城市地铁工程浅埋暗挖施工技术概论-彩色版解读

城市地铁工程浅埋暗挖施工技术概论 刘昌用 蒋中庸 摘要：本文全面论述了采用浅埋暗挖技术修建城市地铁单跨区间隧道和多跨车站结构的施工 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ，并对各种关键技术作了全面介绍，同时通过一些成功案例，对施工中的疑难问题作深入的分析和探讨。 1、地下工程支护结构理论的三个发展阶段 确定作用于地下工程支护结构上的荷载大小，是地下工程支护结构理论计算的关键所在。 地下工程支护结构理论的发展，大致经历以下三个阶段： 1.1、古典基于简单假设的压力理论阶段。上世纪20年代以前受到岩土力学发展的限制，作用于地下工程的荷载靠一些简单的假设分析。 1.2、松散体理论阶段。上世纪六十年代以前广泛采用的松散体理论是建立在围岩松散压力基础上的，认为作用于地下洞室的荷载是围岩局部坍塌所形成塌落拱内的松动岩体重量。 1.3、支护与围岩共同作用的现代支护理论。由于锚喷支护形式的出现和岩体力学的发展从而促使了考虑支护与围岩共同作用的现代支护理论，上世纪六十年代，最先用于奥地利阿尔卑斯山的硬岩隧道。这就是采用柔性支护以充分利用围岩自承能力的“新奥法”（NATM）。上世纪六十年代中期把“新奥法”原理扩大到欧洲一些城市（法兰克福，慕尼黑等）的地铁软土隧道和地下停车场。上世纪七十年代后期发展成为依据现场量测获得信息反馈设计指导施工，形成了一套完整的支护设计理论和施工方法。我国在上世纪七十年代进行了引用新奥法原理进行设计、施工的研究和试验，在八十年初才全面推行。 著名学者董飞云先生把地下工程传统支护的设计计算与锚喷支护的计算作了比较（如图1所示），认为传统支护荷载的确定要分析地质条件和物理力学性质复杂多变的围岩，同时，在围岩接触面上考虑围岩的“抗力”作用。而锚喷支护则把围岩与支护视作共同作用的统一体，其荷载是岩体地应力，围岩与支护共同受载。另外，传统支护着重验算结构强度，而锚喷支护除了强度外，更要验算围岩是否失稳。计算结果与岩体地应力、支护刚度、施工方法和支护时间等因素有关。 值得一提的是，挪威根据本国的具体条件和大量实践经验的总结，提出了挪威隧道修建法（NMT），该方法在继承新奥法的基础上，充分认识、利用、确认系统围岩，以高强锚喷技术基础及工程系统控制方法，建立功能围岩结构，以确保工程安全及结构经济合理。 。该法设计的核心是Q（围岩质量指标）系统法。在工程地质和水文地质调查、描述的基础上，计算围岩的Q值，用以定量的反映围岩质量，按Q值法岩石支护设计图，根据开挖尺寸和部位，确定支护类型和支护参数。和新奥法一样该法也强调施工阶段的地质工作、调整Q值和修改设计。Q分类法是建立在1000多个硬岩施工实例的基础上，因此最适合有节理的硬岩。在1997～1998年我国施工的汕头液化石油储库工程就采用了该法。但在城市第四系地层中暗挖工程仍宜采用新奥法。 2、城市地下工程浅埋暗挖技术 城市地下工程的一般特点是地面有建筑物，地下有管线路。由于埋深浅，地质条件差，而且有地下水，用一般的暗挖法施工，开挖后容易发生坍塌，过去北京地铁采用明挖法施工，因此不得不面对地面建筑物拆迁、地面交通疏导、管网改移、环境污染等诸多难题。1986～1987年北京地铁复兴门折返线施工时，在开挖宽度14.5m、拱顶覆土5～9m的第四纪冲洪砂砾层中，首次成功进行浅埋暗挖施工，其成果通过了北京市和铁道部的科学成果鉴定，被正式命名为“北京浅埋暗挖技术”。该技术从城市地铁逐渐扩展到地下停车场、地下过街人行通道和城市电力、热力、排水、供水、电讯等市政建设，并在全国各大城市相继推广使用。 2.1、城市地下工程浅埋暗挖技术定义 在城市软弱围岩中，在浅埋条件下修筑地下工程，以改造地质条件为前提，以控制地表沉降为重点，以格栅（或其它钢结构）和锚喷作为初期支护手段，遵循“新奥法”大部分原理，按照“十八字”原则（即管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测）进行隧道的设计和施工，谓之城市地下工程浅埋暗挖技术。 2.2、地下工程埋深的判别 2.2.1、国外根据试验结果，按土体自重（rH）和实测压力（P值）的比值来判断: P/rH≤ 0.4为深埋 P/rH＞ 0.4，～0.6为浅埋 P/rH＞ 0.6，～1.0为超浅埋 式中：H—拱顶覆盖厚 r—土柱容重 P—实侧压力 上述的实测压力的大小实际上和施测时间和强度有关，并且在施工时才能测试，因此对设计无补。以上判断尚未得到我国工程界认可和推广。但该判断认为即使在超浅埋的条件下实测的压力有时也只有土柱自重的60%。 