导图社区 2026年一级建造师《市政工程管理与实务》第3章 城市隧道工程与城市轨道交通工程
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第3章 城市隧道工程与城市轨道交通工程(23分)
3.1 施工方法与结构形式
3.1.1 城市隧道工程施工方法与结构形式
1.城市隧道工程施工方法
城市隧道施工方法主要包括:明挖法、浅埋暗挖法、钻爆法、盾构法、TBM法。
2.城市隧道工程结构形式
城市隧道结构由围岩、支护、洞门、附属设施四部分组成
围护洞府
1)明挖法隧道结构
明挖法修建的城市隧道结构通常采用矩形断面。
2)浅埋暗挖法隧道结构
一般采用复合式衬砌结构形式,主要包括初期支护、防水层和二次衬砌三部分。一般采用拱形或马蹄形结构。
超前支护的作用是稳定开挖面土体、提高开挖面土体的自立性和稳定性。稳定地层的主要手段一般是用管棚或(超前)小导管注浆加固隧道拱部及其周边地层。
初期支护的作用是加固围岩,控制围岩变形,防止围岩松动失稳,一般在开挖后立即施作,并应与围岩密贴。一般由钢格栅(型钢拱架)、纵向连接筋、钢筋网、喷射混凝土等组成。
在浅埋暗挖法施工中,初期支护的变形达到基本稳定且防水验收合格后,可以进行二次衬砌混凝土施工。
3)钻爆法隧道结构
与浅埋暗挖隧道的结构及构造基本相同。
4)盾构法隧道结构
5)TBM法隧道结构
管片衬砌
复合式衬砌
3.1.2 城市轨道交通施工方法与结构形式
1.地铁车站结构形式与施工方法
1)地铁车站形式与结构组成
地铁车站形式分类
构造组成
地铁车站通常由车站主体(站台、站厅、设备用房、生活用房),出入口及通道,附属建筑物(通风道、风亭、冷却塔等)三大部分组成。
2)施工方法
地铁车站常用施工方法有:明挖法、盖挖法、浅埋暗挖法等。
工法选择及特点
在地铁施工中,若场地开阔、建筑物稀少、交通及环境允许时,应优先采用施工速度快且造价较低的明挖法施工。
但是在城市繁忙地带修建地铁时,明挖法往往占用道路,影响交通,因此在交通不能中断而且必须确保一定交通流量的情况下,可选用盖挖法施工。
浅埋暗挖法对地层的适应性较广,适用于地面建筑物密集、交通运输繁忙、地下管线密布及对地面沉降要求严格的城镇地区地下构筑物施工。
明挖法施工
①明挖法是修建地铁车站的常用施工方法,具有施工作业面多、速度快、工期短、易保证工程质量、工程造价低等优点,缺点是对周围环境影响较大。
②明挖法按开挖方式分为放坡明挖和不放坡明挖两种。放坡明挖法主要适用于埋深较浅、地下水位较低的城郊地段,边坡通常进行坡面防护、锚喷支护或土钉墙支护。
④地铁车站明挖法施工工序如下:围护结构施工→降水(或基坑底土体加固)→第一层开挖→设置第一层支撑→第n层开挖→设置第n层支撑→最底层开挖→底板混凝土浇筑→自下而上逐步拆支撑(局部支撑可能保留在结构完成后拆除)→随支撑拆除逐步完成结构侧墙和中板→顶板混凝土浇筑。
盖挖法施工
②盖挖法具有诸多优点
围护结构变形小,能够有效控制周围土体的变形和地表沉降,有利于保护邻近建筑物和构筑物。
施工受外界气候影响小,基坑底部土体稳定,隆起小,施工安全。
盖挖逆作法用于城市街区施工时,可尽快恢复路面,对道路交通影响较小。
盖挖法也存在一些缺点
盖挖法施工时,混凝土结构的水平施工缝的处理较为困难。
由于竖向出口少,需水平运输,后期开挖土方不方便。
作业空间小,施工速度较明挖法慢、工期长、费用高。
③盖挖法可分为盖挖顺作法、盖挖逆作法。目前,城市中施工采用最多的是盖挖逆作法。
浅埋暗挖法施工
浅埋暗挖法(城市轨道交通工程中有时称为矿山法)是在城镇软弱围岩地层中,在浅埋条件下修建的地下工程,该工法以改造地质条件为前提,以控制地表沉降为重点,以钢筋格栅(或其他钢拱架)和喷锚混凝土作为初期支护手段,遵循“十八字”方针,即管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测。
管严短强快勤
2.地铁区间隧道及联络通道施工方法与结构形式
1)区间隧道施工方法
2)联络通道施工方法
联络通道是设置在两条地铁隧道之间的一条横向通道,起到安全疏散乘客、隧道排水及防火、消防等作用。
《地铁设计规范》规定:两条单线区间隧道应设联络通道,相邻两个联络通道之间的距离不应大于600m,联络通道内应设并列反向开启的甲级防火门,门扇的开启不得侵入限界。
在区间线路最低点处设置废水泵房(集水井),一般情况下,废水泵房与该处联络通道合建。联络通道长度一般为5〜9m,通道的出入口高程近似,仅在通道中部设置高点,满足排水要求。
目前,国内地铁的联络通道主要采用浅埋暗挖法,超前预支护方法一般采用深孔注浆或冻结法。
3)区间隧道结构形式
3.2 地下水控制
3.2.1 地下水控制方法
地下水控制方法可划分为集水明排、降水、隔水和回灌四类,可单独或组合使用。
1.基本要求
地下水控制过程中抽排出的地下水经沉淀处理后应综合利用,当多余的地下水符合城市地表水排放标准时,可排入城市雨水管网或河湖,不应排入城市污水管道。
当地下水位高于基坑开挖面时,需要采用降低地下水方法疏干坑内土层中的地下水。疏干地下水有增加坑内土体强度的作用,有利于控制基坑围护结构的变形。软土地区基坑开挖深度超过3m,一般就要用到井点降水。开挖深度浅时,亦可边开挖边用排水沟和集水井进行集水明排。
2.集水明排
当基坑、沟槽开挖较浅,涌水量不大时采用。集水明排法是应用最广泛,也是最简单、经济的方法。
明沟、集水井排水是在基坑、沟槽的四周或两侧设置排水明沟,在基坑坑底四角或基坑底边每隔30~50m设置集水井,使基坑、沟槽渗出的地下水通过排水明沟汇集于集水井内,然后用水泵将其排出。
3.降水
1)一般要求
2)降水方法的分类和选择
