1K413010 深基坑支护及盖挖法施工
一、 内容提要
1、深基坑支护及盖挖法施工
2、盾构法施工
二、重点、难点
1、深基坑支护结构的施工要求
2、地下连续墙的施工技术
3、盖挖法施工技术
4、盾构法施工控制要求
5、盾构法施工现场的设施布置
6、应该停止盾构掘进的要求
三、内容讲解
1K413010 深基坑支护及盖挖法施工
1K413011 掌握深基坑支护结构的施工要求
板墙有悬臂式、单撑式、多撑式。支撑的目的是为板墙结构提供弹性支撑点，以控制墙体的弯矩至该墙体断面的允许范围，以达到经济合理的工程要求。
深基坑支护结构在我国应用较多的有钢板桩、预制钢筋混凝土桩、钻孔灌注桩、挖孔桩、深层搅拌桩、旋喷桩、地下连续墙、钢筋混凝土支撑、型钢支撑、土层锚杆以及逆筑法、沉井等特种基坑支护新工艺、新方法。
一、围护结构的类型
基坑的围护结构主要承受基坑开挖卸荷所产生的土压力和水压力，并将此压力传递到支撑，是稳定基坑的一种施工临时挡墙结构。
围护结构类型可归纳为6种，见73页
1、主要维护结构特点，见73页。
二、支撑结构类型
基坑的支撑结构可分为内支撑和外拉锚两类；内支撑一般由各种型钢撑、钢管撑、钢筋混凝土撑等构成支撑系统；外拉锚有拉锚和土锚两种型式。
在软弱地层的基坑工程中，支撑结构是承受围护墙所传递的土压力、水压力的结构体系。 支撑结构体系包括围檩、支撑、立柱及其他附属构件。
支撑结构挡土的应力传递路径是围护墙一围檩(冠梁) 一支撑，在地质条件较好的有锚固力的地层中，基坑支撑可采用土锚和拉锚。
在深基坑的施工支护结构中，常用的支撑系统按其材料可分为现浇钢筋混凝土支撑体系和钢支撑体系两类，见表1K413011—2。
见75页
（小资料）
高压喷射桩就是利用工程钻机钻孔至设计处理的深度后，用高压泥浆泵，通过安装在钻杆（喷杆）杆端置于孔底的特殊喷嘴，向周围土体高压喷射固化浆液(一般使用水泥浆液) ，同时钻杆（喷杆）以一定的速度边旋转边提升，高压射流使一定范围内的土体结构破坏，并强制与固化浆液混合，凝固后便在土体中形成具有一定性能和形状的固结体。
SMW 是Soil Mixing Wall的缩写。SMW 工法连续墙于1976年在日本问世，该工法是以多轴型钻掘搅拌机在现场向一定深度进行钻掘，同时在钻头处喷出水泥系强化剂而与地基土反复混合搅拌，在各施工单元之间则采取重叠搭接施工，然后在水泥土混合体未结硬前插入H 型钢或钢板作为其应力补强材，至水泥结硬，便形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体。SMW 工法最常用的是三轴型钻掘搅拌机，其中钻杆有用用于粘性土及用于砂砾土和基岩之分，此外还研制了其他一些机型，用于城市高架桥下等施工，空间受限制的场合，或海底筑墙，或软弱地基加固。
三、支撑体系的布置形式
支撑体系布置设计应考虑以下要求：
(1)能够因地制宜合理选择支撑材料和支撑体系布置形式，使其技术经济综合指标得以优化。
(2)支撑体系受力明确，安全可靠，经济合理
(3)支撑体系布置能在安全可靠的前提下，最大限度地方便土方开挖和主体结构的快速施工要求。
四、基坑变形现象
基坑开挖引起周围地层移动的主要原因是坑底的土体隆起和围护墙的位移。
(一) 墙体的变形
1．墙体水平变形
当基坑开挖较浅，还未设支撑时，均表现为墙顶位移最大，向基坑方向水平位移，呈三角形分布。随着基坑开挖深度的增加，刚性墙体继续表现为向基坑内的三角形水平位移或平行刚体位移，而一般柔性墙如果设支撑，则表现为墙顶位移不变或逐渐向基坑外移动，墙体腹部向基坑内突出。
2．墙体竖向变位
特别是对于饱和的极为软弱的地层中的基坑工程，当围护墙底下因清孔不净有沉渣时，围护墙在开挖中会下沉，地面也随之下沉。
(二) 基坑底部的隆起
在开挖深度不大时，坑底为弹性隆起，其特征为坑底中部隆起最高。当开挖达到一定深度且基坑较宽时，隆起量也逐渐由中部最大转变为两边大中间小的形式，但对于较窄的基坑或长条形基坑，仍是中间大，两边小分布。
(三) 地表沉降
根据工程实践经验，在地层软弱而且墙体的人土深度又不大时，墙底处显示较大的水平位移，墙体旁出现较大的地表沉降。墙体人土较深或人土部分处于刚性较大的地层内时，墙体的变位类同于梁体的变位，此时地表沉降的最大值不是在墙旁，而是位于距离墙一定距离的位置上。
(四) 基坑工程监控量测
基坑工程的量测监控内容有：坑周土体变位、围护结构变形及内力、支撑结构轴力、土压力、地下水位及孔隙水压力等。对于一级和二级基坑，还必须对周围建(构) 筑物和地下管线进行监测。
(2f)深基坑坑底稳定处理方法
深基坑坑底稳定的处理方法可采用加深围护结构入土深度、坑底土体注浆加固、坑内井点降水等措施。
1K413010 深基坑支护及盖挖法施工
一、 内容提要
1、深基坑支护及盖挖法施工
2、盾构法施工
二、重点、难点
1、深基坑支护结构的施工要求
2、地下连续墙的施工技术
3、盖挖法施工技术
4、盾构法施工控制要求
5、盾构法施工现场的设施布置
6、应该停止盾构掘进的要求
三、内容讲解
1K413010 深基坑支护及盖挖法施工
1K413011 掌握深基坑支护结构的施工要求
板墙有悬臂式、单撑式、多撑式。支撑的目的是为板墙结构提供弹性支撑点，以控制墙体的弯矩至该墙体断面的允许范围，以达到经济合理的工程要求。
深基坑支护结构在我国应用较多的有钢板桩、预制钢筋混凝土桩、钻孔灌注桩、挖孔桩、深层搅拌桩、旋喷桩、地下连续墙、钢筋混凝土支撑、型钢支撑、土层锚杆以及逆筑法、沉井等特种基坑支护新工艺、新方法。
一、围护结构的类型
基坑的围护结构主要承受基坑开挖卸荷所产生的土压力和水压力，并将此压力传递到支撑，是稳定基坑的一种施工临时挡墙结构。
围护结构类型可归纳为6种，见73页
1、主要维护结构特点，见73页。
二、支撑结构类型
基坑的支撑结构可分为内支撑和外拉锚两类；内支撑一般由各种型钢撑、钢管撑、钢筋混凝土撑等构成支撑系统；外拉锚有拉锚和土锚两种型式。
在软弱地层的基坑工程中，支撑结构是承受围护墙所传递的土压力、水压力的结构体系。 支撑结构体系包括围檩、支撑、立柱及其他附属构件。
支撑结构挡土的应力传递路径是围护墙一围檩(冠梁) 一支撑，在地质条件较好的有锚固力的地层中，基坑支撑可采用土锚和拉锚。
在深基坑的施工支护结构中，常用的支撑系统按其材料可分为现浇钢筋混凝土支撑体系和钢支撑体系两类，见表1K413011—2。
见75页
（小资料）
高压喷射桩就是利用工程钻机钻孔至设计处理的深度后，用高压泥浆泵，通过安装在钻杆（喷杆）杆端置于孔底的特殊喷嘴，向周围土体高压喷射固化浆液(一般使用水泥浆液) ，同时钻杆（喷杆）以一定的速度边旋转边提升，高压射流使一定范围内的土体结构破坏，并强制与固化浆液混合，凝固后便在土体中形成具有一定性能和形状的固结体。
SMW 是Soil Mixing Wall的缩写。SMW 工法连续墙于1976年在日本问世，该工法是以多轴型钻掘搅拌机在现场向一定深度进行钻掘，同时在钻头处喷出水泥系强化剂而与地基土反复混合搅拌，在各施工单元之间则采取重叠搭接施工，然后在水泥土混合体未结硬前插入H 型钢或钢板作为其应力补强材，至水泥结硬，便形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体。SMW 工法最常用的是三轴型钻掘搅拌机，其中钻杆有用用于粘性土及用于砂砾土和基岩之
分，此外还研制了其他一些机型，用于城市高架桥下等施工，空间受限制的场合，或海底筑墙，或软弱地基加固。
三、支撑体系的布置形式
支撑体系布置设计应考虑以下要求：
(1)能够因地制宜合理选择支撑材料和支撑体系布置形式，使其技术经济综合指标得以优化。
(2)支撑体系受力明确，安全可靠，经济合理
(3)支撑体系布置能在安全可靠的前提下，最大限度地方便土方开挖和主体结构的快速施工要求。
四、基坑变形现象
基坑开挖引起周围地层移动的主要原因是坑底的土体隆起和围护墙的位移。
(一) 墙体的变形
1．墙体水平变形
当基坑开挖较浅，还未设支撑时，均表现为墙顶位移最大，向基坑方向水平位移，呈三角形分布。随着基坑开挖深度的增加，刚性墙体继续表现为向基坑内的三角形水平位移或平行刚体位移，而一般柔性墙如果设支撑，则表现为墙顶位移不变或逐渐向基坑外移动，墙体腹部向基坑内突出。
2．墙体竖向变位
特别是对于饱和的极为软弱的地层中的基坑工程，当围护墙底下因清孔不净有沉渣时，围护墙在开挖中会下沉，地面也随之下沉。
(二) 基坑底部的隆起
在开挖深度不大时，坑底为弹性隆起，其特征为坑底中部隆起最高。当开挖达到一定深度且基坑较宽时，隆起量也逐渐由中部最大转变为两边大中间小的形式，但对于较窄的基坑或长条形基坑，仍是中间大，两边小分布。
(三) 地表沉降
根据工程实践经验，在地层软弱而且墙体的人土深度又不大时，墙底处显示较大的水平位移，墙体旁出现较大的地表沉降。墙体人土较深或人土部分处于刚性较大的地层内时，墙体的变位类同
于梁体的变位，此时地表沉降的最大值不是在墙旁，而是位于距离墙一定距离的位置上。
(四) 基坑工程监控量测
基坑工程的量测监控内容有：坑周土体变位、围护结构变形及内力、支撑结构轴力、土压力、地下水位及孔隙水压力等。对于一级和二级基坑，还必须对周围建(构) 筑物和地下管线进行监测。 (2f)深基坑坑底稳定处理方法
深基坑坑底稳定的处理方法可采用加深围护结构入土深度、坑底土体注浆加固、坑内井点降水等措施。
1K413020 盾构法施工
1K413020 盾构法施工
1K413021 掌握盾构法施工控制要求
一、盾构法施工综述
盾构法施工主要施工步骤为：
1．在盾构法隧道的起始端和终结端各建一个工作井，城市地铁一般利用车站的端头作为始发或到达的工作井；
2．盾构在始发工作井内安装就位；
3．依靠盾构千斤顶推力(作用在工作井后壁或新拼装好的衬砌上) 将盾构从始发工作井的墙壁开孔处推出；
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(泥) 和安装衬砌管片；
5．及时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．盾构进入到达工作井并被拆除，如施工需要，也可穿越工作井再向前推进。
盾构掘进由始发工作井始发到隧道贯通、盾构机进入到达工作井，一般经过始发、初始掘进、转换、正常掘进、到达掘进五个阶段。
盾构掘进控制的目的是确保开挖面稳定的同时，构筑隧道结构、维持隧道线形、及早填充盾尾空隙。因此，开挖控制、一次衬砌、线形控制和注浆构成了盾构掘进控制“四要素”。
二、盾构掘进各阶段的控制要点
(一) 盾构始发施工技术要点
盾构自基座上开始推进到盾构掘进通过洞口土体加固段止，可作为始发施工，其技术要点如下。
1、盾构基座、反力架与管片上部轴向支撑的制作与安装要具备足够的刚度，保证负载后变形量满足盾构掘进方向要求。
2．安装盾构基座和反力架时，要确保盾构掘进方向符合隧道设计轴线。
3．由于临时管片(负环管片) 的真圆度直接影响盾构掘进时管片拼装精度，因此安装临时管片时，必须保证其真圆度，并采取措施防止其受力后旋转、径向位移与开口部位(临时管片安装时通常不形成封闭环，在其上部预留运输通道) 变形。
4，拆除洞口围护结构前要确认洞口土体加固效果，必要时进行补注浆加同，以确保拆除洞口围护结构时不发生土体坍塌、地层变形过大、且盾构始发过程中开挖面稳定。
5，由于拼装最后一环临时管片(负一环，封闭环) 前，盾构上部千斤顶一般不能使用(最后一环临时管片拼装前安装的临时管片通常为开口环) ，因此从盾构进入土层到通过土体加固段前，要慢速掘进，以便减小千斤顶推力，使盾构方向容易控制，盾构到达洞口土体加固区间的中间部位时，逐渐提高土压仓(泥水仓) 设定压力，出加固段达到预定的设定值。
6，通常盾构机盾尾进入洞口后，拼装整环临时管片(负一环) ，并在开口部安装上部轴向支撑，使随后盾构掘进时全部盾构千斤顶都可使用。
7．盾构机盾尾进入洞口后，将洞口密封与封闭环管片贴紧，以防止泥水与注浆浆液从洞门泄漏。
8．加强观测工作井周围地层变形、盾构基座、反力架、临时管片和管片上部轴向支撑的变形与位移，超过预定值时，必须采取有效措施后，才可继续掘进。
(二) 初始掘进
盾构始发后进入初始掘进阶段。
1．初始掘进特点
(1)一般后续设备临时设置于地面。在地铁工程中，多利用车站作为始发工作井，后续设备可在车站内设置。
(2)大部分来自后续设备的油管、电缆、配管等，随着盾构掘进延伸，部分管线必须接长。
