1、暗挖法,矿山法,盖挖法,浅埋暗挖法,围岩: 主要指隧道工程地质条件（狭义），隧道工程影响范围内的岩土体。隧道开挖后对其对稳定性产生影响的那部分岩(土)体。 说明：围岩既指岩体也指土体。围岩分级：根据岩体的若干指标，按照稳定性将围岩分成不同的级别。 围岩级别的工程作用： 判断围岩稳定性。结构设计依据 判断施工难易程度，施工方法依据 、投资依据。 围岩分级依据：以围岩的稳定性判断为分级基础 岩石坚硬程度 围岩完整状态 地下水 围岩初始地应力,围岩分级方法 考虑3个基本因素： 岩性：抗压强度、弹性模量、弹性波速等。 地质构造：岩体完整性或结构状态。 地下水：地下水发育时，围岩级别应降低。 1个附加因
2、素： 初始地应力：适当考虑。围岩的稳定性：隧道开挖后，在不支护条件下围岩的稳定性质。隧道工程的头等大事： 研究围岩的稳定性，如何促使围岩稳定围岩的工程因素（人为因素） 1.施工方法 2.支护设置时间 3.支护本身刚度 4.隧道断面形状等,我国交通隧道围岩分级法考虑岩体综合物性，共6级。 与地质勘探手段相联系的分级方法(弹性波速分级法波速是反映岩性与岩体结构的一项综合指标，波速越高，围岩越好)。,地下水状态的分级表,参照地下水状态后经过修正后的围岩分级表,围岩压力：作用在支护结构上的部分压力 (狭义定义） 影响围岩压力大小的主要因素：（）岩体的初始地应力状态（）岩体的物理力学性质（）岩体结构（）
3、工程性质（）人为因素 其人为因素是： 隧道形状和尺寸(超挖、挠动） 支护结构类型 施工方法 （）支护结构类型及支护时间,1、地下水也是影响隧道稳定的重要因素。水对岩土有软化作用，并降低岩土体强度和质量等级。 2、围岩本身具有一定的自承载能力，充分发挥围岩的自承载能力，会大大降低隧道支护成本。3、隧道开挖后，适当控制围岩的变形，对隧道的维护具有重要意义。4、为保持隧道的稳定，必须采取支护措施，强制围岩稳定., 工程的重要性工期要求 工程地质与水文地质条件围岩级别，地下水情况，不良地质、埋深 施工技术水平技术熟练程度、机械设备情况（4)工程规模（长度、断面尺寸）；小断面可采用全断面开挖法、台阶法，
4、大断面可用侧壁导坑法 工程投资与运营后的社会效益和经济效益周围环境条件对环境的保护要求 施工单位的习惯（成熟）做法,.选择隧道施工方法的主要因素,地铁隧道施工方法（暗挖法）,暗挖法：在特定条件下，不挖开地面，全部在地下进行开挖和修筑衬砌结构。均依据设计采用暗挖法的任何一种或几种方式。暗挖法主要包括：矿山法（钻爆法）、盾构法、掘进机法、浅埋暗挖法、盖挖法、顶管法等。其中尤以浅埋暗挖法和盾构法应用较为广泛。,修筑矿山地下工程中采用的方法的总称。它总是与钻眼、爆破技术联系在一起，也称为钻爆法。是山岭隧道最常用的施工方法。我国的铁路、公路、水工等地下工程的绝大多数是采用此法修筑的。（部分城市地铁属于岩
5、石围岩也采用此法）矿山法钻爆作业循环：,矿山法,矿山法的基本施工作业： 钻爆与开挖、运输与出渣，支护和衬砌。,盖挖法是由地面向下开挖至一定深度后，将顶部封闭，其余的下部工程在封闭的顶盖下进行施工。主体结构可以顺作，也可以逆作。 在城市繁忙地带修建地铁车站时，往往占用道路、影响交通，当地铁车站设在主干道上，而交通不能中断，且需要确保一定交通流量要求时，可选用盖挖法。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，是在交通流量大的市区修建浅埋地铁车站的一种有效方法。视基坑开挖和施作结构顺序的不同，又可分为盖挖顺筑法和盖挖逆筑法两大类。盖挖顺筑法的特点是将盖板置于桩、柱之上后，自上
6、而下开挖土方，再自下而上完成底板、边墙、中隔板的施工。盖挖逆筑法先施作车站周边围护桩和结构主体桩柱，然后将盖板置于桩柱上，自上而下完成土方开挖和边墙、中隔板及底板衬砌的施工。,盖挖法,适用条件：1、大平面、大深度、复杂结构的地下工程；2、快速覆盖、缩短中断交通的时间；3、自上而下的顶板、中隔板及水平支撑体系刚度大，可营造一个相对安全的作用环境；4、占地少、回填量小、可分层施工，也可分左右各半幅施工，交通道改灵活；5、不受季节影响、无冬期施工要求，低噪声、扰民少；6、设备简单、不需大型设备，操作空间大、操作环境相对较好。施工难点：1、周边状况苛刻，对环境要求较高；作业空间狭小；工期要求紧迫。2、
