隧道浅埋暗挖法施工技术概述
- 格式:ppt
- 大小:661.50 KB
- 文档页数:25
浅埋暗挖法隧道施工技术的发展一、浅埋暗挖法隧道施工技术的基本特点浅埋暗挖法是指在地表之下,通过不同的工程机械设备和施工工艺方法进行隧道的开挖和支护。
它的基本特点包括以下几个方面:1. 浅埋:浅埋是指隧道相对于地表的深度较浅,通常在地下30米以内。
这种浅埋的特点使得浅埋暗挖法适用于城市地下管线密集、地质条件较差的地区。
2. 暗挖:暗挖是指隧道的开挖和支护是在地下进行的,不需要地表上搭建土方工程,因此可以减少对地表环境的影响。
3. 多种支护方法:由于地质条件的不同,浅埋暗挖法隧道的支护方法多种多样,可以根据具体情况选择适合的支护技术,如钢支撑、喷射混凝土、拱形钢架等。
二、浅埋暗挖法隧道施工技术的发展历程随着城市化进程的加快和交通建设的迅猛发展,浅埋暗挖法隧道施工技术也在不断发展和改进。
它的发展历程可以分为以下几个阶段:1. 传统施工阶段最初,浅埋暗挖法隧道多采用传统的开挖和支护方法,如爆破开挖、钢支撑和混凝土封闭等。
这些方法在实际施工中存在诸多弊端,如施工周期长、安全隐患大、对地表环境的影响较大等。
2. 机械化施工阶段随着机械化技术的不断进步,浅埋暗挖法隧道施工开始采用各种机械设备,如隧道掘进机、液压钻机、液压支架等。
这些机械设备的使用大大提高了施工效率,减少了对人力的依赖,降低了施工成本。
3. 全面支护阶段隧道支护技术的发展是浅埋暗挖法隧道施工技术发展的一个重要方面。
近年来,各种新型的支护技术不断涌现,如悬臂搁椽法、掘进机封闭法、复合岩土锚喷支护技术等,这些新技术不仅大大提高了隧道的支护效果,还能够减少对地下水和环境的影响。
三、浅埋暗挖法隧道施工技术的发展趋势浅埋暗挖法隧道施工技术在不断发展的过程中,也呈现出一些明显的发展趋势:1. 现代化设备的普及未来,随着科技的不断进步,更多的现代化设备将被应用于浅埋暗挖法隧道施工中,如智能掘进机、自动化支护设备等,这将使得隧道施工变得更加高效、安全和环保。
2. 环保施工理念的深入随着人们对环境保护意识的不断提高,未来的浅埋暗挖法隧道施工将更加注重环保施工理念的应用,减少对地下水和地表环境的影响,推动隧道施工和生态环境的和谐发展。
浅埋暗挖施工技术浅埋暗挖法法是在距离地表较近的地下进行各种类型地下洞室暗挖施工的一种方法。
具有造价低、拆迁少、灵活多变、无需太多专用设备及不干扰地面交通和周围环境等特点。
经过在许多工程中的成功实施,其应用范围进一步扩大,由只适用于第四纪地层、无水、地面建筑物较少等简单条件,拓展到非第四纪地层、超浅埋(埋深已缩小到0.8m)、大跨度、上软下硬、高水位等复杂地层及环境条件下的地下工程中。
一、工程特点(一)埋深浅所谓隧道深埋或浅埋,并非单纯指洞顶地层厚度,还应结合上覆地层的工程地质条件综合判定,包括围岩结构构造特征,风化、破碎、断层影响的程度,结构强度,松散状况以及地下水等因素。
对于浅埋地下工程而言,其显著特点是埋深浅,在施工过程中,地层承载力差,开挖引起的地层应力波迅速传到地表,从而引起明显的地表沉降,对周边环境的影响较大,超过一定限度,会导致整体失稳,发生塌方。
因此,对地层预加固、开挖方法、支护衬砌等提出了更高的要求。
(二)地质条件差1.工程地质条件基本属于V~VI级围岩,岩性软弱,大多为土质地层。
开挖之前要采取超前支护措施,来改良加固地层,满足开挖的需要。
超前支护的时机和强度视地层的岩体质量好坏而定,同时必须考虑其他因素的影响,如地下水情况、周边环境、地下管线等。