(3)由于通常在始发工作井内拼装临时管片，故向隧道内运送施工材料的通道狭窄。
(4)由于初始掘进处于试掘进状态，且施工运输组织与正常掘进不同，因此施工速度受到制约。
2．初始掘进的主要任务
初始掘进的主要任务：收集盾构掘进数据(推力、刀盘扭矩等) 及地层变形量测量数据，判断土压(泥水压) 、注浆量、注浆压力等设定值是否适当，并通过测量盾构与衬砌的位置，及早把握盾构掘进方向控制特性，为正常掘进控制提供依据。因此，初始掘进阶段是盾构法隧道施工的重要阶段。
3．初始掘进长度的确定
决定初始掘进长度有二个因素：一是衬砌与周围地层的摩擦阻力，二是后续台车长度。
(三) 转换(台车转换)
(四) 正常掘进
转换后进入正常掘进阶段。正常掘进是基于初始掘进得到的数据，采取适合的掘进控制技术，高效掘进的阶段。
正常掘进有以下特点。
(1)后续设备设置在隧道内，仅部分管路和电缆需要延长，作业效率高。
(2)始发井内的临时管片、临时支撑、后背支撑等被拆除，始发井下空间变得宽阔，施工材料与弃土运输容易。
(五) 到达掘进(贯通掘进) 施工技术要点
当盾构正常掘进至离接收工作井一定距离(通常50～100m) 时，盾构进入到达掘进阶段。到达掘进是正常掘进的延续，是保证盾构准确贯通、安全到达的必要阶段。其施工技术要点如下。
(1)盾构暂停掘进，准确测量盾构机坐标位置与姿态，确认与隧道设计中心线的偏差值。
(2)根据测量结果制订到达掘进方案。
(3)继续掘进时，及时测量盾构机坐标位置与姿态，并依据到达掘进方案进行及时进行方向修正。
(4)掘进至接收井洞口加固段时，确认洞口土体加固效果，必要时进行补注浆加固。
(5)进入接收井洞口加固段后，逐渐降低土压(泥水压) 设定值至0MPa ，降低掘进速度，适时停止加泥、加泡沫(土压式盾构) 、停止送泥与排泥(泥水式盾构) 、停止注浆，并加强工作。 井周围地层变形观测，超过预定值时，必须采取有效措施后，才可继续掘进。
(6)拆除洞口围护结构前要确认洞口土体加固效果，必要时进行注浆加固，以确保拆除洞口围护结构时不发生土体坍塌、地层变形过大。
(7)盾构接收基座的制作与安装要具备足够的刚度，且安装时要对其轴线和高程进行校核，保证盾构机顺利、安全接收。
(8)拼装完最后一环管片，千斤顶不要立即回收，及时将洞口段数环管片纵向临时拉紧成整体，拧紧所有管片连接螺栓，防止盾构机与衬砌管片脱离时衬砌纵向应力释放。
(9)盾构机落到接收基座上后，及时封堵洞口处管片外周与盾构开挖洞体之间空隙，同时进行填充注浆，控制洞口周围土体沉降。
三、开挖控制
开挖控制的根本目的是确保开挖面稳定。
土压式盾构与泥水式盾构的开挖控制内容略有不同。土压式盾构，以土压和塑流性改良控制为主，辅以排土量、盾构参数控制(见图1K413021—1) 。泥水式盾构，以泥水压和泥浆性能控制为主，辅以排土量控制(参见图1K413021—2) 。
(一) 土压(泥水压) 控制
开挖面的土压(泥水压) 控制值，按地下水压(间隙水压)+土压+预备压设定。
土压有静止土压、主动土压和松弛土压，要根据地层条件区别使用。按静止土压设定控制土压，是开挖面不变形的最理想土压值，但控制土压相当大，必须加大设备装备能力。主动土压是开挖面不发生坍塌的临界压力，控制土压最小。地质条件良好、覆土深、能形成土拱的场合，可采用松弛土压。
变动大的情况下，一般开挖面不稳定。
(二) 土压式盾构泥土的塑流化改良控制
1．土压式盾构掘进时，理想地层的土特性是：
(1)塑性变形好；
(2)流塑至软塑状；
(3)内摩擦小；
(4)渗透性低。
细颗粒(75／Jm 以下的粉土与黏土) 含量30％以上的土砂，塑性流动性满足要求。在细颗粒含量低于30％、或砂卵石地层，必须加泥或加泡沫等改良材料，以提高塑性流动性和止水性(参见图1K413021—4) 。
改良材料必须具有流动性、易与开挖土砂混合、不离析、无污染等特性。一般使用的改良材料有矿物系(如膨润土泥浆) 、界面活性剂系(如泡沫) 、高吸水性树脂系和水溶性高分子系四类(我国目前常用前二二类) ，可单独或组合使用。
2，选择改良材料要依据条件
(1)土质(粒度分布、砾石粒径、砾石含量、黏性土含量、均等系数等) ；
(2)透水系数；
(3)地下水压；
(4)水离子电性；
(5)是否泵送排土；
(6)加泥(泡沫等) 设备空间(地面、隧道内) ；
(7)掘进长度；
(8)弃土处理条件；
(9)费用(材料价格、注入量、材料损耗、用电量、设备费等) 。
3．流动化改良控制是土压式盾构施工的最重要要素之一，要随时把握土压仓内土砂的塑性流动性。一般按以下方法掌握塑流性状态。
(1)根据排土性状
取样测定(或根据经验目视) 土砂的坍落度，以把握土压仓内土砂的流动状态。采用的坍落度控制值取决于土质、改良材料性状与土的输送方式。
(2)根据土砂输送效率
按螺旋输送机转数计算的排土量与按盾构推进速度计算的排土量进行比较，以判断开挖土砂的流动状态。一般情况下，土压仓内土砂的塑性流动性好，盾构掘进就正常，两者高度相关。
(3)根据盾构机械负荷
根据刀盘油压(或电压) 、刀盘扭矩、螺旋输送机扭矩、千斤顶推力等机械负荷变化，判断土砂的流动状态。——般根据初始掘进时的机械负荷状况和地层变化结果等因素，确定开挖土砂的最适性状和控制值的容许范围。
(三) 泥水式盾构的泥浆性能控制
泥水式盾构掘进时，泥浆起着两方面的重要作用：一是依靠泥浆压力在开挖面形成泥膜或渗透区域，开挖面土体强度提高，同时泥浆压力平衡了开挖面土压和水压，达到了开挖面稳定的目的；二是泥浆作为输送介质，担负着将所有挖出土砂运送到工作井外的任务。
1K413020 盾构法施工
1K413020 盾构法施工
1K413021 掌握盾构法施工控制要求
一、盾构法施工综述
盾构法施工主要施工步骤为：
1．在盾构法隧道的起始端和终结端各建一个工作井，城市地铁一般利用车站的端头作为始发或到达的工作井；
2．盾构在始发工作井内安装就位；
3．依靠盾构千斤顶推力(作用在工作井后壁或新拼装好的衬砌上) 将盾构从始发工作井的墙壁开孔处推出；
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(泥) 和安装衬砌管片；
5．及时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．盾构进入到达工作井并被拆除，如施工需要，也可穿越工作井再向前推进。
盾构掘进由始发工作井始发到隧道贯通、盾构机进入到达工作井，一般经过始发、初始掘进、转换、正常掘进、到达掘进五个阶段。
盾构掘进控制的目的是确保开挖面稳定的同时，构筑隧道结构、维持隧道线形、及早填充盾尾空隙。因此，开挖控制、一次衬砌、线形控制和注浆构成了盾构掘进控制“四要素”。
二、盾构掘进各阶段的控制要点
(一) 盾构始发施工技术要点
盾构自基座上开始推进到盾构掘进通过洞口土体加固段止，可作为始发施工，其技术要点如下。
1、盾构基座、反力架与管片上部轴向支撑的制作与安装要具备足够的刚度，保证负载后变形量满足盾构掘进方向要求。
2．安装盾构基座和反力架时，要确保盾构掘进方向符合隧道设计轴线。
3．由于临时管片(负环管片) 的真圆度直接影响盾构掘进时管片拼装精度，因此安装临时管片时，必须保证其真圆度，并采取措施防止其受力后旋转、径向位移与开口部位(临时管片安装时通常不形成封闭环，在其上部预留运输通道) 变形。
4，拆除洞口围护结构前要确认洞口土体加固效果，必要时进行补注浆加同，以确保拆除洞口围护结构时不发生土体坍塌、地层变形过大、且盾构始发过程中开挖面稳定。
5，由于拼装最后一环临时管片(负一环，封闭环) 前，盾构上部千斤顶一般不能使用(最后一环临时管片拼装前安装的临时管片通常为开口环) ，因此从盾构进入土层到通过土体加固段前，要慢速掘进，以便减小千斤顶推力，使盾构方向容易控制，盾构到达洞口土体加固区间的中间部位时，逐渐提高土压仓(泥水仓) 设定压力，出加固段达到预定的设定值。
6，通常盾构机盾尾进入洞口后，拼装整环临时管片(负一环) ，并在开口部安装上部轴向支撑，使随后盾构掘进时全部盾构千斤顶都可使用。
7．盾构机盾尾进入洞口后，将洞口密封与封闭环管片贴紧，以防止泥水与注浆浆液从洞门泄漏。
8．加强观测工作井周围地层变形、盾构基座、反力架、临时管片和管片上部轴向支撑的变形与位移，超过预定值时，必须采取有效措施后，才可继续掘进。
(二) 初始掘进
盾构始发后进入初始掘进阶段。
1．初始掘进特点
(1)一般后续设备临时设置于地面。在地铁工程中，多利用车站作为始发工作井，后续设备可在车站内设置。
(2)大部分来自后续设备的油管、电缆、配管等，随着盾构掘进延伸，部分管线必须接长。
(3)由于通常在始发工作井内拼装临时管片，故向隧道内运送施工材料的通道狭窄。
(4)由于初始掘进处于试掘进状态，且施工运输组织与正常掘进不同，因此施工速度受到制约。
2．初始掘进的主要任务
初始掘进的主要任务：收集盾构掘进数据(推力、刀盘扭矩等) 及地层变形量测量数据，判断土压(泥水压) 、注浆量、注浆压力等设定值是否适当，并通过测量盾构与衬砌的位置，及早把握盾构掘进方向控制特性，为正常掘进控制提供依据。因此，初始掘进阶段是盾构法隧道施工的重要阶段。
3．初始掘进长度的确定
决定初始掘进长度有二个因素：一是衬砌与周围地层的摩擦阻力，二是后续台车长度。
(三) 转换(台车转换)
(四) 正常掘进
转换后进入正常掘进阶段。正常掘进是基于初始掘进得到的数据，采取适合的掘进控制技术，高效掘进的阶段。
正常掘进有以下特点。
(1)后续设备设置在隧道内，仅部分管路和电缆需要延长，作业效率高。
(2)始发井内的临时管片、临时支撑、后背支撑等被拆除，始发井下空间变得宽阔，施工材料与弃土运输容易。
(五) 到达掘进(贯通掘进) 施工技术要点
当盾构正常掘进至离接收工作井一定距离(通常50～100m) 时，盾构进入到达掘进阶段。到达掘进是正常掘进的延续，是保证盾构准确贯通、安全到达的必要阶段。其施工技术要点如下。
(1)盾构暂停掘进，准确测量盾构机坐标位置与姿态，确认与隧道设计中心线的偏差值。
(2)根据测量结果制订到达掘进方案。
(3)继续掘进时，及时测量盾构机坐标位置与姿态，并依据到达掘进方案进行及时进行方向修正。
(4)掘进至接收井洞口加固段时，确认洞口土体加固效果，必要时进行补注浆加固。
(5)进入接收井洞口加固段后，逐渐降低土压(泥水压) 设定值至0MPa ，降低掘进速度，适时停止加泥、加泡沫(土压式盾构) 、停止送泥与排泥(泥水式盾构) 、停止注浆，并加强工作。 井周围地层变形观测，超过预定值时，必须采取有效措施后，才可继续掘进。
(6)拆除洞口围护结构前要确认洞口土体加固效果，必要时进行注浆加固，以确保拆除洞口围护结构时不发生土体坍塌、地层变形过大。
(7)盾构接收基座的制作与安装要具备足够的刚度，且安装时要对其轴线和高程进行校核，保证盾构机顺利、安全接收。
(8)拼装完最后一环管片，千斤顶不要立即回收，及时将洞口段数环管片纵向临时拉紧成整体，拧紧所有管片连接螺栓，防止盾构机与衬砌管片脱离时衬砌纵向应力释放。
(9)盾构机落到接收基座上后，及时封堵洞口处管片外周与盾构开挖洞体之间空隙，同时进行填充注浆，控制洞口周围土体沉降。
三、开挖控制
开挖控制的根本目的是确保开挖面稳定。
土压式盾构与泥水式盾构的开挖控制内容略有不同。土压式盾构，以土压和塑流性改良控制为主，辅以排土量、盾构参数控制(见图1K413021—1) 。泥水式盾构，以泥水压和泥浆性能控制为主，辅以排土量控制(参见图1K413021—2) 。
(一) 土压(泥水压) 控制
开挖面的土压(泥水压) 控制值，按地下水压(间隙水压)+土压+预备压设定。
土压有静止土压、主动土压和松弛土压，要根据地层条件区别使用。按静止土压设定控制土压，是开挖面不变形的最理想土压值，但控制土压相当大，必须加大设备装备能力。主动土压是开挖
面不发生坍塌的临界压力，控制土压最小。地质条件良好、覆土深、能形成土拱的场合，可采用松弛土压。
变动大的情况下，一般开挖面不稳定。
(二) 土压式盾构泥土的塑流化改良控制
1．土压式盾构掘进时，理想地层的土特性是：
(1)塑性变形好；
(2)流塑至软塑状；
(3)内摩擦小；
(4)渗透性低。
细颗粒(75／Jm 以下的粉土与黏土) 含量30％以上的土砂，塑性流动性满足要求。在细颗粒含量低于30％、或砂卵石地层，必须加泥或加泡沫等改良材料，以提高塑性流动性和止水性(参见图1K413021—4) 。
