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隧道浅埋暗挖法施工技术

浅埋暗挖法沿用了新奥法的基本原理,创建了信息化量测设计和施工的新理念;采用先柔后刚复合式衬砌新型支护结构体系,初期支护按全部承担基本荷载设计,二次模筑衬砌作为安全储备;初期支护和二次衬砌共同承担特殊荷载。

应用浅埋暗挖法设计和施工时,采用多种辅助施工工法,超前支护,改善加固围岩,调动部分围岩的自承能力;初期支护和围岩为暗洞隧道的主要受力结构,“保护围岩”是浅埋暗挖施工的关键技术,一定要高度重视。
在施工过程中应用监控量测、信息反馈和优化设计,实现不坍方、少沉降、安全生产和施工。施工中应坚持十八字方针:管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测。

浅埋暗挖法设计和施工,应用于第四纪软弱地层中的地下工程,严格控制施工诱发的地面移动变形、沉降量是关键,要求初期支护刚度大,支护及时;初期支护必须从上向下施工,二次模筑衬砌必须通过变为量测,在结构基本稳定后,才能施工,而且必须从下向上施工,决不允许先拱后墙施工。

浅埋隧道分为浅埋、超浅埋。判断方法:采用拱顶覆土厚度H与结构跨度D之比覆跨比判断。<H/D≤,均称为浅埋;当H/D≤,均称为超浅埋。

浅埋暗挖法施工的缺点:施工速度慢,喷射混凝土粉尘多,劳动强度大,机械化程度不高,以及高水位地层结构防水比较困难。优点:灵活多变,对地面建筑、道路和地下管线影响不大,拆迁占地少,不扰民,不污染城市环境等优点。浅埋暗挖法施工成本(城市地下工程)较明(盖)挖法、盾构法低。

浅埋暗挖法的辅助施工措施较多,选择合理与否直接影响工程进度、施工安全和工程成本。常用的有:
⑴环形开挖留核心土。
⑵喷射混凝土封闭开挖工作面。
⑶超前锚杆或超前小导管支护。
⑷超前小导管周边注浆加固地层。
⑸设置上半断面临时仰拱。
⑹深孔注浆加固地层。
⑺长管棚超前支护或注浆加固地层。
⑻水平旋喷法超前支护。
⑼地面锚杆或高压旋喷加固地层。
⑽降低洞内、洞外地下水位。
注浆加固地层和超前小导管支护是最常用的辅助施工措施。
施工中应注意的问题:
⑴作为初期支护主体的喷射混凝土,其喷射厚度要合理,太厚、太薄都利于发挥喷射砼材料的力学性能,一般喷射砼厚d≤D/40(D为洞室的开挖宽度)时,喷射混凝土支护接近于无弯矩状态,支护结构性能较好。因此用增加喷射混凝土厚度的方法来加强支护,效果较差,应采用合理的喷射方法和选择喷混凝土材料来提高喷射混凝土的力学性能,如采用潮喷或湿喷的方法,在喷料中掺加改性聚酯外加剂,提高喷射砼的抗裂性。
施工中应注意的问题:
⑵施工方法的选择,一般情况下,当开挖断面宽度大于10m时,应优先选用CRD或CD工法;当开挖断面宽度小于10m时,应优先选用正台阶法;在特殊条件下可考虑采用眼镜工法。
⑶CRD和CD工法中的关键技术是中壁的拆除工艺。在中壁拆除作业的施工管理中,最重要的问题是判断中壁拆除时间和中壁拆除后的安全性。一般在隧道施工中维护断面的稳定基本上是通过拱顶下沉核净空收敛来判断的。因此,在中壁法中,中壁的拆除时间的确定和作业的安全性基准,也是以这种方法为依据。
基准值
基准值:拆除中壁时一般参考“一周的位移增量在1mm以下”基准,基于实测数据决定管理基准。考虑前后台阶的进度,以拱顶下沉7d的增量在2mm以下,作为拆除中壁的基准,即:
拱顶下沉量:7d的增量小于2mm;
净空收敛值:7d增量小于4mm;