隧道明挖法施工培训

中国交通建设股份有限公司深圳市城市轨道交通8号线一期工程8132标1中国交通建设股份有限公司深圳市城市轨道交通8号线一期主体工程8132标隧道明挖法施工培训中国交通建设股份有限公司深圳市城市轨道交通8号线一期主体工程8132标2016年8月15日中国交通建设股份有限公司深圳市城市轨道交通8号线一期工程8132标2隧道明挖法施工培训一、明挖法明挖法指的是地下结构工程施工时，从地面向下分层、分段依次开挖，直至达到结构要求的尺寸和高程，然后在基坑中进行主体结构施工和防水作业，最后回填恢复地面。二、施工技术明挖法的关键工序是：降低地下水位，边坡支护，土方开挖，结构施工及防水工程等。其中边坡支护是确保安全施工的关键技术。主要有：1、放坡开挖技术适用于地面开阔和地下地质条件较好的情况。基坑应自上而下分层、分段依次开挖，随挖随刷边坡，必要时采用水泥粘土护坡。2、型钢支护技术一般使用单排工字钢或钢板桩，基坑较深时可采用双排桩，由拉杆或连梁连结共同受力，也可采用多层钢横撑支护或单层、多层锚杆与型钢共同形成支护结构。3、连续墙支护技术一般采用钢丝绳和液压抓斗成槽，也可采用多头钻和切削轮式设备成槽。连续墙不仅能承受较大载荷，同时具有隔水效果，适用于软土和松散含水地层。4、混凝土灌注桩支护技术中国交通建设股份有限公司深圳市城市轨道交通8号线一期工程8132标3一般有人工挖孔或机械钻孔两种方式。钻孔中灌注普通混凝土和水下混凝土成桩。支护可采用双排桩加混凝土连梁，还可用桩加横撑或锚杆形成受力体系。5、土钉墙支护技术在原位土体中用机械钻孔或洛阳铲人工成孔，加入较密间距排列的钢筋或钢管，外注水泥砂浆或注浆，并喷射混凝土，使土体、钢筋、喷射混凝土板面结合成土钉支护体系。6、锚杆(索)支护技术在孔内放入钢筋或钢索后注浆，达到强度后与桩墙进行拉锚，并加预应力锚固后共同受力，适用于高边坡及受载大的场所。7、混凝土和钢结构支撑支护方法依据设计计算在不同开挖位置上灌注混凝土内支撑体系和安装钢结构内支撑体系，与灌注桩或连续墙形成一个框架支护体系，承受侧向土压力，内支撑体系在做结构时要拆除。适用于高层建筑物密集区和软弱淤泥地层。三、基本类型1、先墙后拱法是最常用的一种方法，适用于地形有利、地质条件较好的各种浅埋隧道和地下工程。其施工步骤是:先开挖基坑或堑壕,再以先边墙后拱圈（或顶板）的顺序施做衬砌和敷设防水层，最后进行洞顶回填。当地形和施工场地条件许可，边坡开挖后又能暂时稳定时,可采用带中国交通建设股份有限公司深圳市城市轨道交通8号线一期工程8132标4边坡的基坑或堑壕。如施工场地受限制，或边坡不稳定时，可采用直壁的基坑或堑壕，此时坑壁必须进行支护。2、先拱后墙法适用于破碎岩层和土层。其施工步骤是：从地面先开挖起拱线以上部分。按地质条件可开挖成敞开式基坑，或支撑的直壁式基坑，接着修筑顶拱，然后在顶拱掩护下挖中槽，分段交错开挖马口，修筑边墙。3、墙拱交替法是上述两种方法的混合使用，边墙和顶拱的修筑相互交替进行，它适用于不能单独采用先墙后拱法或先拱后墙法的特殊情况。其施工步骤是：先开挖外侧边墙部位土石方，修筑外侧边墙；开挖部分堑壕至起拱线，修筑顶拱；分段交错开挖余下的堑壕，筑内侧边墙。四、施工步骤1、测量放样：（1）内业资料复核与计算施工放样前，先复核设计图纸的线路坐标、曲线要素、竖曲线要素、里程和断面尺寸等，如复核无误，则依据这些资料计算出各围护桩桩位、轴线、角桩控制点的坐标，采用极坐标法进行放样资料的计算。（2）极坐标法放样每次施工前先采用极坐标法放样，放出控制角点、线路中线点和里程控制点。每次测设已知点不少于3个点，放样采用相互校核方法。中国交通建设股份有限公司深圳市城市轨道交通8号线一期工程8132标5（3）基坑放样测量施工放样主要是控制围护桩位、中间柱桩位和结构轴线的偏差，利用全站仪从地面控制网定位测量进行桩位的放样，放出各围护桩位、轴线、角桩控制点。2、基坑支护(1)放坡开挖技术。