改良材料必须具有流动性、易与开挖土砂混合、不离析、无污染等特性。一般使用的改良材料有矿物系(如膨润土泥浆) 、界面活性剂系(如泡沫) 、高吸水性树脂系和水溶性高分子系四类(我国目前常用前二二类) ，可单独或组合使用。
2，选择改良材料要依据条件
(1)土质(粒度分布、砾石粒径、砾石含量、黏性土含量、均等系数等) ；
(2)透水系数；
(3)地下水压；
(4)水离子电性；
(5)是否泵送排土；
(6)加泥(泡沫等) 设备空间(地面、隧道内) ；
(7)掘进长度；
(8)弃土处理条件；
(9)费用(材料价格、注入量、材料损耗、用电量、设备费等) 。
3．流动化改良控制是土压式盾构施工的最重要要素之一，要随时把握土压仓内土砂的塑性流动性。一般按以下方法掌握塑流性状态。
(1)根据排土性状
取样测定(或根据经验目视) 土砂的坍落度，以把握土压仓内土砂的流动状态。采用的坍落度控制值取决于土质、改良材料性状与土的输送方式。
(2)根据土砂输送效率
按螺旋输送机转数计算的排土量与按盾构推进速度计算的排土量进行比较，以判断开挖土砂的流动状态。一般情况下，土压仓内土砂的塑性流动性好，盾构掘进就正常，两者高度相关。
(3)根据盾构机械负荷
根据刀盘油压(或电压) 、刀盘扭矩、螺旋输送机扭矩、千斤顶推力等机械负荷变化，判断土砂的流动状态。——般根据初始掘进时的机械负荷状况和地层变化结果等因素，确定开挖土砂的最适性状和控制值的容许范围。
(三) 泥水式盾构的泥浆性能控制
泥水式盾构掘进时，泥浆起着两方面的重要作用：一是依靠泥浆压力在开挖面形成泥膜或渗透区域，开挖面土体强度提高，同时泥浆压力平衡了开挖面土压和水压，达到了开挖面稳定的目的；二是泥浆作为输送介质，担负着将所有挖出土砂运送到工作井外的任务。
1K413022 掌握盾构法施工现场的设施布置
一、 内容提要
1、盾构法施工（2）
2、喷锚暗挖法施工
3、城市轨道交通工程
二、重点、难点
1、盾构法施工现场的设施布置
2、应该停止盾构掘进的要求
3、喷锚暗挖法的掘进方式选择
4、喷锚加固支护施工要求
5、衬砌及防水的施工要求
1K413022 掌握盾构法施工现场的设施布置
盾构现场的平面布置包括：盾构工作竖井、竖井防雨棚及防淹墙、垂直运输设备、管片堆场、管片防水处理场、拌浆站、料具间及机修间、两回路的变配电间、电机车电瓶充电间等设施以及进出通道。
盾构基座置于工作井的底板上，用作安装和放置盾构机，同时作为负环管片的基座，可采用钢筋混凝土结构或钢结构。
当盾构掘进采用泥水机械出土和用井点降水施工时，施工场地面应设相当规模的水泵房。 当采用气压法施工时，施工场地面应设置空压机房，以供给足够的压缩空气。
当采用泥水式盾构时、施工现场平面布置中还必须考虑泥浆处理系统及中央控制室设置。 当采用土压式盾构时还应设置地面出土和堆土设施。
IK413023 掌握应该停止盾构掘进的要求
盾构掘进一般应均衡组织施工，保持连续作业，以保证工程施工质量、减小对地层的扰动和地表沉降。当确需停置时应采取防止盾构正面与盾尾土体流人、造成盾构和地面沉降的措施。 当遇到以下几种情况时，盾构掘进应该停止，并采取措施予以解决：
（1) 盾构前方发生坍塌或遇有障碍；
(2)盾构自传角度过大；
(3)盾构位置偏离过大；
(4)盾构推力比预计的大；
(5)可能发生危及管片防水、运输及注浆遇有故障等。
1K413024 了解盾构机型的选择
——、盾构机的种类
按开挖面是否封闭划分，可分为密闭式和敞开式两类。
按平衡开挖面土压与水压的原理不同，密闭式盾构机又可分为土压式(常用泥土压式) 和泥水式两种。
敞开式盾构机按开挖方式划分，可分为手掘式、半机械挖掘式和机械挖掘式三种。
按盾构机的断面形状划分，有圆形和异型盾构机两类，其中异型盾构机主要有多圆形、马蹄形和矩形。
二、盾构机的选择
(一) 选择原则
盾构机的选择原则主要有：
(1)适用性原则
(2)技术先进性原则
技术先进性有两方面含义：一是不同种类盾构机技术先进性不同，二是同一种类盾构机由于设备配置的差：异与功能的差异而技术先进性不同。
(3)经济合理性原则
(二) 各种盾构机对地质条件的适用性
(三) 选择程序
lK413030 喷锚暗挖法施工
lK413030 喷锚暗挖法施工
1K413031 掌握喷锚暗挖法的掘进方式选择
“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”是浅埋暗挖法施工的十八字方针。 采用浅埋暗挖法施工时，常见的施工方法是正台阶法以及适用于特殊地层条件的其他施工方法，
如全断面法、正台阶法、正台阶环形开挖法、单侧壁导坑法、双侧壁导坑法、中隔壁法、交叉中隔壁法、中洞法、侧洞法、柱洞法等。
一、全断面法
地下工程结构断面采用一次开挖成型的施工方法叫全断面开挖法，该法的优点是可以减少开挖对围岩的扰动次数，有利于围岩天然承载拱的形成，工序简单，便于组织大型机械化施工；施工速度快，防水处理简单。缺点是对地质条件要求严格，围岩必须有足够的自稳能力。
二、台阶法
台阶法施工就是将结构断面分成两个以上部分，即分成上下两个工作面或几个工作面，分步开挖。根据地层条件和机械配套情况，台阶法又可分为正台阶法和中隔壁台阶法等。正台阶法能较早使支护闭合，有利于控制其结构变形及由此引起的地面沉降。
(一) 台阶法开挖优点
1．灵活多变，适用性强。凡是软弱围岩、第四纪沉积地层，必须采用正台阶法，这是各种不同方法中的基本方法。
2．具有足够的作业空间和较快的施工速度。当地层无水、洞跨小于10m 时，均可采用该方法。
(二) 台阶法开挖注意事项
1．台阶数不宜过多，台阶长度要适当，对城市第四纪地层，台阶长度一般以控制在1D 内(D一般指隧道跨度) 为宜。
2．对岩石地层，针对破碎地段可配合挂网喷锚支护施工，以防止落石和崩塌。
三、正台阶环形开挖法
又称环形开挖留核心土法，一般将断面分成环形拱部(示意图中的1、2、3) 、上部核心土(4)、下部台阶(5)等三部分(见表1K413031) 。根据断面的大小，环形拱部又可分成几块交替开挖。环形开挖进尺为0.5～1.Om ，不宜过长。台阶长度一般以控制在1D 内(D一般指隧道跨度) 为宜。 和台阶法一样，核心土和下部开挖都是在拱部初次支护保护下进行的，施工安全性好。这种方法适用于一般土质或易坍塌的软弱围岩中。
这种方法的主要优点是：与超短台阶法相比，台阶长度可以适度加长，以减少上、下台阶施工干扰；而与下述的侧壁法相比，施工机械化程度可相对提高，施工速度可加快。
四、单侧壁导坑法
这种方法一般是将断面分成三块：侧壁导坑(1)、上台阶(2)、下台阶(3)(见表1K413031中的示意图) 。侧壁导坑尺寸应本着充分利用台阶的支撑作用，并考虑机械设备和施工条件而定。一般侧壁导坑宽度不宜超过0.5倍洞宽，高度以到起拱线为宜，这样导坑可分二次开挖和支护，不需要架设工作平台，人工架立钢支撑也较方便。
单侧壁导坑法适用于断面跨度大，地表沉陷难于控制的软弱松散围岩中。
五、双侧壁导坑法
又称眼镜工法。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。
这种方法一般是将断面分成四块：左、右侧壁导坑、上部核心土(2)、下台阶(3)(见表1K413031中的示意图) 。导坑尺寸拟定的原则同前，但宽度不宜超过断面最大跨度的1／3。左、右侧导坑错开的距离，应根据开挖一侧导坑所引起的围岩应力重分布的影响不致波及另一侧已成导坑的原则确定。
双侧壁导坑法施工安全，但速度较慢，成本较高。
六、中隔壁法和交叉中隔壁法
中隔壁法也称CD 工法，主要适用于地层较差和不稳定岩体、且地面沉降要求严格的地下工程施工。当CD 工法不能满足要求时，可在CD 工法基础上加设临时仰拱，即所谓的交叉中隔壁法(CRD工法) 。CD 工法和CRD 工法在大跨度隧道中应用普遍，在施工中应严格遵守正台阶法的施工要点，尤其要考虑时空效应，每一步开挖必须快速，必须及时步步成环，工作面留核心土或用喷混凝土封闭，消除由于工作面应力松弛而增大沉降值的现象。
七、中洞法、侧洞法、柱洞法、洞桩法
当地层条件差、断面特大时，一般设计成多跨结构，跨与跨之间有梁、柱连接，一般采用中洞法、侧洞法、柱晌法及洞桩法等施工，其核心思想是变大断面为中小断面，提高施工安全度。
1．中洞法施工就是先开挖中间部分(中洞) ，在中洞内施作梁、柱结构，然后再开挖两侧部分(侧洞) ，并逐渐将侧洞顶部荷载通过中洞初期支护转移到梁、柱结构上。由于中洞的跨度较大，施工中一般采用CD 、CRD 或眼镜工法进行施工。中洞法施工工序复杂，但两侧洞对称施工，比较容易解决侧压力从中洞初期支护转移到梁柱上时的不平衡侧压力问题，施工引起的地面沉降较易控制。该工法的特点是初期支护自上而下，每一步封闭成环，环环相扣，二次衬砌自下而上施工，施工质量容易得到保证。
2．侧洞法施工就是先开挖两侧部分(侧洞) ，在侧洞内做梁、柱结构，然后再开挖中间部分(中洞) ，并逐渐将中洞顶部荷载通过初期支护转移到梁、柱上，这种施工方法在处理中洞顶部荷载转移时，相对于中洞法要困难一些。两侧洞施工时，中洞上方土体经受多次扰动，形成危及中洞的上小下大的梯形、三角形或楔形土体，该土体直接压在中洞上，中洞施工若不够谨慎就可能发生坍塌。
3．柱洞法施工是先在立柱位置施作一个小导洞，当小导洞做好后，在洞内再做底梁，形成一个细而高的纵向结构，该工法的关键是如何确保两侧开挖后初期支护同步作用在顶纵梁上，而且柱子左右水平力要同时加上且保持相等。
4．洞桩法就是先挖洞，在洞内制作挖孔桩，梁柱完成后，再施作顶部结构，然后在其保护下施工，实际上就是将盖挖法施工的挖孔桩梁柱等转入地下进行。
1K413032 掌握喷锚加固支护的施工要求
1K413032 掌握喷锚加固支护的施工要求
喷锚暗挖施工必须配合开挖及时支护，保证施工安全。浅埋暗挖法施工的地下结构应在工作面采用喷锚等形式的初期支护。
1．初期支护采用喷锚支护。喷锚支护是喷射混凝土、锚杆、钢筋网喷射混凝土、钢拱架喷射混凝土等结构组合起来的支护形式。在浅埋软岩地段、自稳性差的软弱破碎围岩、断层破碎带、砂
土层等不良地质条件下施工时，若围岩自稳时间短、不能保证安全地完成初次支护，为确保施工安全，加快施工进度，应采用以下各种辅助技术进行加固处理，使开挖作业面围岩保持稳定。
(1)喷射混凝土封闭开挖工：作面；
(2)超前锚杆或超前小导管支护；
(3)管棚超前支护；
(4)设置临时仰拱；
(5)地表锚杆或地表注浆加固；
(6)小导管周边注浆或围岩深孑L 注浆；
(7)冻结法固结地层；
(8)降低地下水位法。
2．喷射混凝土封闭开挖面时，应采用早强混凝土，喷射厚度宜为50—100mm ；超前锚杆是沿开挖轮廓线，以一定的外插角，向开挖面前方安装锚杆，形成对前方围岩的预加固，超前锚杆、小导管支护应满足下列要求：宜与钢拱架配合使用；长度宜为3.0～3.5m ，并应大于循环进尺的2倍。
临时仰拱应根据围岩情况及量测数据确定设置区段，可采用型钢或喷混凝土等修筑。
3．喷射混凝土严禁选用具有碱活性集料，喷射方式应根据工程地质及水文地质、喷射量等条件确定，宜采用湿喷方式。对基面有滴水、淌水、集中出水点的情况，采用埋管等方法进行引导疏干。
喷射混凝土应紧跟开挖工作面，应分段、分片、分层，由下而上顺序进行，当岩面有较大凹洼时，应先填平。使用前应做凝结时间试验，要求初凝时间不应大于5min ，终凝不应大于10min 。 钢筋网材料宜采用Q235钢，钢筋直径宜为6～12mm ，网格尺寸宜采用150～300mm ，搭接长度应符合规范。钢筋网应与锚杆或其他固定装置连接牢固。
钢架宜选用钢筋、型钢、钢轨等制成，格栅钢架的主筋直径不宜小于18mm 。钢架应在开挖或喷射混凝土后及时架设。钢架应与喷混凝土形成一体，钢架与围岩间的间隙必须用喷混凝土充填密
实，钢架应全部被喷射混凝土覆盖，保护层厚度不得小于40mm 。
4．地面砂浆锚杆是一种地表预加固地层的措施，适用于浅埋、洞口地段和某些偏压地段的岩体松软破碎处。地面锚杆按矩形或梅花形布置，
锚杆类型应根据地质条件、使用要求及锚固特性进行选择，可选用中空注浆锚杆、树脂锚杆、自钻式锚杆、砂浆锚杆和摩擦型锚杆。锚杆施工应保证孔位的精度在允许偏差范围内，钻孔不宜平行于岩层层面，宜沿隧道周边径向钻孔。
锚杆必须安装垫板，垫板应与喷混凝土面密贴。
5．冻结法是利用人工制冷技术，在地下开挖体周围需加固的含水软弱地层中钻孔铺管，安装冻结器，通过制冷作用将天然岩土变成冻土，形成完整性好、强度高、不透水的临时加固体，从而达到加固地层、隔绝地下水与工程联系的目的。然后在冻结体的保护下进行竖井或隧道等地下工程的开挖施工，待衬砌支护完成后，冻结地层逐步解冻，最终恢复到原始状态。