而且,若开挖后稳定性差,需要及时设置具有足够强度的支撑体系,才能满足结构的稳定。
2.水文地质条件采用浅埋暗挖法修建的隧道,特别是城市地下铁路,其地下水非常丰富,地下水位也很高,隧道通常位于地下水位以下,如果对地下水不采取措施,就无法进行开挖施工,而且容易引起地下水突涌,及因此而带来的塌方等重大事故。
因此,开挖时必须采取降水措施,来降低地下水位。
通过降水,达到以下两个目的:一是增加地层自身的稳定性;二是使隧道的施工在无水干燥条件下进行。
(三)周边环境复杂浅埋地下工程,特别是城市地铁施工具有结构埋置浅,地面建筑物密集,交通运输繁忙,地下管线密布,地表沉陷要求严格,周边环境复杂,交通疏解、拆迁改移费用高等特点。
Tunnel Engineering目录01诞生背景02工法特点03浅埋暗挖法施工原则引入诞生背景一、诞生背景(一)适用条件因埋深条件、周边环境条件等因素的限制,在建筑物密集的繁华市区和特殊地质区段经常采用浅埋暗挖法(二)起源1986年北京地铁复兴门车站折返线工程,由于当时取得了很大的经济效益和社会效益,建设部将其工法命名“浅埋暗挖法”,国家级工法工法特点埋深浅地层岩性差存在地下水周围环境复杂最小覆跨比可达0.2通常第四纪软弱土层需降低地下水位邻近既有建、构筑物一结构形式灵活多变,对地面建筑、道路和地下管线影响不大,拆迁占地少,扰民少,污染城市环境少等二施工速度慢,喷射混凝土粉尘多,劳动强度大,机械化程度不高,高水位地层结构防水比较困难等浅埋暗挖法施工原则三、浅埋暗挖法施工原则一管超前二严注浆三短开挖四强支护五快封闭六勤量测(一)管超前利用钢拱架为支点,适用超前小导管注浆防护先用风钻或高压风吹孔、扩孔、引孔小导管间距为20~30cm,仰角为5~10°为避免管下土体松落,以较小仰角为宜在开挖支护的过程中,要留出钢管在土体内作为支点的长度(二)严注浆在小导管超前支护后,立即压注水泥或水泥水玻璃浆液,填充沙层孔隙,凝固后将砂砾胶结成为具有一定强度的“结石体”工作前必须对工作面进行喷射混凝土封闭,以防浆液在压力作用下溢出严格拱部导管预注浆开挖下部及边墙支护前预埋管注浆初期支护背后填充注浆(三)短开挖当导管长3.5米时,每次开挖进尺0.75米,每次环状开挖,预留核心土一次注浆多次开挖非爆破开挖,减少对围岩的扰动及时喷射5~8cm厚的混凝土,架设网构钢拱架进行挂网喷射(四)强支护在松软地层和浅埋条件下进行地下大跨度结构施工,初期支护必须十分牢固,以确保万无一失喷混凝土——网构拱架——钢筋网——喷混凝土(五)快封闭在松软地层和浅埋条件下进行地下大跨度结构施工,初期支护必须十分牢固,以确保万无一失(六)快封闭量测是对施工过程中围岩及结构变化情况进行动态跟踪的主要手段,量测信息及时而准确地反馈给设计施工,以便及时修改设计或采取特殊的施工措施、浅埋暗挖法诞生背景工法特点施工原则、管超前严注浆短开挖强支护快封闭勤量测思考浅埋暗挖法施工需采用喷锚初期支护,主要包括哪些支护结构形式?浅埋暗挖法适合于其他地下结构吗?Tunnel Engineering。
浅埋暗挖法施工工艺浅埋暗挖法是在软弱围岩浅埋地层中修建山岭隧道洞口段、城区地下铁路及其他适用于浅埋地下工程的施工方法。
它适用于不宜明挖施工的土质或软弱无胶结的砂、卵石等第四纪地层,对于水位高的地层,需要采取堵水、降水和排水等措施。
1、预加固和预支护地下工程浅埋暗挖法施工过程中,经常会遇到砂砾土、砂性土、黏性土或强风化基岩等不稳定地层,自稳时间短、自承载能力低,初期支护尚未施作时隧道围岩便开始坍塌。