地下水控制水位应满足基础施工要求,基坑范围内地下水位应降至基础垫层以下不小于0.5m,对基底以下承压水应降至不产生坑底突涌的水位以下,对局部加深部位宜采取局部控制措施。
真空井点
由真空泵、射流泵、往复泵运行时造成真空后抽吸地下水的井。沿基坑四周或者将井点管沉入深于坑底的含水层内,井点管上部与总管连接,总管与上部抽水主机连接,利用抽水主机产生的真空作用将地下水从井点管内不断抽出,引到地面,并排往施工区以外。
喷射井点
通过点井管内外管间隙把高压水输送到井底后,由射流喷嘴高速上喷造成负压,抽吸地下水与空气并与工作水混合形成具有上涌势能的汽水溶液排至地表,达到降低地下水位的目的。
渗井
重力水通过井孔自行或抽水下渗至下部含水层的降水井。
辐射井
一种带有辐射横管的大井。井径2-6米,在井底或井壁按辐射方向打进滤水管以增大井的出水量,一般效果较好。
电渗井
应用电场作用,金属棒插入地中做阳极,使弱含水层中带正电荷的水分子(自由水及结合水)向做阴极的点井管运动,由泵排出。
4.隔水帷幕
1)一般要求
隔水帷幕为隔离、阻断或减少地下水从围护体侧壁或底部进入开挖施工作业面的连续隔水体。
隔水帷幕方法可按表隔水帷幕方法进行分类
隔水帷幕功能应符合下列要求
2)隔水帷幕施工方法
5.回灌
回灌是将水引渗于地下含水层,补给地下水,稳定地下水位,防止地下水位降低使土体固结产生不均匀沉降的工程措施,回灌应进行专业设计,且应符合下列要求
地下水回灌方式包括重力回灌、真空回灌、压力回灌。
3.2.2 地下水控制施工技术
1.集水明排
明沟宜布置在拟建建筑基础边0.4m以外,沟边缘离开边坡坡脚应不小于0.3m。明沟的底面应比挖土面低0.3〜0.4m,集水井底面应比沟底面低0.5m以上,并随基坑的挖深而加深,以保持水流畅通。
明沟、集水井排水,视水量多少连续或间断抽水,直至基础施工完毕、回填土为止。
集水明排设施与市政管网连接口之间应设置沉淀池。明沟、集水井、沉淀池使用时应保持排水畅通并应随时清理淤积物。
2.降水施工技术
1)降水系统布设
降水系统平面布置应根据工程的平面形状、场地条件及建筑条件确定,并应符合下列要求
①面状降水工程,降水井点宜沿降水区域周边呈封闭状均匀布置,距开挖上口边线不宜小于1m。
②线状、条状降水工程,降水井宜采用单排或双排布置,两端应外延布置降水井,外延长度为条状或线状降水井点围合区域宽度的1〜2倍。
④在运土通道出口两侧应增设降水井。
⑤当降水区域远离补给边界,地下水流速较小时,降水井点宜等间距布置,当邻近补给边界,地下水流速较大时,在地下水补给方向的降水井点间距可适当减小。
真空井点布设除应符合本书3.2.2中2.1)(1)的部分要求外,尚应符合下列要求
①当真空井点孔口至设计降水水位的深度不超过6.0m时宜采用单级真空井点;当大于6.0m且场地条件允许时,可采用多级真空井点降水,多级井点上下级高差宜取4.0〜5.0m。
②井点系统的平面布置应根据降水区域平面形状、降水深度、地下水的流向以及土的性质确定,可布置成环形、U形和线形(单排、双排)。
③井点间距宜为0.8〜2.0m,距开挖上口线的距离不应小于1.0m;集水总管宜沿抽水水流方向布设。
④降水区域四角位置井点宜加密。
2)降水施工
降水的施工组织设计
降水施工准备阶段应符合下列要求
真空井点施工流程:高压水套管冲击成孔→冲洗钻孔→安放井点管→填滤料→黏土封堵井口→连接水泵→漏水漏气检查→试运行
管井施工流程:井位放样→钻孔→井管安装→回填粒料→洗井→试抽→正常抽水→降水完毕、封井
真空井点的成孔应符合下列要求
①垂直井点:对易产生塌孔、缩孔的松软地层,成孔施工宜采用泥浆钻进、高压水套管冲击钻进方式;对于不易产生塌孔、缩孔的地层,可采用长螺旋钻进、清水或稀泥浆钻进方式。
④成孔直径应满足填充滤料的要求,且不宜大于300mm。
真空井点施工安装应符合下列要求
①井点管成孔后,应加大泵量、冲洗钻孔、稀释泥浆返清水3〜5min,而后向孔内安放井点管。
②井点管安装到位后,应向孔内投放滤料,滤料填至地面以下1〜2m后应用黏土填满压实。
喷射井点施工安装应符合下列要求
管井施工应符合下列要求
②吊放井管时应平稳、垂直,并保持井管在井孔中心,严禁猛蹲,井管宜高出地表200mm以上。
③单井完成后应及时洗井,洗井后应安装水泵进行单井试抽。
渗井施工应符合下列要求
辐射井施工应符合下列要求
电渗井施工应符合下列要求
①电渗降水时宜间歇通电,每通电24h后宜停电2〜3h。
②应连续抽水。
③雷雨时工作人员应远离两极地带,维修电极时应停电。
潜埋井施工应符合下列要求
3.隔水帷幕施工技术
1)高压喷射注浆法帷幕
2)压力注浆法帷幕
注浆孔应按序列编号,注浆宜按隔一孔或多孔的顺序进行,当地下水流速较大时,应从水头高的一端开始注浆。
对渗透系数变化较小的地层,应先注浆封顶,后自下而上注浆,防止浆液上冒;对渗透系数随深度加深而增大的地层,则应自下而上注浆;对互层地层,应先对渗透系数或孔隙率大的地层注浆。
注浆用水pH值不得小于4,浆液宜采用普通硅酸盐水泥,可掺入速凝剂、防析水剂、水玻璃等进行多液注浆。
采用定量、定压结合方式注浆,对先序注浆孔采取定量注浆,对后续注浆孔采取定压注浆。
量血压
双液注浆时应使用单向阀的浆液混合器,严禁采用三通阀门;注浆结束时应先停水玻璃浆液泵,后停水泥浆液泵。
3)水泥搅拌桩帷幕
4)地下连续墙式帷幕
墙体混凝土抗渗等级不宜小于P6。
5)咬合式排桩帷幕
采用咬合式排桩帷幕时,当采用软切割工艺施工时,加筋桩应在非加筋桩初凝前进行施工,并应确保相互咬合。
6)钢板桩式隔水帷幕
钢板桩式隔水帷幕应为锁口式构造,沉桩前应在锁口内嵌填黄油、沥青或其他密封止水材料。
7)沉井式帷幕
采用沉箱式帷幕时,沉井混凝土强度达到设计强度的70%及以上方可拆除垫木,并应制定合理的拆除顺序;第一节沉井下沉至设计深度时,方可接筑第二节沉井,每次接筑最大高度不宜超过5m。
