工程力学毕业论文

北京农业职业学院毕业论文小论浅埋暗挖一、工程概况本工程穿越永定河中堤全长116m暗挖隧洞和施工竖井两座。

施工竖井内尺寸5m×7m，井壁厚35cm，竖井深度分别为10.078m和11.85m；隧洞初衬厚度30cm，内径2.2m。

初衬外圈上半部分打设Φ32超前小导管，环向间距300mm，外插脚25度。

钢格栅榀距50cm，内外设置双层钢网片。

见下图。

前小导管（双液浆），隧道结构断面图地质情况：地层土质描述由上而下依次为：①素填土（卵砾石）：卵石粒径一般为2～6cm，最大粒径12cm，局部含漂石；②卵石（暗挖断面所在地层）：分布稳定，厚度大。

卵石含量一42～74%，粒径一般3～15cm，含漂石，漂径20～30cm，最大可达50cm，充填物以中粗砂为主，砂含量12～28%。

北京农业职业学院毕业论文小论浅埋暗挖③泥岩：紫红色，半胶结，层顶高程39.32～40.03m。

水文情况：勘探期间地下水位高程37.76m～39.56m，勘察报告提供近3～5年最高地下水位标高为45m。

设计隧洞开挖轮廓线底高程为45.15m，隧道施工期间应不存在排水降水问题。

二、施工平面布置图本工程暗挖隧道段穿永定河中堤，长116m，位于卢沟新桥以北约22m处。

两座竖井分别在小清河和永定河内，永定河内1#竖井上游为已铺设完毕输水管线，小清河内1#竖井下游为本工程明挖铺设管线。

见下平面布置图。

永定河主河北京农业职业学院毕业论文小论浅埋暗挖道井竖工施#2月接中堤晓相沟管卢水况补 0现06与ND井竖工施#1 小清河路北京农业职业学院毕业论文小论浅埋暗挖三、施工方案（一）暗挖段竖井施工本工程两座竖井施工方法基本相同，竖井内尺寸均为5m×7m，井壁厚35cm，竖井深度分别为10.078m和11.85m。

锁口圈梁：竖井顶部设置钢筋混凝土锁口圈梁宽800mm高500mm，圈梁上设一圈挡水捻；格栅支护：竖井支护格栅采用直径25mm主筋，直径14mm架立筋；竖井深度6.5m以上格栅间距50cm，6.5m深度以下格栅间距30cm；喷射混凝土：混凝土采用C20砼,墙体喷射厚度为35cm。

八字撑加固：竖井四角均焊2根20a型槽钢八字撑加固，与竖井格栅焊接，竖井深度6.5m以上支撑间距2m，6.5m深度以下支撑间距0.9m；①竖井开挖及支护锁口梁施工完毕后，采用草帘以及塑料薄膜保温苫盖养护，达到设计强度75%后，方可进行下部竖井开挖支护。

本工程竖井位于河道内，开挖地层为砂砾料地层，施工时遵循“分层、对称、随挖随支”的原则。

井口较浅部位采用挖掘机配合人工进行开挖，井身采用人工风镐开挖，初期支护随着开挖紧跟进行。

井身分层开挖，每一榀为一层，首先进行竖井对角两块格栅的开挖、格栅架安设以及喷射砼支护，而后再进行同一榀另一对角格栅的开挖及支护。

开挖至施工隧道位置时，对马头门处及时进行隧道超前支护。

井底及集水坑（出土坑）施工完毕后进行隧道施工。

竖井施工流程见下图。

北京农业职业学院毕业论文小论浅埋暗挖施工准备开挖锁口梁土方锁口梁施工井身首榀格栅对角开挖下一循环护（安格栅、设角撑、锚喷等该榀格栅另一对角开挖护（安格栅、设角撑、锚喷等竖井封底，预留积水坑布置井内临设，准备马头门施工竖井施工流程图②施工方法及技术措施竖井施工时，首先将锁口圈梁深度范围内开挖完成，然后一次施作锁口圈梁、挡水捻，以稳固井口，保证施工安全。

完成锁口圈梁施工后，安装电动葫芦提升井架。

余下部分则边开挖边支护，井身支护采用钢格栅挂网锚喷混凝土施工，竖井开挖支护完成后方可进行隧道施工。

竖井开挖支护进尺每天不超过1m，确保支护井壁有一定强度后方进行下部开挖。

③马头门施工主要采用以下措施进行竖井马头门加固：a 竖井支护至马头门上下位置时增设一榀竖井格栅加强支护；b 在马头门上半环外侧超前打设两圈小导管注浆加固地层；c 进入隧洞头三榀钢格栅并排加密。

