浅埋暗挖修建隧道关键施工技术.doc

浅埋暗挖法修建隧道关键施工技术 崔 玖 江 （北京市政府专家顾问） 1.浅埋暗挖法定义 浅埋暗挖法是依据新奥法（New Austrian Tunnelling Method）的基本原理，在施工中采用多种辅助施工措施加固围岩，充分调动围岩的自承能力，隧道开挖后及时支护、封闭成环，使其与围岩共同作用形成联合支护体系，有效地抑制围岩过大变形的一种综合配套施工技术，适用于第四系无水土质或软弱无胶结的砂、卵石等地层修建覆跨比大于0.5的隧道；对于较高地下水位的类似地层，采取灌浆堵水或降水等措施后仍能适用。采用浅埋暗挖法修建的隧道多采用复合式衬砌。隧道复合式衬砌是分内外两层先后施作的隧道衬砌。隧道开挖后，采用锚喷或喷射混凝土+钢架+钢筋网作为衬砌（一次）支护，待围岩及初期支护经监控量测确认基本稳定后在施作内层衬砌（二次衬砌），内层衬砌一般为摸筑混凝土，在两层衬砌间设防水层。对于无水地层，采用浅埋暗挖法修建的隧道也有采用在初期支护基面上施工作聚合物水泥砂浆作防水层后即作为永久结构。 2.浅埋暗挖法修建隧道的一般规定 2.1采用浅埋暗挖法修建隧道时，应认真贯彻“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤测量”18字原则。 2.2以喷射混凝土+网构钢架+钢筋网为初期支护（即一次衬砌）、二次衬砌为模筑钢筋混凝土，应在两层衬砌之间施作高材料的防水层。 2.3当隧道围岩为V类，由于其自稳能力差，必须采取预注浆加固地层后方可开挖。 2.4 隧道开挖应在无水条件下进行。如遇地下水，根据工程具体情况选择人工降水或灌浆堵水措施，创造无水作业条件。 2.5 隧道开挖应减少对围岩的扰动，保持隧道开挖轮廓圆。 2.6 隧道的防水层及二次衬砌应在初期支护变形基本稳定的条件下再施作。 2.7 施工前应根据施工规模 、工期、围岩情况、现场条件编制施工组织设计，其内容包括：施工方法及技术措施、施工部署及质量、安全、环境措施等。 2.8 开工前必须进行质量、安全及施工工艺的培训工作，建立各工序工艺卡片。 2.9 施工期间必须加强施工管理，确保个工序衔接，不间断地施工。 2.10监控量测工作应纳入隧道施工作业循环之中，作为工序循环的一个组成部分。 3.浅埋暗挖法修建隧道施工程序 浅埋暗挖法修建隧道应按图3.1所示程序组织施工 图3.1 4.施工辅助措施 4.1 在软弱地层中，对隧道开挖工作进行加固处理，可采取下列辅助措施： 4.1.1 喷射混凝土封闭开挖工作面； 4.1.2 超前注浆小导管支护； 4.1.3 管棚钢架超前支护； 4.1.4 设置临时仰拱或临时支护； 4.1.5 地表注浆加固； 4.1.6 小导管周边注浆及围岩深孔注浆； 4.1.7 其他措施。 根据工程具体情况，选择一种或几种措施同时采用。 4.2 采用喷射混凝土封闭工作面时，应采用早强喷射混凝土，其厚度宜为5～10cm。 4.3 超前注浆小导管 4.3.1 小导管要和网架配合使用，从钢架格栅腹部穿过。 4.3.2 用φ32~φ40钢管制作，在砂卵石地层采用φ32（外径）无缝钢管，其他地层 可采用φ40（外径）无缝钢管。管长：隧道网构网架间距为75～00 cm，每开挖2个循环注浆一次，管长为3m；隧道网构钢架间为50m，每开挖2个循环注浆一次，长为2.25m。 小导管制作要求： 先把钢管解成需要长度，在钢管一端做成30 cm长圆锥状，在另一端10 cm处焊接φ6钢筋箍。距钢筋箍一端75cm处开孔，剩余部分每隔20 cm梅花布设φ6～φ8的溢水孔。 4.3.3 小导管沿隧道拱部布设，环向间距应不小于30cm，外扦角(仰角)在5o～10° 4.3.4 灌浆材料 根据隧道所处地层条件因地制宜、合理选择灌浆材料。 ①对于无水粗砂及砂砾(卵)石地层宜选择单液材料； ②对于无水中砂或粉细砂地层宜选择改性水玻璃浆； ③对于有水的粗砂及砂砾(卵)石地层宜选择水泥-水玻璃双液浆； ④对于前期强度要求较高的地层，可选择硫铝酸盐水泥浆。 4.3.5 灌浆参数 ①灌浆终压：0.3MPa； ②浆液扩散半径：＞0.25m ③灌速度≤30L/min ④灌浆量 Q=πR2Lnαβ 式中： R-----浆液扩散半径，m； L------注浆管长（只计花管部分长度），m； n-------地层孔； α------地层填充系数，一般取0.8； β------浆液消耗系数，一般取1.1～1.2 4.4 管棚 4.4.1 管棚用钢管直径为φ6～φ180mm，钢管中心间距宜为管径的2～3倍。 4.4.2 管棚长度应根据工程具体条件及地层条件选用，一般不宜小于10 m 4.4.3 纵向两组管棚的搭接长度应大于3 m. 4.5 临时仰拱的设置区段应根据围岩情况及测