40.41.42 郭炜-2019二建-市政公用工程管理与实务-精-轨道交通1 城市轨道交通工程结构与施工方法

二级建造师

市政公用工程管理与实务

精讲班

2K313010 城市轨道交通工程结构与施工方法

（三）喷锚暗挖法

1.新奥法

“新奥法”要求初期支护有一定柔度，以利用和充分发挥围岩的自承能力。从减少地表沉陷的城市要求角度出发，还要求初期支护有一定刚度。

2.浅埋暗挖法

在城镇软弱围岩地层中，在浅埋条件下修建地下工程，以改造地质条件为前提，以控制地表沉降为重点，以格栅（或其他钢结构）和锚喷作为初期支护手段。按照“十八字”原则（即管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测）进行隧道的设计和施工，称之为浅埋暗挖技术。

管超前：开挖拱部土体自稳能力差，自立时间短，土体凌空后极易坍塌，采用超前支护的各种手段主要提高土体的稳定性，控制下沉，防止围岩松弛和坍塌。

严注浆：导管超前支护后，立即进行压注水泥浆或其它化学浆液，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，确保开挖过程中的安全。

短开挖：一次注浆，一次开挖或多次开挖，土体暴露时间越长，进尺越大，土体坍塌的危险就越大，所以一定要严格限制进尺的长度。在施工中可采取预留核心土，目的除减少开挖时间外，预留的土体还可以平衡掌子面的土体，防止滑塌。

强支护：在松散地层中施工，大量土体的重力会直接作用于初期支护结构上，初期支护必须十分牢固，具有较大的刚度，以控制初期结构的变形，保证结构的稳定。

快封闭：在台阶法施工中，如上台阶未封闭成环，变形速度较快，为有效控制围岩松弛，必须及时采用临时仰拱或使支护体系成环。

勤量测：结构的受力最终都表现为变形，可以说，没有变形（微观的），结构就没有受力。按照规定频率对规定部位进行监测，掌握施工动态，调整施工参数并设置各部位的变形警戒值，是浅埋暗挖法施工成败的关键。

浅埋暗挖法施工步骤是：先将小导管打入地层，然后注入水泥或化学浆液，使地层加固，再进行短进尺开挖，一般每循环在0.5 - 1.0m，施做初期支护，随后施做防水层，最后完成二次衬砌。

采用浅埋暗挖法时要注意其适用条件。首先，浅埋暗挖法不允许带水作业。

其次，采用浅埋暗挖法要求开挖面具有一定的自立性和稳定性。工作面土体的自立时间，应足以进行必要的初期支护作业。对开挖面前方地层的预加固和预处理，视为浅埋暗挖法的必要前提。三、不同方法施工的地铁车站结构

（二）盖挖法施工车站结构

2. 侧墙(2019增）

地下连续墙，按其受力特性可分为四种形式：

(1)临时墙：仅用来挡土的临时围护结构。

(2)单层墙：既是临时围护结构又作为永久结构的边墙。

(3)作为永久结构边墙一部分的叠合墙。

(4)复合墙。

2K313012 地铁区间隧道结构与施工方法

一、施工方法比较与选择

（一）喷锚暗挖法

初期支护按承担全部基本荷载来设计，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。

初期支护必须从上向下施工，二次衬砌模筑必须通过变形量测确认初期支护结构基本稳定时，才能施工，而且必须从下往上施工，绝不允许先拱后墙施工。

补充释疑：墙是基础，拱是顶部，先墙后拱是基础可靠，先拱后墙没有办法保证拱顶的沉降在控制范围内

浅埋暗挖法与新奥法相比，更强调地层的预支护和预加固。因为地铁工程基本是在城镇施工，对地表沉降的控制要求比较严格。浅埋暗挖法支护衬砌的结构刚度比较大，初期支护允许变形量比较小。有利于减少对地层的扰动及保护周边环境。