适用于地面开阔和地下地质条件较好的情况。基坑应自上而下分层、分段依次开挖，随挖随刷边坡，必要时采用水泥粘土护坡。(2)型钢支护技术。一般使用单排工字钢或钢板桩，基坑较深时可采用双排桩，由拉杆或连梁连结共同受力，也可采用多层钢横撑支护或单层、多层锚杆与型钢共同形成支护结构。(3)连续墙支护技术。一般采用钢丝绳和液压抓斗成槽，也可采用多头钻和切削轮式设备成槽。连续墙不仅能承受较大载荷，同时具有隔水效果，适用于软土和松散含水地层。(4)混凝土灌注桩支护技术。一般有人工挖孔或机械钻孔两种方式。钻孔中灌注普通混凝土和水下混凝土成桩。支护可采用双排桩加混凝土连梁，还可用桩加横撑或锚杆形成受力体系。(5)土钉墙支护技术。在原位土体中用机械钻孔或洛阳铲人工成孔，加入较密间距排列的钢筋或钢管，外注水泥砂浆或注浆，并喷射混凝土，使土体、钢筋、喷射混凝土板面结合成土钉支护体系。(6)锚杆(索)支护技术。在孔内放入钢筋或钢索后注浆，达到强度后与桩墙进行拉锚，并加预应力锚固后共同受力，适用于高边坡及受中国交通建设股份有限公司深圳市城市轨道交通8号线一期工程8132标6载大的场所。(7)混凝土和钢结构支撑支护方法。依据设计计算在不同开挖位置上灌注混凝土内支撑体系和安装钢结构内支撑体系，与灌注桩或连续墙形成一个框架支护体系，承受侧向土压力，内支撑体系在做结构时要拆除。适用于高层建筑物密集区和软弱淤泥地层。3、基坑降水（建筑基坑支护技术规程__JGJ120-99）（1）降水井宜在基坑外缘采用封闭式布置，井间距应大于15倍井管直径，在地下水补给方向应适当加密;当基坑面积较大、开挖较深时，也可在基坑内设置降水井。（2）降水井的深度应根据设计降水深度、含水层的埋藏分布和降水井的出水能力确定。设计降水深度在基坑范围内不宜小于基坑底面以下0.5m。（3）降水井的数量n可按下式计算:qQn1.1=（1）式中Q—基坑总涌水量，可按附录F计算;q—设计单井出水量，可按本规程第（4）条计算。（4）设计单井出水量可按下列规定确定:1）井点出水能力可按36～60m3/d确定;2）真空喷射井点出水量可按表(1)确定;表1喷射井点设计出水量中国交通建设股份有限公司深圳市城市轨道交通8号线一期工程8132标73）管井的出水量q（m3/d）可按下列经验公式确定：3120klrπqs=（2）式中rs--过滤器半径(m);l-过滤器进水部分长度(m);k-含水层渗透系数(m/d)。（5）过滤器长度宜按下列规定确定1）真空井点和喷射井点的过滤器长度不宜小于含水层厚度的2）管井过滤器长度宜与含水层厚度一致（6）群井抽水时，各井点单井过滤器进水部分长度，可按下式验算：y0l(3)单井井管进水长度可按下列规定计算:1)潜水完整井:中国交通建设股份有限公司深圳市城市轨道交通8号线一期工程8132标8(4)R0=r0+R(5)式中r0—圆形基坑半径，非圆形基坑可按附录F计算；rw—管井半径；H—潜水含水层厚度；R0—基坑等效半径与降水井影响半径之和；R—降水井影响半径可按附录F计算。2）承压完整井：(6)式中H’—承压水位至该承压含水层底板的距离;M—承压含水层厚度。当过滤器工作部分长度小于2/3含水层厚度时应采用非完整井公式计算。若不满足上式条件，应调整井点数量和井点间距，再进行验算。当井距足够小仍不能满足要求时应考虑基坑内布井。（7）基坑中心点水位降深计算可按下列方法确定：1）块状基坑降水深度可按下式计算①潜水完整井稳定流：（7）②承压完整井稳定流：中国交通建设股份有限公司深圳市城市轨道交通8号线一期工程8132标9（8）式中S—在基坑中心处或各井点中心处地下水位降深；r1、r2、r2……rn各井距基坑中心或各井中心处的距离。2)对非完整井或非稳定流应根据具体情况采用相应的计算方法;3)计算出的降深不能满足降水设计要求时应重新调整井数布井方式。（8）在降水漏斗范围内因降水引起的计算沉降量可按分层总和法计算。