7、节点的施工，节点的连接形式、节点连接的操作程序是控制工程施工质量的重要因素。,1、需要设临时立柱和立柱桩，增加了施工费用，且由于支撑为建筑结构本身，自重大，为防止不均匀沉降，要求立柱具有足够的承载力。2、为便于出土，需要在顶板处设置临时出土孔，因此需对顶板采取加强措施。3、地下结构的土方开挖和结构施工在顶板覆盖下进行，因此大型施工机械难于展开，降低了施工效率。4、混凝土的浇注在逆作施工的各个阶段都有先后之分，这不仅给施工带来不便，而且给结构的稳定性以及结构防水带来一些问题。,盖挖法施工的缺点,盖挖顺作法 盖挖顺作法是在地表作业完成挡土结构后，以定型的预制标准覆盖结构（包括纵、横梁和路面板）置于
8、挡土结构上维持交通，往下反复进行开挖和加设横撑，直至设计标高。依序由下而上，施工主体结构和防水措施，回填土并恢复管线路或埋设新的管线路。最后，视需要拆除上部结构外露部分并恢复道路。一般情况下在道路交通不能长期中断的情况下修建车站主体时，可考虑采用盖挖顺作法。施工顺序如图2.,盖挖逆作法施工 其施工顺序与顺作法相反，在地下结构施工时不架设临时支撑，而以结构本身既作为挡墙又作为支撑，从上向下依次开挖土方和修筑主体结构。优点：（1）由于结构本身用来支撑，所以它具有相当高的刚度，这样使挡墙的变形减少，提高了工程施工的安全性，也减少了对周边环境的影响；（2）由于最先修筑好顶板，这样地下、地上结构施工可以
9、并行，缩短了整个工程的工期； （3）由于开挖和做结构交错进行，逆作结构的自身荷载由立柱直接承担并传递至地基，减少了大开挖时卸载对持力层的影响，降低了地基回弹量。如果开挖面积较大、覆土较浅、周围沿线建筑物过于靠近，为尽量防止因开挖基坑而引起临近建筑物的沉陷，或需及早恢复路面交通，但又缺乏定型覆盖结构，常采用盖挖逆作法施工。,盖挖法施工,1. 边桩施工,2. 破路面挖土,3. 中间柱施工,5. 路面恢复通车,6. 挖地下一层土,7. 地下一层底板施工,8. 地下一层侧墙施工,9. 挖地下二层土,10. 地下二层底板施工,11. 地下二层侧墙施工,12. 地下二层地面,工程施工完成,4.顶板施工,图
10、示逆作法施工过程,盖挖半逆做法示意图（此法在城市繁华地段广泛采用）,暗挖法支护结构体系 它是由围岩和支护结构两部分组成的，在通常情况下，围岩是主要的承载单元，而支护结构是辅助性的，但也是不可缺少的。在某些特殊情况下，支护结构也是主要的承载单元。支护结构分为初期支护和永久支护初期支护：是为了在施工过程中控制围岩的松弛和过度变形、并保证施工安全而施设的，它独自地或者是作为永久支护的一部分参与确保结构安全的结构；永久支护：是保证运营期间的结构净空及承受可能出现的后期荷载而设置的。支护结构类型（根据该地下工程围岩类型）通常采用的支护结构的类型有：喷混凝土、锚杆、格栅（或钢支撑）、二次衬砌。,六十年代新
11、奥法 （锚喷构筑法）被介绍到我国，七十年代末八十年代初得到迅速发展。至今，可以说在所有重点难点的地下工程中都离不开新奥法。该法几乎成为在软弱破碎围岩地段修筑隧道的一种基本方法。新奥法施工原理1、新奥法指的是在软弱岩层中修建隧道时，开挖后立即喷射水泥混凝土作为临时支撑(必要时加锚杆)以稳定围岩，然后再进行衬砌的施工方法。2、新奥法是充分利用围岩的自承能力和开挖面的空间约束作用，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，对围岩进行加固，约束围岩的松弛和变形，并通过对围岩和支护的量测、监控，指导地下工程的设计施工。3、在我国利用其原理修建地铁已成为一种主要施工方法，尤其在施工场地受限制、地层条件复杂多变、
12、地下工程结构形式复杂等情况下用新奥法施工尤为重要。,地铁隧道施工方法之一,新奥法,针对我国城市地下工程的特点和地质条件，新奥法经过多年的完善与发展。在众多的地铁施工方法中尤以新奥法最为重要，这是当今隧道施工的主打方法；采用新奥法会有多种施工方案，新奥法的辅助施工措施必不可少；与明挖法、盾构法相比较，由于它可以避免明挖法对地表的干扰性，而又较盾构法具有对地层较强的适应性和高度灵活性，因此目前广泛应用于城市地铁区间隧道、车站、地下过街道、地下停车场等工程，如根据新奥法的基本原理，采用“群洞”方案修建的广州地铁二号线越秀公园站及南京地铁一期工程南京火车站站，断面复杂多变的折返线工程、联络线工程也多采