2.2.2、按国内规范判别 作用在地下工程上的荷载，与覆盖层的厚度有关。浅埋地下工程的判别按TBJ108-92和TB10003-2001的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 如表1所示： 表1 浅埋设计条件 围岩级别 覆盖厚度值（h） TBJ108-92 TB10003-2001(m) 单线隧道 双线隧道 Ⅲ ≤1.0倍隧道宽度 5～7 8～10 Ⅳ ≤2.0倍隧道宽度 10～14 15～20 Ⅴ ≤3.5倍隧道宽度 18～25 30～35 当h值＜ha时，作用在地下工程上的垂直压力为其上的土柱重，此时属超浅埋。ha为深埋地下工程的垂直荷载计算土柱高度： ha=0.45×2s-1ω 式中：ω——宽度影响系数， ω=1+I(B-5)； B——开挖宽度(m)； I——当B＜5m时取I=0.2，B≥5m时取I=0.1； S——围岩级别 不同B、S的ha值如表2所示： 表2 超浅埋层的覆盖层厚度（ha） 围岩级别 开挖宽度（m） 5 10 15 Ⅲ 1.8 2.7 3.6 Ⅳ 3.6 5.4 7.2 Ⅴ 7.2 10.8 14.4 由表1、表2可看出，城市的地下工程绝大部分属于浅埋和超浅埋。 2.3、 浅埋暗挖技术与“新奥法”（NATM） “新奥法”的核心是以维护和利用围岩的自承能力为基点，使围岩成为支护体系的组成部分，支护在与围岩共同变形中承受的是形变应力。因此，要求初期支护有一定的柔度，以利用充分发挥围岩的自承能力。从前述分析可以看出，作用于浅埋地下工程上的地层压力是覆盖层的全部或部分土柱重，作用在支护上的地层压力和支护的刚柔关系不大，从减少地表沉陷和城市要求角度出发，还要求初期支护有一定刚度。在设计时并且没有充分考虑利用围岩的自承能力，因此，浅埋暗挖技术不同于“新奥法”。 但是，浅埋暗挖技术仍然遵循了“新奥法”施工的部分原则指导施工，这些原则正是两者的相同之处。浅埋暗挖技术遵循的新奥法原则有： 喷锚作为初期支护手段 尽量减少围岩扰动 要求周边圆顺避免棱角突变处应力集中 初期支护与围岩密贴 量测信息反馈指导设计、施工 浅埋暗挖技术从城市减少地表沉陷考虑，除要求初期支护有一定刚度（强支护），还必须辅之与其他配套技术，如加固地层、量测信息反馈、降水等。又由于城市浅埋暗挖技术所处地质条件大都是第四系地层，并有地下水，必须熟悉和掌握诸如不同条件下的马头门开挖，断面变化地段的开挖，由明挖进入暗挖的破桩，分部开挖完成大断面开挖后自下而上的二次衬砌、进行“托梁换柱”等以实现“力的转换”以确保安全等诸多关键技术。这些辅助工法和关键技术，都是浅埋暗挖的重要组成内容。 浅埋暗挖的另一个重要特点是十分讲究施工方法的选择，尤其是地铁车站多跨结构和大跨结构。一个合理的结构型式和正确的施工方法能起到事半功倍的作用，这正是从事浅埋暗挖设计和施工的广大技术人员所追求的。 2.4、常用的单跨隧道浅埋暗挖方法 2.4.1、开挖方法选择 根据开挖断面大小，在一般条件下有如图2所示的开挖方法： （注：在地质条件较差和拱部弧度较平缓时情况，10～12m断面仍宜采用CD法） 2.4.2、施工顺序 各种施工方法的施工顺序如图3所示。 2.4.3、台阶法施工 台阶法是最基本、运用最广泛的施工方法，而且是实现其它施工方法的重要手段。当开挖断面较高时可进行多台阶施工，每层台阶的高度常用3.5～4.5m。台阶长度的选择参见图4所示： 长台阶（L＞5B）：长台阶对掌子面的稳定有利，但施工的干扰大；上台阶上设备、材料困难；上台阶向下台阶出碴困难；不能及时封闭成环，有时不得不在上台阶底板上作临时仰拱，这种方法在一般情况下不宜采用。 中台阶（L=1.5～5B）：中台阶的特点介于上台阶和短台阶之间，由于台阶有一定长度，当拱部锚杆和初期支护壁后注浆工作量大时可减少和上台阶开挖的施工干扰。由于上台阶的距离不长，喷砼和注浆设备仍可放在下台阶。 短台阶（L=1～1.5B）:在土质隧道中上台阶不必上大型设备，而且从上台阶向下台阶运土的距离短，下半断能在1～1.5B内封闭成环，也能保证围岩开挖后的稳定，这种台阶长度在城市地铁的第四系地层中普遍采用。 微台阶（L＜B）：在满足掌子面开挖稳定要求、满足开挖下台阶时喷砼的强度和方便施工的原则下进行选择，一般用3～4m。当使用反向挖掘机开挖装碴时，上台阶大部分可利用该机进行挖、装，可以提高施工速度。 2.4.4、进行台阶开挖时的辅助施工方法 2.4.4.1、在开挖上台阶时，Ⅱ类围岩地段宜采用环状开挖留核心土并做锁脚锚杆。上台阶开挖留核心土有利于掌子面的稳定减少地表沉陷，同时可以方便架设钢筋和喷砼，如图5所示。 