(zhǎng)2.5~3.5m,外插角13~16°,環(huán)向間距為25~33cm,搭接1.5m。工程的實(shí)施小導(dǎo)管采用Φ42mm,長(zhǎng)2.5~3.5m,外插角139淺埋暗挖法修建地鐵區(qū)間隧道施工技術(shù)及安全管理課件40大斷面向小斷面的轉(zhuǎn)換過(guò)渡一般作法是將大斷面作到設(shè)計(jì)位置后,進(jìn)行封端,再進(jìn)入小斷面的施工。但要注意二個(gè)問(wèn)題,一是小斷面存在應(yīng)力集中,在此部位進(jìn)行結(jié)構(gòu)加強(qiáng),二是存在二次開(kāi)挖需要進(jìn)行土體加固,但這種施工工期長(zhǎng),封端破除量較大。小斷面向大斷面的轉(zhuǎn)換過(guò)渡小斷面向大斷面的轉(zhuǎn)換過(guò)渡難度較大,在硬質(zhì)圍巖的情況下較易實(shí)現(xiàn),直接用錯(cuò)臺(tái)就可以實(shí)現(xiàn),但是在松散土體中就復(fù)雜多了。從小斷面向大斷面過(guò)渡,充分利用超前支護(hù)加固土體,利用格柵噴混凝土逐步加高加寬斷面的漸變形式實(shí)現(xiàn)。渡線段的施工,斷面轉(zhuǎn)換過(guò)渡的順序及工序過(guò)渡的施工方法,都是非常關(guān)鍵的,也是容易出現(xiàn)問(wèn)題的部位,需要十分的慎重。大斷面向小斷面的轉(zhuǎn)換過(guò)渡41(4)監(jiān)控量測(cè)的實(shí)施為確保此段隧道施工時(shí)結(jié)構(gòu)安全、穩(wěn)定、及時(shí)了解結(jié)構(gòu)受力狀況及周?chē)馏w在不同工作狀態(tài)下的力學(xué)動(dòng)態(tài)和收斂狀況,在施工中對(duì)地表下沉、隧道拱頂下沉、格柵鋼筋應(yīng)力、隧道凈空收斂均進(jìn)行了嚴(yán)密監(jiān)測(cè),并對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果做了動(dòng)態(tài)分析。量測(cè)結(jié)果顯示:地表最大沉降量23mm,凈空收斂值3mm,拱頂下沉值20mm,均在允許范圍內(nèi)。(5)小結(jié)地鐵“王一東”區(qū)間折返段由10種不同結(jié)構(gòu)斷面形式組成,最小跨度5.6mm過(guò)渡到最大跨度14.2m,斷面交錯(cuò)變化幾十處,施工方法包括臺(tái)階法、中隔壁法、眼鏡法、中洞法等多種淺埋暗挖施工法,確保施工安全,同時(shí)也確保多種不同工法過(guò)渡的安全。(4)監(jiān)控量測(cè)的實(shí)施42本工程采取措施總體概括如下:① 采用人工降水,確保無(wú)水施工,大量采用地層注漿加固措施,提高地層穩(wěn)定性。② 針對(duì)不同斷面選擇不同的,經(jīng)過(guò)比選與斷面相適應(yīng)的施工方法及不同工法的過(guò)渡措施。③ 針對(duì)局部薄弱斷面區(qū)段,提前施作二襯,提高支護(hù)襯砌結(jié)構(gòu)剛度。④ 自始至終采用有效的監(jiān)控量測(cè)手段對(duì)工程狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè),根據(jù)量測(cè)信息選作必要的工程措施。本工程采取措施總體概括如下:43八、確保無(wú)水施工,重視地下管道漏水淺埋暗挖是在不穩(wěn)定的土體中進(jìn)行暗挖作業(yè),必須十分謹(jǐn)慎。人們采用小導(dǎo)管、管棚、深孔土體注漿都是提高土體穩(wěn)定性的措施,其中必保的一條就是保持土體無(wú)水施工。這不但為方便施工所必須,也是提高土體穩(wěn)定性的必須采用辦法。諸多工程都訓(xùn)使同行們?nèi)〉霉沧R(shí),——無(wú)水施工是淺埋暗挖法的前提條件。采用淺埋暗挖法不可避免要在市政管理道下面進(jìn)行施工,問(wèn)題在于大多數(shù)上、下水管道不同程度地存在漏水的情況。嚴(yán)得的滲漏導(dǎo)致管首周?chē)牡貙訝顩r惡化,形成飽和水狀態(tài)的軟塑和流塑地層。當(dāng)隧道開(kāi)挖接近這一地層時(shí),流泥和流砂便會(huì)涌入隧道。管道下面土體被掏空,又會(huì)造成管道斷裂。管道內(nèi)的水(特別是有壓上水)沖入隧道,對(duì)隧道形成第二次沖擊。八、確保無(wú)水施工,重視地下管道漏水淺埋暗挖是在不穩(wěn)定的土體中44事故的教訓(xùn)給我們的啟示是,探明開(kāi)挖面前方的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)工作是非常重要的,一般采用洛陽(yáng)鏟簡(jiǎn)單工具應(yīng)能大致了解到前方的土質(zhì)和含水情況。如能采用紅外線溫度掃描儀或地質(zhì)雷達(dá)等物探手段,查明上層滯水和管道滲漏水的情況。必須對(duì)制定相應(yīng)對(duì)策提供可靠依據(jù)。如果發(fā)現(xiàn)上層滯水和管道滲漏嚴(yán)重威脅隧道施工的情況,可以采取局部加密注資漿,增設(shè)管棚等措施,必要時(shí)采用局部土壤凍結(jié)也是可取的??傊岩话憬邓y以奏效的上層滯水和管道滲漏水對(duì)淺埋暗挖法的潛在威脅,在開(kāi)挖面到達(dá)之前加以消除。事故的教訓(xùn)給我們的啟示是,探明開(kāi)挖面前方的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)45九、管理、經(jīng)驗(yàn)、監(jiān)測(cè)在淺埋暗挖法中的作用隧道采用淺埋暗挖法施工,施工安全取決于人們通過(guò)嚴(yán)格的管理和正確的工程浦實(shí)踐,包括監(jiān)控量測(cè)的反饋來(lái)控制施工作業(yè),以減少風(fēng)險(xiǎn)。淺埋暗挖法的十八字決,盡人皆知,但是對(duì)它的理解和體會(huì)的深淺、實(shí)施中的堅(jiān)決程度未必相同。嚴(yán)格的管理表現(xiàn)在對(duì)影響工作面穩(wěn)定的因素始終緊抓不放。例如對(duì)地層預(yù)加固預(yù)處理的質(zhì)量,對(duì)于地下水的警覺(jué),對(duì)支護(hù)緊跟挖面施作的及時(shí)性,短進(jìn)尺、快封閉的重要性,以及對(duì)補(bǔ)償注漿的作用等,不僅有深刻的認(rèn)識(shí),而且有嚴(yán)密的施工工藝和質(zhì)量控制作保證。此外,注意對(duì)施工人員的培訓(xùn),提高技術(shù)素質(zhì)。嚴(yán)格的管理還表現(xiàn)在,重視并善于利用不良地質(zhì)超前預(yù)報(bào)和施工監(jiān)測(cè)的手段,了解開(kāi)挖面前方工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件的變化,了解支護(hù)受力變形狀態(tài)的變化,及時(shí)發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)征兆,采用有效的應(yīng)變措施和補(bǔ)救工作。