因此,该条件下需要采取地层预加固和预支护来提高地层的自稳能力,降低地表沉降。
浅埋暗挖隧道施工时常用的预加固和预支护方法有:(1)注浆法。
注浆法是浅埋暗挖法施工中应用最多的辅助工法。
浆液在注浆压力作用下扩散并挤压土体,起到加固地层和堵水的作用,通常配合小导管和大管棚使用。
注浆方式主要有小导管注浆、大管棚注浆、帷幕注浆和全断面注浆等。
注浆材料有普通水泥、超细水泥、水泥水玻璃和化学浆液等。
(2)降水法。
采用降低地下水位的方法,为浅埋暗挖施工提供干燥的施工作业条件,尤其在地下水位较高的地区,必须采取降水措施,才能实现暗挖法施工。
降水法主要有井点降水、管井降水、真空降水和电渗降水等。
我国北方地区多采用地面深井降水法,也采用洞内轻型井点降水法;南方地区多采用基坑内管井降水法,也采用真空或电渗降水法。
(3)超前小导管法。
超前小导管支护是在松软地层施工时优先采用的地层预加固方法。
通过超前小导管注浆,使地层得到加固改良,保证开挖面的稳定,降低地表沉降。
超前小导管长度3~5m,直径30~50mm,环向间距20~30cm,通常沿着上半断面开挖轮廓线120°范围内向开挖面前方土层以一定仰角(10~15°)打入带孔小导管,并进行注浆,如图所示。
(4)长管棚法。
长管棚法用于暗挖隧道的超前加固,布置在隧道的拱部周边。
大管棚法一般需要结合注浆以获得较好的地层加固效果。
长管棚法适用于自稳能力差的地层或邻近重要建筑物等条件,它是将钢管沿隧道外轮廓线顺着轴线方向打入工作面前方的地层以支撑来自外侧的围岩压力。
浅埋暗挖法隧道施工浅埋暗挖法是在软弱围岩浅埋地层中修建山岭隧道洞口段、城区地下铁路及其他适用于浅埋地下工程的施工方法。
它适用于不宜明挖施工的土质或软弱无胶结的砂、卵石等第四纪地层,对于水位高的地层,需要采取堵水、降水和排水等措施。
1、预加固和预支护地下工程浅埋暗挖法施工过程中,经常会遇到砂砾土、砂性土、黏性土或强风化基岩等不稳定地层,自稳时间短、自承载能力低,初期支护尚未施作时隧道围岩便开始坍塌。
因此,该条件下需要采取地层预加固和预支护来提高地层的自稳能力,降低地表沉降。
浅埋暗挖隧道施工时常用的预加固和预支护方法有:(1)注浆法。
注浆法是浅埋暗挖法施工中应用最多的辅助工法。
浆液在注浆压力作用下扩散并挤压土体,起到加固地层和堵水的作用,通常配合小导管和大管棚使用。
注浆方式主要有小导管注浆、大管棚注浆、帷幕注浆和全断面注浆等。
注浆材料有普通水泥、超细水泥、水泥水玻璃和化学浆液等。
(2)降水法。
采用降低地下水位的方法,为浅埋暗挖施工提供干燥的施工作业条件,尤其在地下水位较高的地区,必须采取降水措施,才能实现暗挖法施工。
降水法主要有井点降水、管井降水、真空降水和电渗降水等。
我国北方地区多采用地面深井降水法,也采用洞内轻型井点降水法;南方地区多采用基坑内管井降水法,也采用真空或电渗降水法。
(3)超前小导管法。
超前小导管支护是在松软地层施工时优先采用的地层预加固方法。
通过超前小导管注浆,使地层得到加固改良,保证开挖面的稳定,降低地表沉降。
超前小导管长度3~5m,直径30~50mm,环向间距20~30cm,通常沿着上半断面开挖轮廓线120°范围内向开挖面前方土层以一定仰角(10~15°)打入带孔小导管,并进行注浆,如图所示。
(4)长管棚法。
长管棚法用于暗挖隧道的超前加固,布置在隧道的拱部周边。
大管棚法一般需要结合注浆以获得较好的地层加固效果。
长管棚法适用于自稳能力差的地层或邻近重要建筑物等条件,它是将钢管沿隧道外轮廓线顺着轴线方向打入工作面前方的地层以支撑来自外侧的围岩压力。