2.4.4.2、下台阶除可一次开挖外，根据地质条件又可分别选用图6所示的开挖方法： 下台阶先挖核心土施工速度较快，但有时施工不安全，一般不宜采用；留核心土施工较安全，但施工仍然不方便，仅在必要时使用；左右错进同样可以保证施工安全，而且施工方便，因此使用较广泛。 2.4.4.3、初次支护背后注浆：拱部部分喷砼常因重力下沉而在围岩之间产生小的裂隙，在其壁后注浆有利于减少地表下沉。 2.4.4.4、在开挖上台阶时根据情况可在上台阶的底部设临时仰拱，或者在上台阶的拱顶下设临时立柱，有利于减少围岩的收敛和拱顶的下沉。 2.4.5、CD法和CRD法（中隔墙法和交叉中隔墙法） 进入20世纪80年代，日本和西欧在经历众多工法选择和权衡后，热衷于运用非掘进机方法处理浅埋软弱地层的地下工程，并在技术、经济上有所突破。 在CD法出现以前，惯用的方法除台阶法外，在断面较大和地质条件较差时，采用上半断面临时闭合法和眼镜工法。 最先采用CD法的工程是德国兰茨贝格城地下停车场和慕尼黑地铁工程以及日本的真米隧道。 最先采用CRD工法的工程是日本东叶高速线习志野台隧道和北习志野台隧道。 CD法和CRD法实际上都是左右分块、上下分台的开挖方法，将大断面化成小断面施工，步步封闭成环，每个施工阶段都是一个完整的受力体系，结构受力均匀。而两种方法的不同处，前者是先将一个半块挖完后再挖另一个半块；后者是是每层左、右开挖后再挖下层。CD法和CRD法模筑砼施工方法，是先用支承替换法施工底板，即分段拆除中壁铺设防水板和施工底板，再用支撑恢复中壁，最后分段拆除中壁和临时仰拱，由初期支护承受荷载，完成墙、拱衬砌。 应当指出，当断面的高、宽尺寸不大（例如小于10～12m）、外形好（矢跨比大）的情况下采用CD法和CRD法时对控制地表的作用并不大。由于分块、分层多，对地层的多次扰动，对控制地表沉降反而不利。如果此时采用台阶法，把CD，CRD中隔壁和临时仰拱的数量用在台阶法初期支护加强上，不但增加了结构的安全度，有利于减少地表沉降，而且还减少了中隔壁和临时仰拱施工和拆除的麻烦。 根据日本试验资料，在同等条件下开挖宽9m、隧道覆盖层10m时，两种方法施工效果比较如下(表3) 表3 CD、CRD法施工效果对比 施工方法 地表总沉陷(mm) 地表沉降最大化倾斜率 侧向水平位移(mm) CD 77～84 6‰ 20 CRD 26～30 2.3‰ 9 由表3可看出CRD法比CD法的地表沉陷和结构侧向水平位移小50%，因此在相同条件下推荐使用CRD法。目前我国城市地下工程以30mm控制地表沉陷，以上试验资料是主要参考因素。 CRD法是将原CD法先挖中壁一侧改为两侧交叉开挖方式，并步步封闭成环(如图7、8所示）。CRD法即交叉中隔墙法，来源于英文“Center Cross Diaphragm”。CRD法的使用十分广泛，浅埋暗挖地铁车站三拱两柱和双拱单柱结构断面，其中洞和侧洞大断面自上而下的开挖均用CRD法实现。车站风道双层大断面及风道进入车站施工的抬高段，一般也是采用CRD法。CRD法的每个步序均采用最基本的台阶法步骤。 图8 CRD工法施工实例 2.4.6、PBA法 即洞桩法，该方法的施工顺序是先在起拱线附近开挖导坑，利用导坑施工钻孔桩和桩顶纵梁，开挖上半断面（采用环形开挖）进行拱部衬砌，最后开挖其余部份完成底板和边墙衬砌。 如果条件允许，也可以用挖孔桩代替钻孔桩。施工的方法是在边墙脚附近增加下导坑，在下导坑内施工条形基础，然后从上导坑向下施工孔桩和完成桩顶冠梁，以后的施工同前钻孔桩。如基底地质条件较好，可用矩形挖孔桩下部扩桩的方法取消下导坑和条形基础。该方法的特点是边桩可起到部分隔离作用，即减少对桩外土体的扰动，地面沉槽范围减少为左、右上导坑开挖高度的沉槽范围，同时，开挖上台阶时进行初期支护，拱脚有稳固的桩作为支点，下沉量很小，也避免了以后开挖下台阶时引起的下沉。因此本方法对控制地表沉降和保护周边建筑和地下管线有利。 2.4.7、双侧壁导坑法 双侧壁导坑法（如图9所示）实际上是竖向分成3块，上、下仍是分台的开挖方法，先开挖两侧导坑后再开挖中间块。这种施工方法，因为开挖的断面大，完成全部开挖、拆除双侧壁导坑的内壁，一般初期支护的强度不能满足要求，因此一般均采用在开挖完双侧壁导坑后先做边墙，完成拱部后再开挖中间块的下半断面，并在做拱部衬砌在边墙上端和未开挖的中间块间设临时支撑，并采用拱部衬砌紧跟侧壁导坑内壁施工支护的拆除等措施，以减少拱部初期受力。只有在开挖跨度不大，初期支护有足够的承载力，在应力应变允许的条件下方可将内壁和临时仰拱的施工支护分段拆除，进行墙、拱一次模筑砼。 