九、管理、經(jīng)驗(yàn)、監(jiān)測(cè)在淺埋暗挖法中的作用隧道采用淺埋暗挖法施46量測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)隧道支護(hù)的受力變形狀態(tài)起著重要的監(jiān)控作用,量測(cè)數(shù)據(jù)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性應(yīng)予以足夠重視。③ 針對(duì)局部薄弱斷面區(qū)段,提前施作二襯,提高支護(hù)襯砌結(jié)構(gòu)剛度。為了便于布置人力,往往將臺(tái)階拉得過(guò)長(zhǎng),臺(tái)階拉得過(guò)長(zhǎng),結(jié)果是:該隧道外輪廓尺寸為10.根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù),一次破除6m、8m、10m、12m時(shí),頂部鋼筋應(yīng)力分別為9.如果含水地層達(dá)不到疏干,帶水作業(yè)是非常危險(xiǎn)的。(3)采用短臺(tái)階的目的,一方面便于人工翻碴,另一方面可以盡快開(kāi)挖中層土方,便于盡早施作邊墻支護(hù)和封閉仰拱,盡早使初期支護(hù)形成封閉的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。三、淺埋暗挖法的基本經(jīng)驗(yàn)該隧道外輪廓尺寸為10.在開(kāi)挖以后,土體自承穩(wěn)定的時(shí)間極短,在噴射混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度以前,格柵拱架是主要支撐結(jié)構(gòu),因此規(guī)范要求拱架能單獨(dú)承受2—4m土體荷載并密貼土體。初期支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力測(cè)試結(jié)果表明,各測(cè)點(diǎn)應(yīng)力值均小于鋼筋允許應(yīng)力。在這種情況下,選用中隔壁法,或交叉隔壁法都不適應(yīng)。吸取以往平頂直墻暗挖施工防水層未封閉成環(huán)造成結(jié)構(gòu)滲漏的教訓(xùn),采取先做中洞范圍頂?shù)装宸浪畬硬㈩A(yù)留防水層的搭接長(zhǎng)度,拆除初支臨時(shí)結(jié)構(gòu)時(shí)做好防水層的保護(hù),施作邊洞邊水層是將預(yù)留的防水層搭接頭展開(kāi)與后敷設(shè)的防水層焊牢,從而實(shí)現(xiàn)防水層封閉成環(huán)(見(jiàn)圖5)。管道內(nèi)的水(特別是有壓上水)沖入隧道,對(duì)隧道形成第二次沖擊。平頂直墻淺埋暗挖施工技術(shù)和工藝初期支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力測(cè)試結(jié)果表明,各測(cè)點(diǎn)應(yīng)力值均小于鋼筋允許應(yīng)力。④?chē)?yán)格控制每循環(huán)的進(jìn)尺,一般為0.應(yīng)該看到平頂直墻矩形斷面是受環(huán)境制約,迫不得已采用的一種受力條件不太理想的一種結(jié)構(gòu)形式,薄板承受彎矩能力差,因此要化大跨為小跨,臨時(shí)隔墻間距不能太大。必須對(duì)制定相應(yīng)對(duì)策提供可靠依據(jù)。鋼筋應(yīng)力隨掌子面的遠(yuǎn)去而逐漸趨于穩(wěn)定。當(dāng)測(cè)點(diǎn)的位移時(shí)間曲線變化率呈明顯收斂趨勢(shì),隧道水平收斂變化率小于0.這時(shí)的隧道凈跨將達(dá)到12m,凈高達(dá)到8m。(4)監(jiān)控測(cè)量
利用監(jiān)控量測(cè)獲得的信息指導(dǎo)施工,這是淺埋暗挖法施工中必不可少的一個(gè)組成部分,地表位移、拱頂下沉、隧道周邊收斂等量測(cè)項(xiàng)目常被選為監(jiān)控量測(cè)的必測(cè)項(xiàng)目,而土壓力土體位移、支護(hù)應(yīng)力等可作為選側(cè)項(xiàng)目。
當(dāng)測(cè)點(diǎn)的位移時(shí)間曲線變化率呈明顯收斂趨勢(shì),隧道水平收斂變化率小于0.2mm/d,拱頂下沉變化率小于0.1mm/d,而且所測(cè)的位移值大于預(yù)計(jì)總位移值的80%以上時(shí),可以認(rèn)為隧道達(dá)到基本穩(wěn)定。如果測(cè)點(diǎn)的位移時(shí)間曲線長(zhǎng)時(shí)間不收斂,甚至有增大的趨勢(shì),或者發(fā)現(xiàn)初期支護(hù)有明顯的開(kāi)裂破壞痕跡,綜合分析這些現(xiàn)象,可以將其作為隧道失穩(wěn)前兆的依據(jù),必須及時(shí)采取應(yīng)急加固措施。量測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)隧道支護(hù)的受力變形狀態(tài)起著重要的監(jiān)控作用,量測(cè)數(shù)據(jù)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性應(yīng)予以足夠重視。量測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)隧道支護(hù)的受力變形狀態(tài)起著重要的監(jiān)控作用,量測(cè)數(shù)據(jù)47四、暗挖區(qū)間隧道標(biāo)準(zhǔn)斷面施工方法及需注意的幾個(gè)問(wèn)題1.暗挖區(qū)間標(biāo)準(zhǔn)斷面
地鐵區(qū)間隧道除個(gè)別特殊地段外,一般均采用單線馬蹄形曲墻斷面形式。四、暗挖區(qū)間隧道標(biāo)準(zhǔn)斷面施工方法及需注意的幾個(gè)問(wèn)題1.暗挖區(qū)48(3)短臺(tái)階過(guò)長(zhǎng)。前面已經(jīng)介紹了用短臺(tái)階的理由,但是有些工地運(yùn)土車(chē)上了臺(tái)階以后,取消了人工翻土的作用。為了便于布置人力,往往將臺(tái)階拉得過(guò)長(zhǎng),臺(tái)階拉得過(guò)長(zhǎng),結(jié)果是:①未封閉成環(huán)的初期支護(hù)是一個(gè)不穩(wěn)定結(jié)構(gòu),長(zhǎng)時(shí)間隧道處于不穩(wěn)定支護(hù)體系是很危險(xiǎn)的。②半拱初期支護(hù)基礎(chǔ)支撐在土體上,土體不可能提供足夠的支撐力。半拱處于懸臂狀態(tài),懸臂過(guò)長(zhǎng),端頭下沉,懸臂過(guò)長(zhǎng)將會(huì)造成拱部拉裂,這在國(guó)外曾發(fā)生過(guò)事故,造成嚴(yán)重后果。
③臺(tái)階過(guò)長(zhǎng)拖后了中層土體開(kāi)挖,也拖后了封閉仰拱時(shí)間,結(jié)果至少將導(dǎo)致隧道變形過(guò)大,地表下沉量過(guò)大,由此,十八字訣中“短開(kāi)挖,強(qiáng)支護(hù),快封閉”就是這么出來(lái)的。(3)短臺(tái)階過(guò)長(zhǎng)。49④?chē)?yán)格控制每循環(huán)的進(jìn)尺,一般為0.5—0.75m,因?yàn)楣安烤植康奶叨纫话闶沁M(jìn)尺長(zhǎng)度的1/2。⑤控制臺(tái)階長(zhǎng)度,充分利用地層縱向承載拱的作用。量測(cè)證明:對(duì)于軟弱地層,臺(tái)階長(zhǎng)度超過(guò)1倍洞徑,就要及時(shí)閉臨時(shí)仰拱。