8)冻结法帷幕
(1)冻结法利用人工制冷技术在富水软弱地层暗挖施工中固结地层。通常,当土体的含水量大于2.5%,地下水含盐量不大于3%,地下水流速不大于40m/d时,均适用常规冻结法;当土层含水率大于10%,地下水流速不大于7~9m/d时,冻土扩展速度和冻结体形成的效果最佳。
(4)冻结法主要优缺点:
①主要优点:冻结加固的地层强度高;地下水封闭效果好;地层整体固结性好;对工程环境污染小。
②主要缺点:成本较高,有一定的技术难度。
4.回灌施工技术
浅层潜水回灌宜采用回灌砂井和回灌砂沟,微承压水与承压水回灌宜采用回灌井。实施地下水人工回灌措施时,应设置水位观测井。
当采用坑内减压降水时,坑外回灌井深度不宜超过承压含水层中隔水帷幕的深度,以免影响坑内减压降水效果。当采用坑外减压降水时,回灌井与减压井的间距不宜小于6m。
回灌井可分为自然回灌井与加压回灌井。自然回灌井的回灌压力与回灌水源的压力相同,宜为0.1〜0.2MPa。加压回灌井的回灌压力宜为0.2〜0.5MPa,回灌压力不宜超过过滤器顶端以上的覆土重量。
回灌井施工结束至开始回灌,应至少有2〜3周的时间间隔,以保证管井周围止水封闭层充分密实,防止或避免回灌水沿管井周围向上反渗、从地面喷溢等情况生。管井外侧止水封闭层顶至地面之间,宜用素混凝土充填密实。
5.监测
地下水控制工程应对地下水控制效果及影响进行监测,监测主要包括:地下水位监测、出水量和含砂量监测、水质监测、变形监测、巡视检查等内容。
巡视水位水质,变形水量砂量
3.3 明(盖)挖法施工
3.3.1 基坑支护施工
1.边坡防护
1)基坑放坡
基坑放坡基本要求
按是否设置分级过渡平台,边坡可分为一级放坡和分级放坡两种形式。
而在分级放坡时,宜设置分级过渡平台。分级过渡平台的宽度应根据土(岩)质条件、放坡高度及施工场地条件确定,对于岩石边坡不宜小于0.5m,对于土质边坡不宜小于1.0m。下级放坡坡度宜缓于上级放坡坡度。
基坑边坡稳定控制措施
根据土层的物理力学性质及边坡高度确定基坑边坡坡度,并于不同土层处做成折线形边坡或留置台阶。
施工时应严格按照设计坡度进行边坡开挖,不得挖反坡。
在基坑周围影响边坡稳定的范围内,应对地面采取防水、排水、截水等防护措施,防止雨水等地面水浸入土体,保持基底和边坡的干燥。
严禁在基坑边坡坡顶较近范围堆放材料、土方和其他重物以及停放或行驶较大的施工机械。
对于土质边坡或易于软化的岩质边坡,在开挖时应及时采取相应的排水和坡脚、坡面防护措施。
在整个基坑开挖和地下工程施工期间,应严密监测坡顶位移,随时分析监测数据。当边坡有失稳迹象时,应及时采取削坡、坡顶卸荷、坡脚压载或其他有效措施。
护坡措施
常用的防护措施有
叠放砂包或土袋。
水泥砂浆或细石混凝土抹面。
挂网喷浆或混凝土。
其他措施
包括锚杆喷射混凝土护面、塑料膜或土工织物覆盖坡面等。
叠抹喷盖
2)土钉墙支护
一般要求
①土钉墙、预应力锚杆复合土钉墙的坡比不宜大于1:0.2;当基坑较深、土的抗剪强度较低时,宜取较小坡比。
②土钉水平间距和竖向间距宜为1〜2m。土钉倾角宜为5°〜20°。
成孔注浆型钢筋土钉的构造应符合下列要求
①成孔直径宜取70〜120mm。
②土钉钢筋直径宜取16〜32mm。
③应沿土钉全长设置对中定位支架,其间距宜取1.5〜2.5m,土钉钢筋保护层厚度不宜小于20mm。
④土钉孔注浆材料可采用水泥浆或水泥砂浆,其强度不宜低于20MPa。
采用预应力锚杆复合土钉墙
①宜采用钢绞线锚杆。
②预应力锚杆应设置自由段,自由段长度应超过土钉墙坡体的潜在滑动面。
③锚杆与喷射混凝土面层之间设置腰梁连接,腰梁与喷射混凝土面层应紧密接触。
④注浆时将注浆管插至孔底并由孔底注浆,且注浆管端部至孔底的距离不宜大于200mm;注浆及拔管时,注浆管出浆口应始终埋入注浆液面内,应在新鲜浆液从孔口溢出后停止注浆;注浆后,当浆液液面下降时,应进行补浆。
墙高度不大于12m时,喷射混凝土面层的构造应符合下列要求
①喷射混凝土设计强度等级不宜低于C25,面层厚度宜取80〜100mm。
②喷射混凝土面层中应配置钢筋网和通长的加强钢筋。
③当土钉墙后存在滞水时,在含水层部位的墙面设置泄水孔或采取其他疏水措施。
④喷射混凝土终凝2h后应及时喷水养护。
⑤应在土钉、喷射混凝土面层的养护时间大于2d后,方可下挖基坑。
3)长条形基坑开挖与过程放坡
2.基坑围护结构体系
1)基坑围护结构
基坑围护结构类型
基坑围护结构施工要求
①预制混凝土板桩
工艺流程:放桩位线→布设桩点→桩机就位→桩就位→校正垂直度→打桩→测量桩顶标高→移钻机。
常用钢筋混凝土板桩截面的形式有四种:矩形、T形、工字形及口字形。矩形截面板桩制作较方便,桩间采用槽榫接合方式,接缝效果较好,是使用最多的一种形式。
预制混凝土板桩施工较为困难,对机械要求高,且挤土现象严重,加之混凝土板桩一般不能拔出。因此在永久性的支护结构中使用较多。
②钢板桩与钢管桩
工艺流程:施工准备→钢板桩组装→导向架加工制造→导向架定位→插打钢板桩→基坑开挖→基坑检验。
拉森钢板桩施工工艺
测量→拉森钢板桩打设→沟槽开挖和支撑安装→施作管道基础→管道安装→沟槽回填和支撑拆除→拉森钢板桩拔除→桩孔回填。
③钻孔灌注桩围护结构
④SMW工法桩(型钢水泥土搅拌墙)
单根型钢中焊接接头不宜超过两个,焊接接头的位置应避免设在支撑位置或开挖面附近等型钢受力较大处;
相邻型钢的接头竖向位置宜相互错开,错开距离不宜小于1m,且型钢接头距离基坑底面不宜小于2m。
拟拔出回收的型钢,插入前应先在干燥条件下除锈,再在其表面涂刷减摩材料。
⑤咬合桩
a.桩顶应设置导墙,导墙宽度宜取3〜4m、导墙厚度宜取0.3〜0.5m。
b.相邻咬合桩应按先施工素混凝土桩、后施工钢筋混凝土桩的顺序进行;钢筋混凝土桩应在素混凝土桩初凝前,通过成孔时切割部分素混凝土桩身形成与素混凝土桩的互相咬合,但应避免过早切割。