图9 双侧壁导坑法工程实例 3、城市地铁车站暗挖施工 用浅埋暗挖技术修建城市地铁车站，因对地面交通和对环境的影响方面具有明显优势而倍受推崇。北京、广州、深圳、南京等大城市通过市区的地铁车站，原则上都采用暗挖施工。其中，侧洞法、PBA法和中洞法常被用于修建三拱两柱双层岛式车站。一拱两柱和一拱一柱断面有利于拱顶防水，但拱顶较平缓，宜用PBA法或洞柱法。 3.1、侧洞法 施工顺序上是先同步开挖两个侧洞，而侧洞往往又是采用“CRD”法来完成。待侧洞封闭后，在侧洞内自下而上施作基础、立柱、边墙和边拱，顶住两侧洞上部土体，再在中部用正台阶自上而下开挖并完成中拱、隔板和基础。如图10所示 该法必须同步推进两个较大跨度的侧洞，以免产生不均匀推力，对地层扰动范围较大。 1、 CRD法开挖左、右洞包括初支和施工支护；Ⅱ、柱底纵梁和钢管柱；Ⅲ、左右洞底板； Ⅳ、分边墙和左、右洞楼板；Ⅴ、左、右洞其余边墙和拱部； 6、中洞上台阶环形开挖；Ⅶ、中洞拱部；8、中洞楼板以上土方开挖；Ⅸ、中洞楼板；10、中洞其余部份开挖；Ⅺ、中洞底板。 3.2、PBA法 如图11所示，首先施工上下各四个导洞，在下导洞内作条形基础并由上导洞向下开挖护壁桩孔和立柱孔，分别吊装钢管柱和浇注护壁桩，使之置于条形基础之上，然后进行上层开挖和初次支护，实施二次衬砌的顶梁、拱部和上部边墙，并用地模施作中隔板，再向下完成下部开挖和衬砌。在开挖左、右洞上台阶时，为平衡中洞拱脚向左、右的推力，在两柱顶纵梁之间设置水平拉杆，也可以在中柱和孔桩间的空隙进行回填，并在中柱穿过上、下导坑施工支护的缺口处，用塑料布包住钢管柱后用低标号砼填充。为保证中柱两条形基础的整体性，在其下导坑间中柱位置，每隔一柱间距横向开挖小导坑先施作部分窄条底板。 如前所述，也可以用钻孔桩法施工边桩及中柱，并可取消下导坑，对控制地表沉降有利，但施工设备复杂，成本高，在有的地层中（例如漂石和直径较大的砂卵石地层）钻孔的速度慢，如果地质条件好边桩可采用矩形挖孔桩底部扩桩的办法，取消边桩的下导坑和条形基础。 1、上下导坑错开距离开挖（包括初支）；Ⅱ、孔桩开挖、底纵桩、中柱边桩、顶纵梁； 3、中洞上台阶开挖（包括初支）；4、左右洞上台阶开挖（包括初支）；Ⅴ、中洞拱部衬砌；Ⅵ、侧洞拱部衬砌；7、楼板以上土体开挖；Ⅷ、楼板浇砼；9、剩余部分土体开挖；Ⅹ、底板及底部边墙衬砌；Ⅺ、站台板浇筑。 该法最大优点是按照施工顺序，可以再横向扩大施作更大跨度结构，但因其需在两侧施作护壁桩而提高了造价，且在一个十分狭窄的小导洞内完成一系列的钢筋、立模、浇注、吊装等操作，作业环境恶劣。采用PBA法地表沉降值比侧洞法、中洞法小，因此适用于一拱两柱等拱顶较平缓的断面。 3.3、中洞法 中洞法在松散地层中修建地铁车站，因其在开挖和初次支护过程中横向影响范围小、沉降小、安全且避免了侧洞法施工时因施工误差而造成安装中洞拱部钢架的困难，因此在北京地铁多座车站被推荐采用。 中洞开挖采用“CRD”法，完成中洞（六部或八部）封闭后，在中洞较大空间内自下而上完成基础、立柱、中隔板、顶梁和中拱，使之在中洞内形成一个庞大的刚体顶住上部土体。用正台阶法或“CRD”法完成两侧洞开挖支护和二次衬砌。 在开挖侧洞上台阶时，为平衡中洞拱脚向左右的推力，在两柱顶纵梁之间设置水平拉杆。该法工序单纯，中洞开挖充分利用各部分尽快封闭早成环，整体环套环特点，结构整体性好，具有广泛使用前景。（图12所示） 1、用CRD法开挖中洞（包括初期支护和施工支护）；Ⅱ、中洞底板底纵梁；Ⅲ、钢管柱、楼板；Ⅳ、柱顶纵梁和中洞拱部；5、用台阶法开挖左、右洞；Ⅵ、左右洞底板；Ⅶ、左右洞部分边墙和楼板；Ⅷ、左右洞其余边墙和拱部。 3.4、柱洞法 本方法具有PBA和中洞法的特点，即先挖柱洞完成中柱再开挖中洞。其它和压力 转换基原理和中洞法相洞。本方法主要用在一柱两洞设计拱部弧度平缓，采用一般中洞法可能有大的地面沉降值使用。如图13所示。 1、台阶法开挖柱洞（包括初期支护和施工支护）；Ⅱ、底纵梁、中柱、顶纵梁；3、中洞上台阶开挖；Ⅳ、中洞拱部；5、用台阶法开挖中洞楼板以上部分；Ⅵ、中洞楼板；7、中洞其它部分开挖；Ⅷ、中洞底板；9、台阶开挖左右洞；Ⅹ、左右洞底板；Ⅺ、左右洞部分边墙和楼板；Ⅻ、左右洞其余边墙和拱部。 3.5、分离岛式车站施工方法 随着我国各大城市地铁建设的快速发展，一种结构简单而又不影响使用功能的车站形式，分离岛式车站应运而生。 为避开地铁对城市立交桥梁桩基的影响，在选择地铁线路走向时，常将两线路的线间距加大（例如北京地铁十号东三环地段地铁的线间距为45.5m），线路的左右线分别位于地面主干线桥梁的两侧，从而把对桥梁桩基的影响降至最低。