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浅埋暗挖地铁隧道全断面帷幕注浆施工技术
浅埋暗挖地铁隧道全断面帷幕注浆施工技术本文在深入分析实际工程的全断面帷幕注浆施工技术，提出了可行的技术方案，并对质量控制方法进行了全面的剖析，从而为帷幕注浆施工技术做出了全面的探讨，以减少由于地层失水造成的建筑物和周边管线稳定性较差的现象。
可见该技术对提高施工的效果提供了重要的保障。
标签：地铁;隧道;全断面帷幕注浆;施工技术1 工程概况该工程的名称主要是莞惠城际铁路GZH-6 标暗挖区间隧道，该隧道的设计起点的里程为DK33+022.303，终点里程DK33+835.447。
该隧道的围岩主要为VI级，其中隧道拱顶埋深的深度为8-10米，对地下水位进行勘测时其埋深的深度为1.30-9.0米。
隧道开挖过程中掌子面岩层主要为素填土层、淤泥层、流沙层、全风化混合片麻岩层、强风化混合片麻岩层等五种岩层，这些岩层的分层更加明显。
该线路是城市的主干道，其能够穿越一些废旧的鱼塘。
同时，该道路主要处于两镇交界处的位置，其道路周围的地下管线较为密集和复杂，并且种类相对较多，在加上车流量的加大，该隧道出现了堵塞的现象。
特别是遇到雨季时，其顺利排水的可能性较小。
2 施工重点与难点2.1 施工重点该隧道内全断面帷幕注浆主要采用的就是水泥-水玻璃双液浆，在注浆施工的过程中对注浆的压力、浆液的凝固时间、注浆的量等已经成为注浆阶段的重中之重。
2.2 施工难点根据上面的工程概况可以看出，隧道掌子面的岩层较为分明，并具有复杂多变的特征，例如：黏土层和砂层在分层上较为显著，其地下水丰富，沙层的涌水量较大。
因此，在选择注浆方式时，应该对不同的砂层特点进行注浆。
同时，注浆的形式或者浆液的配比等也受到不良的因素，其在选择时较为困难。
3 研究全断面帷幕注浆具体施工技术注浆是在压力作用下，在结构物孔隙里以及地层中使用能够凝固的液体进行有效的填充，进而能够合理的改变结构物以及地层的性质和功能，具有显著的优势，如，止水、加固。
土体内注入浆液以后，通常情况下首先是渗透。
地铁隧道浅埋暗挖施工技术方案
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。
2、开挖拱部土体①，保留核心土②，架立拱部格栅拱 3 、开挖下半断面③部土体，并施作 1 、施工拱部超前小导管注浆加固地层。架，挂钢筋网，打φ42.3锁脚锚管；喷射混凝土，形成 边墙、仰拱，初期支护封闭成环。 初期支护，开挖核心土②，安装临时仰拱工字钢。
台阶法工程实例
（3）CD法和CRD法
3、地铁中浅埋暗挖、明（盖）挖及盾构的关系
浅埋暗挖法既可作为独立的施工方法，也可以与其他施工方法结合使 用，车站经常采用浅埋暗挖法与盖挖法相结合，区间隧道用盾构法与 浅埋暗挖法结合施工。 浅埋暗挖法与其他工法有很强的兼容性。三者 的应用情况如下表。
工 法 浅埋暗挖法 有水需处理 小 无需拆迁 各种断面 较小 开工快，总工期偏慢 小 盾构法 各种地层 小 无需拆迁 不行 一般 前期慢，总工期一般 小 明（盖）挖法 各种地层 大 需拆迁 各种断面 大 总工期快 大 地质条件 地面拆迁 地下管线 断面尺寸 施工现场 进 度
