流沙地質暗挖怎麼施工
① 暗挖法的施工方法
(一)全斷面開挖法
1.全斷面開挖法適用於土質穩定、斷面較小的隧道施工,適宜人工開挖或小型機械作業。
2.全斷面開挖法採取自上而下一次開挖成形,沿著輪廓開挖,按施工方案一次進尺並及時進行初期支護。
3.全斷面開挖法的優點是可以減少開挖對圍岩的擾動次數,有利於圍岩天然承載拱的形成,工序簡便;缺點是對地質條件要求嚴格,圍岩必須有足夠的自穩能力。
(二)台階開挖法
1.台階開挖法適用於土質較好的隧道施工,軟弱圍岩、第四紀沉積地層隧道。
2.台階開挖法將結構斷面分成兩個以上部分,即分成上下兩個工作面或幾個工作面,分步開挖。根據地層條件和機械配套情況,台階法又可分為正台階法和中隔壁台階法等。正台階法能較早使支護閉合,有利於控制其結構變形及由此引起的地面沉降。
3.台階開挖法優點是具有足夠的作業空間和較快的施工速度,靈活多變,適用性強。
(三)環形開挖預留核心土法
1.環形開挖預留核心土法適用於一般土質或易坍塌的軟弱圍岩、斷面較大的隧道施工。
2.一般情況下,將斷面分成環形拱部、上部核心土、下部台階等三部分。根據斷面的大小,環形拱部又可分成幾塊交替開挖。環形開挖進尺為0.5~1,Om.不宜過長。台階長度一般以控制在1D內(D-般指隧道跨度)為宣。
3.施工作業流程:用人工或單臂掘進機開挖環形拱部一架立鋼支撐,噴混凝土。在拱部初次支護保護下,為加快進度,宜採用挖掘機或單臂掘進機開挖核心土和下台階,隨時接長鋼支撐和噴混凝土、封底。視初次支護的變形情況或施工步序,安排施工二次襯砌作業。
(四)單側壁導坑法
l_單側壁導坑法適用於斷面跨度大,地表沉陷難於控制的軟弱鬆散圍岩中隧道施工。
2.單側壁導坑法是將斷面橫向分成3塊或4塊:側壁導坑(1)、上台階(2)、下台階(3),側壁導坑尺寸應本著充分利用台階的支撐作用,並考慮機械設備和施工條件而定。
3.一般情況下側壁導坑寬度不宜超過0.5倍洞寬,高度以到起拱線為宜,這樣導坑可分二次開挖和支護,不需要架設工作平台,人工架立鋼支撐也較方便。
(五)雙側壁導坑法
1.雙側壁導坑法又稱眼鏡工法。當隧道跨度很大,地表沉陷要求嚴格,圍岩條件特別差,單側壁導坑法難以控制圍岩變形時,可採用雙側壁導坑法。
2.雙側壁導坑法一般是將斷面分成四塊:左、右側壁導坑、上部核心土(2)、下台階(3)。導坑尺寸擬定的原則同前,但寬度不宜超過斷面最大跨度的l,3。左。、右側導坑錯開的距離,應根據開挖一側導坑所引起的圍岩應力重分布的影響不致波及另一側已成導坑的原則確定。
3.施工順序:開挖一側導坑,並及時地將其初次支護閉合。相隔適當距離後開挖另一側導坑,並建造初次支護。開挖上部核心土,建造拱部初次支護,拱腳支承在兩側壁導坑的初次支護上。開挖下台階,建造底部的初次支護,使初次支護全斷面閉合。拆除導坑臨空部分的初次支護。施作內層襯砌。
(六)中隔壁法和交叉中隔壁法
1.中隔壁法也稱CD工法,主要適用於地層較差和不穩定岩體、且地面沉降要求嚴格的地下工程施工。
2.當CD工法不能滿足要求時,可在CD工法基礎上加設臨時仰拱,即所謂的交叉中隔壁法(CRD工法)。
3.CD工法和CRD工法在大跨度隧道中應用普遍,在施工中應嚴格遵守正台階法的施工要點,尤其要考慮時空效應,每一步開挖必須快速,必須及時步步成環,工作面留核心土或用噴混凝土封閉,消除由於工作面應力鬆弛而增大沉降值的現象。
(七)中洞法、側洞法、柱洞法、洞樁法
當地層條件差、斷面特大時,一般設計成多跨結構,跨與跨之間有梁、柱連接,一般採用中洞法、側洞法、柱洞法及洞樁法等施工,其核心思想是變大斷面為中小斷面,提高施工安全度。
1.中洞法施工就是先開挖中間部分(中洞),在中洞內施作梁、柱結構,然後再開挖兩側部分(側洞),並逐漸將側洞頂部荷載通過中洞初期支護轉移到梁、柱結構上。由於中洞的跨度較大,施工中一般採用CD、CRD或雙側壁導航法進行施工。中洞法施工工序復雜,但兩側洞對稱施工,比較容易解決側壓力從中洞初期支護轉移到樑柱上時的不平衡側壓力問題,施工引起的地面沉降較易控制。中洞法的特點是初期支護自上而下,每一步封閉成環,環環相扣,二次襯砌自下而上施工,施工質量容易得到保證。
2.側洞法施工就是先開挖兩側部分(側洞),在側洞內做梁、柱結構,然後再開挖中間部分(中洞),並逐漸將中洞頂部荷載通過初期支護轉移到梁、柱上,這種施工方法在處理中洞頂部荷載轉移時,相對於中洞法要困難一些。兩側洞施工時,中洞上方土體經受多次擾動,形成危及中洞的上小下大的梯形、三角形或楔形土體,該土體直接壓在中洞上,中洞施工若不夠謹慎就可能發生坍塌。
② 開挖流沙地質鐵塔基礎有哪些方法
先在地上打入一些工字鋼,長度超過坑基的深度,在挖掘的過程中一邊挖,一邊在工字鋼上掛木板,打好基礎再把工字鋼拉出來。 還有現在冬天使用冷凍法施工成本會低一些,把蒸發器管子插入坑基周圍即可。
③ 淺埋暗挖法,淺埋指的是什麼,暗挖指的又是什麼埋的什麼,挖的什麼請高手指點,謝謝。
一、淺埋