北京农业职业学院毕业论文小论浅埋暗挖马头门施工顺序序号施工程序示意图施工顺序说明1、马头门顶部增设一榀竖井格栅；1竖井2、隧道开挖轮廓外打设两圈?32超前小导管、注浆。

（在竖井初衬施工中进行）。

1、分段开挖破除马头门拱部竖井井壁；2、开挖上台阶土方；2竖井上台阶3、安装洞口补强钢架及隧道初衬拱架、焊接纵向连接筋、挂钢筋网；4、喷射上拱混凝土。

1、上拱补强钢架安装支护完毕后及进行下拱开挖；3竖井补强格2、破除下台阶隧道洞口竖井井壁；3、开挖下台阶土方；4、安装洞口下台阶补强钢拱架、焊接纵向连接筋、挂钢筋网；5、喷射隧道下拱混凝土。

在竖井初期支护施工至马头门顶部和底部时，在隧洞初衬外侧增设一榀竖井格栅；并随竖井开挖支护的进行提前沿马头门外轮廓线向通道开挖方向打两圈加长加密超前小导管，第一圈沿着马头门外轮廓线外5cm打设，第二圈向外距离第一圈20cm。

导管外露（与竖井初期支护喷射混凝土面相比）10cm，注浆加固地层。

竖井施工完毕，进行马头门破除前，按照即将开挖的隧洞初期支护格栅预加工好三榀，按照测量放样准确并排安设在马头门处，与竖井格栅钢筋连成一体，共同受力。

（二）隧道段初衬隧道暗挖段跨越永定河中堤约116m。

隧洞初衬厚度30cm，内径2.2m。

隧道采用格栅拱架+喷射混凝土联合支护的施工方法。

开挖前采用小导管注浆预加固地层，布置在上半圆弧的外侧。

本工程采取从1#和2#竖井同时掘进，开挖土方通过竖井提升系统运至河道内临 6 北京农业职业学院毕业论文小论浅埋暗挖时堆料场，而后运出场外。

隧道的施工要点:隧道施工应遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤测量”的原则。

况，当发现衬砌的施线突变或变形量超过限值时，应立即停止施工，及时进行分析处理。

1、超前小导管施工施工时采用小导管超前支护预加固地层技术，通过注浆，使小导管周围土体结成一拱形承载体，在小导管及承载体的棚架作用下开挖下部土体既安全又稳妥，能有效地控制拱顶坍塌和地表沉降，防止出现涌水流砂等现象。

本隧道地层稳定性较差，为确保隧道开挖的稳定性和施工的安全性，必须先做超前注浆加固，采用Ф32小导管，并在管周布孔，通过小导管对地层进行注浆加固。

小导管全长1.7米，沿上半断面布置，环向间距30cm。

每榀一打，采用风钻打入， 7北京农业职业学院毕业论文小论浅埋暗挖外插角25º，对于掌子面的地层，必要时进行注浆加固以确保稳定，注浆材料厂可针对不同地层分别选用（如选用改性水玻璃单液浆或水泥水玻璃双液浆）。

导管前端加工成锥形（25～30°），端头花管0.8～1.0m，小导管中间部位钻Ф6～8mm溢浆孔，每排4孔，交叉排列，孔间距10～20cm。

隧道的施工由竖井开始进洞，在凿除竖井隧道口部初衬前，预先打入隧道的第一组超前支护（小导管），对开口段地层进行注浆加固。

凿除口部初衬后架设隧道第一榀格栅，隧道第一榀格栅与竖井的格栅牢固的焊连在一起，随后进行隧道施工。

见【浅埋暗挖初衬支护示意图】。

2、超短台阶法开挖隧道采用短台阶上部环形导坑预留核心土法。

格栅拱每榀间距500mm。

隧洞单向掘进速度保持在2m/天。

北京农业职业学院毕业论文小论浅埋暗挖施工时人工在【浅埋暗挖初衬支护示意图】中留置的坡面上进行上拱1#钢格栅安装、焊接，锚喷支护完毕后，再进行下拱2#格栅开挖、安装，依次循环掘进。

