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1、一级建造师 地铁区间隧道施工技 术1K413012地铁区间隧道结构与施工方法一、施工方法比较与选择(-)喷锚暗挖法(1)地层预加固和预支护：在城市地铁隧道施工中，经常遇到砂砾土、砂性土、黏性土或强风化基 岩等不稳定地层。这类地层在隧道开挖过程中自稳时间短暂，往往在初 期支护尚未来得及施作，或喷射混凝土尚未获得足够强度时，拱墙的局 部地层已开始坍塌。为此，需采用地层预加固、预支护的方法，以提高周围地层的稳定性。 常用的预加固和预支护方法有：小导管超前预注浆、开挖面超前深孔注 浆及管棚超前支护(1K413043条)。(2)隧道土方开挖与支护:适 适用于软弱地层和特殊困难地段，如极破碎岩体、塌方体、
2、砂土质地层、 用 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 条等围岩，并对地层变形有严格要求的工程。件技管身布设术, 焊接钢管或无缝钢管； 钢管沿拱环向布置。间距为300-500mm；搭接长上 直径80180mm。度应23mo点注 水泥砂浆或者灌混凝土。浆材料施 测放孔位玲钻机就位好水平钻孔玲压入钢管好注浆（向钢管内或管周围土 工 体）玲封口。流程其 2、钻孔顺序应由高孔位向低孔位进行。他 3、管棚顶进过程中，应用测斜仪控制上仰角度。要求【例11关于暗挖隧道小导管注浆加固技术的说法,错误的是（）。A.根据工程条件试验确定浆液及其配合比B.应严格控制小导管的长度、开孔率、
3、安设角度和方向C.小导管的尾部必须设置封堵孔，防止漏浆D.注浆时间应由试验确定，注浆压力可不控制【例2关于小导管注浆加固技术的说法，错误的是（）。A.小导管支护和超前加固必须配合钢拱架使用B.小导管安装位置应正确并具有足够的长度C.小导管采用直径70-180mm的无缝钢管D钢管沿隧道纵向的搭接长度一般不小于1m【例3关于小导管注浆说法错误的是（）oA.超前小导管支护必须配合钢拱架使用B钢管长度830m不等U钢管应沿拱的环向向外设置外插角D.两排小导管在纵向应有一定搭接长度【例4关于管棚施工的说法，正确的是（）。A.管棚可应用于强膨胀性地层B.可以在管棚之间设置小导管C.管棚纵向应与隧道纵向平行
4、D.管棚施工工艺流程：钻机就位T测放孔位一水平钻孔T压入钢管一注浆（向钢管内或管周围土体）一封口一开挖E.管棚末端应支架在坚硬土层上根据不同的地质条件及隧道断面，选用不同的开挖方法，但其总原则是: 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。掘进方式选择详见本书业413041条。(3 )初期支护形式：隧道初期支护施作的及时性及支护的强度和刚度，对保证开挖后隧道的 稳定性、减少地层扰动和地表沉降，都具有决定性的影响。在诸多支护 形式中，钢拱锚喷混凝土支护是满足上述要求的最佳支护形式。初期支 护形式详见本书1K413044条。(4)二次衬砌：初期支护的变形达到基本稳
5、定，且防水结构施工验收合格后，可以进行 二次混凝土衬砌灌注工序。二次衬砌混凝土施工详见1K413045条。(5 )监控量测：利用监控量测信息指导设计与施工是浅埋暗挖施工工序的重要组成部 分。在设计文件中应提出具体要求和内容，监控量测的费用应纳入工程 成本。在实施过程中施工单位要有专门机构执行与管理，并由项目技术 负责人统一掌握、统一领导。经验证明拱顶下沉是控制稳定较直观的和 可靠的判断依据，水平收敛和地表下沉有时也是重要的判断依据。1K413043超前预支护及预加固施工技术根据地质条件、地下水状况、施工方法以及环境条件等因素，地层超前 预支护及预加固可采取下列措施：(1)超前小导管注浆加固。(
6、2 )深孔注浆。(3 )管棚支护。一、超前小管道注浆加固.(-)适用条件(1)小导管注浆支护加固技术可作为暗挖隧道常用的超前预支护措施, 能配套使用、多种注浆材料，施工速度快，施工机械简单，工序交换 容易。(2)在软弱、破碎地层中成孔困难或易塌孔，且施做超前锚杆比较困 难或者结构断面较大时,宜采取超前小导管注浆加固处理方法。(二)技术要点(1)超前小管道应沿隧道拱部轮廓线外侧设置，根据地层条件可采用 单层、双层超前小导管；其环向布设范围及环向间距由设计单位根据地 层特性确定；安装小导管的孔位、孔深、孔径应符合设计要求。(2 )超前小导管应选用直径40-50mm的钢管或水煤气管,长度应大于循环进