⑥及時(shí)進(jìn)行初期支護(hù)。當(dāng)開(kāi)挖完成以后,必須及時(shí)架立拱架。拱架與地層之間要緊密接觸,以防地層松弛。隨后掛網(wǎng)、焊接。從開(kāi)挖到施噴混凝土的時(shí)間不應(yīng)超過(guò)土體的自穩(wěn)時(shí)間。工序的拖長(zhǎng)、工序的銜接不緊,是造成塌方、下沉的最大隱患。④?chē)?yán)格控制每循環(huán)的進(jìn)尺,一般為0.5—0.75m,因?yàn)?0⑦由于地層穩(wěn)定性差,在噴層與地層間經(jīng)常出現(xiàn)空隙。該空隙多發(fā)生在拱頂附近的拱腳處,所以背后充填注漿非常重要,該工序應(yīng)緊跟工作面進(jìn)行。
⑧系統(tǒng)地進(jìn)行初期周?chē)?—3m土體的固結(jié)注漿,是克服土壤長(zhǎng)期流變引起地表下沉的最好方法。⑦由于地層穩(wěn)定性差,在噴層與地層間經(jīng)常出現(xiàn)空隙。該空隙511.工程概況該隧道外輪廓尺寸為10.87×6.22m。通過(guò)的地層為粘質(zhì)粉土,粉砂,粘質(zhì)粉土,結(jié)構(gòu)在地下水位以下。隧道頂部橫向有11條管路,沿隧道縱向10條管線,管線埋設(shè)較深無(wú)法采用拱形結(jié)構(gòu),地下管線又無(wú)法遷移拆除,被迫不得不采用平頂淺埋暗挖施工技術(shù)。1.工程概況52③初期支護(hù)和二襯之間鋪設(shè)柔性防水層。防水層材料選用抗拉強(qiáng)度大、延伸性、拉裂性、耐破損性和施工性良好的ECB防水卷材。吸取以往平頂直墻暗挖施工防水層未封閉成環(huán)造成結(jié)構(gòu)滲漏的教訓(xùn),采取先做中洞范圍頂?shù)装宸浪畬硬㈩A(yù)留防水層的搭接長(zhǎng)度,拆除初支臨時(shí)結(jié)構(gòu)時(shí)做好防水層的保護(hù),施作邊洞邊水層是將預(yù)留的防水層搭接頭展開(kāi)與后敷設(shè)的防水層焊牢,從而實(shí)現(xiàn)防水層封閉成環(huán)(見(jiàn)圖5)。③初期支護(hù)和二襯之間鋪設(shè)柔性防水層。防水層材料選用抗拉強(qiáng)度大53② 針對(duì)不同斷面選擇不同的,經(jīng)過(guò)比選與斷面相適應(yīng)的施工方法及不同工法的過(guò)渡措施。降水是將降水井打在隧道范圍內(nèi),待開(kāi)挖到降水井時(shí)將其破除,從而控制地下水位低于結(jié)構(gòu)底板;我們把開(kāi)挖面前方對(duì)底層的預(yù)加固和預(yù)處理是為淺埋暗挖法的必要前提,目的就在于加強(qiáng)開(kāi)挖面的穩(wěn)定性,增加施工的安全性。③臺(tái)階過(guò)長(zhǎng)拖后了中層土體開(kāi)挖,也拖后了封閉仰拱時(shí)間,結(jié)果至少將導(dǎo)致隧道變形過(guò)大,地表下沉量過(guò)大,由此,十八字訣中“短開(kāi)挖,強(qiáng)支護(hù),快封閉”就是這么出來(lái)的。對(duì)不良地層,要及時(shí)用噴射混凝土封閉工作面,做到開(kāi)挖后,土體損失系數(shù)最小。①隧道初期支護(hù)毛洞全斷面分為3個(gè)洞室。在開(kāi)挖以后,土體自承穩(wěn)定的時(shí)間極短,在噴射混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度以前,格柵拱架是主要支撐結(jié)構(gòu),因此規(guī)范要求拱架能單獨(dú)承受2—4m土體荷載并密貼土體。如果發(fā)現(xiàn)上層滯水和管道滲漏嚴(yán)重威脅隧道施工的情況,可以采取局部加密注資漿,增設(shè)管棚等措施,必要時(shí)采用局部土壤凍結(jié)也是可取的。防水層材料選用抗拉強(qiáng)度大、延伸性、拉裂性、耐破損性和施工性良好的ECB防水卷材。這不但為方便施工所必須,也是提高土體穩(wěn)定性的必須采用辦法。隧道凈高6.在二次結(jié)構(gòu)施工前,拆除中墻臨時(shí)支撐時(shí)由于結(jié)構(gòu)頂部發(fā)生繞度變形,引起地表沉降,最大的沉降量可達(dá)14.當(dāng)然加大臨時(shí)隔墻的跨度,可以減少?gòu)U棄工程量,加大作業(yè)面,施工當(dāng)然方便,但是對(duì)于平頂直墻隧道施工是非常危險(xiǎn)的。量測(cè)證明:對(duì)于軟弱地層,臺(tái)階長(zhǎng)度超過(guò)1倍洞徑,就要及時(shí)閉臨時(shí)仰拱。由曲線可知隧道開(kāi)挖臨近并到達(dá)測(cè)點(diǎn)里程時(shí),地面沉降急劇加大,曲線陡峭,最大沉降速率達(dá)2.此外,注意對(duì)施工人員的培訓(xùn),提高技術(shù)素質(zhì)。上述工程通過(guò)監(jiān)控量測(cè)逐步調(diào)整臨時(shí)隔墻拆除的間隔長(zhǎng)度和順序。②二襯施工時(shí),臨時(shí)隔墻拆除順序①未封閉成環(huán)的初期支護(hù)是一個(gè)不穩(wěn)定結(jié)構(gòu),長(zhǎng)時(shí)間隧道處于不穩(wěn)定支護(hù)體系是很危險(xiǎn)的。設(shè)計(jì)要求初期支護(hù)破除每段不超過(guò)6m,間隔進(jìn)行。當(dāng)然加大臨時(shí)隔墻的跨度,可以減少?gòu)U棄工程量,加大作業(yè)面,施工當(dāng)然方便,但是對(duì)于平頂直墻隧道施工是非常危險(xiǎn)的。通過(guò)對(duì)幾種超前支護(hù)方案的比選,結(jié)合本區(qū)間所處地質(zhì)條件,工程除在施工通道進(jìn)入正線開(kāi)口處采用大管棚超前支護(hù)外,其他地段均選擇以小導(dǎo)管注漿作為主要超前支護(hù)手段。該隧道外輪廓尺寸為10.管道內(nèi)的水(特別是有壓上水)沖入隧道,對(duì)隧道形成第二次沖擊。三、淺埋暗挖法的基本經(jīng)驗(yàn)降低地下水位一方面可達(dá)到無(wú)水施工,另一方面可以改善土體的物理力學(xué)特性。(4)平頂直墻淺埋暗挖法施工容易發(fā)生的問(wèn)題:二襯施工時(shí),通過(guò)逐漸增加每段初期支護(hù)破除的長(zhǎng)度并測(cè)量鋼格柵應(yīng)力的試驗(yàn),將每段二襯施工的長(zhǎng)度由設(shè)計(jì)的6m提高到10m,在確保安全的條件下大大的提高了工效,充分體現(xiàn)了監(jiān)控量測(cè)對(duì)施工和設(shè)計(jì)的指導(dǎo)作用。根據(jù)頂部鋼筋應(yīng)力設(shè)計(jì)允許值10.2、側(cè)壁導(dǎo)坑施工法(眼鏡工法)大斷面隧道分隔成小斷面隧道,每個(gè)小隧道的初期支護(hù)都是封閉成環(huán),都是穩(wěn)定的。當(dāng)然這種施工方法比較麻煩。掛在格柵表面噴混凝土要清除后再噴,不然鋼筋背后是無(wú)法噴實(shí)的。五、平頂直墻淺埋暗挖施工技術(shù)75m,因?yàn)楣安烤植康奶叨纫话闶沁M(jìn)尺長(zhǎng)度的1/2。