淺埋式結構,是指其覆蓋土層較薄,不滿足壓力拱成拱條件(H<(2-2.5)h,h為壓力拱高)或回軟土地層中覆答蓋層厚度小於結構尺寸的地下結構。
二、暗挖法
暗挖法是即不挖開地面,採用在地下挖洞的方式施工。礦山法和盾構法等均屬暗挖法。
三、淺埋暗挖法
在淺埋條件下修建地下工程,以改造地質條件為前提,以控制地表沉降為重點,以格柵(或其他鋼結構)和噴錨作為初期支護手段,遵循「新奧法」大部分原理,按照十八字原則(即管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤量測)進行隧道的設計和施工。
(3)流沙地質暗挖怎麼施工擴展閱讀
淺埋暗挖法基本原理:
淺埋暗挖法沿用新奧法基本原理,初次支護按承擔全部基本荷載設計,二次模築襯砌作為安全儲備,初次支護和二次襯砌共同承擔特殊荷載。應用淺埋暗挖法設計、施工時,同時採用多種輔助工法,超前支護,改善加固圍岩,調動部分圍岩的自承能力,並採用不同的開挖方法及時支護、封閉成環,使其與圍岩共同作用形成聯合支護體系;在施工過程中應用監控量測、信息反饋和優化設計,實現不塌方、少沉降、安全施工等,並形成多種綜合配套技術。
④ 人工挖孔樁施工中遇到流沙的處理辦法
1、少量滲水可在樁孔內挖小集水坑,隨挖土隨用吊桶,將泥水一起吊出;
2、大量滲水,可在樁孔內先挖較深集水井,設小型潛水泵將地下水排出樁孔外,隨挖土隨加深集水井;
3、涌水量很大時,如樁較密集,可將一樁超前開挖,使附近地下水匯集於此樁孔內,用1-2台潛水將地下水抽出,起到深井降水的作用,將附近樁孔地下水位降低;
4、滲水量較大,井底地下水難以排干時,底部泥渣可用壓縮空氣清孔方法清孔。
5、樁孔內排水時,注意周轉地下水位變化,否則由於土壤固結、地面下沉會給周圍設施帶來危害。
當挖孔時遇流沙層,一般可在井孔設高1-2m,厚4mm鋼套護筒,直徑略小於混凝土護壁內徑,利用混凝土支護作支點,用小型油壓千斤頂將鋼護筒逐漸壓入土中,阻擋流砂。
鋼套筒可一個接一個下沉,壓入一段,開挖一段樁孔,直至穿過流砂層0.5-1.0m,再轉入正常挖土和設混凝土支護。澆築混凝土時,至該段,隨澆混凝土隨將鋼護筒(上設吊環)吊出,也可不弔出。
(4)流沙地質暗挖怎麼施工擴展閱讀:
人工挖孔樁防護措施
1、樁護壁採用C25混凝土,鋼筋採用HPB300;
2、第一節深約一米,澆注混凝土護筒,往下施工時以每節作為一個施工循環(即挖好每節後澆注混凝土護壁);
3、為了便於井內組織排水,在透水層區段的護壁預留泄水孔(孔徑與水管外徑相同),以利於接管排水,並在澆注混凝土前予以堵塞,為保證樁的垂直度,要求每澆注完三節護壁須校核樁中心位置及垂直度一次;
4、除在地表墩台位置四周挖截水溝外,並應對孔內排出孔外的水妥善引流遠離樁孔。在灌注樁基混凝土時,如數個樁孔均只有少量滲水,應採取措施同時灌注,以免將水集中一孔增加困難。
如多孔滲水量均大,影響灌注質量,則應於一孔集中抽水,降低其他各孔水位,此孔最後用水下混凝土灌注施工;
5、挖孔時如果遇到涌水量較大的潛水層承壓水,可採用水泥砂漿壓灌卵石環圈將潛水層進行封閉處理;
6、挖孔達到設計標高後,應進行孔底處理,必須做到平整,無松渣、污泥及沉澱等軟層;
7、未盡之處嚴格按現行國家規范規程施工。
⑤ 什麼是地下暗挖工程
第一章 城市地下工程淺埋暗挖技術
一、概述
在城市軟弱圍岩地層中,在淺埋條件下修建地下工程,以改造地質條件為前提,以控制地表沉降為重點,以格柵(或其他鋼結構)和錨噴作為初期支護手段,遵循「新奧法」大部分原理,按照「十八字」原則(即管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤量測)進行隧道的設計和施工,謂之城市地下工程淺埋暗挖技術。
二、淺埋暗挖與「新奧法」(NATM)
「新奧法」的核心是以維護和利用圍岩的自承能力為基點,使圍岩成為支護體系的組成部分,支護在與圍岩共同變形中承受的是形變應力,因此要求初期支護有一定柔度以利用和充分發揮圍岩的自承能力。而作用於淺埋隧道上的地層壓力是覆蓋層的全部或部分土柱重,其地層壓力和支護的剛柔度關系不大,從減少地表沉陷的城市要求角度出發,還要求初期支護有一定剛度。設計時並沒有充分考慮利用圍岩的自承能力。這正是淺埋暗挖技術與「新奧法」的不同點。
但是,淺埋暗挖技術仍然遵循了「新奧法」施工的大部分原則,如以錨噴作為初期支護手段;盡量減少圍岩擾動,要求周邊圓順避免稜角突變處應力集中;初支與圍岩密貼;量測信息反饋指導設計施工等。
三、淺埋暗挖技術的特點
淺埋暗挖技術從減少城市地表沉陷考慮,還必須輔之與其他配套技術,如地層加固、降水等。從工程條件出發,還必須熟悉在不同條件下的馬頭門開挖,斷面變化地段(諸如擴大、爬高、轉彎等)開挖,由明挖進入暗挖的破樁,分部開挖完成及自下而上的二次襯砌前的「托梁換柱」以實現「力的轉換」以確保安全等諸多關鍵技術。