c.钻机就位及吊设第一节钢套管时,应采用两个测斜仪贴附于套管外壁并用经纬仪复核套管垂直度;抓斗在套管内取土时,套管底部应始终位于抓土面下方,且抓土面与套管底的距离应大于1.0m。
⑥重力式水泥土挡墙
⑦地下连续墙
地下连续墙的槽段接头应按下列原则选用:
地下连续墙宜采用圆形锁口管接头、波纹管接头、楔形接头、工字钢接头或混凝土预制接头等柔性接头。
当地下连续墙作为主体地下结构外墙,且需要形成整体性墙体时,宜采用刚性接头:刚性接头可采用一字形或十字形穿孔钢板接头、钢筋承插式接头等。
在采取地下连续墙顶设置通长冠梁、墙壁内侧槽段接缝位置设置结构壁柱、基础底板与地下连续墙刚性连接等措施时,也可采用柔性接头。
导墙是控制挖槽精度的主要构筑物,导墙结构应建于坚实的地基之上,其主要作用有
挡土:在挖掘地下连续墙沟槽时,地表土松软容易坍陷,因此在单元槽段挖完之前,导墙起挡土作用。
基准作用:导墙作为测量地下连续墙挖槽标高、垂直度和精度的基准。
承重:导墙既是挖槽机械轨道的支承,又是钢筋笼接头管等搁置的支点,有时还承受其他施工设备的荷载。
存蓄泥浆:导墙可存蓄泥浆,稳定槽内泥浆液面。泥浆液面始终保持在导墙面以下20cm,并高出地下水位1m,以稳定槽壁。
其他:导墙还可防止泥浆瘺失,阻止雨水等地面水流入槽内;地下连续墙距现有建(构)筑物很近时,在施工时还起到一定的补强作用。
为保证槽壁的稳定,采用特制的泥浆护壁。泥浆配制和挖槽施工中对泥浆的相对密度、黏度、含砂率和pH值等主要技术性能指标进行检验和控制。
砂密P黏
2)支撑结构
支撑结构包括内支撑和外拉锚两种形式。
内支撑结构体系
内支撑体系的布置原则
宜采用受力明确、连接可靠、施工方便的结构形式。
宜采用对称平衡性、整体性强的结构形式。
应与主体结构的结构形式、施工顺序协调,以便于主体结构施工。
应利于基坑土方开挖和运输。
有时,可利用内支撑结构施作施工平台。
内支撑体系的施工
内支撑结构的施工与拆除顺序应与设计一致,必须坚持先支撑后开挖的原则。
围檩与围护结构之间紧密接触,不得留有缝隙。如有间隙应用强度等级不低于C30的细石混凝土填充密实或采用其他可靠连接措施。
钢支撑应按设计要求施加预压力,当监测到预加压力出现损失时,应再次施加预压力。
支撑拆除应在替换支撑的结构构件达到换撑要求的承载力后进行。
当主体结构的底板和楼板分块浇筑或设置后浇带时,应在分块部位或后浇带处设置可靠的传力构件。
外拉锚支护体系
①锚杆有多种类型,基坑工程中锚拉结构宜采用钢绞线锚杆,承载力要求较低时,也可采用钢筋锚杆。
铺杆注浆宜采用二次压力注浆工艺。
锚杆锚固段不宜设置在淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土及松散填土层内。
3.基坑土方开挖及基坑变形控制
1)基本要求
2)基坑土方开挖方法
坑底以上0.3m的土方采用人工开挖。
3)基坑的变形控制
基坑变形特征
围护结构水平变形
当基坑开挖较浅,还未设支撑时,墙体墙顶位移最大且向基坑方向水平位移,呈三角形分布。随着基坑开挖深度的增加,刚性墙体继续表现为向基坑内的三角形水平位移或平行刚体位移;而一般柔性墙体如果设支撑,则表现为墙顶位移不变或逐渐向基坑外移动,墙体腹部向基坑内凸出。
围护结构竖向变位
坑底部的隆起
地表沉降
基坑的变形控制
控制基坑变形的主要方法有
增加围护结构和支撑的刚度。
增加围护结构的入土深度。
加固基坑内被动土压区土体。
减小每次开挖围护结构处土体的尺寸和开挖后未及时支撑的暴露时间,这一点在软土地区施工时尤其有效。
通过调整围护结构或隔水帷幕深度和降水井布置来控制降水对环境变形的影响。增加隔水帷幕深度甚至隔断透水层、提升管井滤头底高度、降水井布置在基坑内,这些手段均可减少降水对环境的影响。
刚加深调控又减少尺寸和时间
坑底稳定控制
①保证深基坑坑底稳定的措施有加深围护结构入土深度、坑底土体加固、坑内井点降水等。
②适时施作底板结构。
降水深度加固底板
4.地基加固处理方式
1)基坑地基加固的目的
基坑地基按加固部位不同,分为基坑外加固和基坑内加固两种,其目的见下
基坑外加固——主要是止水,有时也可减少围护结构承受的主动土压力。
基坑内加固——提升土体的强度和土体的侧向抗力,减少围护结构位移,进而保护基坑周边建筑物及地下管线;防止坑底土体隆起破坏;防止坑底土体渗流破坏;弥补围护墙体插入深度不足等。
2)基坑地基加固的方式
按平面布置形式分类,基坑内被动土压区加固形式主要有墩式加固、裙边加固、抽条加固、格栅式加固和满堂加固。
采用墩式加固时,土体加固一般多布置在基坑周边阳角位置或跨中区域;
长条形基坑可考虑采用抽条加固;
基坑面积较大时,宜采用裙边加固;
地铁车站的端头井一般采用格栅式加固;
环境保护要求高,或为了封闭地下水时,可采用满堂加固。
换填材料加固处理法,以提升地基承载力为主,适用于较浅基坑,方法简单、操作方便。
采用水泥土搅拌、高压喷射注浆、注浆或其他方法对地基掺入一定量的固化剂或使土体固结,以提升土体的强度和土体的侧向抗力为主,适用于深基坑。
3)常用方法与技术要点
注浆法
注浆设计包括注浆量、布孔、注浆有效范围、注浆流量、注浆压力、浆液配方等主要工艺参数。
注浆加固土的强度具有较大的离散性,注浆检验应在加固后28d进行。可采用标准贯入、轻型静力触探法或面波等方法检测加固地层均匀性;
清静免入
按加固土体范围每间隔1m进行室内试验,测定强度或渗透性。
水泥土搅拌法
水泥土搅拌法适用于加固淤泥、淤泥质土、素填土、黏性土(软塑和可塑)、粉土(稍密、中密)、粉细砂(稍密、中密)、中粗砂(松散、稍密)、饱和黄土等土层,不适用于含有大孤石或障碍物较多且不易清除的杂填土、欠固结的淤泥和淤泥质土、硬塑及坚硬的黏性土、密实的砂类土,以及地下水影响成桩质量的土层。