從小斷面向大斷面過(guò)渡,充分利用超前支護(hù)加固土體,利用格柵噴混凝土逐步加高加寬斷面的漸變形式實(shí)現(xiàn)。③二襯背后及時(shí)充填注漿小導(dǎo)管采用φ42mm,長(zhǎng)2.應(yīng)該看到平頂直墻矩形斷面是受環(huán)境制約,迫不得已采用的一種受力條件不太理想的一種結(jié)構(gòu)形式,薄板承受彎矩能力差,因此要化大跨為小跨,臨時(shí)隔墻間距不能太大。如果測(cè)點(diǎn)的位移時(shí)間曲線長(zhǎng)時(shí)間不收斂,甚至有增大的趨勢(shì),或者發(fā)現(xiàn)初期支護(hù)有明顯的開(kāi)裂破壞痕跡,綜合分析這些現(xiàn)象,可以將其作為隧道失穩(wěn)前兆的依據(jù),必須及時(shí)采取應(yīng)急加固措施。④?chē)?yán)格控制每循環(huán)的進(jìn)尺,一般為0.上述工程通過(guò)監(jiān)控量測(cè)逐步調(diào)整臨時(shí)隔墻拆除的間隔長(zhǎng)度和順序。①未封閉成環(huán)的初期支護(hù)是一個(gè)不穩(wěn)定結(jié)構(gòu),長(zhǎng)時(shí)間隧道處于不穩(wěn)定支護(hù)體系是很危險(xiǎn)的。通過(guò)對(duì)施工中量測(cè)所得到數(shù)據(jù)的處理和分析,得出了如下結(jié)論:隧道凈高6.①未封閉成環(huán)的初期支護(hù)是一個(gè)不穩(wěn)定結(jié)構(gòu),長(zhǎng)時(shí)間隧道處于不穩(wěn)定支護(hù)體系是很危險(xiǎn)的。(1)底層的預(yù)加固和預(yù)處理但要注意二個(gè)問(wèn)題,一是小斷面存在應(yīng)力集中,在此部位進(jìn)行結(jié)構(gòu)加強(qiáng),二是存在二次開(kāi)挖需要進(jìn)行土體加固,但這種施工工期長(zhǎng),封端破除量較大。管道內(nèi)的水(特別是有壓上水)沖入隧道,對(duì)隧道形成第二次沖擊。小斷面向大斷面的轉(zhuǎn)換過(guò)渡難度較大,在硬質(zhì)圍巖的情況下較易實(shí)現(xiàn),直接用錯(cuò)臺(tái)就可以實(shí)現(xiàn),但是在松散土體中就復(fù)雜多了。工序的拖長(zhǎng)、工序的銜接不緊,是造成塌方、下沉的最大隱患。③臺(tái)階過(guò)長(zhǎng)拖后了中層土體開(kāi)挖,也拖后了封閉仰拱時(shí)間,結(jié)果至少將導(dǎo)致隧道變形過(guò)大,地表下沉量過(guò)大,由此,十八字訣中“短開(kāi)挖,強(qiáng)支護(hù),快封閉”就是這么出來(lái)的。我國(guó)對(duì)于土體的自立性還未作出定量規(guī)定,但從定性上提出了要求:工作面土體的自立時(shí)間,應(yīng)足以進(jìn)行必要的初期支護(hù)作業(yè)。二、淺埋暗挖法的前提條件每次開(kāi)挖循環(huán),以“短進(jìn)尺”為原則。我們有些個(gè)別工程施工組織設(shè)計(jì)既無(wú)周密的監(jiān)控量測(cè)措施,為加快施工進(jìn)度,又不采用間隔拆除長(zhǎng)度是十分危險(xiǎn)的。③ 針對(duì)局部薄弱斷面區(qū)段,提前施作二襯,提高支護(hù)襯砌結(jié)構(gòu)剛度。八、確保無(wú)水施工,重視地下管道漏水雖然施工麻煩一些,但利用空間拱效應(yīng),對(duì)隧道的穩(wěn)定有利。(1)注漿漿液配比及參數(shù)既無(wú)控制,注漿效果又不作嚴(yán)格檢查,甚至只設(shè)管不注漿,結(jié)果影響開(kāi)挖后開(kāi)挖面的土體穩(wěn)定。5mm,外插角10—15°,環(huán)向間距為25—32cm,搭接1.本工程采取措施總體概括如下:① 采用人工降水,確保無(wú)水施工,大量采用地層注漿加固措施,提高地層穩(wěn)定性。② 針對(duì)不同斷面選擇不同的,經(jīng)過(guò)比選與斷面相適應(yīng)的施工方法及不同工法的過(guò)渡措施。③ 針對(duì)局部薄弱斷面區(qū)段,提前施作二襯,提高支護(hù)襯砌結(jié)構(gòu)剛度。④ 自始至終采用有效的監(jiān)控量測(cè)手段對(duì)工程狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè),根據(jù)量測(cè)信息選作必要的工程措施。② 針對(duì)不同斷面選擇不同的,經(jīng)過(guò)比選與斷面相適應(yīng)的施工方法及54二、淺埋暗挖法的前提條件選用淺埋暗挖法應(yīng)考慮的基本條件有:首先,淺埋暗挖法不允許帶水作業(yè)。如果含水地層達(dá)不到疏干,帶水作業(yè)是非常危險(xiǎn)的。開(kāi)挖面的穩(wěn)定性時(shí)刻受到水的威脅,甚至發(fā)生塌方。把地下水,尤其是上層滯水處理好是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié),它直接影響淺埋暗挖法的成敗。二、淺埋暗挖法的前提條件選用淺埋暗挖法應(yīng)考慮的基本條件有:55第二,采用淺埋暗挖法要求開(kāi)挖面具有一定的自立性和穩(wěn)定性。1997年日本土木學(xué)會(huì)曾提出開(kāi)挖工作面土體穩(wěn)定的定量判別標(biāo)準(zhǔn):土體中的細(xì)顆粒(小于74μm)含量小或等于10%,且均勻系數(shù)Uc小于或等于5的土體,不具備自立性。我國(guó)對(duì)于土體的自立性還未作出定量規(guī)定,但從定性上提出了要求:工作面土體的自立時(shí)間,應(yīng)足以進(jìn)行必要的初期支護(hù)作業(yè)。我們把開(kāi)挖面前方對(duì)底層的預(yù)加固和預(yù)處理是為淺埋暗挖法的必要前提,目的就在于加強(qiáng)開(kāi)挖面的穩(wěn)定性,增加施工的安全性。第二,采用淺埋暗挖法要求開(kāi)挖面具有一定的自立性和穩(wěn)定性。1956三、淺埋暗挖法的基本經(jīng)驗(yàn)鐵道部隧道工程局就復(fù)興門(mén)折返線工程總結(jié)的十八字訣,即管超前、嚴(yán)注漿、短開(kāi)挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測(cè),基本上概括了淺埋暗挖法的施工工藝要求和施工經(jīng)驗(yàn)。三、淺埋暗挖法的基本經(jīng)驗(yàn)鐵道部隧道工程局就復(fù)興門(mén)折返線工程總57(1)底層的預(yù)加固和預(yù)處理
開(kāi)挖面土體穩(wěn)定是采用淺埋暗挖法的基本條件。當(dāng)土體難以達(dá)到所需的穩(wěn)定條件時(shí),必須通過(guò)地層預(yù)加固和預(yù)處理,來(lái)提高開(kāi)挖面土體的自立性和穩(wěn)定性。降低地下水位一方面可達(dá)到無(wú)水施工,另一方面可以改善土體的物理力學(xué)特性。經(jīng)常采用的預(yù)加固和預(yù)處理的措施有超前小導(dǎo)管注漿、工作面前方深孔注漿和大管棚超前支護(hù)。視具體情況可單獨(dú)使用,也可以配合使用。(1)底層的預(yù)加固和預(yù)處理58(2)隧道開(kāi)挖和初期支護(hù)