（9）真空井点结构和施工应符合下列技术要求：1）滤管直径可采用38～110mm的金属管,管壁上渗水孔直径为12～18mm呈梅花状排列,孔隙率应大于15%;管壁外应设两层滤网,内层滤网宜采用30～80目的金属网或尼龙网;外层滤网宜采用3～10目的金属网或尼龙网;管壁与滤网间应采用金属丝绕成螺旋形隔开,滤网外应再绕一层粗金属丝。2）当一级井点降水不满足降水深度要求时，亦可采用多级井点降水方法；3）井点管的设置可采用射水法、钻孔法和冲孔法成孔，井孔直径不宜大于300m孔深宜比滤管底深0.5～1.0m在井管与孔壁间及时用洁净中粗砂填灌密实均匀投入滤料的数量应大于计算值的85%,在地面以下1m范围内应用粘土封孔。4）井点使用前，应进行试抽水，当确认无漏水、漏气等异常现象后，应保证连续不断抽水。中国交通建设股份有限公司深圳市城市轨道交通8号线一期工程8132标105）在抽水过程中应定时观测水量、水位、真空度，并应使真空度保持在55kPa以上。(10)喷射井点的结构及施工应符合下列要求:1)井点的外竹直径宜为73～108mm，内竹直径为50～73mm，过滤器直径为89～127mm，井孔直径不宜大于600mm，孔深应比滤竹底深1m以上。过滤器的结构与真空井点相同。喷射器混合室直径可取14mm，喷嘴直径可取6.5mm，工作水箱不应小于lOm3。2)工作水泵可采用多级泵，水压宜大于0.75MPa。3)井孔的施工与井竹的设置方法与真空井点相同。4)井点使用时，水泵的起动泵压不宜大于0.3MPa。正常工作水压力宜为0.25P0(扬水高度)；正常工作水流量宜取单井排水量。（11）管井结构应符合下列要求:1）管井井管直径应根据含水层的富水性及水泵性能选取，且井竹外径不宜小于200mm，井管内径宜大于水泵外径50mm。2）沉砂管长度不宜小于3m。3）钢制、铸铁和钢筋骨架过滤器的孔隙率分别不宜小于30%、23%和50%。4）井管外滤料宜选用磨圆度较好的硬质岩石，不宜采用棱角状石渣料、风化料或其它粘质岩石。滤料规格宜满足下列要求:①对于砂土含水层D50=（6～8)d50(9)式中D50、d50—填料和含水层颗料分布累计曲线上重量为中国交通建设股份有限公司深圳市城市轨道交通8号线一期工程8132标1150%所对应的颗粒粒径。2)对于d202mm的碎石类土含水层:D50=（6～8)d20(10)3)对于d202mm的碎石类土含水层，可充填粒径为10～20mm的滤料。4)滤料应保证不均匀系数小于2。（12）抽水设备主要为深井泵或深井潜水泵、水泵的出水量应根据地下水位降深和排水量大小选用，并应大于设计值的20%一30%。（13）管井成孔宜用于孔或清水钻进，若采用泥浆管井，井管下沉后必须充分洗井，保持滤网的畅通。（14）水泵应置于设计深度，水泵吸水曰应始终保持在动水位以下。成井后应进行单井试抽检查降水效果，必要时应调整降水方案。降水过程中，应定期取样测试含砂量，保证含砂量不大于0.5‰。4、基坑开挖（建筑基坑支护技术规程—JGJ120-99）（1）基坑开挖应根据支护结构设计降排水要求确定开挖方案（2）基坑边界周围地面应设排水沟且应避免漏水渗水进入坑内；放坡开挖时，应对坡顶、坡面、坡脚采取降排水措施（3）基坑周边严禁超堆荷载（4）软土基坑必须分层均衡开挖，层高不宜超,1m。（5）基坑开挖过程中应采取措施防止碰撞支护结构工程桩或扰动基底原状土发生异常情况时应立即停止挖土并应立即查清原因和采取措施，方能继续挖土。中国交通建设股份有限公司深圳市城市轨道交通8号线一期工程8132标12（6）开挖至坑底标高后坑底应及时满封闭并进行基础工程施工。（7）地下结构工程施工过程中应及时进行夯实回填土施工。5、模板工程（1）模板必须支撑牢固、稳定、无松动、跑模、超标准的变形下沉等现象。对超重、大体积砼施工时模板支撑刚度须进行施工设计计算，并经监理验算。（2）模板拼缝平整严密，并采取措施填缝，保证不漏浆，模内必须干净。模板安装后及时报验及浇砼。（3）模板安装前，必须经过正确放样，检查无误后才立模安装。（