水泥土搅拌法加固软土技术具有其独特优点
最大限度地利用了原土。
搅拌时无振动、无噪声和无污染,可在密集建筑群中进行施工,对周围原有建筑物及地下管线影响很小。
根据上部结构的需要,可灵活地采用柱状、壁状、格栅状和块状等加固形式。
与钢筋混凝土桩基相比可节约钢材并降低造价。
水泥土搅拌桩的施工质量检测可采用下列方法:
在成桩3d内,采用轻型动力触探检查上部桩身的均匀性;
在成桩7d后,采用浅部开挖桩头进行检查,开挖深度宜超过停浆面下0.5m,检查搅拌的均匀性,量测成桩的直径。
作为重力式水泥土墙时,还应用开挖方法检查搭接宽度和位置偏差,应采用钻芯法检查水泥土搅拌桩的单轴抗压强度、完整性和深度。
高压喷射注浆法
高压喷射注浆法对淤泥、淤泥质土、粘性土(流塑、软塑和可塑)、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基都有良好的处理效果。但对于硬黏性土,含有较多的块石或大量植物根茎的地基,因喷射流可能受到阻挡或削弱,冲击破碎力急剧下降,切削范围小或影响处理效果。
高压喷射有旋喷(固结体为圆柱状)、定喷(固结体为壁状)和摆喷(固结体为扇状)三种基本形状。
单管法:喷射高压水泥浆液一种介质。
双管法:喷射高压水泥浆液和压缩空气两种介质。
三管法:喷射高压水流、压缩空气及水泥浆液三种介质。
高压喷射注浆的施工参数应根据土质条件、加固要求通过试验或根据工程经验确定,并在施工中严格加以控制。
高压喷射注浆的工艺流程:钻机就位、钻孔、置入注浆管、高压喷射注浆和拔出注浆管。
施工质量可根据设计要求或当地经验采用开挖检查、钻孔取芯、标准贯入试验及动力触探等方法检查。
开心入冬
3.3.2 结构施工技术
1.钢筋混凝土结构施工
1)侧墙模架体系
围护结构与主体结构为分离式结构形式时,侧墙一般采用对拉螺栓模板体系;有防水要求的结构对拉螺栓要采取止水措施。
城市隧道围护结构与主体结构墙为复合墙结构形式时,主体结构侧墙一般采用单侧支撑体系。
2)单侧支撑体系施工要点
2.防水工程施工技术
1)主体结构防水工程施工
明挖法防水一般要求
水泥砂浆防水层
卷材防水层
阴阳角部位加强层不应小于500mm幅宽。
卷材铺贴应符合下列要求
大面卷材在加强层范围内不应出现搭接槎;距加强层边不应小于600mm;大面卷材铺贴长边宜与线路方向垂直。
相邻两幅卷材的短边搭接缝应错开,且不应小于300mm。
上下两层卷材的接缝应错开1/3〜1/2幅宽,且两层卷材不应相互垂直铺贴。
卷材采用外防外贴法施工还应符合下列要求
应先铺贴底板阴阳角加强层,后铺贴底板与保护墙立面。
保护墙顶翻卷甩槎长度不应小于1.0m,并应采取保护措施。
应先铺贴特殊部位的加强层,后铺贴大面;墙体竖向应由下往上铺贴。
侧墙与顶板防水层搭接压槎,应为侧墙防水层在下,顶板防水层在上。
当线路有纵坡时,铺贴顺序宜符合下列要求
底板、顶板、侧墙沿线路方向宜由低处往高处铺贴。
低处端墙与顶板防水层搭接压槎,端墙防水层应在下,顶板防水层应在上;较高处端墙防水层应在上,顶板防水层应在下。
涂料防水层
不同类型有机防水涂料施工应符合下列要求
聚氨酯防水涂料应分层涂布,前道涂层完全固化后方可进行下道涂层施工,相邻两道涂层的涂刷方向应互相垂直。
喷涂橡胶沥青防水涂料施工喷膜时,初凝后人行走不应破坏涂层,终凝后表面不应存有气泡,终凝24h后方可施工防水保护层。
水泥基渗透结晶防水涂料施工应符合下列要求
应按产品技术标准要求的比例拌制灰浆,拌制好的灰浆应在20min内用完。
涂层终凝后应采用干湿交替养护,养护时间不应少于72h,不应采用蓄水养护。
干撒法施工时应在混凝土初凝前干撒完毕,并应压实抹平、提浆压光。
水泥砂浆防水层
细部构造防水工程施工
地下工程细部构造防水工程包括施工缝、变形缝、后浇带、穿墙管、预埋件、预留通道接头、桩头等。
2)细部构造防水工程施工
施工缝
施工缝处浇筑混凝土,应符合下列要求
①墙体水平施工缝应留设在高出底板表面不小于300mm的墙体上。拱、板与墙结合的水平施工缝,宜留在拱、板与墙交接处以下150〜300mm处。
②水平施工缝浇筑混凝土前,应将其表面浮浆和杂物清除,然后铺设净浆、涂刷混凝土界面处理剂或水泥基渗透结晶型防水涂料,再铺30〜50mm厚的与结构混凝土成分相同的水泥砂浆,并及时浇筑混凝土。
④施工缝处已浇筑混凝土的强度不应小于1.2MPa。
⑤中埋式止水带及外贴式止水带埋设位置应准确,固定应牢靠。
⑥遇水膨胀止水条应具有缓膨胀性能;止水条采用搭接连接时,搭接宽度不得小于30mm。
⑦预埋注浆管应设置在施工缝断面中部,注浆管与施工缝基面应密贴并固定牢靠,固定间距宜为200〜300mm。
变形缝
①变形缝处的端头模板应钉填缝板,填缝板与嵌入式止水带中心线应与变形缝中心线重合,并应用模板固定牢固。止水带埋设位置应准确,其中间空心圆环应与变形缝的中心线重合。
穿墙管
①固定式穿墙管应加焊止水环或环绕遇水膨胀止水圈,并作好防腐处理。
②套管式穿墙管的套管与止水环及翼环应连续满焊,并作好防腐处理。
其他细部防水构造
③后浇带混凝土应一次浇筑,不得留设施工缝;混凝土浇筑后应及时养护,养护时间不得少于28d。
④桩头顶面和侧面裸露处应涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料,并延伸到结构底板垫层150mm处;桩头四周300mm范围内应抹聚合物水泥防水砂浆过渡层。
⑤结构底板防水层应做在聚合物水泥防水砂浆过渡层上并延伸至桩头侧壁,其与桩头侧壁接缝处应采用密封材料嵌填。
⑥桩头的受力钢筋根部应采用遇水膨胀止水条或止水胶,并应采取保护措施。
⑦ 预埋件端部或预留孔、槽底部的混凝土厚度不得小于250mm;当混凝土厚度小于250mm时,应局部加厚或采取其他防水措施。