淺埋暗挖的另一個特點是十分講究施工方法的選擇,尤其是地鐵車站多跨結構和大跨結構。一個合理的機構型式和正確的施工方法能起到事半功倍的作用。
四、常用的單跨隧道淺埋暗挖方法
1.開挖方法選擇
根據開挖斷面大小,在一般條件下有如圖1所示的開挖方法。
圖1 單跨隧道(洞)開挖方法
(註:在地質條件較差和拱部弧度較平緩時情況,1012m斷面仍宜採用CD法)
2.施工順序
各種施工方法的施工順序如圖2所示
3.台階法施工
台階法是最基本、運用最廣泛的施工方法,而且是實現其它施工方法的重要手段。當開挖斷面較高時可進行多台階施工,每層台階的高度常用3.5~4.5m,或以人站立方便操作選擇台階高度。台階長度的選擇參見圖3示:
長台階(L>5B):長台階對掌子面的穩定有利,但施工的干擾大;上台階上設備、材料困難;上台階向下台階出碴困難;不能及時封閉成環,有時不得不在上台階底板上作臨時仰拱,這種方法在一般情況下不宜採用。
中台階(L=1.5~5B):中台階的特點介於上台階和短台階之間,由於台階有一定長度,當拱部錨桿和初期支護壁後注漿工作量大時可減少和上台階開挖的施工干擾。由於上台階的距離不長,噴砼和注漿設備仍可放在下台階。
短台階(L=1~1.5B):在土質隧道中上台階不必上大型設備,而且從上台階向下台階運土的距離短,下半斷能在1~1.5B內封閉成環,也能保證圍岩開挖後的穩定,這種台階長度在城市地鐵的第四系地層中普遍採用。
微台階(L<B):在滿足掌子面開挖穩定要求、滿足開挖下台階時噴砼的強度和方便施工的原則下進行選擇,一般用3~4m。當使用反向挖掘機開挖裝碴時,上台階大部分可利用該機進行挖、裝,可以提高施工速度。
進行台階開挖時的輔助施工方法
①環狀開挖留核心土並設鎖腳錨管:開挖上台階時,Ⅱ類圍岩地段宜採用環狀開挖留核心土並做鎖腳錨管。上台階開挖留核心土有利於掌子面的穩定減少地表沉陷,同時方便架設鋼筋和噴砼,如圖4所示。
②下台階除可一次開挖外,根據地質條件又可分別選用圖5所示的開挖方法:
下台階先挖核心土施工速度較快,但有時施工不安全,一般不宜採用;留核心土施工較安全,但施工仍然不方便,僅在必要時使用;左右錯進同樣可以保證施工安全,而且施工方便,因此使用較廣泛。
③初次支護背後注漿:拱部部分噴砼常因重力下沉而在圍岩之間產生小的裂隙,在其壁後注漿有利於減少地表下沉。
④特殊不良地質條件在上台階的底部設臨時仰拱,或者在上台階的拱頂下設臨時立柱,有利於減少圍岩的收斂和拱頂的下沉。
4.CD法和CRD法(中隔牆法和交叉中隔牆法)
進入20世紀80年代,日本和西歐在經歷眾多工法選擇和權衡後,熱衷於運用非掘進機方法處理淺埋軟弱地層的地下工程,並在技術、經濟上有所突破。
在CD法出現以前,慣用的方法除台階法外,在斷面較大和地質條件較差時,採用上半斷面臨時閉合法和眼鏡工法。
最先採用CD法的工程是德國蘭茨貝格城地下停車場和慕尼黑地鐵工程以及日本的真米隧道。
最先採用CRD工法的工程是日本東葉高速線習志野台隧道和北習志野台隧道。
CD法和CRD法實際上都是左右分塊、上下分台的開挖方法,將大斷面化成小斷面施工,步步封閉成環,每個施工階段都是一個完整的受力體系,結構受力均勻。而兩種方法的不同處,前者是先將一個半塊挖完後再挖另一個半塊;後者是是每層左、右開挖後再挖下層。CD法和CRD法模築砼施工方法,是先用支承替換法施工底板,即分段拆除中壁鋪設防水板和施工底板,再用支撐恢復中壁,最後分段拆除中壁和臨時仰拱,由初期支護承受荷載,完成牆、拱襯砌。
應當指出,當斷面的高、寬尺寸不大(例如小於10~12m)、外形好(矢跨比大)的情況下採用CD法和CRD法時對控制地表的作用並不大。由於分塊、分層多,對地層的多次擾動,對控制地表沉降反而不利。如果此時採用台階法,把CD,CRD中隔壁和臨時仰拱的數量用在台階法初期支護加強上,不但增加了結構的安全度,有利於減少地表沉降,而且還減少了中隔壁和臨時仰拱施工和拆除的麻煩。
根據日本試驗資料,在同等條件下開挖寬9m、隧道覆蓋層10m時,兩種方法施工效果比較如下(表1)
表1 CD、CRD法施工效果對比
施工方法 地表總沉陷(mm) 地表沉降最大化傾斜率 側向水平位移(mm)
CD 77~84 6‰ 20
CRD 26~30 2.3‰ 9
由表1可看出CRD法比CD法的地表沉陷和結構側向水平位移小50%,因此在相同條件下推薦使用CRD法。目前我國城市地下工程以30mm控制地表沉陷,以上試驗資料是主要參考因素。
CRD法是將原CD法先挖中壁一側改為兩側交叉開挖方式,並步步封閉成環(如圖6、7所示)。CRD法即交叉中隔牆法,來源於英文「Center Cross Diaphragm」。CRD法的使用十分廣泛,淺埋暗挖地鐵車站三拱兩柱和雙拱單柱結構斷面,其中洞和側洞大斷面自上而下的開挖均用CRD法實現。車站風道雙層大斷面及風道進入車站施工的抬高段,一般也是採用CRD法。CRD法的每個步序均採用最基本的台階法步驟。
圖7 CRD工法施工實例
5.PBA法