冻结法的具有以下特点：
(1)冻结加固的地层强度高；
(2)封水效果好；
(3)适应性强；
(4)整体性好；
(5)无污染。
通常，当土体的含水量大于2．5％、地下水含盐量不大于3％、地下水流速不大于40m ／d 时，均可适用常规冻结法，当土层含水量大于10％和地下水流速不大于7～9m ／d 时，冻土扩展速度和冻结体形成的效果最佳。
6。降低地下水位法。降水有洞内和地面降水两种方法。
1K413033 掌握衬砌及防水的施工要求
1．《地下工程防水技术规范》(GB50108)规定：地下工程防水的设计和施工应遵循“防、排、截、堵相结合，刚柔相济，因地制宜，综合治理”的原则。
2．《地铁设计规范》(GB50157)规定：地下铁道隧道工程的防水设计，应根据工程地质、水文地质、地震烈度、结构特点、施工方法和使用要求等因素进行，并应遵循“以防为主，刚柔结合，多道防线，因地制宜，综合治理”的原则，采取与其相适应的防水措施。当结构处于贫水稳定地层，同时位于地下潜水位以上时，在确保安全的条件下，可考虑限排。
3．施工期间的防水措施主要是排和堵两类。
4．含水的松散破碎地层应采用降低地下水位的排水方案，不宜采用集中宣泄排水的方法。当采用降水方案不能满足要求时，应在开挖前进行帷幕预注浆，加固地层等堵水处理。
5．衬砌背后排水及止水系统的施工应符合下列要求：
(1)在衬砌背后设置排水肓管(沟) 或暗沟和在隧底设置中心排水盲沟时，应根据隧道的渗漏水情况，配合衬砌一次施工。施工中应防止衬砌混凝土或压浆浆液侵入盲沟内堵塞水路，盲管(沟) 或暗沟应有足够的数量和过水能力的断面，组成完整有效的排水系统并应符合，设计要求。
(2)衬砌背后可采用注浆或喷涂防水层等方法止水。施工前应根据工程地质和水文地质条件，通过试验作出设计，并在施工过程中修正各项参数。
(3)复合式衬砌防水层施工应优先选用无钉铺设，如图1K413033所示。防水层施工时喷射混凝土表面应平顺，不得留有锚杆头或钢筋断头，表面漏水应及时引排，防水层接头应擦净。防水层可在拱部和边墙按环状铺设, 开挖和衬砌作业不得损坏防水层，铺设防水层地段距开挖面不应小于爆破安全距离，防水层纵横向铺设长度应根据开挖方法和设计断面确定。
衬砌施工缝和沉降缝的止水带不得有割伤、破裂，固定应牢固，防止偏移，提高止水带部位混凝土浇筑的质量。
IK413034 熟悉小导管注浆加固土体技术
IK413034 熟悉小导管注浆加固土体技术
1．小导管注浆是浅埋暗挖隧道超前支护的一种措施。在软弱、破碎地层中凿孔后易塌孔，且施作超前锚杆比较困难或者结构断面较大时，应采取超前小导管支护。超前小导管支护必须配合钢
拱架使用。在条件允许时，也可在地面进行超前注浆加固；在有导洞时，也可在导洞内对隧道周边进行径向注浆加固。
2．小导管注浆支护的一般设计如下：钢管直径30一50mm ，钢管长3～5m ，钢管钻设注浆孔间距为100—150mm ，钢管沿拱的环向布置间距为300—500mm ，钢管沿拱的环向外插角为50～150，小导管是受力杆件，因此两排小导管在纵向应有一定搭接长度，钢管沿隧道纵向的搭接长度一般不小于lm 。
3，采用小导管加固时，为保证工作面稳定和掘进安全，应确保小导管安装位置正确和足够的有效长度，严格控制好小导管的钻设角度。用作小导管的钢管钻有注浆孔，以便向土体进行注浆加固，也有利于提高小导管自身刚度和强度。
4．小导管注浆宜采用水泥浆或水泥砂浆。注浆施工应根据土质条件选择注浆法：在砂卵石地层中宜采用渗入注浆法；在砂层中宜采用劈裂注浆法；在黏土层中宜采用劈裂或电动硅化注浆法；在淤泥质软土层中宜采用高压喷射注浆法。
IK413035熟悉管棚的施工要求
管棚超前支护加固地层主要适用于软弱、砂砾地层或软岩、岩堆、破碎带地段。
管棚是由钢管和钢拱架组成。沿着开挖轮廓线，以较小的外插角，向开挖面前方打人钢管或钢插板，末端支架在钢拱架上，形成对开挖面前方围岩的预支护。其中长度小于10m 称为短管棚，10～45m 的钢管称为长管棚。钢管直径一般为70—127mm ，特殊情况下也可采用300mm 或600mm 直径钢管。纵向两组管棚搭接的长度应大于3m 。管棚适用于特殊困难地段，如极破碎岩体、塌方体、砂土质地层、强膨胀性地层、强流变性地层、裂隙发育岩体、断层破碎带、浅埋大偏压等围岩，在管内辅以灌浆效果更好。根据国内外经验，一般在下列场合采用管棚超前支护：
(1)穿越铁路修建地下工程；
(2)穿越地下和地面结构物修建地下工程；
(3)修建大断面地下工程；
(4)隧道洞口段施工；
(5)通过断层破碎带等特殊地层；
(6)特殊地段，如大跨度地铁车站、重要文物保护区、河底、海底的地下工程施工等。管棚一般是沿地下工程断面周边的一部分或全部，以一定的间距环向布设，形成钢管棚护，沿周边布设的长度及形状主要取决于地形、地层、地中或地面及周围建筑物的状况，有帽形、方形、一字形及拱形等。
采用管棚超前支护施工时，管棚一般选用焊接钢管或无缝钢管，人土端制作成尖靴状或楔形。管棚钢管环向布设间距对防止上方土体坍落及松弛有很大影响，施工中须根据结构埋深、地层情况、周围结构物状况等选择合理间距。一般采用的间距为2.0～2.5倍的钢管直径。在铁路、公路正下方施工时，要采用刚度大的大、中直径钢管连续布设。
钻孔开始前，把钢管放在标准拱架上，测定钻孔孔位和钻机的中心，使两点一致。为了防止钻孔中心振动，钢管应用U 形螺栓与拱架稍加固定，以防止弯曲，并应每隔5m(视情况可调整，一般为2—6m) 对正在钻进的钻孔及插入钢管的弯曲及其趋势进行孔弯曲测定检查。
钢管的打人随钻孔同步进行，并按设计要求接长，接头应采用厚壁管箍，上满丝扣，确保连接可靠，钢管打人后，应及时隔孔向钢管内及周围压注水泥浆或水泥砂浆，使钢管与周围岩体密实，并增加钢管的刚度。
[案例1K413030]
1．背景
某热力管线暗挖隧道，长3。2km ，断面尺寸为3．2mX2．8m ，埋深3．5m 。隧道穿越砂土层和砂砾层，除局部有浅层滞水外，无需降水。承包方A 公司通过招标将穿越砂砾层段468m 隧道开挖及支护分包给B 专业公司。
B 公司依据A 公司的施工组织设计，进场后由工长向现场作业人员交待了施工做法后开始施工。 施工中B 公司在距工作坚井48m 时，发现开挖面砂砾层有渗水且土质松散，有塌方隐患。B 公司
立即向A 公司汇报。经有关人员研究，决定采用小导管超前加固措施。B 公司采用劈裂注浆法，根据以往经验确定注浆量和注浆压力，注浆过程中地面监测发现地表有隆起现象。随后A 公司派有经验的专业人员协助B 公司研究解决。
质量监督部门在工程施工前的例行检查时，发现A 公司项目部工程资料中初期支护资料不全，部分资料保留在B 公司人员手中。
2．问题
(1)暗挖隧道开挖前的技术交底是否妥当? 如有不妥，写出正确作法。
(2)B公司采用劈裂注浆法是否正确? 如不正确，应采取什么方法? 哪些浆液可供选用。
(3)分析注浆过程中地表隆起的主要原因，给出防止地表隆起的正确作法。
(4)说明A 、B 公司在工程资料管理方面应改进之处。
3．分析与答案
(1)不妥当。正确作法：单位工程、分部工程和分项工程开工前，工程施工项目部技术负责人应对承担施工的负责人或分包方全体人员进行书面技术交底。技术交底资料应办理签字手续并归档。
(2)不正确，注浆施工应根据土质条件选择注浆法，在砂砾石地层中应采用渗入注浆法，不宜采用劈裂注浆法；注浆浆液可选用水泥浆或水泥砂浆。
(3)从背景材料介绍，分析注浆过程中地表隆起的主要原因是注浆量和注浆压力控制不当引起的；防止地表隆起的正确作法，应经试验确定注浆量和注浆压力。
(4)A公司作为总承包单位负责汇集，随施工进度及时整理所有有关施工技术资料；B 公司应主动向总承包单位移交有关施工技术资料。
1K413040 城市轨道交通工程
1K413040 城市轨道交通工程
1K413041 了解城市轨道交通车站形式
城市轨道交通车站的基本形式与要求大致可归纳为以下几点：
(1)城市轨道交通车站的站台形式可采用岛式、侧式和岛、侧混合的形式，通常地铁车站多采用岛式。
(2)车站站台的最小宽度应满足表1K413041要求。
城市轨道交通车站站台最小宽度表 表1K413041
(3)城市轨道交通车站一般由站厅、站台厅、行车道、出人口、通道或天桥、通风道，以及设备、管理用房等部分组成。
(4)车站形式必须满足客流需求、乘候安全、疏导迅速、环境舒适、布置紧凑，便于管理的基本要求。
(5)车站的楼梯、检票口、出人口通道三者的通过能力应满足超高峰小时设计客流的需要，并应满足在发生事故灾害时，能在6rain 内将一列车乘客、站台上候车人员及车站工作人员全部撤离站台。应确保下车乘客到就近通道或楼梯口的最大距离不超过50m 。
(6)站厅布置应满足功能分区，避免进、出站及换乘人流路线之间的相互交叉干扰。
(7)车站设备用房包括供电、通风、通信、信号、给排水、防灾、电视监控等系统用房，其面积和要求应按各专业的工艺布置确定。
(8)车站的管理用房及生活设施包括：车控室、站长室、交接班室(兼会议、餐室) 、票务室、站务室、警务室、更衣室、卫生间等。
(9)车站出入口的数量，应根据客运需要与疏散要求设置，浅埋车站不宜少于4个出入口。当分期修建时，初期不得少于2个。
(10)车站内部建筑装修应实用、安全。采用防火、防潮、防腐、无污染、易清洁的材料，站内地
面应选用耐磨、防滑的材料。
(11)城市轨道交通车站结构形式分为矩形、圆形及马蹄形三大类。
(12)当有几条城市轨道交通线路交汇时，上、下层车站之间应设置人员通行的联络通道，有条件的应设置相应的电动滚梯便于人员的乘换。
1K413042 了解地铁区间隧道的特征
大致分为以下几种
(1)按区间隧道断面形状可以分为矩形、拱形、圆形和椭圆形等断面形式。
(2)矩形断面可分为单跨、双跨及多跨等种类。
（3) 拱形断面可分为单拱、双拱及多拱等种类。
(4)圆形断面可分为单圆和多圆两种形式。
2．区间隧道由直线和曲线组成，其中曲线包括圆曲线和缓和曲线两种形式。平面的最小曲线半径应符合表1K413042的规定。
3．曲线超高值应在缓和曲线和曲线内递减顺接；无缓和曲线时，应在直线段递减顺接；超高顺坡率不宜大于2％。，困难地段不应大于3％。。
4．在新建的城市轨道交通线路中，应按规程要求进行有关杂散电流腐蚀的防护。主要有对主体结构钢筋及金属管线结构采取防护措施；在地铁沿线敷设的各种电缆、水管等管线结构应选择符合杂散电流腐蚀防护要求的材质、结构设计和施工方法；采取设计合理，性能可靠持久的隧道绝缘防水措施；限制地铁的牵引供电和回流系统中的杂散电流。
5．城市轨道交通线路均为右侧行车的双线线路，采用1435mm 标准轨距，正线及辅助线均采用50kg ／m 及以上的钢轨，钢轨接头采用对接形式。
6．城市轨道交通隧道埋深较浅时，要采取降低噪声和减少振动的措施。
7．城市轨道交通隧道混凝土不仅要满足强度需要，同时要考虑抗冻、抗渗和抗侵蚀的要求。
8．限界是指列车沿固定的轨道安全运行时所需要的孔洞尺寸。限界包括车辆限界、设备限界和建筑限界三类。车辆限界是指车辆在正常运动状态下形成的最大动态包路线；设备限界是限制设
备安装的控制线；建筑限界是在设备限界基础上，考虑了设备和管线安装尺寸、厚度的最小有效断面。建筑限界中不包括测量误差、施工误差、结构沉降、位移变形等因素。
9．区间隧道结构防水要求不得有线流和漏泥砂，当有少量漏水点时，每昼夜的漏水量不得大于0.5L ／m2。变形缝、施工缝、穿墙管等特殊部位应采取加强措施。在侵蚀性介质中仅用防水混凝土时，其耐蚀系数不应小于0.8。
10．明挖隧道结构的防水优先采用防水混凝土，其抗渗等级不少于0.8MPa ，防水层卷材层数及层厚必须符合设计，并设置保护层。
例1、关于传统喷锚暗挖法中的先墙后拱法施工，下列说法正确的是( )。（04考题） A 施工速度慢，衬砌整体性差
B ．施工速度快，衬砌整体性差
C 施工速度慢，衬砌整体性好
D ．施工速度快，衬砌整体性好
答案；D
例2、浅埋式地铁车站的出人口设置不宜少于( )个。（04考题）
A ．5
B ．3
C ．2
D ．4
答案：D
例3、注浆施工中采用高压喷射注浆法的土类为（）（05考点）
A 砂土
B 淤泥土
C 砂砾土
D 粘土
答案：B
例4、闭胸式局部气压盾构属于（）（06考点）
A 手掘式
B 半机械式
C 敞开式
D 机械式
答案：D
例5、管棚分为（）（
A 长管棚
B 短管棚
C 超长管棚
D 板棚
E 超短棚
答案：A B D
06考点）
