双侧壁导坑法施工

区间暗挖隧道双侧壁导坑法施工工序中铁上海工程局石家庄地铁一号线01标工程项目部二O一三年三月目目 录录施工工艺原理施工工艺原理适用范围适用范围 施工工艺流程施工工艺流程 施工优缺点施工优缺点施工注意事项施工注意事项与其他施工工法的比较与其他施工工法的比较施工工艺简介施工工艺简介施工工艺原理施工工艺原理双侧壁导坑工法是一项边开挖边支护的施工技双侧壁导坑工法是一项边开挖边支护的施工技术。其原理是：就是利用两个中隔壁把整个隧术。其原理是：就是利用两个中隔壁把整个隧道大断面分成左中右道大断面分成左中右3个小断面施工，左、右导个小断面施工，左、右导洞先行，中间断面紧跟其后；初期支护仰拱成洞先行，中间断面紧跟其后；初期支护仰拱成环后，拆除两侧导洞临时支撑，形成全断面。环后，拆除两侧导洞临时支撑，形成全断面。两侧导洞皆为倒鹅蛋形，有利于控制拱顶下沉。两侧导洞皆为倒鹅蛋形，有利于控制拱顶下沉。该方法主要适用于粘性土层、砂层、砂卵层等该方法主要适用于粘性土层、砂层、砂卵层等地层。地层。双侧壁导坑法概述双侧壁导坑法，又称双侧壁导洞法或眼镜工法。双侧壁导坑法，属于新奥法的一个分支，以新奥法基本原理为依据。在开挖导坑时，尽量减少对围岩的扰动，导坑断面近似椭园，周边轮廓园顺，避免应力集中。初期支护采用格栅钢架、挂网、喷混凝土柔性支护体系，及时施作，使断面及早闭合，以充分利用围岩的自承能力，控制围岩变形。建立一整套围岩支护结构监控量测系统，进行信息化施工管理，随时掌握施工过程中的动态变化，合理安排，调整施工工艺和设计参数，确保施工安全。区间暗挖隧道横断面示意图施工照片施工照片施工照片施工照片适用范围双侧壁导坑法开挖适用于围岩较差的级围岩条件下的行车隧道开挖，在浅埋大跨度隧道施工时，采用双侧壁导坑法能够控制地表下沉，保持掌子面的稳定，安全可靠。优缺点优点：当隧道跨度很大，地表沉陷要求严格，围岩条件特别差，单侧壁导坑法难以控制围岩变形时，可采用双侧壁导坑法。现场实测表明，双侧壁导坑法所引起的地表沉陷仅为短台阶法的1/2。双侧壁导坑法虽然开挖断面分块多，扰动大，初次支护全断面闭合的时间长，但每个分块都是在开挖后立即各自闭合的，所以在施工中间变形几乎不发展，施工安全。缺点：速度较慢，成本较高。施工流程图施工流程图施工工艺流程：施工工艺流程：1 左侧洞室上台阶开挖及初支；左侧洞室上台阶开挖及初支；2 左侧洞室下台阶开挖及初支；左侧洞室下台阶开挖及初支；3 右侧洞室上台阶开挖及初支；右侧洞室上台阶开挖及初支；4 右侧洞室下台阶开挖及初支；右侧洞室下台阶开挖及初支；5 中间洞室上台阶开挖及初支；中间洞室上台阶开挖及初支；6 中间洞室下台阶开挖及初支；中间洞室下台阶开挖及初支；7 仰拱防水及二衬的施工；仰拱防水及二衬的施工；8 拱部及边墙防水及二衬施工；拱部及边墙防水及二衬施工；9 中隔墙混凝土浇筑。中隔墙混凝土浇筑。第第一一步步：拱拱顶顶小小导导管管注注浆浆，先先开开挖挖侧侧洞洞室室，施施作作初初期期支支护护及及中中隔隔壁壁、中中隔隔板板。号号洞洞室室超超前前号号洞洞室室35m，开开挖挖洞洞室室土土体体，施施做做初初期期支支护护及中隔壁、中隔板。及中隔壁、中隔板。第二步：拱顶小导管注浆，开挖洞室，号洞室超前号洞室1520m，施作初期支护及中隔壁、中隔板。号洞室超前号洞室35m，开挖洞室土体，施做初期支护及中隔壁、中隔板。第三步：拱顶小导管注浆，开挖洞室第三步：拱顶小导管注浆，开挖洞室，施做，施做初期支护及中隔板。初期支护及中隔板。号洞室超前号洞室超前号洞室号洞室2030m.第四步：开挖洞室，洞室、掌子面错开35m，施作初期支护。