13、用新奥法地质条件是确定施工方法的最重要条件；目的是在保证围岩安全的前提下争取大的进度。,地铁车站、区间隧道施工方法之一 新奥法,新奥法的施工特点,1.及时性 新奥法施工采用喷锚支护为主要手段，可以最大限度地紧跟开挖作业面施工，因此可以利用开挖施工面的时空效应，以限制支护前的变形发展，阻止围岩进入松动的状态，在必要的情况下可以进行超前支护，加之喷射混凝土的早强和全面粘结性因而保证了支护的及时性和有效性。在巷道爆破后立即施工以喷射混凝土支护能有效地制止岩层变形的发展，并控制应力降低区的伸展而减轻支护的承载，增强了岩层的稳定性。2.封闭性由于喷锚支护能及时施工，而且是全面密闭的支护，因此能及时有效地
14、防止因水和风化作用造成围岩的破坏和剥落，制止膨胀岩体的潮解和膨胀，保护原有岩体强度。说明：承载地应力的主要是围岩体本身，而采用初次喷锚柔性支护的作用，是使围岩体自身的承载能力得到最大限度的发挥，第二次衬砌主要是起安全储备和装饰美化作用。,新奥法施工的基本原则及施工要点新奥法施工的基本原则（12字原则）少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭”少扰动：是指在进行隧道开挖时，要尽量减少对围岩的扰动次数、扰动强度、扰动范围和扰动持续时间。新奥法将锚杆、喷射混凝土适当进行组合，形成比较薄的衬砌层，即用锚杆和喷射混凝土来支护围岩，使喷射层与围岩紧密结合，形成围岩支护系统，保持两者的共同变形，故而可以最大限度地利用
15、围岩本身的承载力。在下述条件下应用新奥法必须与一些辅助方法相配合 有强烈地压显现的岩体； 膨胀性岩体（要与仰拱与底部锚杆相配合）； 在一些松散岩体中，要与钢背板与之配合； 在蠕动性岩体中，要与冻结法或预加固法等配合；,新奥法的主要支护手段与施工顺序,新奥法是以喷射混凝土、锚杆支护为主要支护手段，因锚杆喷射混凝土支护能够形成柔性薄层，与围岩紧密粘结的可缩性支护结构，允许围岩有一定的协调变形，而不使支护结构承受过大的压力。施工顺序可以概括为：开挖一次支护二次支护。 一次支护 按一定系统布置锚杆，加固深度围岩，在围岩内形成承载拱，由喷层、锚杆及岩面承载拱构成外拱，起临时支护作用，同时又是永久支护的一
16、部分。复喷后应达到设计厚度（一般为1015mm）,并要求将锚杆、金属网、钢拱架等覆裹在喷射混凝土内。完成第一次支护的时间非常重要，一般情况应在开挖后围岩自稳时间的二分之一时间内完成。目前的施工经验是松散围岩应在爆破后三小时内完成，主要由施工条件决定。二次支护：一次支护后，在围岩变形趋于稳定时，进行第二次支护和封底，应尽快封底，形成封闭式的支护，以谋求围岩的稳定。即永久性的支护，起到提高安全度和整个支护承载能力增强的作用，而此支护时机可以由监测结果得到。,相同： 均属于钻爆法。不相同：对围岩的认识和处理上不同。：,传统矿山法与新奥法施工的区别,浅埋暗挖法（城市矿山法） 浅埋暗挖法即松散地层的新奥
17、法施工是针对埋置深度较浅、松散不稳定的土层和软弱破碎岩层施工而提出来的。浅埋暗挖法的施工技术特点：围岩变形波及地表；要求刚性支护或地层改良；在地质条件非常差的破碎带或膨胀性地层（如风化花岗岩）中开挖巷道，为了延长围岩的自稳时间，为了给一次支护争取时间，安全的作业，需要在开挖工作面的前方围岩进行超前支护（预支护），然后再开挖。由于该工法在有水条件的地层中可广泛运用，加之国内丰富的劳动力资源，在北京、广州、深圳、南京等地的地铁区间隧道修建中得到推广，已成功建成许多各具 特点的地铁区间隧道，而且在大跨度车站的修筑中有相当的应用。此外，该方法也广泛应用于地下车库、过街人行道和城市道路隧道等工程的修筑。
