地铁工程浅埋矿山法施工新技术.pdf

第! 八! 篇 地铁工程浅埋矿山法 施工新技术 第一章! 地铁工程浅埋矿山法工序设计 第一节! 设计原理简述 浅埋矿山法地铁隧道设计实际是确定施工方法、支护手段和衬砌结构于一体的过 程，这一点与地上建筑物的设计思路迥然不同！ 地铁浅埋矿山法是应用岩体力学原理，以维护和利用围岩的自稳能力为基点，将 锚杆和喷射混凝土结合在一起作为主要支护手段，及时进行支护，控制围岩的变形与 松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，形成了以锚杆、喷射混凝土和围岩为一体的 承载结构。针对城市地铁埋深浅的特点，经常还要借助于地层注浆、格栅、管棚等辅 助加固措施。通过现场量测及时反馈 “围岩一支护”复合体的受力与变形及其变化， 为二次支护提供合理的施作时机；通过监控量测及时反馈的信息来指导隧道和地下工 程的设计与施工。 图 # $ # $! 围岩变形与支护刚度及支护时机的关系 %刚性支护； %一次锚喷支护； %初期、二次锚喷支护； %模注支护 ! # $ 围岩支护复合受力情况，与支护结构强度及支护时机的关系，可以通过图 # $ # $来说明。当围岩开挖曝露以后，需要通过支护来限制其变形，以达到新的平 衡状态。如果支护迅速，且支护结构刚度大，则所需提供的支护抗力则愈大；如果允 许围岩产生一定的变形，并使用柔性支护 （锚喷衬砌即属于柔性支护），则所需施加 ·#!$ · 地铁工程设计与施工新技术实用全书 的支护抗力也随之减小。当围岩变形超过允许值，导致围岩破坏而形成松弛后，则作 用于支护结构上的围岩压力就会随围岩变形的发展而迅速增大。 普通矿山法支护，在设计理念上不考虑围岩自身的承压抗力，将围岩当作外荷 载，因此其平衡位置在特征曲线的! 点；新奥法的成功之处就在于它能通过合理采 用锚喷支护，使变形平衡点接近于支护特性曲线的最低点 点，取得安全、经济的 支护设计。 浅埋矿山法的设计一般要经过 “预设计”和 “修正设计”两个阶段。其施工要 点可归纳如下： !开挖作业，对完全的土质隧道可采用机械或人工挖掘，对石质隧道多采用光面 爆破和预裂爆破，并尽量采用大断面或较大断面开挖，以减少对围岩的扰动。尽量使 隧道断面周边轮廓圆顺，避免棱角突变处应力集中。 图! # $% 喷锚暗挖法实施程序 初期支护，根据 “预设计”采用不同的支护类型和参数，及时施作喷射混凝 第八篇, 地铁工程浅埋矿山法施工新技术 ·*0(6 · 土和锚杆初期支护，以控制围岩的变形和松弛。在浅埋软弱围岩地段，应使断面尽早 闭合，以有效地发挥支护体系的作用，保证隧道稳定。 !二次衬砌，在围岩与初期支护变形基本稳定后修筑，围岩与支护结构形成一个 整体，因而提高了支护体系的安全度。 这里，特别强调一下衬砌防水问题。铁路和公路隧道的设计向来采用疏导方式 （!#$%#’ ），没有考虑水压力。但在城市地铁中，考虑到排水设计可能引起的长期地 表沉降以及地下水流失等环境问题，在矿山法修建隧道时必须一律采用 “全包”的 防水设计，不留排水孔，同时须考虑地下水位相应的水压力。 !通过施工中对围岩和支护结构的动态观察、量测，合理安排施工程序，进行 “修正设计”及日常的施工管理。 图( ) * ) + 为喷锚暗挖法实施程序。 浅埋矿山法的预设计，原则上有三种方法：标准支护模式的设计方法 （简称 标准设计）、条件类比的设计方法 （简称类比设计）和解析设计方法 （简称解析设 计）。 一般来说，在符合标准设计条件的场合，以标准设计方法为主；在不能符合标准 设计的场合，可以根据围岩条件和结构特点寻找类比设计；特殊、复杂地质条件场 合，可以采取辅助解析设计。 第二节, 标 准 设 计 地下隧道应根据不同的地质情况进行设计，但在一般地质条件下，对围岩进行分 级，并与标准支护模式相对应，可以提高设计