PBA 法即洞樁法,該方法的施工順序是先在起拱線附近開挖導坑,利用導坑施工鑽孔樁和樁頂縱梁,開挖上半斷面(採用環形開挖)進行拱部襯砌,最後開挖其餘部份完成底板和邊牆襯砌。
如果條件允許,也可以用挖孔樁代替鑽孔樁。施工的方法是在邊牆腳附近增加下導坑,在下導坑內施工條形基礎,然後從上導坑向下施工孔樁和完成樁頂冠梁,以後的施工同前鑽孔樁。如基底地質條件較好,可用矩形挖孔樁下部擴樁的方法取消下導坑和條形基礎。該方法的特點是邊樁可起到部分隔離作用,即減少對樁外土體的擾動,地面沉槽范圍減少為左、右上導坑開挖高度的沉槽范圍,同時,開挖上台階時進行初期支護,拱腳有穩固的樁作為支點,下沉量很小,也避免了以後開挖下台階時引起的下沉。因此本方法對控制地表沉降和保護周邊建築和地下管線有利。
6.雙側壁導坑法
雙側壁導坑法(如圖8所示)實際上是豎向分成3塊,上、下仍是分台階的開挖方法,先開挖兩側導坑後再開挖中間塊。這種開挖斷面大,豎向三塊要求大致均勻,且側導內要加橫向撐,除非經過計算和量測反饋證明初期支護強度足以滿足全斷面襯砌要求,否則建議盡量採用分部襯砌。
圖8 雙側壁導坑法工程實例
五、單跨隧道分部開挖完成及進行二次襯砌應遵循的原則
跨度較大的單跨隧道採用CD法,CRD法和雙側壁導坑法施工,適用於地鐵區間折返線、風道、出入口、橫向通道爬高段、人防段,以及特殊地段的平頂直牆大跨結構和個別車站單洞大跨結構。這種由小跨組合成大跨的結構型式,一般情況圖形條件奇特(扁平或高牆平拱),受力條件差。在拆除中隔牆臨時支撐進行二襯時必須特別慎重,是重要風險源之所在,要有專項方案專題審查。
二襯應遵循的原則是:分段跳槽,監控量測,托梁換柱,先撐後拆,必須維持原結構受力狀況不變,完成力的轉換。這種特殊的斷面型式,一般情況應採用換撐分部襯砌。除非跨度不大,結構受力條件好,初次支護強,經過檢算和量測反饋證明拆除中隔牆後能承受荷載,方可進行分倉 全斷面台車襯砌。
六、城市地鐵車站暗挖施工
用淺埋暗挖技術修建城市地鐵車站,因對地面交通和環境的影響方面具有明顯優勢而倍受推崇。北京、廣州、深圳、南京、沈陽、武漢、西安等大城市通過市區的地鐵車站,原則上都採用暗挖施工。其中,側洞法、PBA法和中洞法常被用於修建三拱兩柱雙拱單柱雙層島式車站。一拱兩柱和一拱一柱斷面有利於拱頂防水,但拱頂較平緩,宜採用PBA法或洞柱法。
1.側洞法
施工順序上是先同步開挖兩個側洞,而側洞往往又是採用「CRD」法來完成。待側洞封閉後,在側洞內自下而上施作基礎、立柱、邊牆和邊拱,頂住兩側洞上部土體,再在中部用正台階自上而下開挖並完成中拱、隔板和基礎。如圖11所示
該法必須同步推進兩個較大跨度的側洞,以免產生不均勻推力,對地層擾動范圍較大。
1、CRD法開挖左、右洞包括初支和施工支護;Ⅱ、柱底縱梁和鋼管柱;Ⅲ、左右洞底板;
Ⅳ、分邊牆和左、右洞樓板;Ⅴ、左、右洞其餘邊牆和拱部; 6、中洞上台階環形開挖;Ⅶ、中洞拱部;8、中洞樓板以上土方開挖;Ⅸ、中洞樓板;10、中洞其餘部份開挖;Ⅺ、中洞底板。
2.PBA法
如圖12所示,首先施工上下各四個導洞,在下導洞內作條形基礎並由上導洞向下開挖護壁樁孔和立柱孔,分別吊裝鋼管柱和澆注護壁樁,使之置於條形基礎之上,然後進行上層開挖和初次支護,實施二次襯砌的頂梁、拱部和上部邊牆,並用地模施作中隔板,再向下完成下部開挖和襯砌。在開挖左、右洞上台階時,為平衡中洞拱腳向左、右的推力,在兩柱頂縱梁之間設置水平拉桿,也可以在中柱和孔樁間的空隙進行回填,並在中柱穿過上、下導坑施工支護的缺口處,用塑料布包住鋼管柱後用低標號砼填充。為保證中柱兩條形基礎的整體性,在其下導坑間中柱位置,每隔一柱間距橫向開挖小導坑先施作部分窄條底板。
如前所述,也可以用鑽孔樁法施工邊樁及中柱,並可取消下導坑,對控制地表沉降有利,但施工設備復雜,成本高,在有的地層中(例如漂石和直徑較大的砂卵石地層)鑽孔的速度慢,如果地質條件好邊樁可採用矩形挖孔樁底部擴樁的辦法,取消邊樁的下導坑和條形基礎。
1、上下導坑錯開距離開挖(包括初支);Ⅱ、孔樁開挖、底縱樁、中柱邊樁、頂縱梁;3、中洞上台階開挖(包括初支);4、左右洞上台階開挖(包括初支);Ⅴ、中洞拱部襯砌;Ⅵ、側洞拱部襯砌;7、樓板以上土體開挖;Ⅷ、樓板澆砼;9、剩餘部分土體開挖;Ⅹ、底板及底部邊牆襯砌;Ⅺ、站台板澆築。
該法最大優點是按照施工順序,可以再橫向擴大施作更大跨度結構,但因其需在兩側施作護壁樁而提高了造價,且在一個十分狹窄的小導洞內完成一系列的鋼筋、立模、澆注、吊裝等操作,作業環境惡劣。採用PBA法地表沉降值比側洞法、中洞法小,因此適用於一拱兩柱等拱頂較平緩的斷面。
3.中洞法
中洞法在鬆散地層中修建地鐵車站,因其在開挖和初次支護過程中橫向影響范圍小、沉降小、安全且避免了側洞法施工時因施工誤差而造成安裝中洞拱部鋼架的困難,因此在北京地鐵多座車站被推薦採用。