18、,浅埋暗挖法,新奥法之中国特色浅埋暗挖法,浅埋暗挖法属于矿山法的一种，起源于1986年北京地铁复兴门折返线军都山黄土隧道、地铁西单车站等工程采用浅埋暗挖技术取得了巨大的成功。，该法是在借鉴新奥法的理论基础上，针对中国的具体工程条件开发出来的一整套完善的地铁隧道修建理论和操作方法。是中国人自己创造的适合中国国情的一种隧道修建方法。与新奥法的不同之处在于，它是适合于城市地区松散土介质围岩条件下，隧道埋深小于或等于隧道直径，以很小的地表沉降修筑隧道的技术方法。它的突出优势在于不影响城市交通，无污染、无噪声，而且适合于各种尺寸与断面形式的隧道洞室。浅埋暗挖法沿用了新奥法的基本原理，采用先柔后刚复合式衬
19、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。,浅埋隧道的确定原则(1)浅埋隧道定义：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。当0.6H/D1.5时，均称为浅埋；当H/D0.6时，均称为超浅埋。浅埋隧道自身特点最大的特点是埋深浅，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。所以更要强调地层的预支护和预加固，所采用的施工方法有超前小导管预注浆、开挖面深孔注浆、管棚超前支护。,31,浅埋暗挖法的采用之处
20、：（）适用于各种地质条件和地下水条件（特别是城市地区的浅埋隧道）；覆土薄、地质条件差、自稳能力差。承载力小、变形快隧道附近往往有重要的地面建筑物或地下管网，对施工要求严格等。 （）具有适合各种断面形式（单线、双线及多线、车站等）和变化断面（过渡段、多断面等）的高度灵活性（）通过分部开挖和辅助工法，可以有效地控制地表下沉和坍塌；（4）与盾构法比较，在较短的开挖地段使用，也很经济；（）与明挖法比较，可以极大地减轻对地面交通和商业活动的影响，避免大量的拆迁（）从综合效益观点出发，是比较经济的一种方法。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
21、水比较困难。,浅埋暗挖法基本原理是：利用土层在开挖过程中短时间的自稳能力，1、采取适当的支护措施（复合衬砌，初期支护承担全部基本荷载，二衬作为安全储备，初支、二衬共同承担特殊荷载）；2、采用多种辅助工法，超前支护，改善加固围岩，调动部分围岩自承能力；3、采用不同开挖方法及时支护封闭成环，使其与围岩共同作用形成联合支护体系；采用信息化设计与施工。由于浅埋暗挖法省去了许多报批、拆迁、掘路等程序，现被施工单位普遍采纳。浅埋暗挖法的核心技术被概括为18字方针：管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测,浅埋暗挖法:确保无水施工，重视地下管道漏水1、浅埋暗挖法是在十分不稳定的土体中进行暗挖作业，必须
22、十分谨慎。人们采用小导管、管棚、深孔土体注浆都是提高土体稳定性的措施，其中必保的一条就是保持土体无水施工。诸多工程教训使同行们取得共识无水施工是浅理暗挖法的前提条件。2、可是在：采用浅埋暗挖法不可避免要在市政管理道下面进行施工，问题在于大多数上下水管道不同程度地存在渗漏水的情况。严重的渗漏导致管道周围的地层状况恶化。当隧道开挖接近这一层时，流泥和流砂便会涌入隧道，管道下面土体被掏空，又会造成管道断裂，管道内的水（特别是有压上水）冲入隧道，对隧道形成第二次冲击。,早发现： 探明开挖面前方的工程地质和水文地质工作是非常重要的，一般采用红外线温度扫描仪或地质雷达等物探手段，查明上层滞水和管道渗漏水的
23、情况，必须对制定相应对策提供可靠依据。快制止：如果发现有上层滞水和管道渗漏严重威胁隧道施工的情况，可以采取局部加密注浆，增设管棚等措施，必要时采用局部土壤冻结也是可取的，总之要把一般降水难以奏效的上层滞水和管道渗漏水对浅埋暗挖法的潜在威胁，在开挖面到达之前加以消除。,在自稳能力较差的围岩中施工,监理应该对以下环节和部位给与重视： 1、对地层预加固预处理的质量。 2、对于地下水的警觉和防止。 3、对支护支跟开挖面施作的及时性。 4、短进尺，快封闭的重要性。 5、对补偿注浆的作用。 6、对不良地质超前预报。 7、对支护受力变形状态的变化进行监测，并发现危险征兆，采取有效的应变补救工作。,管超前、严