⑧用于固定模板的螺栓必须穿过混凝土结构时,可采用工具式螺栓或螺栓加堵头,螺栓上应加焊止水环。拆模后留下的凹槽应用密封材料封堵密实,并用聚合物水泥砂浆抹平。
3.盖挖法结构施工技术
1)一般要求
2)铺盖体系施工
盖挖顺作法的铺盖体系宜采用装配式公路钢桥、军用钢桁架梁或型钢梁,其上铺设盖板和面层;盖挖逆作法铺盖体系应为主体结构顶板。
逆作法结构顶板
①主体结构的顶板,当底模为土模时,应根据土体弹性模量计算起拱度,开挖应符合下列要求:
a.应按梁、板结构断面形状开挖成槽。
b.距离结构设计标高0.2m内的土方应采用人工开挖。
c.墙柱接头处土方应开挖至接头以下至少0.5m,并呈倾斜状。
②顶板施工不宜留置纵向施工缝,若需要留置应采取措施;横向施工缝应根据结构流水段划分留置。
③板底斜向施工缝宜留置在板下500~800mm。
3)主体结构施工技术
4)结构防水施工技术
2)盖挖逆作法防水施工
①板底以下500mm范围内的墙体应与结构顶板、楼板同时浇筑,墙体的下部应做成斜坡形,斜坡形下部应预留300~500mm空间,并应待下部先浇筑混凝土施工14d后再行浇筑。
②浇筑混凝土前施工缝表面应凿毛、清理干净,并应涂刷界面剂、设置遇水膨胀止水胶条和预埋注浆管。
③顶板与立墙连接处结构防水层宜采用无机防水材料,并应与立墙和顶板防水层搭接过渡。
3.8 城市隧道工程与城市轨道交通工程安全质量控制
3.8.1 城市隧道工程与城市轨道交通工程安全技术控制要点
1.地下管线保护
1)工程地质条件及现况管线调查
2)编制地下管线保护方案
3)现况管线改移、保护措施
2.明挖基坑安全技术控制要点
围护结构采用水下灌注混凝土时,混凝土强度等级应提高一个等级。混凝土灌注施工时宜高出设计文件规定的标高300〜500mm。
3.浅埋暗挖法隧道施工安全技术控制要点
台阶法施工应先开挖上台阶,后开挖下台阶。下部台阶应在拱部初期支护结构变形基本稳定且喷射混凝土达到设计文件规定强度的70%后,方可进行开挖。
1)爆破
2)爆破后应对开挖断面进行检查并符合下列要求
3)开挖
4.盾构法隧道施工安全技术控制要点
1)盾构地层变形控制措施
2)地层变形的预测和施工监测
5.TBM法隧道施工安全技术控制要点
3.8.2 城市隧道工程与城市轨道交通工程质量控制要点
1.明(盖)挖法施工质量控制要点
1)基坑围护结构施工质量控制指标
2)基坑开挖施工
方自上而下分层、分段依次开挖,及时施作支撑或锚杆。开挖至基底200mm时,应人工配合清底,不得超挖或扰动基底土。基底经勘察、设计、监理、施工单位验收合格后,应及时施工混凝土垫层。
基坑开挖至设计高程后应由建设单位会同设计、勘察、施工、监理等单位共同验收。
基坑开挖应对下列项目进行中间验收
基坑平面位置、宽度、高程、平整度、地质描述,基坑降水,基坑放坡开挖的坡度和围护桩及连续墙支护的稳定情况,地下管线的悬吊和基坑便桥稳固情况。
3)结构施工
混凝土结构施工前,施工单位应制定检测和试验计划,并应经监理单位批准后实施。
混凝土强度按检验批进行检验评定,划入同一检验批的混凝土,其施工持续时间不宜超过3个月。用于检验混凝土强度的试件应在浇筑地点随机抽取。
首次使用的混凝土配合比应进行开盘鉴定,其原材料、强度、凝结时间、稠度等应满足设计配合比要求。
4)基坑回填
基坑回填质量验收的主控项目有
①基坑回填土的土质、含水率应符合设计文件要求。
②基坑回填宜分层、水平机械压实,压实后的厚度应根据压实机械确定,且不应大于0.3m;结构两侧应水平、对称同时填压;基坑分段回填接槎处,已填土坡应挖台阶,其宽度不应小于1.0m,高度不应大于0.5m。
5)主体结构防水施工
2.浅埋暗挖法隧道施工质量控制要点
1)浅埋暗挖法施工质量控制指标
2)施工准备阶段质量控制
3)土方开挖、初期支护施工质量控制
土方开挖
①宜用激光准直仪控制中线和隧道断面仪控制外轮廓线。
初期支护施工
④喷射混凝土施工
a.喷射作业分段、分层进行,喷射顺序由下而上。
b.喷头应保证垂直于工作面,喷头距工作面不宜大于1m。
c.分层喷射时,应在前一层混凝土终凝后进行。
d.钢筋网的喷射混凝土保护层不应小于20mm。
e.喷射混凝土终凝2h后进行养护,时间不小于14d;气温低于5°C不得喷水养护。
4)防水、二次衬砌施工质量控制
⑤采用专用热合机焊接,焊缝应均匀连续;双焊缝搭接的焊缝宽不应小于10mm;焊缝不得有漏焊、假焊、焊焦、焊穿等现象;焊缝应经充气试验合格:气压0.15MPa,经过3min下降值不大于20%。
3.钻爆法隧道施工质量控制要点
4.盾构法隧道施工质量控制要点
1)管片质量控制一般要求
2)隧道防水质量控制要点
5.TBM法隧道施工质量控制要点
1)TBM始发控制要点
2)TBM推进控制要点
3)隧道轴线控制要点
4)不良地质段隧道的控制要点
5)TBM隧道防水控制要点
3.8.3 城市隧道工程与城市轨道交通工程季节性施工措施
1.冬期施工控制要点
1)防水工程
2)钢支撑工程
3)喷射混凝土
2.雨期施工
3.高温施工
3.7 TBM法隧道施工
TBM(全断面岩石隧道掘进机)是一种集机、电、液、传感、信息技术于一体的隧道施工成套装备,在实现连续掘进的同时,完成破岩、出渣、支护等作业,实现了工厂化施工,掘进速度较快,效率较高。
3.7.1 TBM 施工原理
1.TBM破岩方式及破岩原理
2.TBM施工主要流程
3.TBM主要形式
1)敞开式TBM
2)护盾式TBM
3.7.2 TBM 施工技术
1.TBM选型依据
1)工程地质条件
2)影响选用TBM工法的地质因素
3)TBM不仅受地质条件约束,还受开挖直径、开挖机构的约束
2.TBM的附属设施
1)运输的方式
2)集尘及通风
3)洞内超前钻孔
4)排水和给水设备