此车站由分离的两个双层（或单层）单洞组成，由中间横通道将两洞相连，单洞的一半与通道共同组成站台，如附图1所示。分离岛式隧道一般宽度为12.5m，双层高度15m左右。这种新颖的车站组合型式，大大化解了暗挖车站多跨结构施工风险但又不致影响车站使用功能。目前北京地铁十号线的工体北路站、呼家楼站等均采用分离岛式车站，其施工方法的选择大都是PBA法，在距桩基较近时采用洞内施工作围护桩固然有保护桥桩和控制地面沉降作用，但毕竟污染大，施工环境差。实际上对于分离岛式车站这种单跨12m左右的地下结构，可以选择一些更简单的施工方法，把中隔板以上部位作为一个单独的结构来完成，采用CD法完成中隔板以上部位土体开挖，用地模两侧留槽，将边墙防水板和钢筋下埋回填，完成中隔板及拱部衬砌，再开挖中隔板下土体并完成边墙仰拱衬砌。 4、相关配套技术 城市浅埋暗挖技术不单包含施工方法，还必须有相关的配套技术，才能保证施工正常进行。这里仅叙述其主要的配套技术。 4.1、超前防护 4.1.1、小导管注浆 这是城市地下工程最常用的超前防护方法。在一些特殊地段（如下穿地铁铁路、河流、楼房等），有选择的使用长管棚时，为防止长管棚和初期支护间土体脱落，也需采用小导管注浆配合。 小导管一般选用外径Φ42的钢管，横向间距一般为20～40cm，在可能有流砂出现时，还要加密。仰角以7～9°为宜，实际上其仰角受钢架高度和间距所制约。管棚长度一般不宜超过3.5m，纵向搭接长度不小于1m。当仰角过大或者卵石地层施工困难时，管棚长度宜为2.5m左右。 超前小导管固结注浆的浆液在地层中凝固胶结砂石，形成一定范围有一定强度的壳体。根据需要可选择单液注浆（纯水泥浆或水泥砂浆）和双液注浆（水泥浆和稀释水玻璃），如图14所示，也可根据对砂层的化学分析选用改性水玻璃浆液，能取得快速固结的效果。 对双线或地铁车站大断面，在对地表下沉要求极严情况下，可选用长孔劈裂注浆，靠浆液挤压、填充地层缝隙或将软弱围岩压裂让浆液填充，以增加地层密实度，改变原物理力学性能。如图15如示。 4.1.2、长管棚 长管棚控制地表下沉和防塌的效果比小导管注浆好，但在隧道中部使用时要加大开挖断面以作施工长管棚的工作室，而且长管棚施工的速度慢，造价高，因此仅在开口处邻近有建筑物、地下有管线和地质条件很差时才选用。采用地质钻机施工时，长管棚一般选用Φ108、Φ159mm无缝钢管，长20～40m，横向间距30～60cm，外插角1～2°，纵向搭接长3～4m。当使用条件、施工方法不同时，以上参数可随之变化。 长管棚的施工方法有： 4.1.2.1、地质钻机施工管棚 这是过去常用的方法，使用反循环钻机钻孔，施工的精度为1%，当钻孔可能塌孔时拟采用跟管钻进。这种施工方法由于采用泥浆护壁，在管棚施工期可能引起地表5～10mm的沉降。 4.1.2.2、夯管施工管棚 本方法是用夯管锤将钢管夯至设计位置，适用于Φ159～400mm的钢管，长度在30m以内，可适用于卵石粒径小于管径的地层。根据管径、管长选择不同型号的夯管锤。夯入方法一般采用开口夯进。管中的土可不取出，也可以用螺旋钻机、高压风、高压水等手段配合人工将土取出后注浆。夯管对地表的沉降影响小，施工精度高，施工速度快。崇文门东站Φ377长22m的66根管棚，用TT350夯管锤，除去施工准备和收尾验收，施工期仅8天，平均每天完成管棚近8根。由于是无水作业，夯管时的地表沉降小于5mm，从隧道开挖到完成衬砌地表沉降量最大为35mm。该方法可能对地层产生较大的冲击力，邻近有地下管线时应测试对其影响。 4.1.2.3、水平导向钻机施工管棚 该钻机上配有无线电导向和纠偏系统施工误差可作到≤10cm，在钻进时采用膨润 土护壁 ，钻进引起地面的沉降≤5mm，小于普通的地质钻机法，同时施工的速度也快。本方法适合于管径为Φ108～219mm的管棚，卵石粒小于1/3管径。其适合铺设长度随以下施工方法不同而不同。 水平导向钻机顶进管棚：本方法用水平导向钻机钻孔和顶进管棚，管长≤30m。崇文门站用TT40水平导向钻机施工Φ108mm长27m的44根管棚，施工期11天，平均每天完成4根。 水平导向钻机配合夯管锤：本方法在用水平导向钻机钻孔后，安装管棚时使用夯管锤，用直径≥Φ159的管棚，管棚长度可达40～50m。 水平导向钻机回拖管棚：当管棚的另一端有工作室时，先用钻机沿管棚位置从一端钻至另一端的工作室，然后换扩孔钻头，扩孔后将钢管回拉到设计位置。用这种方法蒲黄榆车站完成了直径Φ114，长146.6m的长管棚。施工误差在中砂层中≤20cm，一般地层≤10cm，精度比一般的施工方法高，管棚长度比一般的施工方法长，节省了施作中间管棚施工工作室的工程量和时间。 