上拱掌子面距离下拱新安格栅距离保持2.5m～3m。

开挖土方采用人工小推车运至竖井底罐笼内，由竖井提升系统提升至地面。

3、格栅钢架施工格栅钢架在洞外制作，采用冷弯按设计分段加工成型。

加工完试拼合格后，运至井口，通过竖井提升设备运到洞内工作面。

洞内安装在每循环开挖完毕之后立即进行，格栅钢架间设纵向连接筋，钢架间以喷混凝土填平。

钢架拱脚部位必须安放在牢固的基础上，防止格栅钢架下沉或失稳。

钢架架立时要垂直主洞中线，与开挖面之间尽量密贴，并用定位筋固定牢固。

4、喷射砼施工隧道喷射砼施工采用潮喷工艺，人工掌握喷头直接喷射砼。

喷射砼的拌制在地面搅拌站进行，然后通过专用溜料管道送入井底就料的人工推车斗内，运至工作面进行喷射作业。

喷射混凝土作业在钢格栅、钢筋网安装铺设完成后立即进行，以尽早完成初期支，防止坍塌，喷射混凝土按设计要求喷至厚度，表面保持平顺，并有足够的保护层，局部凸出部位安排人工找平，确保内衬结构厚度。

5、初衬背后回填注浆在喷射混凝土前预先在拱部埋设注浆导管，在喷射混凝土达到70％强度后开始回填灌浆，灌浆紧随开挖工作面向前推进。

注浆导管采用Ф32钢管，沿隧洞纵向每2m设置一道。

初衬背后回填注浆浆液采用水泥砂浆，回填灌浆跟随开挖工作面，并距开挖工作面5m外的地方进行。

注浆压力控制在0.2～0.3MPa，在达到规定的压力下，灌浆孔停止吸浆即可结束。

根据监控量测结果调整注浆间隔、次数及注浆压力。

灌浆结束后，对往外流浆或往上返浆的灌浆孔进行闭浆待凝，待凝时间不少于24h。

若回填灌浆因故中断时，及早恢复灌浆，中断时间大于30min时，设法清洗至原孔深后恢复灌浆，若此时灌浆孔仍不吸浆，则重新就近钻孔进行灌浆。

灌浆结束后，排出钻孔内积水污水和污物，采用浓浆将全孔封堵密实和抹平，露出初衬混凝土表面的埋管割除。

四、暗挖塌方应急处理措施暗挖隧洞施工时，若出现局部塌方事故，按照以下措施处理：①立即停止开挖，钢格栅必须按照设计间距安装。

②在钢格栅上预留直径大于喷浆管2根，使喷浆管头伸入塌方洞穴最深处，距离塌方洞穴最深处约0.5m。

1根用于向内喷射混凝土，1根用于排出多余气体。

③在钢格栅上加焊一些向洞内伸入的超前小导管和钢筋，以保证回喷入塌方洞 9北京农业职业学院毕业论文小论浅埋暗挖穴内的混凝土有钢筋作肋，保证喷射混凝土的稳定。

④在塌方处增设回填灌浆导管，并在灌浆管管身处打眼，保证回喷混凝土的整体性、密实性和稳定性。

当出现严重塌方时，立即停止隧道内的所有作业，人员和机械撤离隧道，会同监理工程师、设计单位、业主等确定处理措施。

五、冬季施工技术措施①对现场施工材料进行覆盖，使其不受雪、冻影响。

②原材料加热。

在自然气温不低于-8℃时，只加热拌合水；在自然气温低于-8℃时，应对骨料加热，首先是砂，其次是石子。

水采取电加热器在贮水箱中加热；骨料采取蒸汽直接加热，在砂堆中插入蒸汽花管，直接排放蒸汽。

③防冻剂加入：可以在水泥中按照水泥重量的3%掺加防冻剂。

④竖井保温：竖井井架四周及顶部搭设夹心板封闭，留设出土侧口及进人口。

锁口梁及竖井喷射混凝土使用棉被苫盖养护，以尽快达到预定强度。

六、质量保证措施（一）质量目标单元、工序交验合格率100%合同履约率100%（二）质量保证措施2.1质量体系标准全面贯彻“质量第一”，“预防为主”，“以人为本”的方针，坚持质量标准，严格检查，用数据说话，推行工作标准化。

从项目经理，到每位职工，将质量意识贯穿在头脑中，落实到每项工作、每道施工工序中去。