（1）地层预加固效果不佳。浅埋暗挖是以地层预加固为前提的一种施工技术。对 松散地层,开挖的过程更主要的是支护的过程,地层加固是开挖成败的关键。 （2）开挖面暴露时间长。在预加固后开挖过程中,围岩土体会出现一个短暂的稳 定，随着暴露时间延长,坍塌的可能性也越大。 （3）受地面震动影响。地面车辆行驶过程中产生的震动是坍塌的重要诱因之一， 尤其夜间重车高速行驶更为明显。 （4）降水后地层残留水的影响。土层隧道施工最为关键的是地下水。施工有地下 水时，施工前都采取降水措施。部分地层中形成砂和粘土的混合体，管井很难达 到疏干的目的，开挖过程中可能产生潜蚀作用，并造成流砂、坍塌现象。 （5）雨、污水等市政管线渗漏或下穿河、湖。地下管线纵横交错,一些雨、污水 管修建年代较早，渗漏严重，下穿河、湖水渗漏严重，周围地层处于饱和状态， 部分地段还形成一个水囊。随着暗挖施工扰动土体，破坏原有平衡，可能引起坍 塌。 （6）马头门及断面变换处。马头门和断面变换处是工程施工的一大难点，由于受 力转换比较复杂，施工中易引起坍塌。 （7）人为管理等因素。施工方法不当；施工方案不当；管理上重开挖轻支护等。
地铁浅埋暗挖法施工技术
6.横通道施工
6.1 竖井马头门施工 为了避免马头门处的应力集中， 保证施工安全，采用在竖井挖至横 通道上半断面时，半断面先行开挖 8m～10m。如图6.1
施工前应在马头门位置处进 行换撑措施处置，在割除前先 在竖井内架设临时支撑，确保 马头门处土体稳定，临时支撑 在进洞后拆除。
①排设超前小导管及注浆
3.浅埋暗挖法修建隧道施工程序
施工准备 实施性施工组织设计 地层预加固及施工辅助措施 开挖 初期支护 现场监控量测 否 （修改施工方案） （加强初期支护施工辅助措施）
（改变开挖步骤，程序）
（修改支护参数）
是否符合 控制标准 是 防水层 二次衬砌混凝土结构 结束
4.施工辅助措施
4.1 在软弱地层中，对隧道开 挖工作进行加固处理，可采 取下列辅助措施：
浅埋暗挖法修建隧道
关键施工技术
1、浅埋暗挖法的定义
浅埋暗挖法是依据新奥法（New Austrian Tunnelling Method）的基本原理，在施工中采用 多种辅助施工措施加固围岩，充分调动围岩的自承 能力，隧道开挖后及时支护、封闭成环，使其与围 岩共同作用形成联合支护体系，有效地抑制围岩过 大变形的一种综合配套施工技术，适用于第四系无 水土质或软弱无胶结的砂、卵石等地层修建覆跨比 大于0.5的隧道；对于较高地下水位的类似地层， 采取灌浆堵水或降水等措施后仍能适用。采用浅埋 暗挖法修建的隧道多采用复合式衬砌。
1
8.6 5
10.6 7
2
2
1 单位:m
10.6 0.35 7 0.35 0.3
竖井锁口平面
8.6 5 0.3
0.5
0.5
1.45
1.5
1
1-1剖面
隧道工程施工技术：浅埋暗挖法
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。
地铁暗挖施工技术
• （八）浅埋暗挖隧道的施工监测一般工作内容 施工监测是地铁暗挖隧道施工的晴雨表，施工监测
项目一般包括地表沉降、拱顶下沉、隧道收敛、地下 管线位移及地下水位变化等工作内容。对于通过上覆 砂层地段，施工监测要适当加大各类测点的密度和量 测频率。对施工难度大的断面，还要进行土体水平位 移、深层土体沉降、隧道结构受力等内容的监测，为 浅埋暗挖法在该类地层中的安全施工提供技术依据。