第五步：分段(根据监测情况确定，纵向36m)截断仰拱厚度范围内的中隔壁，剔除初支混凝土及钢筋网，保留格栅钢筋100mm长在二衬范围内，铺设仰拱防水层，施做二次衬砌，达到设计强度75%后，顶紧竖向临时支撑与二衬结构。第六步：分段局部破除临时支撑（纵向36m），敷设防水层、绑扎钢筋、台车就位浇筑拱部边墙及拱部混凝土，形成封闭二衬结构。第七步：支模（台车）浇筑中隔墙结构第七步：支模（台车）浇筑中隔墙结构开挖顺序纵断面示意图双侧壁导坑法施工注意事项（1）、侧壁导坑形状宜近似于椭圆形断面，导坑断面宽度宜为整个断面的1/3。（2）、土方开挖为人工开挖配合机械开挖，距离轮廓边缘线3040厘米设置修面层，必须采用人工开挖保证开挖轮廓线圆顺。（3）、工序变化处之钢架（或临时钢架）应设锁脚钢管，且必须对锁脚钢管注浆，以确保钢架基础稳定。（4）、各个洞室开挖后及时进行初支及临时支护，并尽早封闭成环。（5）、开挖后拱部钢架与两侧壁钢架连接是难点，在两侧壁施工中，钢架位置应准确定位，确保各部钢架架设后在同一垂直面内，避免钢架发生扭曲。（6）、临时钢架的拆除应等洞身主体结构初期支护施工完毕并稳定后，方可进行。（7）、根据监控量测信息，初支稳定后方可拆除临时支护，一次拆除长度不得大于15米，以一次浇筑二衬长度为宜。隧道开挖方法的选择施工中，从施工造价及施工速度考虑，施施工中，从施工造价及施工速度考虑，施工方法的选择顺序为：全断面法工方法的选择顺序为：全断面法台阶法台阶法环环形开挖留核心土法形开挖留核心土法中隔壁法（中隔壁法（CDCD法法)交叉中交叉中壁法（壁法（CRDCRD法）法）双侧壁导坑法；从施工安全双侧壁导坑法；从施工安全角度考虑，其选择顺序应反过来。角度考虑，其选择顺序应反过来。与其它施工工法的比较根据右RCK0+019.100右RCK0+445.000范围内，区间下穿现况中山西路及南侧绿地，区间线路平面曲线半径R250m，区间顶覆土约4.6m8.70m，矿山法在双侧壁导坑法、中洞法之间进行比选。施工工法双侧壁导坑法中洞法适用情况适用于跨度很大，地表沉陷要求严格，围岩条件特别差的情况适用于地层条件差，断面特大的情况断面型式大断面型式，断面跨度较大，断面高度较大双联拱型式，断面划分为两小断面，断面高度较小施工技术难度技术成熟技术成熟安全性安全安全防水质量易保证有薄弱点地面沉降沉降易控制沉降易控制施工速度速度较慢速度较慢工程造价造价较高造价较高相关施工工艺土方开挖湿喷法喷射混凝土格栅钢架施工钢筋网施工超前小导管土方开挖1 机具准备机具准备 1.1 机具：小型挖掘机、装载机、风镐、空压机、风枪、提升架、手推车、自卸车、镐、铁锹、电钻、吊桶等。1.2 测量设备：水准仪、全站仪、激光指向仪等。2 作业条件作业条件2.1 隧道开挖面必须保持在无水条件下施工，遇有地下水时，应采取降水、注浆止水等措施加以防治。2.2 暗挖隧道开挖前地层超前支护及预加固措施已完成。2.3 开挖和运输设备准备就绪。3 技术准备技术准备3.1 隧道开挖前已核对地质资料，调查沿线地下管线、构筑物及地面建筑物基础等，并制定保护措施。3.2 隧道开挖前，已根据建设单位交付的测量资料进行核对和交接，测设平面控制点和高程控制点等隧道测量。3.3 施工组织设计和施工方案已经审批，并对有关人员进行技术交底。4 操作方法操作方法4.1 断面开挖采取自上而下一次开挖成形，沿着轮廓线开挖，一次开挖进尺应不大于0.5m，并及时进行初期支护。4.2 适宜人工开挖或小型机械加以人工配合，机械开挖时为防止扰动周边土体，在周边预留200mm余土，人工清理。5.质量标准质量标准5.1 隧道应按设计尺寸严格控制开挖断面，不得欠挖。中线、高程必须符合设计要求。5.2 边墙基础和隧底地质情况应满足设计要求，基底土体严禁扰动。