中洞開挖採用「CRD」法,完成中洞(六部或八部)封閉後,在中洞較大空間內自下而上完成基礎、立柱、中隔板、頂梁和中拱,使之在中洞內形成一個龐大的剛體頂住上部土體。用正台階法或「CRD」法完成兩側洞開挖支護和二次襯砌。
在開挖側洞上台階時,為平衡中洞拱腳向左右的推力,在兩柱頂縱梁之間設置水平拉桿。該法工序單純,中洞開挖充分利用各部分盡快封閉早成環,整體環套環特點,結構整體性好,具有廣泛使用前景。(圖13所示)
1、用CRD法開挖中洞(包括初期支護和施工支護);Ⅱ、中洞底板底縱梁;Ⅲ、鋼管柱、樓板;Ⅳ、柱頂縱梁和中洞拱部;5、用台階法開挖左、右洞;Ⅵ、左右洞底板;Ⅶ、左右洞部分邊牆和樓板;Ⅷ、左右洞其餘邊牆和拱部。
4.柱洞法
本方法具有PBA和中洞法的特點,即先挖柱洞完成中柱再開挖中洞。其它和壓力
轉換基原理和中洞法相洞。本方法主要用在一柱兩洞設計拱部弧度平緩,採用一般中洞法可能有大的地面沉降值使用。如圖14所示。
1、台階法開挖柱洞(包括初期支護和施工支護);Ⅱ、底縱梁、中柱、頂縱梁;3、中洞上台階開挖;Ⅳ、中洞拱部;5、用台階法開挖中洞樓板以上部分;Ⅵ、中洞樓板;7、中洞其它部分開挖;Ⅷ、中洞底板;9、台階開挖左右洞;Ⅹ、左右洞底板;Ⅺ、左右洞部分邊牆和樓板;Ⅻ、左右洞其餘邊牆和拱部。
5.分離島式車站施工方法
隨著我國各大城市地鐵建設的快速發展,一種結構簡單而又不影響使用功能的車站形式,分離島式車站應運而生。
為避開地鐵對城市立交橋梁樁基的影響,在選擇地鐵線路走向時,常將兩線路的線間距加大(例如北京地鐵十號東三環地段地鐵的線間距為45.5m),線路的左右線分別位於地面主幹線橋梁的兩側,從而把對橋梁樁基的影響降至最低。此車站由分離的兩個雙層(或單層)單洞組成,由中間橫通道將兩洞相連,單洞的一半與通道共同組成站台,如附圖1所示。分離島式隧道一般寬度為12.5m,雙層高度15m左右。這種新穎的車站組合型式,大大化解了暗挖車站多跨結構施工風險但又不致影響車站使用功能。目前北京地鐵十號線的工體北路站、呼家樓站、國貿站等均採用分離島式車站,其施工方法的選擇大都是PBA法,在距樁基較近時採用洞內施工作圍護樁固然有保護橋樁和控制地面沉降作用,但畢竟污染大,施工環境差。實際上對於分離島式車站這種單跨12m左右的地下結構,可以選擇一些更簡單的施工方法,把中隔板以上部位作為一個單獨的結構來完成,採用CD法完成中隔板以上部位土體開挖,用地模兩側留槽,將邊牆防水板和鋼筋下埋回填,完成中隔板及拱部襯砌,再開挖中隔板下邊牆條形土體預留下部核心土完成邊牆襯砌,開挖核心土及施作仰拱封底。
七、淺埋暗挖二十問
一問:「十八字方針」是什麼?
「管超前,嚴注漿,短開挖,強支護,快封閉,勤量測」的十八字方針,是在任何條件下進行淺埋暗挖施工必須遵循的原則,每三個字,都可以寫一本書。不了解、不研究、不遵循「十八字方針」,就不懂得淺埋暗挖。
與此同時,還要了解淺埋暗挖中「先注漿,後開挖,注漿一段,開挖一段,封閉一段,段段推進」的警句。
二問:超前小導管注漿的作用是什麼?
超前小導管注漿的作用,一是改良工作面前方的地層在開挖工作面以外(尤其是頂部)形成厚度為0.51m的加固圈;二是超前小導管與地層形成超前支護結構,從而保證開挖工作面的穩定,防止工作面坍塌,控制地表沉降。
三問:關於地下水的問題,在地下工程施工中,「成也是水,敗也是水」的含義是什麼?
淺埋暗挖必須無水作業,帶水操作,必然是豆腐渣工程。十次坍塌九次與地下水有關。因此,一般情況必須事前進行地表井點降水。同時探明地質構造內有無地下水囊,從而採取相應措施,防止水囊內積水流入洞內,危及施工安全。
四問:初支格柵節點螺栓,都能擰緊嗎?擰不緊怎麼辦?
一般來說,在地下施工環境里格柵螺栓是不容易都擰緊的,一榀格柵若干個松動的節點會給工程留下無窮隱患。首先初支結構會沿著節點處留下一道縱向裂縫並不斷擴大,這是十分可怕的。因此,用與格柵主筋相同的鋼筋豎向按規范進行梆焊,是一項不可或缺的工序。
五問:上半斷面台階有多長?何時封閉成環?
根據北京地質處在第四紀永定河沖洪積扇的地質條件,應以短台階最為適宜,即台階長度為11.5倍洞徑,以區間隧道為例。例:6m的跨度,台階長度以69m為好。下半斷面開挖,也就初支封閉成環了。但倘若是極端的不良地質條件,收斂值大時建議在上半斷面台階上設臨時仰拱提前封閉。須知:淺埋暗挖的十八字方針中,「快封閉」是個關鍵詞。
六問:工程周邊管網調查清楚了嗎?有何對策?
調查對象應該是管網名稱、直徑、材質、介面、年代、流量與結構的關系。以便採取改移、導流、加固周邊土體等措施。
七問:天天都量測,然而你重視分析量測成果嗎?即時採取對策嗎?
每天必須審閱內拱頂和對應的地面沉降值和洞內兩側收斂值,對照預警值分析。注意周邊結構的差異沉降分析,及時採取注漿加固,縮小步距,地面注漿,修改設計等對應措施。
八問:二次襯砌的保護層有何作用?迎水面的保護層也重要嗎?
按規范要求確保保護層的厚度是防止結構鋼筋不被銹蝕的百年大計。常常被忽略的迎水面保護層也是同樣作用。
九問:正台階分層開挖,台階有坡度嗎?