4.1.2.4、水平液压钻孔顶管机施工长管棚 本设备主要有螺旋钻（旋扭机构和螺旋钻杆）、带挡梁的液压油缸（千斤顶）和带挡块的轨道，如图16所示。 顶进时液压油缸前端的顶头前伸，将钢管向前顶进，当顶进到一个行程时，将顶头缩回，并将油缸后的挡梁卡在下一挡块上开始下一行程的顶进。顶进和螺旋钻出土交替进行。待顶进到一节钢管长度时，顶管机退到起始位置，接长钢管和钻杆，开始下一循环的出土和顶进。 本方法适用于较大直径的管棚，如果前方顶进时有障碍可进人处理。北京地铁五号线崇文门车站下穿既有地铁时采用的是直径Φ600钢管，壁厚16mm，长36m，由6段组成，在正常情况下的前进速度为每小时1.5m。 4.2、堵水、降水技术 在松散地层中施工，有地下水时，不但影响机械作业，而且影响工程进度和工程质量。因此，必须杜绝带水作业，根据经济比较进行堵水或降水，做到无水施工。 4.2.1、堵水 4.2.1.1、洞内下台阶注浆堵水 当地下水位在上台阶底面以下时，在开挖上台阶时可在其台阶底面进行短管注浆堵水，然后再开挖下台阶。这种堵水方法仅适用于地下水位在底板以上、深度不大及开挖断面小的条件。如图17所示。 注浆参数根据地层情况而定。西单—天安门区间注浆孔间距采用70～100cm，浆液采用水泥、水玻璃浆，注浆压力0.6～1.0Mpa，注浆管的长度在底板下0.5m。为便于注浆，管的下部分采用有孔的花管，注浆管用风钻顶入土中，为防止漏浆，在孔口处采用缠亚麻和喷砼等止浆措施。 这种堵水效率只能达到70%～90%，而且是单工序作业，影响施工进度，故较少使用。 4.2.1.2、洞内周边注浆堵水 当地下水位较高（在上台阶开挖有水），地面降水效果又达不到要求时（如上层滞水较大），则采用在开挖面的周围进行注浆堵水。 4.2.1.3、地表堵水 在距地下工程底部之下不远处如有隔水层则用地表帷幕注浆或旋喷桩间加旋喷以形成帷幕阻断地下开挖范围内的水源补给。如果无隔水层（或隔水层距底部距离较大），除帷幕注浆外，还应在开挖范围内进行全断面注浆，以便在工程底部形成注浆的堵水带。 4.2.2、降水 4.2.2.1、洞内井点降水 当地下水位在上台阶底面以下时，在开挖上台阶后在其底面上进行真空降水再开挖下台阶。如图18所示。 井点管埋深H=h1+△h+h2+h3=h1+△h1+L·I+h3 h1—上台阶底至底板的距离； △h—降水后底板至地下水位的距离，一般用0.5m； h2—降水曲线高差； I—降水曲线坡度，一般可取1/5； L—中心至井点管的距离； h3-滤心管长度，一般用1.5m。 井点管数（n）依据计算的井群出水量（Q）和单井出水量（q）进行计算，然后根据分布范围计算纵向间距a。抽水设备采用射流泵，型号根据出水量而定。以上计算和选型可参考有关资料。 井点钻孔由于受到洞内高度限制，应将现有钻机进行改造。井点结构如图19所示。 洞内井点降水的适用条件同前洞内注浆堵水条件。洞水降水比注浆堵水的造阶低、效果好、施工干扰小，虽然降水和上台阶开挖部分可以平行作业，但下台阶开挖时仍为单工序作业，对进度的影响也很大，因此也很少使用。 1、井点管； 2、孔口封填土； 3、滤层； 4、滤管； 5、钻孔。 4.2.2.2、地下幅射井降水 地下幅射井降水是在竖井的井底，向隧道底板下呈幅射状施工数座水平降水井，地下水经幅射井流到竖井底然后经抽水设备排出地表，施工幅射井的竖井可设在隧道内，但和施工有干扰，而且不能起到提前降水的作用，因此常在隧道旁从地面开挖专供幅射井施工的竖井。一般情况下，辐射井布置如图20所示，幅射井的长度可达50m。幅射井的设计与施工一般由专业队进行。 地下幅射井降水的降水效果较好，钻井的总长少，而且投入的抽水机少，但要增加竖井工程量，总的降水费用还是较高，因此当洞内井点降水达不到要求的降水效果，地面邻近有建筑物又不具备地面深井降水的条件时，或者经比较降水费用较低时，才采用地下幅射降水 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。 4.2.2.3、地表井点降水 这是降水常用方法，根据地质水文条件井点设计得当，完全可以达到无水施工，以加快进度。在布置井点时应控制单井抽水量，在施工时作好反滤层（一般要求反滤层达到120目），并且分段抽水，以减少因降水引起的地表沉陷和减少地下水的流失。 4.2.3、截、降结合 当地下工程底部之下无隔水层时，在开挖范围外做帷幕截水，在帷幕内采用井点降水，可起到减少地下水流失，同时又达到降水的目的。 