5.3 隧道预留变形量应根据土质情况、隧道宽度、埋置深度、施工方法和支护情况等条件，采用工程类比法确定，当无类比资料时，单线土质隧道预留变形量取3070mm，双线土质隧道为50100。5.4 中线贯通允许偏差为：平面位置30mm，高程20mm。5.5隧道允许超挖值应符合下表的规定表隧道允许超挖值（mm）湿喷法喷射混凝土本工程喷射砼均采用湿喷施工工艺，采用TK500型湿喷机。混凝土采用C30混凝土，混凝土在拌合站集中拌合。施工工艺框图施工工艺框图1.原材料1.1水泥：采用普通硅酸盐42.5号水泥。1.2骨料：细骨料采用河砂，细度模数应大于2.5，含泥量不大于3%；粗骨料采用坚硬耐久的碎石，粒径516mm，含泥量不大于1%。1.3外加剂：所使用的外加剂符合国家规定，速凝剂要求初凝时间不大于5min，终凝时间不大于10min。2.喷射砼前的准备工作2.1喷射砼前撬去掌子面危石和欠挖处理。用高压风清除杂物。2.2施工所需的机具设备及原材料均已配备齐全，并且机具设备能够正常运行，原材料经检验合格，粗骨料加工拌和前要再次过筛，以防止超径骨料混入，造成堵塞。细骨料堆放在防雨料库，以控制含水量，且数量满足施工需要。2.3机电检查：喷前进行电器及机械设备检查和试转，检查各部分连接是否符合要求，在施工作业场所配备充足照明及通风设备。3.湿喷法喷射混凝土3.1喷射机械安设调整好后，先注水、通风，清除管道内杂物，清除掌子面杂物尘埃。3.2喷射混凝土大堆料要储放于储料棚内，避免露天堆放、淋雨、环境污染和倒运材料而引起的泥污染集料，引起堵管和强度降低等现象。3.3喷射前，先开风，再送料，后开速凝剂阀门，以易粘结、回弹小、表面湿润光泽为准。严禁随意增加速凝剂和防水剂掺量，尽量用新鲜的水泥，存放较长时间的水泥将会影响喷射混凝土的凝结时间。3.4喷射机的工作风压严格控制在0.30.5Mpa范围内。严格控制好喷嘴与受喷面的距离和角度。喷嘴与受喷坡面垂直，有钢筋时角度可调至70左右，喷嘴与受喷坡面距离控制在0.8-1.2m范围内。喷射顺序自下而上，料束呈旋转轨迹运动，旋转半径30cm，一圈压半圈，纵向按蛇形状布设。喷射过程中应及时检查混凝土的回弹率和实际配合比。喷射混凝土的回弹率：边墙不应大于15%，拱部不应大于25%（见下图）。3.5喷射层厚度边墙710cm，拱部57cm，厚度过大会削弱混凝土颗粒间的凝聚力，促使喷层因自重过大而脱落，或拱顶处与围岩面间形成空隙；如果一次喷射厚度过小，则粗骨料容易回弹，后一层与前一层喷射时间间隔1220min。影响喷层厚度的主要原因是混凝土坍落度、速凝剂的作用效果和气温。喷射混凝土厚度采用预埋钢筋法测设，不够设计厚度的重新加喷补够。3.6喷射混凝土终凝2h后，对喷射混凝土进行养护，喷射混凝土由专人湿润养护，养护时间不小于14天，以减少由于水化热引起的开裂，若发现裂纹用红油漆作上标识，进行观察和监测，确定其是否继续发展并找出原因进行处理。对不再发展的裂纹，采取在其附近加设土钉或加喷一层混凝土的办法处理，以策安全。格栅钢架在加工厂集中加工，提升设备吊至井底后汽车倒运到洞内，现场机械配合人工进行架设。格栅钢架施工1.钢架的制作1.1型钢拱架在洞外的钢筋加工厂内进行加工，加工前先按11的比例进行放样，确定主要杆件的下料尺寸。型钢拱架利用型钢弯曲机弯曲成型，而后焊接接头钢板并进行试拼，经检查加工拱度满足要求后存放于构件场内备用（见下图）。1.2拱架加工的焊接不得有假焊，焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷，钢架接头应焊接密实、焊缝饱满，接头处应贴1010cm钢板并焊接密实，每榀钢架加工完成后应试拼，周边误差为3cm，平面翘曲应小于2cm，偏差超出规定或焊接质量达不到要求的钢架严禁使用。