台階縱向必須有坡度,以確保台階穩定。在亞粘土地區,通常採用1:0.3,砂層應更緩些。接近90o直立是不允許的,挖神仙土是絕對違章。台階過陡土體滑落傷人屢見不鮮。
十問:初支背後和二襯背後都注漿嗎?何時注漿?注什麼漿液?
初支背後有空洞是公認的事實,因此必須梅花形布置注漿孔注漿填充,一般注普通水泥砂漿即可,也有注水泥、白灰和粉煤灰漿液的。初支在封閉成環後,背後注漿應予跟上。
二襯背後也需注漿,因為泵送二襯混凝土,收縮後拱背是平的,與初支有縫隙,需用同等級沙漿填充使之密貼。
十一問:二襯導牆是怎麼回事?為什麼要與仰拱同時澆注?
二次導牆俗稱矮邊牆,要求與仰拱連在一起不留工作縫是因為該處承受負彎矩之故,導者,引導也,是模板台車緊靠的地方。因此,對其立模的平整度和垂直度標高都有較高要求。
十二問:你在乎豎井周邊堆土的荷載和動載影響嗎?
豎井周邊的堆土應以不影響豎井結構安全為原則,同時要有一定安全距離,每晚及時把當日棄土裝運外卸。裝載機、載重汽車也要遠離豎井結構。
十三問:開馬頭門有什麼原則?
淺埋暗挖施工,常見的有豎井馬頭門開挖和通道進入區間隧道的馬頭門開挖。
茲舉豎井馬頭門的開挖為例:
豎井馬頭門開挖
在豎井井壁開挖通道的馬頭門一般採用與豎井下挖同步進行,即在豎井挖至通道拱部時,先排管注漿加固地層並按預先計算好的在豎井上下兩榀格柵之間嵌入相應的兩榀並列通道格柵作為加強環。豎井繼續下挖,通道弧形格柵繼續下接,豎井到底,通道格柵也封閉成環。值得注意的是,此時通道剛開門尚未形成一個完整的受力體系,通道繼續開挖時只能通過豎井的格柵空隙「掏洞」而入,且通道的格柵和縱向連接筋必須與豎井格柵焊牢,進入馬頭門先開挖上半斷面,在鄰近豎井3~5m內在上台階底用臨時橫撐加強,待上半斷面進8~10m後再開挖下半斷面。待下半斷面進入了5m以上(馬頭門的格柵間距一般不得大於0.5m),全部封閉成環形成一個完整受力體系,方可破除豎井橫向格柵,形成真正通道空間,如圖所示。
1、馬頭門加固環 2、超前管棚 3、上半斷面開挖 4、下半斷面開挖
十四問:大斷面採用CRD或雙側壁導坑施工,完成初次支護後,是採用分部二襯還是使用台車進行全斷面襯砌?
如前面所述,在跨度不大,結構受力條件好,初次支護強,背後注漿效果好,經計算和量測反饋證明拆除臨時中隔牆後能承受全部荷載,方可進行全斷面台車襯砌。一般情況二襯都應採取分部襯砌。
十五問:掌子面都需要封閉嗎?
封閉掌子面是為了避免超前注漿時漿液外泄,在中、粗砂,細砂,砂礫層等可注性好地層常採取封閉掌子面措施。在有水地層,地質較壞,掌子面易坍塌時也會採取封閉掌子面措施。
十六問:為什麼坍方、冒頂、流沙、涌水多出現在風道或出入口、人防段換乘通道地段?
首先,出入口等均屬於超淺埋地下工程,覆土薄, 斷面變化頻繁。陡坡、轉彎、對開、平頂、直牆等復雜的結構斷面都集中在這些部位。這些大都屬於地下管網密布地區,常年受管網漏水浸泡,土質松軟,有的甚至成流動狀,是地鐵施工的主要風險源。如果設計或施工方案稍欠考慮,或工藝流程不過關,或隊伍管理不嚴,或方案未經專家論證貿然施工,都會造成不良後果。
十七問:任何地質條件都必須採用小導管超前予注漿嗎?
超前小導管注漿適用於隧道拱部處於無粘結,自穩能力差的砂層及砂礫(卵)石層。對於降水後自穩能力較強的亞粘土地層可不進行小導管注漿。
十八問:雙連拱區間隧道如何施工?
