《城市地下空间建设新技术》第8章隧道开挖和支护.ppt

大体积混凝土施工和大断面衬砌台车的制作 研制专用大断面衬砌台车和找出控制大体积混凝土质量的方法。 通过与专业机械设计单位联合，设计了大断面衬砌台车。拱部二衬混凝土体积大，跨度大，根据研究论证，灌注拱部混凝土时要对称进行，连续浇注，灌注速度不宜太快，以每小时10m3为宜，大拱脚处采用水平浇注和振捣，分层厚度不大于30cm，为了保证混凝土的密实度，可泵性，通过反复试验，混凝土配合比采取了以下措施： （1）针对本地原材料的特点，采用高效减水剂，增大混凝土的工作度、坍落度控制在18cm。 （2）掺加UEA微膨胀剂，并按水泥用量的8%替换掺加来补偿混凝土收缩变形。 （3）砂率对泵送混凝土的可泵性很重要，最佳砂率保证混凝土的强度和可泵性的情况下，水泥用量最小的砂率，砂率低的混凝土可泵性差，根据试验，砂率按35%～40%考虑。 地表沉降的控制 （1）对施工过程中地表下沉的特性和规律进行分析 a. 当x=-0.5D～1.0D（掌子面通过测点前后，D为隧道开挖直径）时，地表下沉加速变化，表现为急剧的变形阶段。 b. 当x1.0D（初期支护闭合阶段）时，地表下沉为减速变化，表现为收敛的变形阶段。 通过对浅埋隧道施工方法引超的围岩变形动态的分析，可以认识到，地表下沉主要受隧道开挖过程中的掌子面空间效应的影响，围岩变形不能瞬时完成，而是随掌子面的推进，而发展并逐渐收敛的，从变形动态可以看出，初期变形是加速的，而且绝对值大，这是控制地表下沉的关键时期。 根据以上规律和大量的资料分析，对于车站隧道来说，可以预测绝大部分的下沉值，应发生在上部半断面的开挖过程，因此采用大管棚超前支护和上半断面双侧壁导坑开挖是十分必要的。 （3）超前支护和初期支护参数的选择，施作时间与地表沉降的相关关系研究 根据浅埋隧道地表下沉规律，控制地表下沉的原则是“尽可能早期防止围岩松驰”，因此超前支护必须在开挖之前进行，浆液选择水泥浆，注浆后尽快形成支护能力。 初期支护在隧道开挖后立即进行，其支护参数根据施工监控量测信息进行调整。 工字钢拱架在拱部核心开挖时必须边开挖边架设工字钢拱架，使之与左右导坑联成整体，封闭成环，防止围岩过早松驰，拱部二次衬砌紧跟，有效控制地表沉降。 地表复杂条件下爆破振动控制方法 针对特大跨断面、特大跨、超浅埋隧道以及本工程周边环境的特点，根据爆破质点振动速度公式V=K（Q1/3/R）α公式，在爆破点距地表建筑物的距离R是确定不变的情况下，要减少质点振动速度。 必须研究在确保计划施工进度和总工期的前提下如何减少最大一段起爆药量Q，以及如何选用合适的炸药品种和爆破方法来降低K、a系数。 位移分析 a．第一次爆破开挖 b．第二次爆破开挖 c．第三次爆破开挖 d．第四次爆破开挖 埋深10m不同爆破开挖方式地表位移等值线图 （1）合理的开挖方案 要减小振动速度，关键要减少最大起爆药量，而采用分部开挖减少开挖面积是最直接的方法，在满足地表沉降和施工进度的条件下，合理选择了分部尺寸和循环进尺。 （2）合理掏槽形式和位置 掏槽形式一般分为直眼掏槽和楔形掏槽，直眼掏槽循环进尺大，对工作面要求低，适合小断面、大循环进尺的隧道掘进，但效果差，爆破振动大，显然不适合本工程使用； 楔形掏槽分为单楔形掏槽和双楔形掏槽，通过试验比较双楔形掏槽虽然较麻烦，但爆破效果好，同样循环进尺下，爆破振动小，故拱部选用双楔形掏槽。然后针对围岩情况，经过计算和试炮结果确定掏槽位置和循环进尺。 （3）单眼装药量研究 单眼装药量是根据最大一段同时起爆的药量，经过公式计算确定，然后根据试炮振动速度量测结果进行调整确定。 （4）周边眼爆破参数研究 周边眼采用光面爆破，周边眼间距根据围岩性质初定，并经过试炮后光爆效果确定，特别困难地段例如隧道上方为抗震性很差的楼房，采用预裂爆破，这样既可以最大限度减小围岩的振动，又可以达到减振效果。 （5）段间隔时差研究 根据有关资料表明，在软岩围岩中爆破，振动频率较低，一般均在100Hz以下，为避免振动强度的叠加作用，低段雷管跳段使用。 （6）爆破器材选型 根据爆破理论，炸药爆轰速度直接影响质点振动速度，要降低质点振动速度应选用低爆速炸药，炸药选用爆速低的2#岩石销铵炸药，雷管选用非电毫秒炸药。 信息化施工方案 （1）现场量测项目的选择研究 地面主要对建筑物沉降及局部倾斜、建筑物裂缝变形进行监测，洞内监测一般地段只进行常规项目量测，即进行拱顶下沉，周边收敛等项目量测，在车站隧道和道岔区隧道以及区间隧道进口Ⅱ类围岩双线段进行