• 1、长台阶（台阶长度>5倍隧道宽度）：长台阶有利于掌子 面稳定。但施工干扰大，施工功效低；施工设备及材料需 放置在上台阶，上台阶出渣困难；不能及时封闭成环，有 时需要增设临时仰拱。一般情况下不宜采用。
• 2、中台阶（台阶长度=1.5～5倍隧道宽度）：中台阶 特点介于长台阶和短台阶之间。由于台阶有一定长度 ，当初支背后注浆工作量较大时，可减少对上台阶的 施工干扰。
地铁暗挖施工技术
目录 一、浅埋暗挖法基本知识 二、暗挖施工流程 三、施工质量控制要点 四、浅埋暗挖法
• （一）浅埋暗挖的定义： • 在上覆岩土体厚度与隧道洞径（跨度）之比较小的浅埋
条件下的软弱围岩中，以加固和处理软弱地层为前提， 以控制地表变形为重点，以格栅和喷锚作为初期支护结 构，沿用“新奥法”的基本原理，按照“管超前、严注 浆、短开挖、强支护，早封闭、勤量测” 十八字方针进 行各种类型地下洞室暗挖设计和施工，称之为地下工程 浅埋暗挖技术。采用先柔后刚复合式衬砌新型支护结构 体系，初期支护按承担全部基本荷载设计，二次模筑衬 砌作为安全储备；初期支护和二次称砌共同承担特殊荷 载。
• （七）施工中影响早封闭的一般因素及管控措施
施工中，影响早封闭的因素包括材料物资和半成品 供应及时性、作业人员合理投入及作业熟练程度、掌 子面水文地质和工程地质条件、施工作业质量、工序 验收等。
浅埋暗挖法隧道施工
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。
地铁暗挖施工工法
。
开挖支护控制
早封闭，就是使初期支护的钢格栅最短时间内形成封闭换， 确保结构及围岩的稳定。
早封闭要注意：
1）控制台阶长度，根据地质条件，一般台阶长度为1-1.5倍 洞径，6m的跨度，台阶长度以6-9m为好。但不是越短越好， 小于1倍洞径，一旦发生坍塌造成的后果会更严重。 2）隧道掘进前必须做好施工准备：支护材料齐备，满足进 尺要求，施工机具和风水电等齐全完好，抢险物资充足到位 等。
特殊部位及特殊地层施工控制
群洞开挖施工控制措施一般有： a、 拱部采用小导管、长管棚或小导管+长管棚超前支
护。 b、 中间土体进行注浆加固。 c、 优化施工工序。 d、 对斜通道的隧道断面采用扩大范围的超前地层加固。 e、 每部拱脚均加设锁脚锚杆或加大拱脚喷混凝土厚度,
控制拱脚变位。 f、两条平行隧道（包括导洞），相距小于1倍隧道开挖
开挖支护控制
.常用马蹄形断面形式的暗挖隧道
开挖支护控制
强支护，浅埋暗挖隧道支护结构承担隧道上覆盖层的全部 或部分土柱的地层压力，并从减少地表沉陷的城市要求角度 出发，初期支护必须有足够的刚度。
强支护还要注意：
1）必须严格控制钢架的材料质量，加工的骨架尺寸以及钢 架节点法兰的焊接质量。
2）必须严格控制钢架安装质量。 a、严格控制钢架安装的垂度，倾斜的钢架是不能承受巨大 土压力的。
镜
③ ⑥④
法
施
工
二、地铁暗挖施工工法
双侧壁导坑法施工注意事项
1．开挖方式采用机械辅助人工开挖。 2．工序变化处之钢架（或临时钢架）应设锁脚钢管，
且必须对锁脚钢管进行注浆，以确保钢架基础稳定。 3．当现场导坑开挖孔径及台阶高度需进行适当调整
时，应保证侧壁导坑临时支护与主体洞身钢架连接牢 固，横向钢支撑可根据监控量测结果适当调整其位置。 并考虑侧壁导坑自身的稳定及施工的便捷性。 4．双侧壁导洞法施工，其导洞跨度不宜大于0.3倍隧 道宽度， 施工时,左右导洞前后错开距离不应小于1 5 m。并在导洞施工完后方可按台阶法施工上下台阶及 仰拱。