2.隧道土方开挖与支护：

总原则是：预支护、预加固一段，开挖一段；开挖一段，支护一段；支护一段，封闭成环一段。

3.初期支护形式

钢拱锚喷混凝土支护是满足上述要求的最佳支护形式

（二）盾构法

1.盾构法施工基本施工步骤：

1）在盾构法隧道的始发端和接收端各建一个工作（竖）井；

2）盾构在始发端工作井内安装就位；

3）依靠盾构千斤顶推力（作用在已拼装好的衬砌环和和反力架)将盾构机从始发工作井的墙壁预留洞门推出。

补充释疑：反力架的作用：

1、传递盾构推进反力到井体或车站结构上。

2、提供盾构后配套台车（或系统）通行空间。

3、标准环定位。

补充释疑：负环的作用：

1、传递盾构推进反力到反力架----推进垫块。

2、盾构推进导向。

盾构试掘进阶段盾构始发阶段

4）盾构在地层中沿着设计轴线推进，在推进的同时不断出土和安装衬砌管片；

管片洞内运输管片拼装

5）及时地向衬砌背后的空隙注浆，防止地层移动和固定衬砌环位置；

6）盾构进入接受工作井并被拆除，如施工需要，也可穿越工作井再向前推进。

2.盾构法施工隧道的优点：多选题考点

1）除竖井施工外，施工作业均在地下进行，既不影响地面交通，又可减少对附近居民的噪声和振

动影响；

2）盾构推进、出土、拼装衬砌等主要工序循环进行，施工易于管理，施工人员也较少；

3）在一定覆土范围内，隧道的施工费用不受覆土量影响，适宜于建造覆土较深的隧道；

盾构机掘进操作

4）施工不受风雨等气候条件影响；

5）当隧道穿过河底或其他建筑物时，不影响航运通行、建(构)筑物的正常使用。

6）土方及衬砌施工安全、掘进速度快。

7）在松软含水地层中修建埋深较大的长隧道往往具有技术和经济方面的优越性。

（2017）某地铁区间隧道，位于含水量大的粉质细沙层，地面沉降控制严格，且不具备降水条件，宜采用（）施工。

A．浅埋暗挖法B．明挖法

C．盾构法D．盖挖法

233网校答案：C

233网校解析：在松软含水地层，相对均质的地质条件。明挖法、盖挖法、浅埋暗挖法均不得在含水层施工。

3. 盾构法施工存在的问题

(1)当隧道曲线半径过小时，施工较为困难。

(2)在陆地建造隧道时，如隧道覆土太浅，则盾构法施工困难很大，而在水下时，如覆土太浅则盾构法施工不够安全。

(3)盾构施工中采用全气压方法以疏干和稳定地层时，对劳动保护要求较高，施工条件差。

(4)盾构法隧道上方一定范围内的地表沉降尚难完全防止，特别在饱和含水松软的土层中，要采取严密的技术措施才能把沉降限制在很小的限度内。

(5)在饱和含水地层中，盾构法施工所用的拼装衬砌，对达到整体结构防水的技术要求较高。

(6)对于结构断面尺寸多变的区段适应能力较差。

二、不同方法施工地铁区间隧道的结构形式

（一）明挖法施工隧道

在场地开阔、建筑物稀少、交通及环境允许的地区，应优先采用施工速度快、造价较低的明挖法施工。明挖法施工的地下铁道区间隧道结构通常采用矩形断面，一般为整体浇筑或装配式结构

（二）喷锚暗挖（矿山）法施工隧道

1.衬砌的基本结构类型——复合式衬砌

这种衬砌结构是由初期支护、防水隔离层和二次衬砌所组成，复合式衬砌外层为初期支护，其作用是加固围岩，控制围岩变形，防止围岩松动失稳，是衬砌结构中的主要承载单元。一般应在开挖后立即施作，并应与围岩密贴。所以，最适宜采用喷锚支护。

（三）盾构法隧道

2.联络通道

联络通道是设置在两条地铁隧道之间的一条横向通道，起到乘客的安全疏散、隧道排水及防火、消防等作用

（2018一建）两条单线区间地铁隧道之间应设置横向联络通道，其作用不包括（）。

A．隧道排水

B．隧道防火消防

C．安全疏散乘客

D．机车转向调头

233网校答案：D

233网校解析：联络通道，设置在两条地铁隧道之间的一条横向通道，起到安全疏散乘客、隧道排水及防火、消防作用。

联络通道的施工顺序为：

(1)打开冻结站侧道钢管片。

(2)按照通道中部的全断面开挖并作临时支护直到对面钢管片。

(3)返回刷大两侧喇叭口断面并作临时支护。

(4) 集水井开挖、临时支护和一次浇混凝土永久支护。

(5)最后打开通道对侧门钢管片。

预应力支架实际图

冷冻站实际图

开启钢管片示意图

开挖内部冻土情况

采用两次支护方式。第一次支护（临时支护）采用钢筋格栅和喷射混凝土。第二次支护（永久支护）采用现浇钢筋混凝土。

正在绑扎钢筋的集水井

（2011年案例节选）

背景资料

某项目部承接一项直径为4.8m的隧道工程，起始里程为DK10+100，终点里程为DK10+868，环宽为1.2m ，采用土压平衡盾构施工．盾构隧道穿越底层主要为淤泥质黏土和粉砂土。项目施工过程中发生了以下事件：

事件三：随着盾构逐渐进入全断面粉砂地层，出现掘进速度明显下降现象，并且刀盘扭矩和总推力逐渐增大，最终停止盾构推进．经分析为粉砂流塑性过差引起，项目部对粉砂采取改良措施后继续推进，造成工期延误5天，费用增加25 万元．隧道贯通后计算出平均推进速度为8 环/天。

问题：

1．事件三中，项目部可索赔的工期和费用各式多少，说明理由。

4．整个隧道掘进的完成时间是多少天（写出计算过程）?

补充释疑：大体上可以这么理解，就是里程的意思，这就代表具体起点桩位10100米。

【DK10中的10表示公里，后面的100表示米。】

233网校答案：

1．事件三不可索赔，施工单位没有对粉砂进行改良，责任在施工单位，可索赔的工期和费用为0。4．隧道长868 -100 = 768m , 768÷8÷1.2 = 80 天