24、注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测 管超前指采用超前导管注浆防护。实际上就是采用超前支护的各种手段提高掌子面的稳定性，防止围岩松弛和坍塌；一般有大管棚，小导管注浆等。超前支护技术是指在隧道开挖之前，通过向掌子面前方地层里注浆、冷冻、打入钢管、钢板、锚杆等技术措施在隧道横断面上形成一个拱形连续体，使其加固开挖面前方地层，同时利用其支撑力保持前方土体的稳定，减少地表沉降量的技术总称。 严注浆在导管超前支护后，立即进行压注水泥砂浆或其他化学浆液，填充围岩空隙，使隧道周围形成一个具有一定强度的壳体，以增强围岩的自稳能力；研究表明，围岩注浆加固可提高其强度和变形模量，从根本上改善围岩的变形规律。,短开
25、挖一次注浆，多次开挖，即限制一次进尺的长度，减小围岩的松弛；强支护在浅埋的松软地层中施工，初期支护必须十分牢固，具有较大的刚度，以控制开挖初期的变形； 快封闭在台阶法施工中，如上台阶过长时，变形增加较快，为及时控制围岩松弛，必须采用临时仰拱封闭，开挖一环、封闭一环，提高初期支护的承载能力；勤量测对隧道施工过程进行经常性的量测，掌握施工动态，及时反馈，是浅埋暗挖法施工成败的关键。,说明：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
26、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。浅埋暗挖法设计和施工，应用于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位量测，在结构基本稳定后，才能施工，而且必须从下向上施工，,管棚注浆支护,就是把一组钢管沿开挖轮廓外己钻好的孔中打入地层内，并与钢拱架组合形成强大的棚架预支护加固体系，支承来自于管棚上部的荷载，通过钢管的梅花形布置的注浆孔加压向地层中注浆，以加固软弱破碎的地层，提高地层的自稳能力。管棚注浆是一种长距离超前支护方法，超前距离长，刚度较大，适用于掌子面不能自稳、含水
27、的地层，控制地表沉降、防渗止水的效果较好，施工工艺要求较高。如将管棚注浆与小导管补充注浆法结合，除具有大管棚的特点外，能够防止管棚下方三角土体的塌落，这种长短结合的预支护效果更为理想。,管棚,浅埋暗挖法施工措施之一“管超前”,管棚及套拱,浅埋暗挖法施工措施之一“严注浆”超前小导管注浆特点：预支护+预加固，支护效果强于超前锚杆。适用于：软弱破碎地层。步骤：喷砼封闭开挖面；钻孔；插入小导管；导管注浆。,超前锚杆特点：形成超前于工作面的围岩加固棚。适用于：软弱破碎地层。,浅埋暗挖法的施工要求,地铁采用的浅埋暗挖法，是以加固、处理软弱地层为前提，采用足够刚性的复合初砌为基本支护结构的一种用于软土地层近
28、地表隧道的暗挖施工方案。它以施工监测为手段，控制地表沉降，保证施工安全。选用浅埋暗挖法应考虑的基本条件有：1、浅埋暗挖法不允许带水作业，如果含水地层达不到疏干，开挖面的稳定性时刻受到水的威胁，甚至发生塌方。把地下水，尤其是上层滞水处管理好是非常关键的环节，它直接影响到浅埋暗挖法的成败。2、采用浅埋暗挖法要求开挖面具有一定的自立性和稳定性。,48,浅埋暗挖法施工原则及方法的比较1、浅埋暗挖法施工原则(1)根据地层情况、地面建筑物特点及机械配备情况，选择对地层扰动小、经济、快速的开挖方法。若断面大或地层较差：可采用经济合理的辅助工法和相应的分部正台阶开挖法；若断面小或地层较好：可用全断面开挖法。(
29、2)应重视辅助工法的选择，当地层较差、开挖面不能自稳时，采取辅助施工措施后，仍应优先采用大断面开挖法。(3)应选择能适应不同地层和不同断面的开挖、通风、喷锚、装运、防水、二衬作业的配套机具，为快速施工创造条件，设备投入量一般不少于工程造价的10%。,浅埋暗挖法施工的辅助措施,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：环形开挖留核心土。喷射混凝土封闭开挖工作面。超前锚杆或超前小导管支护。超前小导管周边注浆加固地层。设置上半断面临时仰拱。深孔注浆加固地层。长管棚超前支护或注浆加固地层。水平旋喷法超前支护。地面锚杆或高压旋喷加固地层。降低洞内、洞外地下