7、尺的2倍，宜为3-5m，具体长度、直径应根据设计要求确定。(3)超前小导管应从钢格栅的腹部穿过，后端应支承在已架设好的钢 格栅上，并焊接牢固，前段嵌固在地层中。前后两排小导管的水平搭接 长度不应小于1m。(5)小导管其端头应封闭并制成锥状，尾端设钢筋加强箍，管身梅花型布设6 -8mm的溢浆孔。(6 )注浆材料可采用改性水玻璃浆、普通水泥单液浆、水泥-水玻璃双 液浆、超细水泥等注浆材料。(8)注浆施工应符合下列要求:1 ）注浆工艺应简单、方便、安全，应根据土质条件选择注浆工艺（法）0在砂卵石地层中宜采用渗入注浆法;在砂层中宜采用挤压、渗透注浆法;在黏土层中宜采用劈裂或电动硅化注浆法。劈裂灌浆:在
8、较高的灌浆压力下，浆液克服地层的初始应力和抗拉强度, 引起岩石或土层结构的破坏和扰动，使地层中原有的裂隙或孔隙张开, 形成新的裂隙或孔隙，从而使浆液的可灌性和扩散距离增大，加固范围 大大扩大。特点：压力较大，浆液较稀。电动化学灌浆 在施工时将带孔的注浆管作为阳极，用滤水管作为阴极, 将浆液由注浆管压入土中，并通以直流电，在电渗作用下，孔隙水由阳 极流向阴极，促使通电区域中土的含水量降低，从而在土内形成渗浆通 道，使浆液流入土的孔隙中，并在土中硬结。2 ）注浆顺序：应由下而上、间隔对称进行；相邻孔位应错开、交叉进 行。4 ）注浆速度应不大于30L/mino5）注浆施工期应进行监测，监测项目通常有
9、地（路）面隆起、地下水 污染等，特别要采取必要措施防止注浆浆液溢出地面或超出注浆范围。适 在软弱、破碎地层中成孔困难或易塌孔，且施作超前锚杆比较困难或者结 用 构断面较大时，宜采取超前小导管注浆加固。条件技管身布设术诙钢管：钢管或水煤气管(镀锌钢 钢管沿拱环向布置，必须配合钢拱要点管)；架使用；直径：40-50mm；间距由设计单位根据地层特性确管长：宜为3-5m；定；端头封闭成锥状，尾端设钢筋加强水平支撑搭接长度Nlm。箍，管身梅花型6-8mm的溢浆孔。注 普通水泥单液浆、改性水玻璃浆、浆 水泥一水玻璃双液浆、超细水泥。材料注 浆 工 艺其 他 要 求砂卵石地层：宜采用渗入注浆法；砂层：宜采用
10、挤压、渗透注浆法； 黏土层：宜采用劈裂、电动硅化注浆法。注浆顺序：应由下而上、间隔对称进行；相邻孔位应错开、交叉进行。注浆速度应不大于30L/mino二、深孔注浆加固技术(2 )注浆孔的孔位、角度、深度的偏差应符合相关规范的要求。(3)注浆段长度应综合考虑地层条件、地下水状态和钻孔设备的工作能力予以确定，宜为10-15m ,并应预留一定的止浆墙厚度。三、管棚支护(-)结构组成与适用条件1、结构组成(1)管棚法是一种临时支护方法，与超前小管道注浆法相对应，通常 又称为大管棚超前预支护法。(2)管棚是由钢管和钢格栅拱架组成。钢管入土端制作成尖靴状或楔 形，沿着开挖轮廓线，以较小的外插角，向掌子面前
11、方打入钢管或钢插 板，末端支架在钢拱架上，形成对开挖面前方围岩的预支护。(3)管棚中的钢管应按照设计要求进行加工和开孔，管内应灌注水泥 浆或水泥砂浆，以便提高钢管自身刚度和强度。2、适用条件（1）适用于软弱地层和特殊困难地段，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，并对地层变形有严格要求的工程。（2）通常，在下列施工场合应考虑采用管棚进行超前支护：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
12、护区、河底、海底的地 下工程施工等。（二）施工技术要点（1）施工工艺流程：测放孔位一钻机就位一水平钻孔一压入钢管一注 浆（向钢管内或管周围土体）一封口 一开挖。（2）管棚应根据地层情况、施工条件和环境要求选用，并应符合以下要求:1）宜选用加厚的80-180mm焊接钢管或无缝钢管制作。2 ）钢管间距宜为300-500mmo3 ）双向相邻管棚的搭接长度不小于3m。4）为增加管棚刚度，应根据需要在钢管内灌注水泥砂浆、混凝土或放置钢筋笼并灌注水泥砂浆。5）钢管宜沿隧道开挖轮廓线纵向近水平方向或按纵坡要求设置。6）长管棚宜在竖井内实施。必须在隧道内施做时，应预先设置加高段来满足钻机操作空间要求，对掌子面应采用喷射混凝土墙进行封闭处理。（4）钻孔顺序应由高孔位向低孔位进行。钻孔直径应比设计管棚直径大30-40mm。钻杆方向和角度应符合设计要求。钻孔过程中应注意钻 杆角度的变化，并保证钻机不移位。钢管和钢格栅拱架组成