4.3、邻近地表建筑物的施工技术 4.3.1、基础（包括桩基）托换 在地下工程的顶部如有高层建筑物，则必然会加大地表沉陷和建造物的不均匀沉陷，此时则应进行基础托换（托换方法略）。但这种方法费工费时，造价昂贵，且不宜长距离进行基础托换。 当桩基侵入隧道开挖面内时，则应对桩基采取托换措施工，有条件并且又较经济的方法是可在地面加桩并作承台进行托换（方法略），否则可采取洞内托换，其施工顺序如图21所示。 1、 桩； 2、 扩大断面开挖； 3、初期支护； Ⅳ、套拱； Ⅴ、模筑衬砌； 6、断桩。 开挖过桩位时前后要加大开挖断面，开挖通过后将套拱范围内桩四周的砼凿除一定深度，然后施作套拱钢筋砼，待砼达到要求强度后断桩施作二次衬砌。 套拱厚、长和钢筋配置应进行强度核算。 4.3.2、开挖面外作围护结构 在地下工程旁有建造物（甚至是高层建筑），其基础可能对地下工程产生一定侧压力，由于地下工程开挖破坏了其基础原来的应力扩散角，改变了原来的平衡状态，必然引起土体的水平位移，从而引起建筑物的不均匀沉陷。如果这种影响较小，可在侧面施作长管棚和加强初期支护抵抗侧向应力的强度来平衡其影响。如果这种影响较大时，则应在地下建筑物旁施作围护结构来平衡其影响。例如北京城市铁路东直门区间双连拱隧道从两座22层高楼之间穿行，而楼房基础标高在隧道底部之上4.7m，且距隧道结构水平距离仅1.6m，由于采用钻孔桩作围护结构将楼房隔离，拱顶下沉平均为39mm，楼房基础下沉平均12.7mm，顺利通过该楼房地段。 4.3.3、基础加固注浆 在地下工程开挖前对地表建筑物的基础进行加固注浆可以减少建筑物的沉陷，在地下工程开挖后，建筑物的沉陷可能超限时进行分段跟踪注浆，注浆还可以对沉陷量进行调整。例如广州地铁越秀公园站的以太广场建筑物采用注浆加固地层，当个别点沉陷值超过25mm时，采用跟踪注浆使其累计沉陷值控制在30mm以内。 4.4、结构防水 在初期支护与二次模筑衬砌之间铺设的柔性防水层，能起到很好的防水效果，同时也为二衬应力变化产生的形变留有微量空间，避免二衬产生裂缝。但对整个结构的防水而言，第一道防线应该是在初期支护与围岩之间进行的背后注浆，以此来填充两者之间的空隙，注浆浆液也能填充衬砌支护可能产生的裂缝，直至确认初期支护表面确实干燥无渗漏且基本平顺，才能铺设防水层。 北京地铁复—八线选用厚0.65mm的LDPE（低密度聚乙烯）或EVA（乙烯—醋酸乙烯共聚物）作防水层，用厚4mm的PE（聚乙烯）泡沫塑料衬垫作缓冲层。其施工工艺实现了防水层无钉铺设，接缝依靠本身材料热合而成双焊缝，形成结构的关键性防水线。另一种防水板铺设方法为悬挂铺设，这是近几年采用PVC复合防水板（土工布和防水板粘接成一整体）后才使用的新方法。在防水板的背后设有吊带，铺设时将防水板通过吊带小木桩固定在喷砼上，两幅防水板之间仍用前法焊接。这种铺设方法也是无钉铺设，但比前面的无钉铺设法简单，有一定的推广价值。 4.5、机械配套技术 4.5.1、有轨运输 北京地铁早期施工采用有轨运输机械配套：上台阶用人工开挖，装圩胶轮车弃土于下台阶；下台阶用单臂掘进机或侧卸式装载机装圩2m3侧卸式矿车，经电瓶牵引至竖井底装简易罐笼，由JJK-8提升机提升，水平推至弃碴点内电动葫芦提起矿车一侧卸碴。 以上配套方法存在以下问题：用单臂掘进机开挖台班费用太高，在粘性土含水量较高的地层，单臂掘进机的皮带粘附的土清理很麻烦。由于采用的单臂掘进机无法进行环状开挖，因此只能在下台阶使用，开挖速度受上台阶人工开挖速度的控制，因此施工效率不能完全发挥，对加快施工进度帮助不大，因此现在已不用。提升的井架结构较复杂，占地面积大，而且在凿井阶段还得用临时提升，在井底形成井底车场和充电能力前，还得人工推车；当通道与区间在交叉点为90°时，无法布置道岔。由于以上原因，目前已很少采用有轨运输机械配套方案。 4.5.2、无轨运输 人工开挖，双胶输车运输，运距长时用体积小、使用灵活的农用小四轮车，用电动葫芦配龙门架进行提升。从前用5～8t的普通电动葫芦，绳速为7m/分钟，配1m3吊桶，现在多用8～10t的快速电葫芦，绳速与14 m/分钟，配2～2.5m3吊桶，提升速度提高近一倍（如图22所示），由于吊桶提升占井筒面积小，在4×6m的井筒面积内布置两组提升装置，可满足施工进度要求。 使用小四轮存在内燃污梁，必须加大通风量以保证环保要求，由于小四轮的容量较大，可以在下台阶配合小型反向挖掘机进行挖装。 下台阶的挖、装使用单臂推进机（如图23所示），虽然进度很快，但受到上台阶人工挖、装速度限制，至今仍未解决好上半断面的机械配套。 目前较好的挖、装、运的方法是：斗容量0.6～1m3的电动侧卸式装载机配合8～12m3的梭式矿车、电瓶车牵引轨道运输至竖井，将土体倾卸位于竖井底部的1.8～2m3吊桶中，电葫芦提升至地面。