30、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。,51,台阶法开挖：台阶法施工就是将结构断面分成两个或三个台阶开挖，即分成上下两个断面或几个工作面分步开挖，根据地层条件和机械配备情况， 随着台阶长度的调整，它几乎可以用于所有的地层，因而是在现场使用的主导方法。台阶法又可分为正台阶法、中隔墙台阶法等。该法在浅埋暗挖法中应用最广，可根据工程实际、地层条件和机械条件，选择合适的台阶方式。1上下两部分步开挖法、2）多部分步开挖留核心土选择台阶长度的条件 (1) 初期支护闭合环的时间要求 围岩越差，闭合时间要求越短，台阶必须缩短。(2) 施工机械的效率 效率高，则可以缩短支护闭合时间，台阶可适
31、当加长。,52,选择台阶长度的原则： 希望初期支护尽快闭合。 围岩不好时，应以条件为主； 围岩较好时，应以条件为主。台阶法开挖优点1）.灵活多变，适用性强。凡是软弱围岩地层，必须采用正台阶法，尤其是各种不同方法中的基本方法。而且，当遇到地层变化（变好或变坏），都能及时更改、变换成其他方法，所以被称为浅埋暗挖施工方法之母。2）.具有足够的作业空间和较快的施工速度，台阶有利于开挖面的稳定，尤其是上部开挖支护后，下部作业则较为安全。当地层无水、洞跨小于10m时，均可采用该方法。台阶法开挖的缺点是上下部作业相互干扰，应注意下部作业时对上部稳定性的影响，还应注意台阶开挖会增加围岩被扰动的次数等。,及表示
32、方法： 横断面工序图、 纵断面工序展开图习惯标注方法： 阿拉伯字1、2、3.表示挖掘; 罗马字、.表示支护；,施工顺序,1,4,开挖开挖支护程序（正台阶法）,开挖程序及其示意图：1、环状开挖1部土体；架格栅挂网、安置纵向连接筋，喷混凝土；拱顶设超前小导管或钢筋，拱脚设置锚杆或锚管，并注浆；2、开挖2部土体，上、下台阶相距610m；3、开挖3部土体，架格栅、挂网、喷混凝土，初期支护封闭成环，拱背注浆。,2,初期支护1、施作大管棚和超前小导管预支护，确保开挖作业安全，开挖前对掌子面土体预注浆加固，加固长度为35m， 隧道在稳定岩体中可先开挖后支护，支护结构距开挖面不宜大于10m；在不稳定岩体中，支
33、护必须紧跟开挖土方工序。2、超前小导管注浆： 隧道初期支护应预埋注浆管，结构完成后，应及时进行填充注浆。小导管注浆采用“注浆一段，开挖段，段段推进”填充注浆与开挖面距离不得大于5m。 3隧道开挖严格遵从“管超前，严注浆，短开挖，强支护，早封闭，早成环，环套环，勤量测”的施工原则。,短开挖：控制台阶长度，充分利用地层纵向承载拱的作用。量测证明：对于软弱地层，台阶长度超过1倍洞径，就要及时闭合临时仰拱。 强支护：及时进行初期支护，当开挖完成以后，必须及时架立拱架。拱架与地层之间要紧密接触，以防地层松驰。随后挂网、焊接。从开挖到施喷混凝土的时间不应超过土体的自稳时间。工序的拖长、工序的衔接不紧，是造
34、成塌方、下沉的最大隐患。 严注浆：由于地层稳定性差，在喷层与地层间经常出现空隙。该空隙多发生在拱顶附近和拱脚处，地铁大断面隧道水平推力大，所以背后充填注浆非常重要，该工序应紧跟工作面进行。开挖支护后的背后地层注浆的及时性及充填密实是十分重要的，需要切实掌握。系统地进行初期周围2-3m土体的固结注浆，是克服土壤长期流变引起地表下沉的最好方法。,根据采取的加固措施对周围地层特性和应力分布的影响，可将超前支护分为地层改良法和预支护法。1、地层改良法就是提高开挖面周围地层土的特性的方法，这种方法包括注浆、土壤加固、排水和地层冻结等； 2、预支护法就是在隧道开挖前，先超前对围岩进行加固，以增加围岩的自稳
35、能力，并使开挖面周围应力干扰达到最小的方法。方法主要包括：管棚法，机械预切糟法，预衬砌法，水平旋喷注浆法，超前小导管法，超前锚杆法、冻结法等等。其中管棚法、水平旋喷注浆法、小导管法等支护方法同时也改良和加固了地层。,隧道开挖前的支护超前支护,施工准备,封闭工作面,钻设小导管,小导管加工,机具设备检修,浆液拌制,联接管路及密封孔口,否,压水检查是否达到要求,是,注浆,否,注浆压力、注浆量是否达到要求,封孔口 孔,是,结束,超前支护,小导管施工工艺流程,浅埋暗挖法施工隧道时，应根据工程特点、围岩情况、环境要求以及施工单位的自身条件等，选择适宜的开挖方法及掘进方式。施工中区间隧道常用的开挖方法是台阶