把“隧道開(kāi)挖”和“初期支護(hù)”寫(xiě)成一個(gè)小標(biāo)題,就是想強(qiáng)調(diào)“隨開(kāi)挖、隨支護(hù)”的基本原則。如何利用土體有限的自立時(shí)間進(jìn)行開(kāi)挖和支護(hù)作業(yè),使土體開(kāi)挖后暴露的時(shí)間盡可能短,是初期支護(hù)盡早封閉成環(huán)。就這一意義上說(shuō),選擇適當(dāng)?shù)拈_(kāi)挖方法就顯得十分重要。根據(jù)土體的穩(wěn)定性和隧道斷面大小可以選用短臺(tái)階法開(kāi)挖,或帶臨時(shí)仰拱的長(zhǎng)臺(tái)階法開(kāi)挖。對(duì)于斷面較大的隧道,考慮分部開(kāi)挖、分部支護(hù)和封閉成環(huán)的需要,選擇中隔壁法(CD法),交叉隔壁法(CRD法)和側(cè)壁導(dǎo)坑法(眼鏡法)等。每次開(kāi)挖循環(huán),以“短進(jìn)尺”為原則。為了保持開(kāi)挖面的穩(wěn)定,采用弧形導(dǎo)坑留核心土的開(kāi)挖方法,使開(kāi)挖面得到核心土的支撐。(2)隧道開(kāi)挖和初期支護(hù)59淺埋暗挖法常用的初期支護(hù)形式是鋼筋格柵、鋼筋網(wǎng)和噴混凝土,淺埋暗挖法要求初期支護(hù)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的合理范圍內(nèi),盡可能減小初期支護(hù)的變形量,目的是控制土體位移,減少地表沉降。之所以廣泛采用鋼筋格柵,其原因一方面是因?yàn)殇摻罡駯排c噴混凝土能緊密結(jié)合,另一方面是因?yàn)殇摻罡駯旁谄囱b成環(huán)后,具有一定的強(qiáng)度和剛度,在噴混凝土尚未具備足夠強(qiáng)度之前,鋼筋格柵可以單獨(dú)承擔(dān)來(lái)自土層的一部分荷載。有的施工指南要求鋼筋格柵承受2-4m的土柱壓力,也是基于這方面的考慮。淺埋暗挖法常用的初期支護(hù)形式是鋼筋格柵、鋼筋網(wǎng)和噴混凝土,淺60(3)二次襯砌
淺埋暗挖法通常采用模筑混凝土作為二次襯砌材料,它既是提高初期支護(hù)強(qiáng)度和剛度,增加初期支護(hù)安全儲(chǔ)備的需要,也是支撐中間的防水隔離層、承受水壓力的需要,一般通過(guò)監(jiān)控測(cè)量,證明初期支護(hù)基本穩(wěn)定,防水層鋪設(shè)完畢經(jīng)隱蔽工程檢查合格后,可以開(kāi)始灌注二次襯砌。如果隧道斷面較大,等待初期支護(hù)變形達(dá)到基本穩(wěn)定需要很長(zhǎng)時(shí)間,也可提前施做二次襯砌,這時(shí)的二次襯砌將要承受初期支護(hù)變形傳來(lái)的壓力。(3)二次襯砌61(4)監(jiān)控測(cè)量
利用監(jiān)控量測(cè)獲得的信息指導(dǎo)施工,這是淺埋暗挖法施工中必不可少的一個(gè)組成部分,地表位移、拱頂下沉、隧道周邊收斂等量測(cè)項(xiàng)目常被選為監(jiān)控量測(cè)的必測(cè)項(xiàng)目,而土壓力土體位移、支護(hù)應(yīng)力等可作為選側(cè)項(xiàng)目。
當(dāng)測(cè)點(diǎn)的位移時(shí)間曲線變化率呈明顯收斂趨勢(shì),隧道水平收斂變化率小于0.2mm/d,拱頂下沉變化率小于0.1mm/d,而且所測(cè)的位移值大于預(yù)計(jì)總位移值的80%以上時(shí),可以認(rèn)為隧道達(dá)到基本穩(wěn)定。如果測(cè)點(diǎn)的位移時(shí)間曲線長(zhǎng)時(shí)間不收斂,甚至有增大的趨勢(shì),或者發(fā)現(xiàn)初期支護(hù)有明顯的開(kāi)裂破壞痕跡,綜合分析這些現(xiàn)象,可以將其作為隧道失穩(wěn)前兆的依據(jù),必須及時(shí)采取應(yīng)急加固措施。量測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)隧道支護(hù)的受力變形狀態(tài)起著重要的監(jiān)控作用,量測(cè)數(shù)據(jù)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性應(yīng)予以足夠重視。(4)監(jiān)控測(cè)量62四、暗挖區(qū)間隧道標(biāo)準(zhǔn)斷面施工方法及需注意的幾個(gè)問(wèn)題1.暗挖區(qū)間標(biāo)準(zhǔn)斷面
地鐵區(qū)間隧道除個(gè)別特殊地段外,一般均采用單線馬蹄形曲墻斷面形式。四、暗挖區(qū)間隧道標(biāo)準(zhǔn)斷面施工方法及需注意的幾個(gè)問(wèn)題1.暗挖區(qū)632.超前支護(hù)施工
結(jié)合具體地質(zhì)條件和開(kāi)挖面的穩(wěn)定情況,一般選擇小導(dǎo)管注漿(圖2)作為主要的超前支護(hù)手段。2.超前支護(hù)施工64小導(dǎo)管采用φ42mm,長(zhǎng)2.5—3.5mm,外插角10—15°,環(huán)向間距為25—32cm,搭接1.5m。
注漿漿液需根據(jù)具體地質(zhì)條件選用,或用單液水泥注漿,或用水泥玻璃雙液注漿,或用改性水玻璃漿注漿。注漿漿液的選擇,配比、壓力的確定必須經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)決定。目前工程中常出現(xiàn)的問(wèn)題有:(1)注漿漿液配比及參數(shù)既無(wú)控制,注漿效果又不作嚴(yán)格檢查,甚至只設(shè)管不注漿,結(jié)果影響開(kāi)挖后開(kāi)挖面的土體穩(wěn)定。(2)外插角過(guò)大,沿拱架內(nèi)緣斜插下一拱架外緣,但外插角近30°--40°。小導(dǎo)管下方土體坍塌,影響開(kāi)挖面的穩(wěn)定。小導(dǎo)管采用φ42mm,長(zhǎng)2.5—3.5mm,外65由曲線可知隧道開(kāi)挖臨近并到達(dá)測(cè)點(diǎn)里程時(shí),地面沉降急劇加大,曲線陡峭,最大沉降速率達(dá)2.施工過(guò)程中嚴(yán)格遵循“小步距,快封閉”的準(zhǔn)則。(2)噴射混凝土不密實(shí)。我們有些個(gè)別工程施工組織設(shè)計(jì)既無(wú)周密的監(jiān)控量測(cè)措施,為加快施工進(jìn)度,又不采用間隔拆除長(zhǎng)度是十分危險(xiǎn)的。地鐵區(qū)間隧道除個(gè)別特殊地段外,一般均采用單線馬蹄形曲墻斷面形式。隧道在復(fù)雜條件下施工,必須建立起周密的監(jiān)測(cè)系統(tǒng),實(shí)行信息化施工。(1)格柵拱架制作不合規(guī)范要求。如果含水地層達(dá)不到疏干,帶水作業(yè)是非常危險(xiǎn)的。①未封閉成環(huán)的初期支護(hù)是一個(gè)不穩(wěn)定結(jié)構(gòu),長(zhǎng)時(shí)間隧道處于不穩(wěn)定支護(hù)體系是很危險(xiǎn)的。1997年日本土木學(xué)會(huì)曾提出開(kāi)挖工作面土體穩(wěn)定的定量判別標(biāo)準(zhǔn):土體中的細(xì)顆粒(小于74μm)含量小或等于10%,且均勻系數(shù)Uc小于或等于5的土體,不具備自立性。必須對(duì)制定相應(yīng)對(duì)策提供可靠依據(jù)。管道內(nèi)的水(特別是有壓上水)沖入隧道,對(duì)隧道形成第二次沖擊。