1K413010 深基坑支护及盖挖法施工
一、 内容提要
1、深基坑支护及盖挖法施工
2、盾构法施工
二、重点、难点
1、深基坑支护结构的施工要求
2、地下连续墙的施工技术
3、盖挖法施工技术
4、盾构法施工控制要求
5、盾构法施工现场的设施布置
6、应该停止盾构掘进的要求
三、内容讲解
1K413010 深基坑支护及盖挖法施工
1K413011 掌握深基坑支护结构的施工要求
板墙有悬臂式、单撑式、多撑式。支撑的目的是为板墙结构提供弹性支撑点，以控制墙体的弯矩至该墙体断面的允许范围，以达到经济合理的工程要求。
深基坑支护结构在我国应用较多的有钢板桩、预制钢筋混凝土桩、钻孔灌注桩、挖孔桩、深层搅拌桩、旋喷桩、地下连续墙、钢筋混凝土支撑、型钢支撑、土层锚杆以及逆筑法、沉井等特种基坑支护新工艺、新方法。
一、围护结构的类型
基坑的围护结构主要承受基坑开挖卸荷所产生的土压力和水压力，并将此压力传递到支撑，是稳定基坑的一种施工临时挡墙结构。
围护结构类型可归纳为6种，见73页
1、主要维护结构特点，见73页。
二、支撑结构类型
基坑的支撑结构可分为内支撑和外拉锚两类；内支撑一般由各种型钢撑、钢管撑、钢筋混凝土撑等构成支撑系统；外拉锚有拉锚和土锚两种型式。
在软弱地层的基坑工程中，支撑结构是承受围护墙所传递的土压力、水压力的结构体系。 支撑结构体系包括围檩、支撑、立柱及其他附属构件。
支撑结构挡土的应力传递路径是围护墙一围檩(冠梁) 一支撑，在地质条件较好的有锚固力的地层中，基坑支撑可采用土锚和拉锚。
在深基坑的施工支护结构中，常用的支撑系统按其材料可分为现浇钢筋混凝土支撑体系和钢支撑体系两类，见表1K413011—2。
见75页
（小资料）
高压喷射桩就是利用工程钻机钻孔至设计处理的深度后，用高压泥浆泵，通过安装在钻杆（喷杆）杆端置于孔底的特殊喷嘴，向周围土体高压喷射固化浆液(一般使用水泥浆液) ，同时钻杆（喷杆）以一定的速度边旋转边提升，高压射流使一定范围内的土体结构破坏，并强制与固化浆液混合，凝固后便在土体中形成具有一定性能和形状的固结体。
SMW 是Soil Mixing Wall的缩写。SMW 工法连续墙于1976年在日本问世，该工法是以多轴型钻掘搅拌机在现场向一定深度进行钻掘，同时在钻头处喷出水泥系强化剂而与地基土反复混合搅拌，在各施工单元之间则采取重叠搭接施工，然后在水泥土混合体未结硬前插入H 型钢或钢板作为其应力补强材，至水泥结硬，便形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体。SMW 工法最常用的是三轴型钻掘搅拌机，其中钻杆有用用于粘性土及用于砂砾土和基岩之分，此外还研制了其他一些机型，用于城市高架桥下等施工，空间受限制的场合，或海底筑墙，或软弱地基加固。
三、支撑体系的布置形式
支撑体系布置设计应考虑以下要求：
(1)能够因地制宜合理选择支撑材料和支撑体系布置形式，使其技术经济综合指标得以优化。
(2)支撑体系受力明确，安全可靠，经济合理
(3)支撑体系布置能在安全可靠的前提下，最大限度地方便土方开挖和主体结构的快速施工要求。
四、基坑变形现象
基坑开挖引起周围地层移动的主要原因是坑底的土体隆起和围护墙的位移。
(一) 墙体的变形
1．墙体水平变形
当基坑开挖较浅，还未设支撑时，均表现为墙顶位移最大，向基坑方向水平位移，呈三角形分布。随着基坑开挖深度的增加，刚性墙体继续表现为向基坑内的三角形水平位移或平行刚体位移，而一般柔性墙如果设支撑，则表现为墙顶位移不变或逐渐向基坑外移动，墙体腹部向基坑内突出。
2．墙体竖向变位
特别是对于饱和的极为软弱的地层中的基坑工程，当围护墙底下因清孔不净有沉渣时，围护墙在开挖中会下沉，地面也随之下沉。
(二) 基坑底部的隆起
在开挖深度不大时，坑底为弹性隆起，其特征为坑底中部隆起最高。当开挖达到一定深度且基坑较宽时，隆起量也逐渐由中部最大转变为两边大中间小的形式，但对于较窄的基坑或长条形基坑，仍是中间大，两边小分布。
(三) 地表沉降
根据工程实践经验，在地层软弱而且墙体的人土深度又不大时，墙底处显示较大的水平位移，墙体旁出现较大的地表沉降。墙体人土较深或人土部分处于刚性较大的地层内时，墙体的变位类同于梁体的变位，此时地表沉降的最大值不是在墙旁，而是位于距离墙一定距离的位置上。
(四) 基坑工程监控量测
基坑工程的量测监控内容有：坑周土体变位、围护结构变形及内力、支撑结构轴力、土压力、地下水位及孔隙水压力等。对于一级和二级基坑，还必须对周围建(构) 筑物和地下管线进行监测。
(2f)深基坑坑底稳定处理方法
深基坑坑底稳定的处理方法可采用加深围护结构入土深度、坑底土体注浆加固、坑内井点降水等措施。
1K413010 深基坑支护及盖挖法施工
一、 内容提要
1、深基坑支护及盖挖法施工
2、盾构法施工
二、重点、难点
1、深基坑支护结构的施工要求
2、地下连续墙的施工技术
3、盖挖法施工技术
4、盾构法施工控制要求
5、盾构法施工现场的设施布置
6、应该停止盾构掘进的要求
三、内容讲解
1K413010 深基坑支护及盖挖法施工
1K413011 掌握深基坑支护结构的施工要求
板墙有悬臂式、单撑式、多撑式。支撑的目的是为板墙结构提供弹性支撑点，以控制墙体的弯矩至该墙体断面的允许范围，以达到经济合理的工程要求。
深基坑支护结构在我国应用较多的有钢板桩、预制钢筋混凝土桩、钻孔灌注桩、挖孔桩、深层搅拌桩、旋喷桩、地下连续墙、钢筋混凝土支撑、型钢支撑、土层锚杆以及逆筑法、沉井等特种基坑支护新工艺、新方法。
一、围护结构的类型
基坑的围护结构主要承受基坑开挖卸荷所产生的土压力和水压力，并将此压力传递到支撑，是稳定基坑的一种施工临时挡墙结构。
围护结构类型可归纳为6种，见73页
1、主要维护结构特点，见73页。
二、支撑结构类型
基坑的支撑结构可分为内支撑和外拉锚两类；内支撑一般由各种型钢撑、钢管撑、钢筋混凝土撑等构成支撑系统；外拉锚有拉锚和土锚两种型式。
在软弱地层的基坑工程中，支撑结构是承受围护墙所传递的土压力、水压力的结构体系。 支撑结构体系包括围檩、支撑、立柱及其他附属构件。
支撑结构挡土的应力传递路径是围护墙一围檩(冠梁) 一支撑，在地质条件较好的有锚固力的地层中，基坑支撑可采用土锚和拉锚。
在深基坑的施工支护结构中，常用的支撑系统按其材料可分为现浇钢筋混凝土支撑体系和钢支撑体系两类，见表1K413011—2。
见75页
（小资料）
高压喷射桩就是利用工程钻机钻孔至设计处理的深度后，用高压泥浆泵，通过安装在钻杆（喷杆）杆端置于孔底的特殊喷嘴，向周围土体高压喷射固化浆液(一般使用水泥浆液) ，同时钻杆（喷杆）以一定的速度边旋转边提升，高压射流使一定范围内的土体结构破坏，并强制与固化浆液混合，凝固后便在土体中形成具有一定性能和形状的固结体。
SMW 是Soil Mixing Wall的缩写。SMW 工法连续墙于1976年在日本问世，该工法是以多轴型钻掘搅拌机在现场向一定深度进行钻掘，同时在钻头处喷出水泥系强化剂而与地基土反复混合搅拌，在各施工单元之间则采取重叠搭接施工，然后在水泥土混合体未结硬前插入H 型钢或钢板作为其应力补强材，至水泥结硬，便形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体。SMW 工法最常用的是三轴型钻掘搅拌机，其中钻杆有用用于粘性土及用于砂砾土和基岩之
分，此外还研制了其他一些机型，用于城市高架桥下等施工，空间受限制的场合，或海底筑墙，或软弱地基加固。
三、支撑体系的布置形式
支撑体系布置设计应考虑以下要求：
(1)能够因地制宜合理选择支撑材料和支撑体系布置形式，使其技术经济综合指标得以优化。
(2)支撑体系受力明确，安全可靠，经济合理
(3)支撑体系布置能在安全可靠的前提下，最大限度地方便土方开挖和主体结构的快速施工要求。
四、基坑变形现象
基坑开挖引起周围地层移动的主要原因是坑底的土体隆起和围护墙的位移。
(一) 墙体的变形
1．墙体水平变形
当基坑开挖较浅，还未设支撑时，均表现为墙顶位移最大，向基坑方向水平位移，呈三角形分布。随着基坑开挖深度的增加，刚性墙体继续表现为向基坑内的三角形水平位移或平行刚体位移，而一般柔性墙如果设支撑，则表现为墙顶位移不变或逐渐向基坑外移动，墙体腹部向基坑内突出。
2．墙体竖向变位
特别是对于饱和的极为软弱的地层中的基坑工程，当围护墙底下因清孔不净有沉渣时，围护墙在开挖中会下沉，地面也随之下沉。
(二) 基坑底部的隆起
在开挖深度不大时，坑底为弹性隆起，其特征为坑底中部隆起最高。当开挖达到一定深度且基坑较宽时，隆起量也逐渐由中部最大转变为两边大中间小的形式，但对于较窄的基坑或长条形基坑，仍是中间大，两边小分布。
(三) 地表沉降
根据工程实践经验，在地层软弱而且墙体的人土深度又不大时，墙底处显示较大的水平位移，墙体旁出现较大的地表沉降。墙体人土较深或人土部分处于刚性较大的地层内时，墙体的变位类同
于梁体的变位，此时地表沉降的最大值不是在墙旁，而是位于距离墙一定距离的位置上。
(四) 基坑工程监控量测
基坑工程的量测监控内容有：坑周土体变位、围护结构变形及内力、支撑结构轴力、土压力、地下水位及孔隙水压力等。对于一级和二级基坑，还必须对周围建(构) 筑物和地下管线进行监测。 (2f)深基坑坑底稳定处理方法
深基坑坑底稳定的处理方法可采用加深围护结构入土深度、坑底土体注浆加固、坑内井点降水等措施。
1K413020 盾构法施工
1K413020 盾构法施工
1K413021 掌握盾构法施工控制要求
一、盾构法施工综述
盾构法施工主要施工步骤为：
1．在盾构法隧道的起始端和终结端各建一个工作井，城市地铁一般利用车站的端头作为始发或到达的工作井；
2．盾构在始发工作井内安装就位；
3．依靠盾构千斤顶推力(作用在工作井后壁或新拼装好的衬砌上) 将盾构从始发工作井的墙壁开孔处推出；
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(泥) 和安装衬砌管片；
5．及时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．盾构进入到达工作井并被拆除，如施工需要，也可穿越工作井再向前推进。
盾构掘进由始发工作井始发到隧道贯通、盾构机进入到达工作井，一般经过始发、初始掘进、转换、正常掘进、到达掘进五个阶段。
盾构掘进控制的目的是确保开挖面稳定的同时，构筑隧道结构、维持隧道线形、及早填充盾尾空隙。因此，开挖控制、一次衬砌、线形控制和注浆构成了盾构掘进控制“四要素”。
二、盾构掘进各阶段的控制要点
(一) 盾构始发施工技术要点
盾构自基座上开始推进到盾构掘进通过洞口土体加固段止，可作为始发施工，其技术要点如下。
1、盾构基座、反力架与管片上部轴向支撑的制作与安装要具备足够的刚度，保证负载后变形量满足盾构掘进方向要求。
2．安装盾构基座和反力架时，要确保盾构掘进方向符合隧道设计轴线。
3．由于临时管片(负环管片) 的真圆度直接影响盾构掘进时管片拼装精度，因此安装临时管片时，必须保证其真圆度，并采取措施防止其受力后旋转、径向位移与开口部位(临时管片安装时通常不形成封闭环，在其上部预留运输通道) 变形。
4，拆除洞口围护结构前要确认洞口土体加固效果，必要时进行补注浆加同，以确保拆除洞口围护结构时不发生土体坍塌、地层变形过大、且盾构始发过程中开挖面稳定。
5，由于拼装最后一环临时管片(负一环，封闭环) 前，盾构上部千斤顶一般不能使用(最后一环临时管片拼装前安装的临时管片通常为开口环) ，因此从盾构进入土层到通过土体加固段前，要慢速掘进，以便减小千斤顶推力，使盾构方向容易控制，盾构到达洞口土体加固区间的中间部位时，逐渐提高土压仓(泥水仓) 设定压力，出加固段达到预定的设定值。
6，通常盾构机盾尾进入洞口后，拼装整环临时管片(负一环) ，并在开口部安装上部轴向支撑，使随后盾构掘进时全部盾构千斤顶都可使用。
7．盾构机盾尾进入洞口后，将洞口密封与封闭环管片贴紧，以防止泥水与注浆浆液从洞门泄漏。
8．加强观测工作井周围地层变形、盾构基座、反力架、临时管片和管片上部轴向支撑的变形与位移，超过预定值时，必须采取有效措施后，才可继续掘进。
(二) 初始掘进
盾构始发后进入初始掘进阶段。
1．初始掘进特点
(1)一般后续设备临时设置于地面。在地铁工程中，多利用车站作为始发工作井，后续设备可在车站内设置。
(2)大部分来自后续设备的油管、电缆、配管等，随着盾构掘进延伸，部分管线必须接长。