5)喷射及其他设备
3.TBM法掘进施工
4.TBM支护施工
TBM初期支护使用TBM设备后配套配置的锚杆钻机、超前钻机、混凝土拌合及输送泵、混凝土喷射机械手、钢筋网安装器、环形梁安装器等设备,通过专业操作人员使用手动和遥控装置配合完成作业。
3.6 盾构法隧道施工
3.6.1 盾构机选型、施工条件与现场布置
1.盾构机选型
目前常用的盾构机类型分为土压平衡式和泥水平衡式两种。
2.盾构选型依据与原则
1)选型依据
2)选型的基本原则
3.盾构法施工条件与现场布置
1)施工准备
3.6.2 盾构法施工技术
1.盾构法施工步序
2.对管片的技术要求
3.盾构始发施工技术要点
4.盾构接收施工技术要点
1)盾构接收施工流程
2)接收施工要点
5.土压平衡盾构掘进施工要点
6.泥水平衡盾构掘进施工要点
7.管片拼装
1)拼装方法
管片选型
拼装顺序
一般从下部的标准(A型)管片开始,依次左右两侧交替安装标准管片,然后拼装邻接(B型)管片,最后安装楔形(K型)管片。
盾构千斤顶操作
拼装时,禁止盾构千斤顶同时全部缩回,否则在开挖面土压的作用下盾构会后退,开挖面将异常不稳定(开挖面土压损失,并失去平衡),管片拼装空间也将难以保证。
紧固连接螺栓
先紧固环向(管片之间)连接螺栓,后紧固轴向(环与环之间)连接螺栓。
楔形管片安装方法
为方便插入楔形管片,可装备能将邻接管片沿径向向外顶出的千斤顶,以增大插入空间。拼装径向插入型楔形管片时,先径向重叠顶起,再纵向插入。
复紧连接螺栓
2)真圆保持
8.壁后注浆
1)壁后注浆的目的
2)注浆材料与参数
3)壁后注浆施工要点
9.盾构姿态控制
1)推进管理测量
2)盾构姿态控制要点
3.5 钻爆法隧道施工
3.5.1 钻爆法施工原理
钻爆法是通过钻孔、装药、爆破开挖岩石的隧道施工方法。掘进方式一般有全断面掘进法、导洞法、分部开挖法。
3.5.2 钻爆法施工技术
1.超前地质预报
1)隧道超前地质预报的目的
2)隧道超前地质预报的内容
3)隧道超前地质预报长度划分
地毯垫
4)超前地质预报的方法
隧道超前地质预报可以采用地质调查法、超前钻探法、物探法、超前导坑预报法和综合超前地质预报方法。
综合地物钻坑
2.钻爆施工
1)钻孔
凿岩机和钻孔台车
2)装药
反向起爆
3)堵塞及起爆
4)起爆顺序及时差
除预裂爆破的周边孔是最先起爆外,在一个开挖断面上,起爆顺序是由内向外逐层起爆。
各层(卷)炮之间的起爆时差越小,则爆破效果越好。常采用的时差为40〜200ms,称为微差爆破。
内圈炮孔先起爆,外圈炮孔后起爆,这个顺序不能颠倒,否则爆破效果大受影响,甚至完全失败。
同圈孔必须同时起爆,尤其是掏槽孔和周边孔,以保证同圈孔的共同作用效果。
5)盲炮的预防和处理
盲炮产生的原因
①火雷管拒爆产生盲炮。
②电力起爆产生盲炮。
③导爆索起爆产生盲炮。
④导爆管起爆系统拒爆产生盲炮。
盲炮的处理
①浅孔爆破盲炮处理:
②深孔爆破盲炮处理:
6)超欠挖问题
3.隧道掘进爆破
在隧道掘进中,常采用周边爆破,又称为轮廓爆破,主要形式是光面爆破。
周边爆破主要有光面爆破和预裂爆破,但光面爆破多用于隧道掘进和各类矿山巷道掘进,预裂爆破则多用于地面的路堑等边坡开挖中。
周边爆破的参数确定主要是:炮孔装药量;炮孔间距;最小抵抗线。
1)光面爆破的设计与施工
光面爆破的设计
光面爆破施工
①所有周边孔应彼此平行,并且其深度一般不应比其他炮孔大。
②各炮孔均应垂直于工作面。实际施工中,周边孔不可能都与工作面垂直,根据炮孔深度向外倾斜角一般取3°~5°。
③如果工作面不齐,应按实际情况调整炮孔深度和装药量,力求所有炮孔底落在同一个断面上。
④开孔位置要准确,偏差值不大于30mm。周边孔开孔位置均应位于井巷或隧道断面的轮廓线上,不允许有偏向轮廓线内的误差。
2)预裂爆破的设计与施工
4.机械开挖
5.装渣、运渣与弃渣
6.支护与衬砌
喷射混凝土施工宜采用湿喷工艺。
在设有系统锚杆的地段,系统锚杆宜在下一循环开挖前完成。锁脚锚管在钢架安装就位后立即施作。
钢筋网铺设在初喷混凝土后进行。钢筋网每个交点和搭接段均应绑扎或焊接。钢筋网与锚杆或其他固定装置联结牢固,在喷射混凝土时不晃动。
钢架在初喷混凝土后安装。
拱、墙混凝土应一次连续浇筑,不得采用先拱后墙浇筑。混凝土应从两侧边墙向拱顶、由下向上依次分层对称浇筑,两侧混凝土浇筑面高差不应大于1.0m,同一侧混凝土浇筑面高差不应大于0.5m。
仰拱初期支护喷射混凝土不得与仰拱混凝土衬砌一次浇筑。仰拱混凝土衬砌先于拱墙混凝土衬砌施工。
3.4 浅埋暗挖法隧道施工
浅埋暗挖法施工须满足无水作业条件,当采用降水方案不能满足要求时,应在开挖前进行帷幕预注浆,加固地层等堵水处理。
3.4.1 浅埋暗挖法施工方法
1.掘进(开挖)方式及其选择条件
2.全断面开挖法
全断面开挖法适用于土质稳定、断面较小的隧道施工,适宜人工开挖或小型机械作业。
全断面开挖法采取自上而下一次开挖成型,沿着轮廓开挖,按施工方案一次进尺并及时进行初期支护。
全断面开挖法的优点是可以减少开挖对围岩的扰动次数,有利于围岩天然承载拱的形成,工序简便;缺点是对地质条件要求严格,围岩必须有足够的自稳能力。
3.台阶开挖法
1)台阶开挖法特点
台阶开挖法将结构断面分成上下两个工作面分步开挖。
2)正台阶法
正台阶法适用于地层较好的III、IV级围岩,将断面分成上下两个台阶开挖,上台阶长度一般控制在1〜1.5倍洞径以内,尽快开挖下台阶,支护后形成闭合结构。
3)上台阶环形开挖预留核心土法
一般情况下,将断面分成环形拱部、上部核心土、下部台阶等三部分。
方法的主要优点
①因为开挖过程中上台阶留有核心土支承着开挖面,能迅速及时地建造拱部初期支护,所以开挖工作面稳定性好。
②核心土和下台阶开挖都是在拱部初期支护保护下进行的,施工安全性好。