開(kāi)挖面土體穩(wěn)定是采用淺埋暗挖法的基本條件。在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的合理范圍內(nèi),盡可能減小初期支護(hù)的變形量,目的是控制土體位移,減少地表沉降。當(dāng)測(cè)點(diǎn)的位移時(shí)間曲線變化率呈明顯收斂趨勢(shì),隧道水平收斂變化率小于0.量測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)隧道支護(hù)的受力變形狀態(tài)起著重要的監(jiān)控作用,量測(cè)數(shù)據(jù)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性應(yīng)予以足夠重視。(1)臨時(shí)隔墻及仰拱的施作質(zhì)量。如果測(cè)點(diǎn)的位移時(shí)間曲線長(zhǎng)時(shí)間不收斂,甚至有增大的趨勢(shì),或者發(fā)現(xiàn)初期支護(hù)有明顯的開(kāi)裂破壞痕跡,綜合分析這些現(xiàn)象,可以將其作為隧道失穩(wěn)前兆的依據(jù),必須及時(shí)采取應(yīng)急加固措施。施工過(guò)程中嚴(yán)格遵循“小步距,快封閉”的準(zhǔn)則。在開(kāi)挖以后,土體自承穩(wěn)定的時(shí)間極短,在噴射混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度以前,格柵拱架是主要支撐結(jié)構(gòu),因此規(guī)范要求拱架能單獨(dú)承受2—4m土體荷載并密貼土體。3.短臺(tái)階法開(kāi)挖與支護(hù)
隧道凈高6.0m,凈寬5.6m。對(duì)于一般地層常采用短階法開(kāi)挖,上臺(tái)階長(zhǎng)不超過(guò)1倍洞徑,并留有2m以上的核心土。后方開(kāi)挖中層土,并施作仰拱。(1)留核心土的目的,一方面可以抑制開(kāi)挖面的變形,保持土體穩(wěn)定,另一方面可以壓縮拱部開(kāi)挖土方時(shí)間,盡早在有限空間架設(shè)拱部柵拱架,并噴射混凝土,盡早完成拱部初期支護(hù)。
(2)采用臺(tái)階的目的,一方面利用臺(tái)階的土壓力支擋前方工作面,保持開(kāi)挖面穩(wěn)定,另一方面利用臺(tái)階便于人工開(kāi)挖。(3)采用短臺(tái)階的目的,一方面便于人工翻碴,另一方面可以盡快開(kāi)挖中層土方,便于盡早施作邊墻支護(hù)和封閉仰拱,盡早使初期支護(hù)形成封閉的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。由曲線可知隧道開(kāi)挖臨近并到達(dá)測(cè)點(diǎn)里程時(shí),地面沉降急劇加大,曲66但是目前有些工地施工存在的問(wèn)題是:(1)格柵拱架制作不合規(guī)范要求。在開(kāi)挖以后,土體自承穩(wěn)定的時(shí)間極短,在噴射混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度以前,格柵拱架是主要支撐結(jié)構(gòu),因此規(guī)范要求拱架能單獨(dú)承受2—4m土體荷載并密貼土體。最早由德國(guó)引進(jìn)的圖紙,在四根鋼筋之間用8字結(jié)連接,以后為了簡(jiǎn)化作成斜向連接,再以后斜向連接筋隨便點(diǎn)焊上,把拱架作為構(gòu)造鋼筋處理。這是非常危險(xiǎn)的。正是因?yàn)槿绱?,?guī)范對(duì)拱架作出嚴(yán)格要求。除此之外,拱架基礎(chǔ)必須支牢,必要時(shí)設(shè)置斜向支撐注漿錨管。但是目前有些工地施工存在的問(wèn)題是:67(2)噴射混凝土不密實(shí)。鋼筋密集地段實(shí)施噴射混凝土是一件比較困難的事,回彈大,而且鋼筋背后不密實(shí)。所以規(guī)范對(duì)雙層鋼筋網(wǎng)噴射混凝土必須噴完一層再掛第二層網(wǎng)噴第二層。掛在格柵表面噴混凝土要清除后再噴,不然鋼筋背后是無(wú)法噴實(shí)的。不密實(shí)的初期支護(hù)存在嚴(yán)重隱患,而且地下水銹蝕鋼筋,影響初期支護(hù)的壽命。(2)噴射混凝土不密實(shí)。68(3)短臺(tái)階過(guò)長(zhǎng)。前面已經(jīng)介紹了用短臺(tái)階的理由,但是有些工地運(yùn)土車(chē)上了臺(tái)階以后,取消了人工翻土的作用。為了便于布置人力,往往將臺(tái)階拉得過(guò)長(zhǎng),臺(tái)階拉得過(guò)長(zhǎng),結(jié)果是:①未封閉成環(huán)的初期支護(hù)是一個(gè)不穩(wěn)定結(jié)構(gòu),長(zhǎng)時(shí)間隧道處于不穩(wěn)定支護(hù)體系是很危險(xiǎn)的。②半拱初期支護(hù)基礎(chǔ)支撐在土體上,土體不可能提供足夠的支撐力。半拱處于懸臂狀態(tài),懸臂過(guò)長(zhǎng),端頭下沉,懸臂過(guò)長(zhǎng)將會(huì)造成拱部拉裂,這在國(guó)外曾發(fā)生過(guò)事故,造成嚴(yán)重后果。
③臺(tái)階過(guò)長(zhǎng)拖后了中層土體開(kāi)挖,也拖后了封閉仰拱時(shí)間,結(jié)果至少將導(dǎo)致隧道變形過(guò)大,地表下沉量過(guò)大,由此,十八字訣中“短開(kāi)挖,強(qiáng)支護(hù),快封閉”就是這么出來(lái)的。(3)短臺(tái)階過(guò)長(zhǎng)。694.小結(jié)①采用超前小導(dǎo)管注漿是防止工作面失穩(wěn)及控制地面下沉的重要措施,小導(dǎo)管必須與鋼拱架聯(lián)結(jié)。
②嚴(yán)格控制格柵鋼架的安裝質(zhì)量,保證鋼架平面垂直隧道中線,水平、高程、左右誤差應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求和規(guī)范要求,在拱腳處應(yīng)設(shè)置能注漿的錨管,這是防止拱部垂直位移的關(guān)鍵。
③采用環(huán)形開(kāi)挖,留核心土,可保證工作面穩(wěn)定,核心土的尺寸在縱向要大于2m。對(duì)不良地層,要及時(shí)用噴射混凝土封閉工作面,做到開(kāi)挖后,土體損失系數(shù)最小。4.小結(jié)70④?chē)?yán)格控制每循環(huán)的進(jìn)尺,一般為0.5—0.75m,因?yàn)楣安烤植康奶叨纫话闶沁M(jìn)尺長(zhǎng)度的1/2。⑤控制臺(tái)階長(zhǎng)度,充分利用地層縱向承載拱的作用。量測(cè)證明:對(duì)于軟弱地層,臺(tái)階長(zhǎng)度超過(guò)1倍洞徑,就要及時(shí)閉臨時(shí)仰拱。
⑥及時(shí)進(jìn)行初期支護(hù)。當(dāng)開(kāi)挖完成以后,必須及時(shí)架立拱架。拱架與地層之間要緊密接觸,以防地層松弛。隨后掛網(wǎng)、焊接。從開(kāi)挖到施噴混凝土的時(shí)間不應(yīng)超過(guò)土體的自穩(wěn)時(shí)間。工序的拖長(zhǎng)、工序的銜接不緊,是造成塌方、下沉的最大隱患。④?chē)?yán)格控制每循環(huán)的進(jìn)尺,一般為0.5—0.75m,因?yàn)?1⑦由于地層穩(wěn)定性差,在噴層與地層間經(jīng)常出現(xiàn)空隙。該空隙多發(fā)生在拱頂附近的拱腳處,所以背后充填注漿非常重要,該工序應(yīng)緊跟工作面進(jìn)行。