(3)由于通常在始发工作井内拼装临时管片，故向隧道内运送施工材料的通道狭窄。
(4)由于初始掘进处于试掘进状态，且施工运输组织与正常掘进不同，因此施工速度受到制约。
2．初始掘进的主要任务
初始掘进的主要任务：收集盾构掘进数据(推力、刀盘扭矩等) 及地层变形量测量数据，判断土压(泥水压) 、注浆量、注浆压力等设定值是否适当，并通过测量盾构与衬砌的位置，及早把握盾构掘进方向控制特性，为正常掘进控制提供依据。因此，初始掘进阶段是盾构法隧道施工的重要阶段。
3．初始掘进长度的确定
决定初始掘进长度有二个因素：一是衬砌与周围地层的摩擦阻力，二是后续台车长度。
(三) 转换(台车转换)
(四) 正常掘进
转换后进入正常掘进阶段。正常掘进是基于初始掘进得到的数据，采取适合的掘进控制技术，高效掘进的阶段。
正常掘进有以下特点。
(1)后续设备设置在隧道内，仅部分管路和电缆需要延长，作业效率高。
(2)始发井内的临时管片、临时支撑、后背支撑等被拆除，始发井下空间变得宽阔，施工材料与弃土运输容易。
(五) 到达掘进(贯通掘进) 施工技术要点
当盾构正常掘进至离接收工作井一定距离(通常50～100m) 时，盾构进入到达掘进阶段。到达掘进是正常掘进的延续，是保证盾构准确贯通、安全到达的必要阶段。其施工技术要点如下。
(1)盾构暂停掘进，准确测量盾构机坐标位置与姿态，确认与隧道设计中心线的偏差值。
(2)根据测量结果制订到达掘进方案。
(3)继续掘进时，及时测量盾构机坐标位置与姿态，并依据到达掘进方案进行及时进行方向修正。
(4)掘进至接收井洞口加固段时，确认洞口土体加固效果，必要时进行补注浆加固。
(5)进入接收井洞口加固段后，逐渐降低土压(泥水压) 设定值至0MPa ，降低掘进速度，适时停止加泥、加泡沫(土压式盾构) 、停止送泥与排泥(泥水式盾构) 、停止注浆，并加强工作。 井周围地层变形观测，超过预定值时，必须采取有效措施后，才可继续掘进。
(6)拆除洞口围护结构前要确认洞口土体加固效果，必要时进行注浆加固，以确保拆除洞口围护结构时不发生土体坍塌、地层变形过大。
(7)盾构接收基座的制作与安装要具备足够的刚度，且安装时要对其轴线和高程进行校核，保证盾构机顺利、安全接收。
(8)拼装完最后一环管片，千斤顶不要立即回收，及时将洞口段数环管片纵向临时拉紧成整体，拧紧所有管片连接螺栓，防止盾构机与衬砌管片脱离时衬砌纵向应力释放。
(9)盾构机落到接收基座上后，及时封堵洞口处管片外周与盾构开挖洞体之间空隙，同时进行填充注浆，控制洞口周围土体沉降。
三、开挖控制
开挖控制的根本目的是确保开挖面稳定。
土压式盾构与泥水式盾构的开挖控制内容略有不同。土压式盾构，以土压和塑流性改良控制为主，辅以排土量、盾构参数控制(见图1K413021—1) 。泥水式盾构，以泥水压和泥浆性能控制为主，辅以排土量控制(参见图1K413021—2) 。
(一) 土压(泥水压) 控制
开挖面的土压(泥水压) 控制值，按地下水压(间隙水压)+土压+预备压设定。
土压有静止土压、主动土压和松弛土压，要根据地层条件区别使用。按静止土压设定控制土压，是开挖面不变形的最理想土压值，但控制土压相当大，必须加大设备装备能力。主动土压是开挖面不发生坍塌的临界压力，控制土压最小。地质条件良好、覆土深、能形成土拱的场合，可采用松弛土压。
变动大的情况下，一般开挖面不稳定。
(二) 土压式盾构泥土的塑流化改良控制
1．土压式盾构掘进时，理想地层的土特性是：
(1)塑性变形好；
(2)流塑至软塑状；
(3)内摩擦小；
(4)渗透性低。
细颗粒(75／Jm 以下的粉土与黏土) 含量30％以上的土砂，塑性流动性满足要求。在细颗粒含量低于30％、或砂卵石地层，必须加泥或加泡沫等改良材料，以提高塑性流动性和止水性(参见图1K413021—4) 。
改良材料必须具有流动性、易与开挖土砂混合、不离析、无污染等特性。一般使用的改良材料有矿物系(如膨润土泥浆) 、界面活性剂系(如泡沫) 、高吸水性树脂系和水溶性高分子系四类(我国目前常用前二二类) ，可单独或组合使用。
2，选择改良材料要依据条件
(1)土质(粒度分布、砾石粒径、砾石含量、黏性土含量、均等系数等) ；
(2)透水系数；
(3)地下水压；
(4)水离子电性；
(5)是否泵送排土；
(6)加泥(泡沫等) 设备空间(地面、隧道内) ；
(7)掘进长度；
(8)弃土处理条件；
(9)费用(材料价格、注入量、材料损耗、用电量、设备费等) 。
3．流动化改良控制是土压式盾构施工的最重要要素之一，要随时把握土压仓内土砂的塑性流动性。一般按以下方法掌握塑流性状态。
(1)根据排土性状
取样测定(或根据经验目视) 土砂的坍落度，以把握土压仓内土砂的流动状态。采用的坍落度控制值取决于土质、改良材料性状与土的输送方式。
(2)根据土砂输送效率
按螺旋输送机转数计算的排土量与按盾构推进速度计算的排土量进行比较，以判断开挖土砂的流动状态。一般情况下，土压仓内土砂的塑性流动性好，盾构掘进就正常，两者高度相关。
(3)根据盾构机械负荷
根据刀盘油压(或电压) 、刀盘扭矩、螺旋输送机扭矩、千斤顶推力等机械负荷变化，判断土砂的流动状态。——般根据初始掘进时的机械负荷状况和地层变化结果等因素，确定开挖土砂的最适性状和控制值的容许范围。
(三) 泥水式盾构的泥浆性能控制
泥水式盾构掘进时，泥浆起着两方面的重要作用：一是依靠泥浆压力在开挖面形成泥膜或渗透区域，开挖面土体强度提高，同时泥浆压力平衡了开挖面土压和水压，达到了开挖面稳定的目的；二是泥浆作为输送介质，担负着将所有挖出土砂运送到工作井外的任务。
1K413020 盾构法施工
1K413020 盾构法施工
1K413021 掌握盾构法施工控制要求
一、盾构法施工综述
盾构法施工主要施工步骤为：
1．在盾构法隧道的起始端和终结端各建一个工作井，城市地铁一般利用车站的端头作为始发或到达的工作井；
2．盾构在始发工作井内安装就位；
3．依靠盾构千斤顶推力(作用在工作井后壁或新拼装好的衬砌上) 将盾构从始发工作井的墙壁开孔处推出；
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(泥) 和安装衬砌管片；
5．及时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．盾构进入到达工作井并被拆除，如施工需要，也可穿越工作井再向前推进。
盾构掘进由始发工作井始发到隧道贯通、盾构机进入到达工作井，一般经过始发、初始掘进、转换、正常掘进、到达掘进五个阶段。
盾构掘进控制的目的是确保开挖面稳定的同时，构筑隧道结构、维持隧道线形、及早填充盾尾空隙。因此，开挖控制、一次衬砌、线形控制和注浆构成了盾构掘进控制“四要素”。
二、盾构掘进各阶段的控制要点
(一) 盾构始发施工技术要点
盾构自基座上开始推进到盾构掘进通过洞口土体加固段止，可作为始发施工，其技术要点如下。
1、盾构基座、反力架与管片上部轴向支撑的制作与安装要具备足够的刚度，保证负载后变形量满足盾构掘进方向要求。
2．安装盾构基座和反力架时，要确保盾构掘进方向符合隧道设计轴线。
3．由于临时管片(负环管片) 的真圆度直接影响盾构掘进时管片拼装精度，因此安装临时管片时，必须保证其真圆度，并采取措施防止其受力后旋转、径向位移与开口部位(临时管片安装时通常不形成封闭环，在其上部预留运输通道) 变形。
4，拆除洞口围护结构前要确认洞口土体加固效果，必要时进行补注浆加同，以确保拆除洞口围护结构时不发生土体坍塌、地层变形过大、且盾构始发过程中开挖面稳定。
5，由于拼装最后一环临时管片(负一环，封闭环) 前，盾构上部千斤顶一般不能使用(最后一环临时管片拼装前安装的临时管片通常为开口环) ，因此从盾构进入土层到通过土体加固段前，要慢速掘进，以便减小千斤顶推力，使盾构方向容易控制，盾构到达洞口土体加固区间的中间部位时，逐渐提高土压仓(泥水仓) 设定压力，出加固段达到预定的设定值。
6，通常盾构机盾尾进入洞口后，拼装整环临时管片(负一环) ，并在开口部安装上部轴向支撑，使随后盾构掘进时全部盾构千斤顶都可使用。
7．盾构机盾尾进入洞口后，将洞口密封与封闭环管片贴紧，以防止泥水与注浆浆液从洞门泄漏。
8．加强观测工作井周围地层变形、盾构基座、反力架、临时管片和管片上部轴向支撑的变形与位移，超过预定值时，必须采取有效措施后，才可继续掘进。
(二) 初始掘进
盾构始发后进入初始掘进阶段。
1．初始掘进特点
(1)一般后续设备临时设置于地面。在地铁工程中，多利用车站作为始发工作井，后续设备可在车站内设置。
(2)大部分来自后续设备的油管、电缆、配管等，随着盾构掘进延伸，部分管线必须接长。
(3)由于通常在始发工作井内拼装临时管片，故向隧道内运送施工材料的通道狭窄。
(4)由于初始掘进处于试掘进状态，且施工运输组织与正常掘进不同，因此施工速度受到制约。
2．初始掘进的主要任务
初始掘进的主要任务：收集盾构掘进数据(推力、刀盘扭矩等) 及地层变形量测量数据，判断土压(泥水压) 、注浆量、注浆压力等设定值是否适当，并通过测量盾构与衬砌的位置，及早把握盾构掘进方向控制特性，为正常掘进控制提供依据。因此，初始掘进阶段是盾构法隧道施工的重要阶段。
3．初始掘进长度的确定
决定初始掘进长度有二个因素：一是衬砌与周围地层的摩擦阻力，二是后续台车长度。
(三) 转换(台车转换)
(四) 正常掘进
转换后进入正常掘进阶段。正常掘进是基于初始掘进得到的数据，采取适合的掘进控制技术，高效掘进的阶段。
正常掘进有以下特点。
(1)后续设备设置在隧道内，仅部分管路和电缆需要延长，作业效率高。
(2)始发井内的临时管片、临时支撑、后背支撑等被拆除，始发井下空间变得宽阔，施工材料与弃土运输容易。
(五) 到达掘进(贯通掘进) 施工技术要点
当盾构正常掘进至离接收工作井一定距离(通常50～100m) 时，盾构进入到达掘进阶段。到达掘进是正常掘进的延续，是保证盾构准确贯通、安全到达的必要阶段。其施工技术要点如下。
(1)盾构暂停掘进，准确测量盾构机坐标位置与姿态，确认与隧道设计中心线的偏差值。
(2)根据测量结果制订到达掘进方案。
(3)继续掘进时，及时测量盾构机坐标位置与姿态，并依据到达掘进方案进行及时进行方向修正。
(4)掘进至接收井洞口加固段时，确认洞口土体加固效果，必要时进行补注浆加固。
(5)进入接收井洞口加固段后，逐渐降低土压(泥水压) 设定值至0MPa ，降低掘进速度，适时停止加泥、加泡沫(土压式盾构) 、停止送泥与排泥(泥水式盾构) 、停止注浆，并加强工作。 井周围地层变形观测，超过预定值时，必须采取有效措施后，才可继续掘进。
(6)拆除洞口围护结构前要确认洞口土体加固效果，必要时进行注浆加固，以确保拆除洞口围护结构时不发生土体坍塌、地层变形过大。
(7)盾构接收基座的制作与安装要具备足够的刚度，且安装时要对其轴线和高程进行校核，保证盾构机顺利、安全接收。
(8)拼装完最后一环管片，千斤顶不要立即回收，及时将洞口段数环管片纵向临时拉紧成整体，拧紧所有管片连接螺栓，防止盾构机与衬砌管片脱离时衬砌纵向应力释放。
(9)盾构机落到接收基座上后，及时封堵洞口处管片外周与盾构开挖洞体之间空隙，同时进行填充注浆，控制洞口周围土体沉降。
三、开挖控制
开挖控制的根本目的是确保开挖面稳定。
土压式盾构与泥水式盾构的开挖控制内容略有不同。土压式盾构，以土压和塑流性改良控制为主，辅以排土量、盾构参数控制(见图1K413021—1) 。泥水式盾构，以泥水压和泥浆性能控制为主，辅以排土量控制(参见图1K413021—2) 。
(一) 土压(泥水压) 控制
开挖面的土压(泥水压) 控制值，按地下水压(间隙水压)+土压+预备压设定。
土压有静止土压、主动土压和松弛土压，要根据地层条件区别使用。按静止土压设定控制土压，是开挖面不变形的最理想土压值，但控制土压相当大，必须加大设备装备能力。主动土压是开挖
面不发生坍塌的临界压力，控制土压最小。地质条件良好、覆土深、能形成土拱的场合，可采用松弛土压。
变动大的情况下，一般开挖面不稳定。
(二) 土压式盾构泥土的塑流化改良控制
1．土压式盾构掘进时，理想地层的土特性是：
(1)塑性变形好；
(2)流塑至软塑状；
(3)内摩擦小；
(4)渗透性低。
细颗粒(75／Jm 以下的粉土与黏土) 含量30％以上的土砂，塑性流动性满足要求。在细颗粒含量低于30％、或砂卵石地层，必须加泥或加泡沫等改良材料，以提高塑性流动性和止水性(参见图1K413021—4) 。