因地鐵線路走向的需要,其線間距變小,不可避免會出現雙連拱區間隧道。其施工順序是先用中洞法完成中牆部位的隧洞開挖,單工序作業由內向外(或由中部向兩端)完成中牆鋼筋混凝土結構,同時,再用CRD法對稱完成兩側洞開挖和初支,用分部襯砌方法對稱完成雙洞二襯。注意對拆除臨時支撐要先撐後拆,保持結構穩定和完成力的轉換。
十九問:如何實現暗挖隧道的機械化施工
暗挖隧道是可以實現機械化作業的。挖土採用電動單臂掘進機,機器的皮帶會將土自動載入大容量(12m3)的國產梭式礦車內,電瓶車有軌運輸,將梭礦運至豎井口,梭礦內的底部鏈條滾動,將土自動卸入豎井底部的提升斗內。這種機械開挖有軌運輸形式是實現綠色工程的有效途徑。
二十問:請談談暗挖隧道的通風方式
地下巷道作業,在不具備自然通風條件時必須進行機械通風。一般說,開工前應進行通風專項設計。常用的機械管道通風方式有兩種:即混合式通風或壓入式通風。混合式通風是設置兩根通風管:一根將新鮮空氣通過風管直接壓入工人作業面,另一根是將洞內污濁空壓通過風管吸出地面,形成新老空氣循環。由於風管占據巷道空間,一般工地只採用壓入式通風直接把新鮮空氣送入作業面,而利用巷道將污濁空氣通過巷道自然排除地面。風量以按每人3m3/分送入新鮮空氣即可。
⑥ 1. 淺埋暗挖法在具體選擇施工方法時,一般應考慮哪些因素
淺埋暗挖施工廣泛用於城市地鐵、市政工程、城市熱力與電力隧道、城市地下過街道、地下停車場、水利工程等工程項目中。淺埋暗挖技術是以加固和處理軟弱地層為前提,採用足夠剛性的復合式襯砌結構,選用合理的開挖方式,應用信息化量測反饋設計和施工,以保證施工安全,控制地面沉降。
淺埋暗挖以「管超前、嚴注漿、短進尺、強支護、早封閉、勤量測」為施工控制要點,採用多種輔助工法,超前支護,改善加固圍岩,調動部分圍岩的自承能力;採用不同的開挖方法及時支護、封閉成環,使其與圍岩共同作用形成聯合支護體系;在施工過程中應用監控量測、信息反饋和優化設計,實現不塌方、少沉降的安全生產與施工。
淺埋暗挖施工方法適用面廣,尤其對於結構埋置淺、地面建築物密集、交通運輸繁忙、地下管線密布,且對地面沉陷要求嚴格的都市地區更為適用。但這種方法危險因素較多,相應對安全生產提出了更高的要求。
主要危險因素
在淺埋暗挖施工過程中,造成危險的因素包括地質、環境、施工方法、人員素質、設備條件等。與普通建築施工對比,淺埋暗挖施工易發生以下幾種事故。
1.土石方坍塌
隧道施工過程中,由於圍岩地質條件發生突變或地下水位變化,以及人為或客觀原因造成隧道洞身開挖後,臨空時間過長,圍岩因應力釋放、承壓塊或圍岩失穩、風化、圍岩擾動范圍過大過強,如果沒有採取相應的對策措施,就會發生土石方坍塌事故。
2.模板倒塌
造成模板倒塌的原因主要有:模板工程施工沒有專項組織設計或方案;現澆混凝土模板支撐沒有經過設計計算,支撐系統強度、剛度不夠,在澆築混凝土過程中,造成整體失穩坍塌;拆模時,混凝土沒有達到設計強度;在模板上堆物過多,使模板超過允許荷載;使用質量差的鋼管、扣件造成支撐系統的鋼管變形或扣件崩裂等。
3.用電安全
因淺埋暗挖主要在洞內施工作業,空間較小,人員與設備之間、設備與設備之間的距離比較狹窄,動力、照明線路交叉,風、水、電管路都需要鋪設,加之洞內濕度大,加大了用電安全的管理難度。
安全控制要點
1.防止土石方坍塌事故
在施工過程中,施工單位應積極做好地質超前預報,認真研究地質勘察報告及施工地質剖面圖,對隧道洞身穿越岩層做好分段處理。在圍岩體開挖剝落後,認真觀察圍岩的走向、傾角、裂隙及節理發育情況,做好對比、記錄分析工作,對地質斷層帶、圍岩體破碎或預測可能突變的地段,進行地質探孔、鑽取岩樣,探明前方4~5m左右的土體性質。
作好掌子面(指挖隧道的工作面)量測工作,對圍岩體的變化趨勢進行預測,制定對策切實指導施工作業。如發現有引起掌子面失穩的因素,採取封閉掌子面進行引排水或注漿改良地層,預防掌子面失穩塌方。
嚴格按照台階法開挖,開挖時預留核心土。核心土有一定坡度,具體坡角由土層性質確定。開挖時按設計進尺,嚴禁超挖、冒進。控制開挖進尺,減少開挖臨空面的臨空時間;在開挖後及時初噴,防止圍岩體因臨空時間過長而風化、失穩。
加強施工通風,確保隧道洞身開挖施工的可視度、空氣清新度;加強施工現場風、水、電管線路的維修和保養,確保施工期間正常運轉,防止因停風、水、電而導致下道工序無法進行而增長開挖後圍岩體的臨空時間而引起坍塌。
在施工現場備足一定量的方木、充氣磚或已裝噴錨料的編織袋,以備不時之需。一旦出現坍塌危險,要採取及時、合理的處理措施。首先控制塌方的擴大化,對危石及時清除,或用錨桿進行固定;及時初噴對圍岩面進行封閉,加快格柵的架設與錨噴速度;對塌方范圍,包括掌子面進行支撐加固處理;遭遇流沙時及時封閉掌子面,並對沙層壓注水泥-水玻璃雙液漿;對破裂面或斷層引起涌水導致的塌方,及時封閉掌子面後,進行帷幕止水注漿。
當塌方體積較小時,可採用直接錨噴處理或應急材料處理。直接錨噴處理方法是,先期進行初噴後,掛網並架設鋼格柵,分層噴實塌方後形成空洞;或在格柵上部平鋪方木或裝噴錨料的編織袋,在其間預埋鋼管頂到頂部,先往塌方空洞噴射一定的干噴錨料,然後完成格柵的噴射支護,最後通過鋼管壓注水泥漿。採用應急材料的處理方法是,當塌方來勢較快時,用方木、充氣磚或已裝噴錨料的編織袋等應急物資,對塌方位置進行臨時封堵,或馬上掛網架立格柵,在其上部塞填方木、充氣磚或已裝噴錨料的編織袋,在最里層預留注漿管後,直接進行錨噴,最後注漿。塌方體積較大時,不允許對塌方後的堆積體進行直接開挖,必須在做好以下3項措施後方可進行:塌空位置採用鑽孔下管先噴干噴錨料後注漿或直接壓注水泥漿充填;超前支護的護項工作;堆積體的注漿加固。
