城市地铁施工方法及风险分析概要.ppt

隧道支护设计理念的发展 传统矿山法：稳定的岩体有自稳能力，不产生荷载；不稳定的岩体则可能产生坍塌，需要用支护结构予以支撑。 新奥法 新奥法（New Austria Tunneling Method，简称NATM）概念是奥地利学者拉布西维兹教授于二十世纪50年代提出的。它是以既有隧道工程经验和岩体力学的理论为基础，将锚杆和喷射混凝土组合在一起作为主要支护手段的一种施工方法，经奥地利、瑞典、意大利等国的许多实践和理论研究，于60年代取得专利权并正式命名。之后该方法在西欧、北欧、美国和日本等许多地下工程中获得极为迅速的发展，已成为现代隧道工程新技术的标志之一。 我国近40年来，在许多铁路隧道修建中成功应用了新奥法，取得了较多经验，积累了大量数据，现已进入推广应用阶段（在公路部门新奥法的应用仅为50%左右）。目前新奥法几乎成为在软弱破碎围岩地段修建隧道的一种基本方法，技术经济效益是明显的。 新奥法施工要点 基本要点可扼要的概括为：“少扰动、早喷锚，勤量测、紧封闭”。两大特点——光面爆破与喷锚支护 光面爆破、预裂爆破技术符合隧道开挖轮廓线的设计要求，能减轻对围岩的扰动，同时还能控制超挖。施工安全，工程造价也很低，是隧道采用喷锚支护的一项基本技术，是采用喷锚支护的必备前提。 喷射混凝土支护是一种施工速度快、操作简单、可快速形成支护能力的有效手段。当地质条件发生变化时能灵活改变喷射厚度及调整喷射混凝土硬化时间，保证施工安全。喷射混凝土是新奥法施工中的三大支柱之一。 锚杆种类很多，根据不同地质条件及应用场合来选用适合的锚杆。通过一定的施工操作，将锚杆安装在遂道或地下工程围岩中，即能承受荷载、阻止围岩的变形，因而锚杆也成为新奥法施工的三大之柱之一。 新奥法施工的另一个主要特点是通过多种量测手段，对开挖后隧道围岩进行动态监测，并以此指导隧道支护结构的设计与施工。 可以毫不夸张地说，新奥法的推行确实引起了传统矿山法修建技术在开挖方法、施工技术乃至隧道设计思想方面的重大变革。不仅在山岭隧道中，而且在城市松软地层隧道建设中也得到广泛应用。在城市浅埋地铁施工中，由于所采用的不仅仅是锚杆和喷射混凝土，还有地层注浆、格栅、管棚等手段，即用新奥法理念来改进矿山法使之适应地铁隧道的特点。这就是当前城市地铁隧道施工中“浅埋暗挖法”的由来。 浅埋隧道的最大特点是埋深浅，施工过程中由于地层损失而引起地面移动明显，对周边环境的影响较大。因此对开挖、支护、衬砌、排水、注浆等方法提出更高要求，施工难度增加。当前，浅埋地下工程的施工方法主要包括明（盖）挖法、暗挖法、盾构法等。 新奥法与传统矿山法的对比 采用锚喷支护的新奥法与采用钢木支护的传统矿山法相比，不仅仅是支护手段上的革新，更重要的是工程概念的不同。 浅埋地下工程施工方法对比 城市地下工程施工方法——明挖法 明挖法特点 明挖法关键工序：降低地下水位；边坡支护；土方开挖；结构施工；防水工程等。由于明挖施工技术具有简单、快速、经济、安全的优点，各国地下工程(包括地铁)发展的初期都将其作为首选的施工方法。明挖隧道具有埋深陷、线路短、照明和通风代价小、工程造价和营运费用低、使用效益好等优点，比较符合地质原则、效益原则、技术原则和整体最优原则，但对周围环境扰动和影响较大。 关键技术的进步主要表现在： (1)大面积的深基坑降水技术。早期深井泵被潜水泵代替，用于无砂混凝土管井降水，便于施工、减少费用。目前多级轻型井点、喷射井点降水技术在深基坑降水中已普遍应用，电渗、辐射并降水技术也在一些工程中得到应用。成孔机械设备也在不断发展。 (2)边坡支护技术发展很快，主要经历以下发展阶段：钢桩（工字钢和止水的钢板桩 ）横撑→土层锚杆→钢绞线锚索→连续墙加锚杆→土钉墙，目前我国边坡支护技术已达到国际水平。 明挖法 敞口放坡基坑 有围护结构基坑 由于地质条件，基坑深度，周围环境的约束，敞口放坡基坑往往不能满足要求，这样就必须采取有围护结构的基坑。 目前，城市隧道明挖基坑所采用的围护结构种类很多，其施工方法、工艺和所用的施工机械也各异。因此，应根据基坑深度、工程地质和水文地质条件、地面环境条件等，特别要考虑到城市施工这一特点，经综合比较后确定。 明挖法围护结构形式 城市地下工程施工方法——盖挖法 盖挖法是“先盖后挖”，即先以临时路面或结构顶板维持地面畅通再向下施工。先用连续墙、钻孔桩等形式做围护结构和中间桩，然后做钢筋混凝土盖板，在盖板、围护墙、中间桩保护下进行土方开挖和结构施工。 盖挖法有逆作与顺作两种施工方法。所谓逆作法是指按土方开挖顺序从上层开始往下进行结构施工；而正作法则是指在土方全部开挖完成后，从底板开始做结构。 盖挖法的主要优点是安全，占地少，对居民生活干扰小，采取措施合理甚至可做到基本不影响交通，但施工速度比明挖法要低。