改良材料必须具有流动性、易与开挖土砂混合、不离析、无污染等特性。一般使用的改良材料有矿物系(如膨润土泥浆) 、界面活性剂系(如泡沫) 、高吸水性树脂系和水溶性高分子系四类(我国目前常用前二二类) ，可单独或组合使用。
2，选择改良材料要依据条件
(1)土质(粒度分布、砾石粒径、砾石含量、黏性土含量、均等系数等) ；
(2)透水系数；
(3)地下水压；
(4)水离子电性；
(5)是否泵送排土；
(6)加泥(泡沫等) 设备空间(地面、隧道内) ；
(7)掘进长度；
(8)弃土处理条件；
(9)费用(材料价格、注入量、材料损耗、用电量、设备费等) 。
3．流动化改良控制是土压式盾构施工的最重要要素之一，要随时把握土压仓内土砂的塑性流动性。一般按以下方法掌握塑流性状态。
(1)根据排土性状
取样测定(或根据经验目视) 土砂的坍落度，以把握土压仓内土砂的流动状态。采用的坍落度控制值取决于土质、改良材料性状与土的输送方式。
(2)根据土砂输送效率
按螺旋输送机转数计算的排土量与按盾构推进速度计算的排土量进行比较，以判断开挖土砂的流动状态。一般情况下，土压仓内土砂的塑性流动性好，盾构掘进就正常，两者高度相关。
(3)根据盾构机械负荷
根据刀盘油压(或电压) 、刀盘扭矩、螺旋输送机扭矩、千斤顶推力等机械负荷变化，判断土砂的流动状态。——般根据初始掘进时的机械负荷状况和地层变化结果等因素，确定开挖土砂的最适性状和控制值的容许范围。
(三) 泥水式盾构的泥浆性能控制
泥水式盾构掘进时，泥浆起着两方面的重要作用：一是依靠泥浆压力在开挖面形成泥膜或渗透区域，开挖面土体强度提高，同时泥浆压力平衡了开挖面土压和水压，达到了开挖面稳定的目的；二是泥浆作为输送介质，担负着将所有挖出土砂运送到工作井外的任务。
1K413022 掌握盾构法施工现场的设施布置
一、 内容提要
1、盾构法施工（2）
2、喷锚暗挖法施工
3、城市轨道交通工程
二、重点、难点
1、盾构法施工现场的设施布置
2、应该停止盾构掘进的要求
3、喷锚暗挖法的掘进方式选择
4、喷锚加固支护施工要求
5、衬砌及防水的施工要求
1K413022 掌握盾构法施工现场的设施布置
盾构现场的平面布置包括：盾构工作竖井、竖井防雨棚及防淹墙、垂直运输设备、管片堆场、管片防水处理场、拌浆站、料具间及机修间、两回路的变配电间、电机车电瓶充电间等设施以及进出通道。
盾构基座置于工作井的底板上，用作安装和放置盾构机，同时作为负环管片的基座，可采用钢筋混凝土结构或钢结构。
当盾构掘进采用泥水机械出土和用井点降水施工时，施工场地面应设相当规模的水泵房。 当采用气压法施工时，施工场地面应设置空压机房，以供给足够的压缩空气。
当采用泥水式盾构时、施工现场平面布置中还必须考虑泥浆处理系统及中央控制室设置。 当采用土压式盾构时还应设置地面出土和堆土设施。
IK413023 掌握应该停止盾构掘进的要求
盾构掘进一般应均衡组织施工，保持连续作业，以保证工程施工质量、减小对地层的扰动和地表沉降。当确需停置时应采取防止盾构正面与盾尾土体流人、造成盾构和地面沉降的措施。 当遇到以下几种情况时，盾构掘进应该停止，并采取措施予以解决：
（1) 盾构前方发生坍塌或遇有障碍；
(2)盾构自传角度过大；
(3)盾构位置偏离过大；
(4)盾构推力比预计的大；
(5)可能发生危及管片防水、运输及注浆遇有故障等。
1K413024 了解盾构机型的选择
——、盾构机的种类
按开挖面是否封闭划分，可分为密闭式和敞开式两类。
按平衡开挖面土压与水压的原理不同，密闭式盾构机又可分为土压式(常用泥土压式) 和泥水式两种。
敞开式盾构机按开挖方式划分，可分为手掘式、半机械挖掘式和机械挖掘式三种。
按盾构机的断面形状划分，有圆形和异型盾构机两类，其中异型盾构机主要有多圆形、马蹄形和矩形。
二、盾构机的选择
(一) 选择原则
盾构机的选择原则主要有：
(1)适用性原则
(2)技术先进性原则
技术先进性有两方面含义：一是不同种类盾构机技术先进性不同，二是同一种类盾构机由于设备配置的差：异与功能的差异而技术先进性不同。
(3)经济合理性原则
(二) 各种盾构机对地质条件的适用性
(三) 选择程序
lK413030 喷锚暗挖法施工
lK413030 喷锚暗挖法施工
1K413031 掌握喷锚暗挖法的掘进方式选择
“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”是浅埋暗挖法施工的十八字方针。 采用浅埋暗挖法施工时，常见的施工方法是正台阶法以及适用于特殊地层条件的其他施工方法，
如全断面法、正台阶法、正台阶环形开挖法、单侧壁导坑法、双侧壁导坑法、中隔壁法、交叉中隔壁法、中洞法、侧洞法、柱洞法等。
一、全断面法
地下工程结构断面采用一次开挖成型的施工方法叫全断面开挖法，该法的优点是可以减少开挖对围岩的扰动次数，有利于围岩天然承载拱的形成，工序简单，便于组织大型机械化施工；施工速度快，防水处理简单。缺点是对地质条件要求严格，围岩必须有足够的自稳能力。
二、台阶法
台阶法施工就是将结构断面分成两个以上部分，即分成上下两个工作面或几个工作面，分步开挖。根据地层条件和机械配套情况，台阶法又可分为正台阶法和中隔壁台阶法等。正台阶法能较早使支护闭合，有利于控制其结构变形及由此引起的地面沉降。
(一) 台阶法开挖优点
1．灵活多变，适用性强。凡是软弱围岩、第四纪沉积地层，必须采用正台阶法，这是各种不同方法中的基本方法。
2．具有足够的作业空间和较快的施工速度。当地层无水、洞跨小于10m 时，均可采用该方法。
(二) 台阶法开挖注意事项
1．台阶数不宜过多，台阶长度要适当，对城市第四纪地层，台阶长度一般以控制在1D 内(D一般指隧道跨度) 为宜。
2．对岩石地层，针对破碎地段可配合挂网喷锚支护施工，以防止落石和崩塌。
三、正台阶环形开挖法
又称环形开挖留核心土法，一般将断面分成环形拱部(示意图中的1、2、3) 、上部核心土(4)、下部台阶(5)等三部分(见表1K413031) 。根据断面的大小，环形拱部又可分成几块交替开挖。环形开挖进尺为0.5～1.Om ，不宜过长。台阶长度一般以控制在1D 内(D一般指隧道跨度) 为宜。 和台阶法一样，核心土和下部开挖都是在拱部初次支护保护下进行的，施工安全性好。这种方法适用于一般土质或易坍塌的软弱围岩中。
这种方法的主要优点是：与超短台阶法相比，台阶长度可以适度加长，以减少上、下台阶施工干扰；而与下述的侧壁法相比，施工机械化程度可相对提高，施工速度可加快。
四、单侧壁导坑法
这种方法一般是将断面分成三块：侧壁导坑(1)、上台阶(2)、下台阶(3)(见表1K413031中的示意图) 。侧壁导坑尺寸应本着充分利用台阶的支撑作用，并考虑机械设备和施工条件而定。一般侧壁导坑宽度不宜超过0.5倍洞宽，高度以到起拱线为宜，这样导坑可分二次开挖和支护，不需要架设工作平台，人工架立钢支撑也较方便。
单侧壁导坑法适用于断面跨度大，地表沉陷难于控制的软弱松散围岩中。
五、双侧壁导坑法
又称眼镜工法。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。
这种方法一般是将断面分成四块：左、右侧壁导坑、上部核心土(2)、下台阶(3)(见表1K413031中的示意图) 。导坑尺寸拟定的原则同前，但宽度不宜超过断面最大跨度的1／3。左、右侧导坑错开的距离，应根据开挖一侧导坑所引起的围岩应力重分布的影响不致波及另一侧已成导坑的原则确定。
双侧壁导坑法施工安全，但速度较慢，成本较高。
六、中隔壁法和交叉中隔壁法
中隔壁法也称CD 工法，主要适用于地层较差和不稳定岩体、且地面沉降要求严格的地下工程施工。当CD 工法不能满足要求时，可在CD 工法基础上加设临时仰拱，即所谓的交叉中隔壁法(CRD工法) 。CD 工法和CRD 工法在大跨度隧道中应用普遍，在施工中应严格遵守正台阶法的施工要点，尤其要考虑时空效应，每一步开挖必须快速，必须及时步步成环，工作面留核心土或用喷混凝土封闭，消除由于工作面应力松弛而增大沉降值的现象。
七、中洞法、侧洞法、柱洞法、洞桩法
当地层条件差、断面特大时，一般设计成多跨结构，跨与跨之间有梁、柱连接，一般采用中洞法、侧洞法、柱晌法及洞桩法等施工，其核心思想是变大断面为中小断面，提高施工安全度。
1．中洞法施工就是先开挖中间部分(中洞) ，在中洞内施作梁、柱结构，然后再开挖两侧部分(侧洞) ，并逐渐将侧洞顶部荷载通过中洞初期支护转移到梁、柱结构上。由于中洞的跨度较大，施工中一般采用CD 、CRD 或眼镜工法进行施工。中洞法施工工序复杂，但两侧洞对称施工，比较容易解决侧压力从中洞初期支护转移到梁柱上时的不平衡侧压力问题，施工引起的地面沉降较易控制。该工法的特点是初期支护自上而下，每一步封闭成环，环环相扣，二次衬砌自下而上施工，施工质量容易得到保证。
2．侧洞法施工就是先开挖两侧部分(侧洞) ，在侧洞内做梁、柱结构，然后再开挖中间部分(中洞) ，并逐渐将中洞顶部荷载通过初期支护转移到梁、柱上，这种施工方法在处理中洞顶部荷载转移时，相对于中洞法要困难一些。两侧洞施工时，中洞上方土体经受多次扰动，形成危及中洞的上小下大的梯形、三角形或楔形土体，该土体直接压在中洞上，中洞施工若不够谨慎就可能发生坍塌。
3．柱洞法施工是先在立柱位置施作一个小导洞，当小导洞做好后，在洞内再做底梁，形成一个细而高的纵向结构，该工法的关键是如何确保两侧开挖后初期支护同步作用在顶纵梁上，而且柱子左右水平力要同时加上且保持相等。
4．洞桩法就是先挖洞，在洞内制作挖孔桩，梁柱完成后，再施作顶部结构，然后在其保护下施工，实际上就是将盖挖法施工的挖孔桩梁柱等转入地下进行。
1K413032 掌握喷锚加固支护的施工要求
1K413032 掌握喷锚加固支护的施工要求
喷锚暗挖施工必须配合开挖及时支护，保证施工安全。浅埋暗挖法施工的地下结构应在工作面采用喷锚等形式的初期支护。
1．初期支护采用喷锚支护。喷锚支护是喷射混凝土、锚杆、钢筋网喷射混凝土、钢拱架喷射混凝土等结构组合起来的支护形式。在浅埋软岩地段、自稳性差的软弱破碎围岩、断层破碎带、砂
土层等不良地质条件下施工时，若围岩自稳时间短、不能保证安全地完成初次支护，为确保施工安全，加快施工进度，应采用以下各种辅助技术进行加固处理，使开挖作业面围岩保持稳定。
(1)喷射混凝土封闭开挖工：作面；
(2)超前锚杆或超前小导管支护；
(3)管棚超前支护；
(4)设置临时仰拱；
(5)地表锚杆或地表注浆加固；
(6)小导管周边注浆或围岩深孑L 注浆；
(7)冻结法固结地层；
(8)降低地下水位法。
2．喷射混凝土封闭开挖面时，应采用早强混凝土，喷射厚度宜为50—100mm ；超前锚杆是沿开挖轮廓线，以一定的外插角，向开挖面前方安装锚杆，形成对前方围岩的预加固，超前锚杆、小导管支护应满足下列要求：宜与钢拱架配合使用；长度宜为3.0～3.5m ，并应大于循环进尺的2倍。
临时仰拱应根据围岩情况及量测数据确定设置区段，可采用型钢或喷混凝土等修筑。
3．喷射混凝土严禁选用具有碱活性集料，喷射方式应根据工程地质及水文地质、喷射量等条件确定，宜采用湿喷方式。对基面有滴水、淌水、集中出水点的情况，采用埋管等方法进行引导疏干。
喷射混凝土应紧跟开挖工作面，应分段、分片、分层，由下而上顺序进行，当岩面有较大凹洼时，应先填平。使用前应做凝结时间试验，要求初凝时间不应大于5min ，终凝不应大于10min 。 钢筋网材料宜采用Q235钢，钢筋直径宜为6～12mm ，网格尺寸宜采用150～300mm ，搭接长度应符合规范。钢筋网应与锚杆或其他固定装置连接牢固。
钢架宜选用钢筋、型钢、钢轨等制成，格栅钢架的主筋直径不宜小于18mm 。钢架应在开挖或喷射混凝土后及时架设。钢架应与喷混凝土形成一体，钢架与围岩间的间隙必须用喷混凝土充填密
实，钢架应全部被喷射混凝土覆盖，保护层厚度不得小于40mm 。
4．地面砂浆锚杆是一种地表预加固地层的措施，适用于浅埋、洞口地段和某些偏压地段的岩体松软破碎处。地面锚杆按矩形或梅花形布置，
锚杆类型应根据地质条件、使用要求及锚固特性进行选择，可选用中空注浆锚杆、树脂锚杆、自钻式锚杆、砂浆锚杆和摩擦型锚杆。锚杆施工应保证孔位的精度在允许偏差范围内，钻孔不宜平行于岩层层面，宜沿隧道周边径向钻孔。
锚杆必须安装垫板，垫板应与喷混凝土面密贴。
5．冻结法是利用人工制冷技术，在地下开挖体周围需加固的含水软弱地层中钻孔铺管，安装冻结器，通过制冷作用将天然岩土变成冻土，形成完整性好、强度高、不透水的临时加固体，从而达到加固地层、隔绝地下水与工程联系的目的。然后在冻结体的保护下进行竖井或隧道等地下工程的开挖施工，待衬砌支护完成后，冻结地层逐步解冻，最终恢复到原始状态。