36、法、CRD工法、眼镜工法等；城市地铁车站、地下停车场等多跨隧道多采用洞桩法、侧洞法或中洞法等工法施工。,锚杆制作,锚杆安设,注浆,封堵,成孔,测放孔位,浆液制备,锚杆施工工艺流程：,对地层进行预支护或预加固。预支护类型： 预留核心土 超前锚杆 管棚等。预加固类型： 地层注浆 地表锚喷加固。预支护兼预加固：超前小导管注浆,浅埋暗挖法的辅助施工措施类型及方法种类,开挖后的隧道，为了保持围岩的稳定性，一般需要进行支护和衬砌。支护的主要方式有：锚杆、钢架、钢筋网、喷射混凝土及其组合；衬砌（为控制和防止围岩的变形或坍落，确保围岩的稳定，或为处理涌水和漏水，或为隧道的内空整齐或美观等目的，将隧道的周边围岩
37、被覆起来的结构体。）其主要方式有：整体式混凝土衬砌、拼装式衬砌、喷射混凝土衬砌和复合式衬砌等。仰拱：为改善隧道上部支护结构受力条件而设置在隧道底部的反向拱形结构。及时进行初期支护与围岩间回填注浆 隧道或车站开挖后，立即喷射混凝土作为初期支护，但由于施工工艺和喷射混凝土自重等原因，往往在初期支护和围岩间(尤其是有网构钢架和钢筋网时)存在空隙，在此空隙内充填注入水泥砂浆，使之形成一个壳体，既可起到防水作用，又能控制地表沉降。一般情况下，隧道断面上在拱顶、拱腰、拱脚、墙中等部位各埋设一注浆管进行全断面周边注浆。,隧道开挖后的支护,钢筋网,钢筋网喷射混凝土是在喷射混凝土之前，在岩面上挂设钢筋网，然后再
38、喷射混凝土。目前，我国在各类隧道工程中应用钢筋网喷射混凝土支护的比较多，主要用于软弱破碎围岩，而更多的是与锚杆或者钢拱架构成联合支护。 钢筋网通常作环向和纵向布置。环向筋一般为受力筋。 喷射混凝土既是一种新型的支护结构，又是一种新的施工工艺。它是使用混凝土喷射机，按一定的混合程序，将掺有速凝剂的细石混凝土，喷射到岩壁表面上，并迅速固结成一层支护结构，从而对围岩起到支护作用。 喷射混凝土可以作为隧道工程的永久性或临时性支护，也可以与各种形式的锚杆、钢拱架、钢筋网等构成组合式支护结构。它的灵活性也很大，可以根据需要分次追加厚度。,喷混凝土,核心土,工字钢,临时工作平台,钢架（型钢）,当围岩软弱、破
39、碎严重且自稳性差时，隧道开挖后，需要及时提供足够强的支护约束围岩变形。在初期支护内设置钢拱架将增大支护结构早期的刚度，阻止围岩的过度变形并承受部分的松弛荷载。钢架分为型钢和格栅钢架两种。,隧道衬砌构造（复合式衬砌）,复合式衬砌是指把衬砌分成两层或两层以上，可以是同一种形式、方法和材料施作的，也可以是不同形式、方法、时间和材料施作的。由初期支护和二次衬砌组合而成的衬砌形式。 目前大都采用内外两层衬砌。按内外衬砌的组合情况可分为：初期支护与二次衬砌。根据围岩条件不同，分别采用不同的断面形式和支护、衬砌参数。 复合式衬砌是先在开挖好的洞壁表面喷射一层早强的混凝土(有时也同时施作锚杆)，凝固后形成薄层
40、柔性支护结构(称初期支护)。它既能容许围岩有一定的变形，又能限制围岩产生有害变形，其厚度多在520cm 之间。 一般待初期支护与围岩变形基本稳定后再施作内衬。为了防止地下水流入或渗入隧道内，需要在外衬和内衬之间设防水层， 复合式衬砌可以满足初期支护施作及时、刚度小、易变形的要求，且与围岩密贴，从而能保护和加固围岩，充分发挥围岩的自承作用。 二次衬砌后，衬砌内表面光滑平整，可以防止外层风化，装饰内壁，增强安全感，是一种合理的结构形式，也是目前公路、铁路隧道（地铁隧道采用非盾构法施工时）主要的结构形式。,隧道衬砌构造图,二次衬砌的一般规定：1.深埋隧道二次衬砌施作应符合变形基本稳定条件：水平收敛小
41、于0.2d，拱部下沉速度小于0.15 d。2.浅埋隧道应及早施作二次衬砌，且二次衬砌予以加强浅埋暗挖法通常采用模筑混凝土作为二次衬砌材料它既是提高初期支护强度和刚度，增加初期支护安全储备的需要，也是支撑中间的防水隔离层，承受水压力的需要。 级围岩中的隧道宜设置仰拱。 二次衬砌的步骤：一般通过监控量测，证明初期支护基本稳定，防水层铺设完毕隐蔽工程检查合格后，可以开始灌注二次衬砌，如果隧道断面较大，等待初期支护变形达到基本稳定需要很长时间，也可提前施作二次衬砌，这时的二次衬砌将要承受初期支护变形传来的压力。,。,初支施工步骤1、架立钢筋网片和钢筋格栅；2、竖向连接钢筋焊接；3、打设注浆小导管；4