⑧系統(tǒng)地進(jìn)行初期周?chē)?—3m土體的固結(jié)注漿,是克服土壤長(zhǎng)期流變引起地表下沉的最好方法。⑦由于地層穩(wěn)定性差,在噴層與地層間經(jīng)常出現(xiàn)空隙。該空隙72五、平頂直墻淺埋暗挖施工技術(shù)雖然地下工程采用拱結(jié)構(gòu)的手里條件最佳,但是區(qū)間隧道受頂部管路或地下構(gòu)筑物的影響,無(wú)法采用拱結(jié)構(gòu),在“復(fù)一八”線工程開(kāi)始研究采用平頂直墻矩形隧道結(jié)構(gòu),平頂直墻淺埋暗挖施工法?,F(xiàn)通過(guò)“復(fù)一八”線熱電廠到八王墳區(qū)間的283m的雙跨矩形區(qū)間隧道工程為例,介紹這種工法的主要特點(diǎn)。五、平頂直墻淺埋暗挖施工技術(shù)雖然地下工程采用拱結(jié)構(gòu)的手里條件731.工程概況該隧道外輪廓尺寸為10.87×6.22m。通過(guò)的地層為粘質(zhì)粉土,粉砂,粘質(zhì)粉土,結(jié)構(gòu)在地下水位以下。隧道頂部橫向有11條管路,沿隧道縱向10條管線,管線埋設(shè)較深無(wú)法采用拱形結(jié)構(gòu),地下管線又無(wú)法遷移拆除,被迫不得不采用平頂淺埋暗挖施工技術(shù)。1.工程概況742.平頂直墻淺埋暗挖施工技術(shù)和工藝(1)隧道的斷面結(jié)構(gòu)
隧道采用雙跨矩形隧道,中間為鋼筋混凝土隔墻,設(shè)初期支護(hù)及二次襯砌,兩層間設(shè)柔性防水層,如圖3所示。2.平頂直墻淺埋暗挖施工技術(shù)和工藝75(2)施工技術(shù)措施①隧道初期支護(hù)毛洞全斷面分為3個(gè)洞室。為增大洞室立墻的側(cè)向穩(wěn)定,減小地表沉降,貫徹快封閉的暗挖原則,邊洞的立墻中央增設(shè)水平中隔板,即初期支護(hù)斷面由兩個(gè)相距一定距離的“日”字形組成。施工時(shí)3個(gè)洞室相互錯(cuò)開(kāi)15m(見(jiàn)圖4)。施工順序采取先邊洞、后中洞的開(kāi)挖步序;每洞的掘進(jìn)均采用保留核心土的短臺(tái)階開(kāi)挖方法;施工過(guò)程中嚴(yán)格遵循“小步距,快封閉”的準(zhǔn)則。(2)施工技術(shù)措施76為了保持開(kāi)挖面的穩(wěn)定,采用弧形導(dǎo)坑留核心土的開(kāi)挖方法,使開(kāi)挖面得到核心土的支撐。當(dāng)然加大臨時(shí)隔墻的跨度,可以減少?gòu)U棄工程量,加大作業(yè)面,施工當(dāng)然方便,但是對(duì)于平頂直墻隧道施工是非常危險(xiǎn)的。由于區(qū)間設(shè)置渡線,一些渡線的隧道寬度達(dá)到14.事故的教訓(xùn)給我們的啟示是,探明開(kāi)挖面前方的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)工作是非常重要的,一般采用洛陽(yáng)鏟簡(jiǎn)單工具應(yīng)能大致了解到前方的土質(zhì)和含水情況。在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的合理范圍內(nèi),盡可能減小初期支護(hù)的變形量,目的是控制土體位移,減少地表沉降。二、淺埋暗挖法的前提條件③ 針對(duì)局部薄弱斷面區(qū)段,提前施作二襯,提高支護(hù)襯砌結(jié)構(gòu)剛度。把“隧道開(kāi)挖”和“初期支護(hù)”寫(xiě)成一個(gè)小標(biāo)題,就是想強(qiáng)調(diào)“隨開(kāi)挖、隨支護(hù)”的基本原則。①隧道初期支護(hù)毛洞全斷面分為3個(gè)洞室。大斷面隧道分隔成小斷面隧道,每個(gè)小隧道的初期支護(hù)都是封閉成環(huán),都是穩(wěn)定的。(4)平頂直墻淺埋暗挖法施工容易發(fā)生的問(wèn)題:從開(kāi)挖到施噴混凝土的時(shí)間不應(yīng)超過(guò)土體的自穩(wěn)時(shí)間。必須對(duì)制定相應(yīng)對(duì)策提供可靠依據(jù)。④二襯施工(見(jiàn)圖6),先做中洞范圍內(nèi)的中墻和頂?shù)装褰Y(jié)構(gòu)鋼筋混凝土,此時(shí)無(wú)力的轉(zhuǎn)換,然后分檔拆除中墻初期支護(hù)臨時(shí)結(jié)構(gòu),完成初期支護(hù)和二襯力的轉(zhuǎn)換。量測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)隧道支護(hù)的受力變形狀態(tài)起著重要的監(jiān)控作用,量測(cè)數(shù)據(jù)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性應(yīng)予以足夠重視。在開(kāi)挖以后,土體自承穩(wěn)定的時(shí)間極短,在噴射混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度以前,格柵拱架是主要支撐結(jié)構(gòu),因此規(guī)范要求拱架能單獨(dú)承受2—4m土體荷載并密貼土體。2、側(cè)壁導(dǎo)坑施工法(眼鏡工法)③ 針對(duì)局部薄弱斷面區(qū)段,提前施作二襯,提高支護(hù)襯砌結(jié)構(gòu)剛度。量測(cè)證明:對(duì)于軟弱地層,臺(tái)階長(zhǎng)度超過(guò)1倍洞徑,就要及時(shí)閉臨時(shí)仰拱。鋼筋密集地段實(shí)施噴射混凝土是一件比較困難的事,回彈大,而且鋼筋背后不密實(shí)。②隧道北側(cè)靠熱電廠循環(huán)渠段長(zhǎng)約120m,施工期間水渠不能斷流。因該側(cè)土體長(zhǎng)期受水浸泡,處于飽和狀態(tài),為確保施工期間該側(cè)土體的穩(wěn)定和隧道范圍的安全并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,采用深層攪拌樁加固鄰河側(cè)土體,并采用井點(diǎn)降水。降水是將降水井打在隧道范圍內(nèi),待開(kāi)挖到降水井時(shí)將其破除,從而控制地下水位低于結(jié)構(gòu)底板;同時(shí)土方開(kāi)挖前在掌子面施作前超前探孔,探測(cè)掌子面前方4-6m內(nèi)土體的含水率和土質(zhì)變化情況,及時(shí)采取措施消除安全隱患。為了保持開(kāi)挖面的穩(wěn)定,采用弧形導(dǎo)坑留核心土的開(kāi)挖方法,使開(kāi)挖77③初期支護(hù)和二襯之間鋪設(shè)柔性防水層。防水層材料選用抗拉強(qiáng)度大、延伸性、拉裂性、耐破損性和施工性良好的ECB防水卷材。吸取以往平頂直墻暗挖施工防水層未封閉成環(huán)造成結(jié)構(gòu)滲漏的教訓(xùn),采取先做中洞范圍頂?shù)装宸浪畬硬㈩A(yù)留防水層的搭接長(zhǎng)度,拆除初支臨時(shí)結(jié)構(gòu)時(shí)做好防水層的保護(hù),施作邊洞邊水層是將預(yù)留的防水層搭接頭展開(kāi)與后敷設(shè)的防水層焊牢,從而實(shí)現(xiàn)防水層封閉成環(huán)(見(jiàn)圖5)。