1.3主要施工技术要求：型钢拱架和钢筋网片的钢筋种类、型号、直径和间距等应符合设计要求。所有加工好的钢架必须标示明确，将各单元名称用红油漆标注于钢架两侧，如：A单元应标注“A”，临时钢架A单元应标注“临A”。2.钢架的安装2.1格栅安装工艺流程图2.2格栅拱架利用平板车运进洞内，人工配合机械在台架上进行逐榀安装。立拱时各节钢架联结牢固、位置正确。钢架安装必须严格按照设计间距0.5m一榀进行架设。每榀钢架安装时，要认真定位，不偏、不斜，轮廓要符合设计要求。2.3安装前应彻底清除底脚下的虚碴及杂物。底脚标高不足时，不得用洞碴回填，必要时可用混凝土加固基底。确保钢架底脚置于牢固的基础上。2.4拼装可在开挖面以后进行，各节钢架间连接板必须设置橡胶垫板，并同钢架连接板密贴，然后用螺栓螺母连接牢固，螺栓连接时螺母方向应交错开布置。钢架与锁脚钢管焊接牢固，相邻钢架之间采用纵向钢筋进行连接，呈梅花形布置，焊接采用点焊，同格栅钢筋焊接牢固。2.5分步开挖施工时，拱架拱脚应打设42mm的锁脚锚管，锚杆长度2.5m，每侧脚板处数量为2根，并采用22“U”形钢筋同钢架满焊连接。下半部开挖后钢架应及时接长落底至基岩。2.6钢架与围岩间的间隙应用喷混凝土充填密实；喷射混凝土应全部覆盖钢架，保护层厚度不得小于4cm。开挖下台阶时，应在钢架拱脚下设砼垫块，砼垫块、岩石和钢架连接密实、牢固。钢筋网片施工1钢筋规格、材质应满足设计要求，进场须经试验合格。2钢筋应冷拉调直后使用，钢筋表面不得有裂纹、油污、颗粒或片状锈蚀。3.钢筋网铺设平整，与钢架联结牢固，网片之间搭接长度不小于15cm（一个网格）。4.钢筋网在洞外提前加工成1.01.5m钢筋网片，钢筋网片网格采用点焊连接（见下图），运输至洞内安装焊接在锚杆上。安装时，钢筋网紧贴受喷岩面的起伏铺设。钢筋网的混凝土保护层不小于3cm，且与锚杆连接牢固，在进行喷射作业时不颤动。堆码在一起的钢筋网片超前小导管支护工艺1.超前小导管注浆工艺流程图2.超前小导管配合钢架使用，相邻两排小导管的水平搭接长度不小于1.5m。小导管设计参数为：小导管采用热轧无缝钢花管，单根长3m，外径42mm，壁厚3.5mm。环向间距0.3m。倾角510交错布置，当注浆压力0.51Mpa。3.小导管制作在前部钻注浆孔，孔径8mm，间距15cm，呈梅花形布置，前端加工成锥形，尾部预留30cm止浆段不钻孔。4.小导管施工要求：小导管安设一般采用打入法，即先钻孔，钻孔直径比钢管直径大35mm，然后将小导管穿过钢架，用锤击或钻机顶入，顶入长度不小于钢管长度的90%，并用高压风将钢管内的砂石吹出。小导管安设后，用塑胶泥封堵孔口及周围缝隙，必要时在小导管附近及工作面上喷射砼，防止工作面坍塌。隧道开挖长度必须小于导管的注浆长度，预留部分作为下一次的止浆墙。注浆前必须进行压水试验，检查机械设备是否正常，管路连接是否正确，为发挥设备效率加快施工速度，可采用群管注浆，每次35根。注浆量达到设计量或注浆压力达到设计压力时可停止注浆。注浆过程中要随时观察注浆压力机注浆泵排浆量变化，分析注浆情况，防止堵管、跑浆、漏浆。做好注浆记录，以便分析注浆效果。5 5小导管注浆加固示意图小导管注浆加固示意图6.注浆异常现象处理：发生串浆现象：即浆液从其它孔中流出时，采用多台泵同时注浆或堵塞串浆孔隔孔注浆；注浆压力突然升高：可能发生了堵管，停机检查；注浆量很大，压力长时间不升高：则应调整浆液浓度及配合比，缩短凝胶时间，进行小量低压力注浆或间歇式注浆，使浆液在裂隙中有相对停留时间，以便凝胶，但停留时间不能超过浆液的凝胶时间。