2.防止模板倒塌事故
模板工程的安裝、拆除作業施工,必須按專項施工方案和規定的作業程序操作,保證模板及其支撐材料的材質滿足施工剛度、強度要求。模板支撐應支設在堅實的基礎上,有足夠的支撐面積,嚴禁受力後基礎變形或下沉。模板及其支撐系統在安裝工程中,必須設置臨時固定設施,嚴防傾覆。模板未固定牢靠前,不得進行下一道工序。嚴禁在連接件和支撐件上攀登,嚴禁在上下同一垂直面上安裝、拆除模板。模板在荷載作用下,應有必要的強度、剛度和穩定性,並保證各部分形狀、尺寸和位置的正確性。模板在吊運過程前,應把吊車的位置調整適當,檢查吊具的牢固可靠性,拆除一切與模板有連接的物體,穩起穩吊,嚴格按「十不弔」操作,並採取可靠措施,防止模板大幅度擺動或碰倒其他模板等物體。拆除模板時,必須確保混凝土達到設計要求,採用先搭後拆的施工順序,混凝土拆模後形成的臨邊或洞口,應按規定進行防護。拆除平台底模時,應分批拆除,不得一次將頂模拆除。應按順序拆下格柵、底模,以免發生模板在自重荷載作用下一次性大面積脫落。拆模時必須設置警戒區域,並派人監護,不得留有懸空模板。
3.防止觸電事故
施工現場臨時用電線路必須統一設計,制定臨時用電施工方案。必須採用TN-S系統,設置專用的保護零線,禁止採用4+1電纜(指由一根截面小於主線芯的線做為接地保護線,一根與主線芯相同截面的線做為零線)方式。工作零線與保護零線必須嚴格分開,保護零線絕對不允許中間斷開,嚴禁穿過漏電保護器或通過任何閘刀、熔斷器等開關電器,並且在保護零線的末端及中間,應多處做重復接地,保證每處重復接地電阻值<10Ω。在同一系統中不允許對一部分設備採取接地,而對另一部分採取接零。
配電系統應設置總配電箱、分配電箱和開關箱。按照總配電箱→分配電箱→開關箱的送電順序,形成完整的三級用(配)電系統,做到「一機一閘一漏一箱」。開關箱與其控制的固定式用電設備的水平距離不宜超過3m。
嚴格加強施工用電現場管理,使用的電線不能隨意拖、拉,線路盡量採取架空線路,不能架空也要採取保護措施。注意不要讓電線浸泡在水中或被物體碾壓,發現電線老化、表皮破損、用電器具和零件缺損等,要及時更換和維護、維修。嚴禁使用拖線圓盤、多用插座等無防雨措施的器具。
要特別注意施工現場各電力線路的距離,避免鋼筋、水管、工器具等金屬物件觸碰高低壓電線。
⑦ 施工中遇到流沙怎麼處理
施工中遇到流沙(即為流砂),一般將現實情況上報設計單位,請設計單位根據情況作出調整或變更。
處理流沙的方法:
土在一定條件下轉化為流沙。如果改變動水壓力的大小和方向,或者設法改變沉井刃腳外圍上下土質物理力學性質,又可將流沙轉變為穩定土。在沉井施工中處理流沙的途徑有3種:
一是設法減小動水壓力,
二是設法使動水壓力向下,
三是化學固結形成防滲帷幕。
(7)流沙地質暗挖怎麼施工擴展閱讀:
防治流砂的措施:
由於在細顆粒、鬆散、飽和的非粘性土中發生流砂現象的主要條件是動水壓力的大小和方向。當動水壓力方向向上且足夠大時,土轉化為流砂,而動水壓力方向向下時,又可將流砂轉化成穩定土。因此,在基坑開挖中,防治流砂的原則「治流砂必先治水」。
防治流砂的主要途徑有,減少或平衡動水壓力;設法使動水壓力方向向下;截斷地下水流。其具體措施有
(1)枯水期施工法。枯水期地下水位較低,基坑內外水位差小,動水壓力小,就不易產生流砂。
(2)搶挖並拋大石塊法。分段搶挖土方,使挖土速度超過冒砂速度,在挖至標高後立即鋪竹、蘆席,並拋大石塊,以平衡動水壓力,將流砂壓住。此法適用於治理局部的或輕微的流砂。
(3)設止水帷幕法將連續的止水支護結構(如連續板樁、深層攪拌樁、密排灌注樁等)打人基坑底面以下一定深度,形成封閉的止水帷幕,從而使地下水只能從支護結構下端向基坑滲流,增加地下水從坑外流人基坑內的滲流路徑,減小水力坡度,從而減小動水壓力,防止流砂產生。
(4)人工降低地下水位法。即採用井點降水法(如輕型井點、管井井點、噴射井點等),使地下水位降低至基坑底面以下,地下水的滲流向下,則動水壓力的方向也向下,從而水不能滲流入基坑內,可有效防止流砂的發生。因此,此法應用廣泛且較可靠。
此外,採用地下連續牆、壓密注漿法、土壤凍結法等,阻止地下水流人基坑,以防止流砂發生。
⑧ 深層地質鑽孔的時候碰到流沙怎麼處理!
你可灌注高標號水泥漿對流沙段進行充填封孔,待固結後重新鑽進即可!
⑨ 人工挖孔樁基流沙地層如何施工
人工挖孔樁基開挖時,如遇細砂、粉砂層地質,加上地下水的作用,極易形成流砂,嚴重時會發生井漏,造成質量事故,因此要採取有效可靠的措施。
1)、流砂情況較輕時,可縮短這一循環的開挖深度,將正常的1米左右一段,縮短為0.5米,以減少挖層孔壁的暴露時間,及時進行護壁混凝土灌注。當孔壁塌落、有泥砂流入而不能形成樁孔時,可用紡織袋土逐漸堆堵,形成樁孔的外壁,並控制保證內壁滿足設計要求。
2)、流砂情況較嚴重時,常用辦法是下鋼套筒,鋼套筒與護壁用的鋼膜板相似,以孔外徑為直徑,可分成4~6段圓弧,再加上適當的肋條,相互用螺栓或鋼筋環扣連接,在開挖0.5米左右,即可分片將套筒裝入,深入孔底不少於0.2米,插入上部混凝土護壁外側不小於0.5米,裝後即支模澆注護壁混凝土。若放入套筒後流砂仍上涌,可採取突擊挖出後即用混凝土封閉孔底的方法,待混凝土凝結後,將孔心部位的混凝土清鑿以形成樁孔。也可用此種方法,應用到已完成的混凝土護壁的最下段鑽大,使孔位傾斜至下層護壁以外,打入漿管,壓力澆注水泥漿,提高周圍及底部土壤的不透水性。
3.跳挖降水:臨近能挖的孔先挖並藉此孔相當一個降水井,以至小區域內地下水位下降(約5~7天),而後挖難度大的孔。
4.回填砂法:涌泥,流砂的孔先回鎮砂(約1~2天)使孔周的流塑性土體排水固結.等土體重新穩定後再繼續開挖。