③初期支護(hù)和二襯之間鋪設(shè)柔性防水層。防水層材料選用抗拉強(qiáng)度大78施工時(shí)為保護(hù)ECB防水層級(jí)保證二襯鋼筋搭接質(zhì)量,二襯中隔墻頂、底板鋼筋均采用錐螺紋連接,獲得良好效果。施工時(shí)為保護(hù)ECB防水層級(jí)保證二襯鋼筋搭接質(zhì)量,二襯中隔墻頂79④二襯施工(見(jiàn)圖6),先做中洞范圍內(nèi)的中墻和頂?shù)装褰Y(jié)構(gòu)鋼筋混凝土,此時(shí)無(wú)力的轉(zhuǎn)換,然后分檔拆除中墻初期支護(hù)臨時(shí)結(jié)構(gòu),完成初期支護(hù)和二襯力的轉(zhuǎn)換。設(shè)計(jì)要求初期支護(hù)破除每段不超過(guò)6m,間隔進(jìn)行。④二襯施工(見(jiàn)圖6),先做中洞范圍內(nèi)的中墻和頂?shù)装褰Y(jié)構(gòu)鋼筋混80由于需給防水和二襯鋼筋留下1.5m的搭接量,因而每段二襯混凝土施工只有4.5m長(zhǎng),工程進(jìn)度緩慢、施工縫多。為此,在施工過(guò)程中做了試驗(yàn),即逐漸增加每段初期支護(hù)破除的長(zhǎng)度,同時(shí)密切監(jiān)測(cè)鋼格柵應(yīng)力和地表沉降量。根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù),一次破除6m、8m、10m、12m時(shí),頂部鋼筋應(yīng)力分別為9.8kN、10.0kN、10.1kN、10.3kN,地表沉降差0.1mm。根據(jù)頂部鋼筋應(yīng)力設(shè)計(jì)允許值10.2kN的指標(biāo),確定每段初期支護(hù)破除長(zhǎng)度為10m,大大的提高了工效。由于需給防水和二襯鋼筋留下1.5m的搭接量,因而每段二襯混凝81(3)監(jiān)控量測(cè)反饋信息。隧道在復(fù)雜條件下施工,必須建立起周密的監(jiān)測(cè)系統(tǒng),實(shí)行信息化施工。熱一八區(qū)間平頂直墻施工段的主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目為:地表下沉量測(cè)、頂板下沉量測(cè)、結(jié)構(gòu)凈空收斂量測(cè)和鋼筋應(yīng)力量測(cè)。為實(shí)現(xiàn)各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目,建立了量測(cè)組織機(jī)構(gòu),配備了必要的儀器設(shè)備。通過(guò)對(duì)施工中量測(cè)所得到數(shù)據(jù)的處理和分析,得出了如下結(jié)論:
(3)監(jiān)控量測(cè)反饋信息。82隨著隧道的掘進(jìn),地表沉降呈現(xiàn)規(guī)律性的變化,如圖7所示。由曲線可知隧道開(kāi)挖臨近并到達(dá)測(cè)點(diǎn)里程時(shí),地面沉降急劇加大,曲線陡峭,最大沉降速率達(dá)2.60mm/d,最大沉降量為28.5mm。當(dāng)隧道開(kāi)挖通過(guò)測(cè)點(diǎn)斷面一定距離,初期支護(hù)結(jié)構(gòu)施工完畢并已封閉成環(huán),地表下沉速度減慢,曲線變緩。隨著隧道的掘進(jìn),地表沉降呈現(xiàn)規(guī)律性的變化,如圖7所示。由曲線83
在二次結(jié)構(gòu)施工前,拆除中墻臨時(shí)支撐時(shí)由于結(jié)構(gòu)頂部發(fā)生繞度變形,引起地表沉降,最大的沉降量可達(dá)14.9mm,如圖8.
從量測(cè)結(jié)果可以看出,由于臨時(shí)支撐的存在,變大跨度結(jié)構(gòu)為小跨度結(jié)構(gòu),增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)剛度,從而有效的控制了土體位移及頂板下沉。臨時(shí)支撐拆除后,頂板再次下沉,但其變形在結(jié)構(gòu)變形允許范圍之內(nèi)。
在二次結(jié)構(gòu)施工前,拆除中墻臨時(shí)支撐時(shí)由于結(jié)構(gòu)84結(jié)構(gòu)應(yīng)力量測(cè)采用埋入式JXG-I型鋼筋應(yīng)力傳感器和SS-Ⅱ型袖珍數(shù)字式鋼弦頻率接收儀。初期支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力測(cè)試結(jié)果表明,各測(cè)點(diǎn)應(yīng)力值均小于鋼筋允許應(yīng)力。鋼筋應(yīng)力隨掌子面的遠(yuǎn)去而逐漸趨于穩(wěn)定。二襯施工時(shí),通過(guò)逐漸增加每段初期支護(hù)破除的長(zhǎng)度并測(cè)量鋼格柵應(yīng)力的試驗(yàn),將每段二襯施工的長(zhǎng)度由設(shè)計(jì)的6m提高到10m,在確保安全的條件下大大的提高了工效,充分體現(xiàn)了監(jiān)控量測(cè)對(duì)施工和設(shè)計(jì)的指導(dǎo)作用。淺埋暗挖法修建地鐵區(qū)間隧道施工技術(shù)及安全管理課件85(4)平頂直墻淺埋暗挖法施工容易發(fā)生的問(wèn)題:
①平頂直墻矩形隧道的臨時(shí)隔墻分塊太大。應(yīng)該看到平頂直墻矩形斷面是受環(huán)境制約,迫不得已采用的一種受力條件不太理想的一種結(jié)構(gòu)形式,薄板承受彎矩能力差,因此要化大跨為小跨,臨時(shí)隔墻間距不能太大。上述工程實(shí)例,臨時(shí)隔墻跨度控制在3.4m是合適的。我們十號(hào)線某車(chē)站施工組織平面設(shè)計(jì)中平頂直墻段,總寬為22m,臨時(shí)隔墻將隧道分為4塊,隔墻間距達(dá)到5.5m,采用35cm厚的初期支護(hù),不知該設(shè)計(jì)是否做過(guò)驗(yàn)算,至少目前為止,平頂直墻隧道這么大跨度的工程實(shí)例還未聽(tīng)到過(guò)。當(dāng)然加大臨時(shí)隔墻的跨度,可以減少?gòu)U棄工程量,加大作業(yè)面,施工當(dāng)然方便,但是對(duì)于平頂直墻隧道施工是非常危險(xiǎn)的。按照化大跨為小跨的原則,目前的工程經(jīng)驗(yàn),隔墻間距一般不宜超過(guò)4m,隧道埋深越深,項(xiàng)部荷載越大,隔墻間距的選擇越要十分慎重。(4)平頂直墻淺埋暗挖法施工容易發(fā)生的問(wèn)題:86②二襯施工時(shí),臨時(shí)隔墻拆除順序二襯施工階段臨時(shí)隔墻拆除時(shí)比較重要,也是比較容易出現(xiàn)問(wèn)題的一個(gè)階段。上述工程通過(guò)監(jiān)控量測(cè)逐步調(diào)整臨時(shí)隔墻拆除的間隔長(zhǎng)度和順序。我們有些個(gè)別工程施工組織設(shè)計(jì)既無(wú)周密的監(jiān)控量測(cè)措施,為加快施工進(jìn)度,又不采用間隔拆除長(zhǎng)度是十分危險(xiǎn)的。③二襯背后及時(shí)充填注漿
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