4.单侧壁导坑法
5.双侧壁导坑法
6.中隔壁法和交叉中隔壁法
7.中洞法、侧洞法、柱洞法、洞桩法
3.4.2 浅埋暗挖法施工技术
1.工作井施工技术
工作井采用明挖法基坑围护结构支撑体系施工时,下文主要介绍倒挂井壁法施工。
1)施工准备
2)锁口圈梁
锁口圈梁处土方不得超挖,并应做好边坡支护。
圈梁混凝土强度达到设计强度的70%及以上时,方可向下开挖竖井。
3)提升系统
4)竖井开挖与支护
应对称、分层、分块开挖,每层开挖高度不得大于设计规定,随挖随支护;每一分层的开挖,宜遵循先开挖周边、后开挖中部的顺序。
严格控制竖井开挖断面尺寸和高程,不得欠挖,竖井开挖到底后应及时封底。
2.马头门施工技术
竖井初期支护施工至马头门处应预埋暗梁及暗桩,并应沿马头门拱部外轮廓线打入超前小导管,注浆加固地层。
马头门的开挖应分段破除竖井井壁,宜按照先拱部、再侧墙、最后底板的顺序破除。
马头门开启应按顺序进行,同一竖井内的马头门不得同时施工。一侧隧道掘进15m后,方可开启另一侧马头门。马头门标高不一致时,宜遵循“先低后高”的原则。
3.超前预支护及预加固施工技术
根据地质条件、地下水状况、施工方法以及环境条件等因素,地层超前预支护及预加固可采取:超前小导管注浆加固、深孔注浆、管棚支护等措施。
1)超前小导管注浆加固
适用条件
技术要点
①超前小导管应沿隧道拱部轮廓线外侧设置,根据地层条件可采用单层、双层超前小导管。
②超前小导管应选用直径为40〜50mm的钢管或水煤气管,长度应大于循环进尺的两倍,宜为3〜5m。
③超前小导管应从钢格栅(钢拱架)的腹部穿过,后端应支承在已架设好的钢格栅(钢拱架)上,并焊接牢固,前端嵌固在地层中。前后两排小导管的水平支撑搭接长度不应小于1m。
⑥注浆材料可采用普通水泥单液浆、改性水玻璃浆、水泥-水玻璃双液浆、超细水泥等。
⑧注浆施工应符合下列要求
注浆工艺应简单、方便、安全,应根据土质条件选择注浆工艺(法)。在砂卵石地层中宜采用渗入注浆法;在砂层中宜采用挤压、渗透注浆法;在黏土层中宜采用劈裂法等。
注浆顺序:应由下而上、间隔对称进行;相邻孔位应错开、交叉进行。
2)深孔注浆加固技术
3)管棚支护
结构组成与适用条件
①结构组成
管棚是由钢管和钢格栅(钢拱架)组成。钢管入土端制作成尖靴状或楔形,沿着开挖轮廓线,以较小的外插角,向掌子面前方敷设钢管或钢插板,末端支架在钢格栅(钢拱架)上,形成对开挖面前方围岩的预支护。
管棚中的钢管应按照设计要求进行加工和开孔,管内应灌注水泥浆或水泥砂浆,以便提升钢管自身刚度和强度。
②适用条件
技术要点
①施工工艺流程
测放孔位→钻机就位→水平钻孔→压入钢管→注浆(向钢管内和管周围土体)→封口。
②管棚应根据地层情况、施工条件和环境要求选用,并应符合以下要求
宜选用加厚的φ80~φ180mm焊接钢管或无缝钢管制作。
钢管间距应根据支护要求予以确定,宜为300〜500mm。
双向相邻管棚的搭接长度不小于3m。
④钻孔顺序应由高孔位向低孔位进行。钻孔直径应比设计管棚直径大30〜40mm。
⑤管棚在顶进过程中,应用测斜仪控制上仰角度。
⑦管棚就位后,应按要求进行注浆;钢管内部宜填充水泥砂浆,以增加钢管强度和刚度。注浆压力达到设定压力,并稳压5min以上,注浆量达到设计注浆量的80%时,方可停止注浆。
4.初期支护施工
浅埋暗挖法初期支护主要包括钢格栅(钢拱架)、钢筋网片、纵向连接筋、喷射混凝土等支护结构。
1)主要材料
喷射混凝土应采用早强混凝土,其强度必须符合设计要求。可根据工程需要掺用外加剂,速凝剂应根据水泥品种、水胶比等,通过不同掺量的混凝土试验选择最佳掺量,使用前应做凝结时间试验,要求初凝时间不应大于5min,终凝时间不应大于10min。
2)钢格栅(钢拱架)加工及安装
首榀钢格栅(钢拱架)应进行试拼装,并应经建设单位、监理单位、设计单位共同验收合格后方可批量加工。
3)喷射混凝土
喷射混凝土,作业开始时,应先送风送水,后开机,之后再给料。
喷头与受喷面应垂直,距离宜为0.6〜1.0m。
喷射混凝土应分段、分片、分层自下而上依次进行。分层喷射时,后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行。
喷射混凝土时,应先喷钢格栅(钢拱架)与围岩间的混凝土,之后喷射钢格栅(钢拱架)间的混凝土。
严禁使用回弹料。
在遇水的地段进行喷射混凝土作业时,应对渗漏水处理后再喷射,并应从远离渗漏水处开始,逐渐向渗漏处逼近。
喷射混凝土的养护应在终凝2h后进行,养护时间应不小于14d。
4)超前小导管注浆技术
5)锁脚锚管注浆加固
隧道拱脚应采用斜向下20°〜30°打入的锁脚锚管锁定。
6)初期支护背后注浆
5.防水层施工
浅埋暗挖法施工隧道通常采用复合式衬砌设计,衬砌结构是由初期支护、防水层和二次衬砌所组成。
塑料防水板防水层宜铺设在复合式衬砌的初期支护和二次衬砌之间,由塑料防水板与缓冲层组成,在初期支护结构趋于稳定后铺设。
铺设塑料防水板前应先铺缓冲层,缓冲层宜采用无纺布或聚乙烯泡沫塑料。缓冲层应用暗钉圈固定在基面上,暗钉圈采用与塑料防水板相容的材料制作,直径不应小于80mm。缓冲层搭接宽度不应小于50mm;铺设塑料防水板时,应边铺边用压焊机将塑料防水板与暗钉圈焊接。
两幅塑料防水板的搭接宽度不应小于100mm,下部塑料防水板应压住上部塑料防水板。接缝焊接时,塑料防水板的搭接层数不得超过3层。
6.二次衬砌施工
二次衬砌混凝土浇筑可采用组合钢模板或模板台车模板体系,施工前应编制专项方案。
混凝土浇筑采用泵送模筑,两侧边墙采用插入式振动器振捣,底部采用附着式振动器振捣。混凝土浇筑应连续进行,两侧对称、水平浇筑,不得出现水平和倾斜接缝。
二次衬砌施工完成后应进行二次衬砌背后回填注浆施工,注浆应密实,可采用雷达探测进行空洞检测。