42、、喷射混凝土。图为格栅安装后现场监理检查验收,钢筋网片,竖向连接钢筋,竖井格栅,注浆导管,初支施工步序1、架立钢筋网片和钢筋格栅；2、纵向连接钢筋焊接；3、打设注浆小导管；4 、喷射混凝土。,钢筋网片,钢筋格栅,纵向连接筋,超前小导管,暗挖区间正线二衬施工步骤1、防水板材铺设2、钢筋焊接绑扎3、模板台车就位4、浇注商品混凝土,74,浅埋暗挖法中各施工方法的比较,复合式衬砌初期支护类型和适用条件初期支护类型 适用条件锚杆喷射混凝土支护 具有自稳能力的岩石类地层锚杆钢拱架喷射混凝土支护 不能长期自稳的岩石地层超前支护钢拱架喷射混凝土支护 土质地层 浅埋暗挖车站结构形式多种多样，按跨度分：单跨结构、
43、双跨连拱结构、三跨连拱结构与多跨连拱结构；按层数分：单层、双层与多层结构；按边墙形式分：直墙式与曲墙式。,监理在对图纸掌握和对施工方案审核时应遵循的原则：（1）考虑工程地质和水文地质条件，因地制宜；（2）考虑使用要求，充分满足使用条件；（3）考虑受力条件，尽量减少应力集中，保证结构受力条件良好；（4）尽量提高断面利用率，减少误工量，以降低造价；（5）考虑施工的难易程度和可操作性；（6）考虑结构的防水条件，使防水设计合理并实用；（7）考虑考虑地上和地下环境条件，以便施工与环境相协调；（8）考虑施工对地面沉降或对建（构）筑物的影响；（9）考虑施工机械设备；（10）考虑施工辅助工法。应根据以上原则综
44、合评价，确定出具体工点的合理结构断面形式,浅埋暗挖法的监理控制要点,1.浅埋、大断面、不良地质条件的隧道施工应坚决执行“管超前、短进尺、弱爆破、强锚喷、快封闭、勤量测、早成环”的施工原则。2.超前管棚支护及超前注浆加固地层时隧道能否安全开挖的关键。3.选择精良的管棚、注浆、喷锚机械设备是提高支护体系质量，实现有序、快速施工的保证。4.超前及锚喷支护施作质量的提高，可以选择高效的开挖方法，减少开挖步骤，减少工序间的相互干扰，提高了施工进度。5.地质预报工作是确定合理、有效支护技术参数的重要依据。,暗挖法相关辅助工程措施及其适用条件 辅助工程措施 适 用 条 件 一、地层稳定措施1、管棚法 级围岩
45、，无自稳能力，或浅埋隧道及其地面有荷载2、超前导管法 级围岩，自稳能力低 3、超前钻孔注浆法 级软弱围岩地段、断层破碎带地段、水下隧道或富 水围岩地段、塌方或涌水事故处理地段以及其它不良地质地段 4、超前锚杆法 级围岩，开挖数小时内可能剥落或局部坍塌5、拱脚导管锚固法 级围岩，自稳能力低6、地表锚杆与注浆加固法 级围岩浅埋地段和埋深50m的隧道7、墙式遮挡法 浅埋隧道，且隧道上方两侧（或一侧）地面有建筑物二、涌水处理措施8、注浆止水法地下水丰富且排水时挟带泥沙引起开挖面失稳，或排水后对其它用水影响较大的地段9、超前钻孔排水法 开挖面前方有高压地下水或有充分补给源的涌水，且 排放地下水不会影响围
46、岩稳定及隧道周围环境条件10、 超前导洞排水法 同上 11、井点降水法 渗透系数为0.680m/d的匀质砂土及亚粘土地12、深井降水法 覆盖较浅的均值砂土及亚粘土地层,监理对暗挖区间特殊地段施工方案的把关要点,1、 上下重叠隧道施工 上下重叠隧道段施工时两个隧道开挖工作面错开至少50m以上或设计规定的安全距离。同一地段的施工顺序为：下隧道开挖、初支 上隧道开挖、初支 下隧道二衬 上隧道二衬。地质条件差时，下隧道二衬紧跟施工。 施工条件允许的情况下上洞尽量采用人工开挖或机械开挖，必须采用爆破开挖时，选择爆力爆速猛度较低的炸药，采用微炮，控制爆破振动速度在2cm/s以内，并严格按设计文件进行施工支护，尤其注意对两隧道所夹岩柱体进行注浆加固和保护，以增强掌子面和围岩的稳定性。 施工时制定具体的施工监测方案，随时掌握洞内外的变化情况，发现地面沉降量、洞内拱顶下沉量等超过警戒值时，及时采取处理措施。,监理对暗挖区间特殊地段施工方案的把关要点,