冻结法的具有以下特点：
(1)冻结加固的地层强度高；
(2)封水效果好；
(3)适应性强；
(4)整体性好；
(5)无污染。
通常，当土体的含水量大于2．5％、地下水含盐量不大于3％、地下水流速不大于40m ／d 时，均可适用常规冻结法，当土层含水量大于10％和地下水流速不大于7～9m ／d 时，冻土扩展速度和冻结体形成的效果最佳。
6。降低地下水位法。降水有洞内和地面降水两种方法。
1K413033 掌握衬砌及防水的施工要求
1．《地下工程防水技术规范》(GB50108)规定：地下工程防水的设计和施工应遵循“防、排、截、堵相结合，刚柔相济，因地制宜，综合治理”的原则。
2．《地铁设计规范》(GB50157)规定：地下铁道隧道工程的防水设计，应根据工程地质、水文地质、地震烈度、结构特点、施工方法和使用要求等因素进行，并应遵循“以防为主，刚柔结合，多道防线，因地制宜，综合治理”的原则，采取与其相适应的防水措施。当结构处于贫水稳定地层，同时位于地下潜水位以上时，在确保安全的条件下，可考虑限排。
3．施工期间的防水措施主要是排和堵两类。
4．含水的松散破碎地层应采用降低地下水位的排水方案，不宜采用集中宣泄排水的方法。当采用降水方案不能满足要求时，应在开挖前进行帷幕预注浆，加固地层等堵水处理。
5．衬砌背后排水及止水系统的施工应符合下列要求：
(1)在衬砌背后设置排水肓管(沟) 或暗沟和在隧底设置中心排水盲沟时，应根据隧道的渗漏水情况，配合衬砌一次施工。施工中应防止衬砌混凝土或压浆浆液侵入盲沟内堵塞水路，盲管(沟) 或暗沟应有足够的数量和过水能力的断面，组成完整有效的排水系统并应符合，设计要求。
(2)衬砌背后可采用注浆或喷涂防水层等方法止水。施工前应根据工程地质和水文地质条件，通过试验作出设计，并在施工过程中修正各项参数。
(3)复合式衬砌防水层施工应优先选用无钉铺设，如图1K413033所示。防水层施工时喷射混凝土表面应平顺，不得留有锚杆头或钢筋断头，表面漏水应及时引排，防水层接头应擦净。防水层可在拱部和边墙按环状铺设, 开挖和衬砌作业不得损坏防水层，铺设防水层地段距开挖面不应小于爆破安全距离，防水层纵横向铺设长度应根据开挖方法和设计断面确定。
衬砌施工缝和沉降缝的止水带不得有割伤、破裂，固定应牢固，防止偏移，提高止水带部位混凝土浇筑的质量。
IK413034 熟悉小导管注浆加固土体技术
IK413034 熟悉小导管注浆加固土体技术
1．小导管注浆是浅埋暗挖隧道超前支护的一种措施。在软弱、破碎地层中凿孔后易塌孔，且施作超前锚杆比较困难或者结构断面较大时，应采取超前小导管支护。超前小导管支护必须配合钢
拱架使用。在条件允许时，也可在地面进行超前注浆加固；在有导洞时，也可在导洞内对隧道周边进行径向注浆加固。
2．小导管注浆支护的一般设计如下：钢管直径30一50mm ，钢管长3～5m ，钢管钻设注浆孔间距为100—150mm ，钢管沿拱的环向布置间距为300—500mm ，钢管沿拱的环向外插角为50～150，小导管是受力杆件，因此两排小导管在纵向应有一定搭接长度，钢管沿隧道纵向的搭接长度一般不小于lm 。
3，采用小导管加固时，为保证工作面稳定和掘进安全，应确保小导管安装位置正确和足够的有效长度，严格控制好小导管的钻设角度。用作小导管的钢管钻有注浆孔，以便向土体进行注浆加固，也有利于提高小导管自身刚度和强度。
4．小导管注浆宜采用水泥浆或水泥砂浆。注浆施工应根据土质条件选择注浆法：在砂卵石地层中宜采用渗入注浆法；在砂层中宜采用劈裂注浆法；在黏土层中宜采用劈裂或电动硅化注浆法；在淤泥质软土层中宜采用高压喷射注浆法。
IK413035熟悉管棚的施工要求
管棚超前支护加固地层主要适用于软弱、砂砾地层或软岩、岩堆、破碎带地段。
管棚是由钢管和钢拱架组成。沿着开挖轮廓线，以较小的外插角，向开挖面前方打人钢管或钢插板，末端支架在钢拱架上，形成对开挖面前方围岩的预支护。其中长度小于10m 称为短管棚，10～45m 的钢管称为长管棚。钢管直径一般为70—127mm ，特殊情况下也可采用300mm 或600mm 直径钢管。纵向两组管棚搭接的长度应大于3m 。管棚适用于特殊困难地段，如极破碎岩体、塌方体、砂土质地层、强膨胀性地层、强流变性地层、裂隙发育岩体、断层破碎带、浅埋大偏压等围岩，在管内辅以灌浆效果更好。根据国内外经验，一般在下列场合采用管棚超前支护：
(1)穿越铁路修建地下工程；
(2)穿越地下和地面结构物修建地下工程；
(3)修建大断面地下工程；
(4)隧道洞口段施工；
(5)通过断层破碎带等特殊地层；
(6)特殊地段，如大跨度地铁车站、重要文物保护区、河底、海底的地下工程施工等。管棚一般是沿地下工程断面周边的一部分或全部，以一定的间距环向布设，形成钢管棚护，沿周边布设的长度及形状主要取决于地形、地层、地中或地面及周围建筑物的状况，有帽形、方形、一字形及拱形等。
采用管棚超前支护施工时，管棚一般选用焊接钢管或无缝钢管，人土端制作成尖靴状或楔形。管棚钢管环向布设间距对防止上方土体坍落及松弛有很大影响，施工中须根据结构埋深、地层情况、周围结构物状况等选择合理间距。一般采用的间距为2.0～2.5倍的钢管直径。在铁路、公路正下方施工时，要采用刚度大的大、中直径钢管连续布设。
钻孔开始前，把钢管放在标准拱架上，测定钻孔孔位和钻机的中心，使两点一致。为了防止钻孔中心振动，钢管应用U 形螺栓与拱架稍加固定，以防止弯曲，并应每隔5m(视情况可调整，一般为2—6m) 对正在钻进的钻孔及插入钢管的弯曲及其趋势进行孔弯曲测定检查。
钢管的打人随钻孔同步进行，并按设计要求接长，接头应采用厚壁管箍，上满丝扣，确保连接可靠，钢管打人后，应及时隔孔向钢管内及周围压注水泥浆或水泥砂浆，使钢管与周围岩体密实，并增加钢管的刚度。
[案例1K413030]
1．背景
某热力管线暗挖隧道，长3。2km ，断面尺寸为3．2mX2．8m ，埋深3．5m 。隧道穿越砂土层和砂砾层，除局部有浅层滞水外，无需降水。承包方A 公司通过招标将穿越砂砾层段468m 隧道开挖及支护分包给B 专业公司。
B 公司依据A 公司的施工组织设计，进场后由工长向现场作业人员交待了施工做法后开始施工。 施工中B 公司在距工作坚井48m 时，发现开挖面砂砾层有渗水且土质松散，有塌方隐患。B 公司
立即向A 公司汇报。经有关人员研究，决定采用小导管超前加固措施。B 公司采用劈裂注浆法，根据以往经验确定注浆量和注浆压力，注浆过程中地面监测发现地表有隆起现象。随后A 公司派有经验的专业人员协助B 公司研究解决。
质量监督部门在工程施工前的例行检查时，发现A 公司项目部工程资料中初期支护资料不全，部分资料保留在B 公司人员手中。
2．问题
(1)暗挖隧道开挖前的技术交底是否妥当? 如有不妥，写出正确作法。
(2)B公司采用劈裂注浆法是否正确? 如不正确，应采取什么方法? 哪些浆液可供选用。
(3)分析注浆过程中地表隆起的主要原因，给出防止地表隆起的正确作法。
(4)说明A 、B 公司在工程资料管理方面应改进之处。
3．分析与答案
(1)不妥当。正确作法：单位工程、分部工程和分项工程开工前，工程施工项目部技术负责人应对承担施工的负责人或分包方全体人员进行书面技术交底。技术交底资料应办理签字手续并归档。
(2)不正确，注浆施工应根据土质条件选择注浆法，在砂砾石地层中应采用渗入注浆法，不宜采用劈裂注浆法；注浆浆液可选用水泥浆或水泥砂浆。
(3)从背景材料介绍，分析注浆过程中地表隆起的主要原因是注浆量和注浆压力控制不当引起的；防止地表隆起的正确作法，应经试验确定注浆量和注浆压力。
(4)A公司作为总承包单位负责汇集，随施工进度及时整理所有有关施工技术资料；B 公司应主动向总承包单位移交有关施工技术资料。
1K413040 城市轨道交通工程
1K413040 城市轨道交通工程
1K413041 了解城市轨道交通车站形式
城市轨道交通车站的基本形式与要求大致可归纳为以下几点：
(1)城市轨道交通车站的站台形式可采用岛式、侧式和岛、侧混合的形式，通常地铁车站多采用岛式。
(2)车站站台的最小宽度应满足表1K413041要求。
城市轨道交通车站站台最小宽度表 表1K413041
(3)城市轨道交通车站一般由站厅、站台厅、行车道、出人口、通道或天桥、通风道，以及设备、管理用房等部分组成。
(4)车站形式必须满足客流需求、乘候安全、疏导迅速、环境舒适、布置紧凑，便于管理的基本要求。
(5)车站的楼梯、检票口、出人口通道三者的通过能力应满足超高峰小时设计客流的需要，并应满足在发生事故灾害时，能在6rain 内将一列车乘客、站台上候车人员及车站工作人员全部撤离站台。应确保下车乘客到就近通道或楼梯口的最大距离不超过50m 。
(6)站厅布置应满足功能分区，避免进、出站及换乘人流路线之间的相互交叉干扰。
(7)车站设备用房包括供电、通风、通信、信号、给排水、防灾、电视监控等系统用房，其面积和要求应按各专业的工艺布置确定。
(8)车站的管理用房及生活设施包括：车控室、站长室、交接班室(兼会议、餐室) 、票务室、站务室、警务室、更衣室、卫生间等。
(9)车站出入口的数量，应根据客运需要与疏散要求设置，浅埋车站不宜少于4个出入口。当分期修建时，初期不得少于2个。
(10)车站内部建筑装修应实用、安全。采用防火、防潮、防腐、无污染、易清洁的材料，站内地
面应选用耐磨、防滑的材料。
(11)城市轨道交通车站结构形式分为矩形、圆形及马蹄形三大类。
(12)当有几条城市轨道交通线路交汇时，上、下层车站之间应设置人员通行的联络通道，有条件的应设置相应的电动滚梯便于人员的乘换。
1K413042 了解地铁区间隧道的特征
大致分为以下几种
(1)按区间隧道断面形状可以分为矩形、拱形、圆形和椭圆形等断面形式。
(2)矩形断面可分为单跨、双跨及多跨等种类。
（3) 拱形断面可分为单拱、双拱及多拱等种类。
(4)圆形断面可分为单圆和多圆两种形式。
2．区间隧道由直线和曲线组成，其中曲线包括圆曲线和缓和曲线两种形式。平面的最小曲线半径应符合表1K413042的规定。
3．曲线超高值应在缓和曲线和曲线内递减顺接；无缓和曲线时，应在直线段递减顺接；超高顺坡率不宜大于2％。，困难地段不应大于3％。。
4．在新建的城市轨道交通线路中，应按规程要求进行有关杂散电流腐蚀的防护。主要有对主体结构钢筋及金属管线结构采取防护措施；在地铁沿线敷设的各种电缆、水管等管线结构应选择符合杂散电流腐蚀防护要求的材质、结构设计和施工方法；采取设计合理，性能可靠持久的隧道绝缘防水措施；限制地铁的牵引供电和回流系统中的杂散电流。
5．城市轨道交通线路均为右侧行车的双线线路，采用1435mm 标准轨距，正线及辅助线均采用50kg ／m 及以上的钢轨，钢轨接头采用对接形式。
6．城市轨道交通隧道埋深较浅时，要采取降低噪声和减少振动的措施。
7．城市轨道交通隧道混凝土不仅要满足强度需要，同时要考虑抗冻、抗渗和抗侵蚀的要求。
8．限界是指列车沿固定的轨道安全运行时所需要的孔洞尺寸。限界包括车辆限界、设备限界和建筑限界三类。车辆限界是指车辆在正常运动状态下形成的最大动态包路线；设备限界是限制设
备安装的控制线；建筑限界是在设备限界基础上，考虑了设备和管线安装尺寸、厚度的最小有效断面。建筑限界中不包括测量误差、施工误差、结构沉降、位移变形等因素。
9．区间隧道结构防水要求不得有线流和漏泥砂，当有少量漏水点时，每昼夜的漏水量不得大于0.5L ／m2。变形缝、施工缝、穿墙管等特殊部位应采取加强措施。在侵蚀性介质中仅用防水混凝土时，其耐蚀系数不应小于0.8。
10．明挖隧道结构的防水优先采用防水混凝土，其抗渗等级不少于0.8MPa ，防水层卷材层数及层厚必须符合设计，并设置保护层。
例1、关于传统喷锚暗挖法中的先墙后拱法施工，下列说法正确的是( )。（04考题） A 施工速度慢，衬砌整体性差
B ．施工速度快，衬砌整体性差
C 施工速度慢，衬砌整体性好
D ．施工速度快，衬砌整体性好
答案；D
例2、浅埋式地铁车站的出人口设置不宜少于( )个。（04考题）
A ．5
B ．3
C ．2
D ．4
答案：D
例3、注浆施工中采用高压喷射注浆法的土类为（）（05考点）
A 砂土
B 淤泥土
C 砂砾土
D 粘土
答案：B
例4、闭胸式局部气压盾构属于（）（06考点）
A 手掘式
B 半机械式
C 敞开式
D 机械式
答案：D
例5、管棚分为（）（
A 长管棚
B 短管棚
C 超长管棚
D 板棚
E 超短棚
答案：A B D
06考点）