做好井下运输轨道车场布置，尽可能多的使用大容量8～12m3梭式矿车或槽式列车在井下存土，以适应城市施工白天井下作业，夜间出土的要求。 4.6、监控量测 现场监控量测是实施浅埋暗挖的重要手段，其内容包括支护结构及土体位移量测和支护应力量测两大类。在浅埋条件下，隧道开挖过程所引起的应变必将经覆盖层变化反映到地表，因此监控量测的对象，将主要针对地面沉陷、洞内拱顶下沉及覆盖土不同深度的竖向和水平位移。因此，整个工程地表测试系统的平面布置和地表、洞内测试系统的横向布置，必须与施工过程同步进行。在地表有建筑物时还应进行建筑物沉陷和倾率量测，如果需要爆破时还应进行震动纵向波速量测。如图24所示。 6、浅埋暗挖关键技术及施工案例 6.1、马头门开挖 由竖井井壁进入暗挖通道，由通道进入区间，区间隧道开挖迂回风道，或由车站的暗挖风道进入暗挖车站主体，这种在墙壁上开凿隧洞，谓之“马头门”开挖。任何实施马头门开挖都需将原通道墙部抬高至新开通道拱顶之上，以便于小导管注浆和架立格栅操作。 6.1.1、竖井马头门开挖 在竖井井壁开挖通道的马头门一般采用与竖井下挖同步进行，即在竖井挖至通道拱部时，先排管注浆加固地层并按预先计算好的在竖井上下两榀格栅之间嵌入相应的两榀并列通道格栅作为加强环。竖井继续下挖，通道弧形格栅继续下接，竖井到底，通道格栅也封闭成环。值得注意的是，此时通道刚开门尚未形成一个完整的受力体系，通道继续开挖时只能通过竖井的格栅空隙“掏洞”而入，且通道的格栅和纵向连接筋必须与竖井格栅焊牢，进入马头门先开挖上半断面，在邻近竖井3～5m内在上台阶底用临时横撑加强，待上半断面进8～10m后再开挖下半断面。待下半断面进入了5m以上（马头门的格栅间距一般不得大于0.5m），全部封闭成环形成一个完整受力体系，方可破除竖井横向格栅，形成真正通道空间，如图25所示。 1、马头门加固环 2、超前管棚 3、上半断面开挖 4、下半断面开挖 6.1.2、进入区间隧道马头门开挖 由横向的施工通道进入与其垂直的隧道施工，实际上是在通道的侧壁上开口进入隧道开挖，因此在开口破除横通道侧壁前如何安全地进行力的转换是施工的关键。为方便施工，一般均在横通道的起拱线下开挖马头门。一般情况下由于隧道比横通道高，为满足施工要求，因此要将横通道加高、加深。 当开口隧道的断面较小时，可按前竖井马头门开挖的施工方法。目前地铁施工常用在隧道开口处作加固环的方法，用加固环承托横通道拱部的支护实现力的转换。如图示26所示。 1、横通道 2、横通道加高段 3、钢筋砼加固环 4、隧道初期支护 这种施工方法加固环的尺寸大，拱顶回填数量大，当横通道和隧道的开挖宽度较大时不得不采用。 另一种方法是隧道横向支撑替换法，如图27所示。 1、横通道普通段 2、横通道加高段 3、横通道加宽段 4、横通道初期支护 5、横通道加固环，下部砼 6、横通道上部钢筋砼 7、隧道初期支护 8、隧道钢架 9、加固环顶封堵 10、在通道范围内隧道拱顶充填 11、隧道模筑砼 12、横通道起拱线 施工顺序是在施工完横通道提高段2后，施作横通道加固环5、6，在横通道加固环上架设钢架7，施作横向通道内的隧道初期支护8，用模筑砼灌筑横通道加固环顶上的空洞9，用泵送砼回填在通道范围内隧道拱顶和通道的空洞，最后完成模筑砼11。 由以上施工顺序可以看出，实际上是用支在横通道加固环上的隧道初期支护和拱顶上的回填砼托住通道的拱部支护而完成了力的转换。 由于横通道加固环要承受隧道初期支护的推力，应根据计算结果决定加固环的长度和宽度，为此应加宽该段横通道的宽度。当横通道的宽度不大时可作成平顶，这样能减少拱顶回填砼的数量。 这种施工方法如果在适当的条件下选用，可减少工程数量，缩短工期 ，并方便 防水板的铺设。 6.2、断面变化地段施工 暗挖区间隧道不可避免地会出现停车线、交叉过渡线等断面变化地段，这正好发挥浅埋暗挖技术灵活多变，适应各种断面变化的优势。 在编制施工组织设计或作工程策划时，应尽可能由大断面地段向小断面地段推进，一次性“收口”而成，省事，减小风险。 6.2.1、逐渐扩大法 由小断面进入大断面，采用喇叭口递增，根据增大值确定每榀格栅加宽、爬高值。如果小断面进入大断面尺寸相差悬殊，则必须在小断面范围提前逐渐递增尺寸，进入喇叭口，增加的工程量应在设计和预算中予以考虑。 6.2.2、横向扩大法 由极小断面直接跨入极大断面不具备喇叭口递增过渡条件时，则采用“横向导洞法”，横向导洞的长度即大断面宽度（增加一定富裕量便于操作），在横向导洞侧墙开马头门进入横向大断面。 另一种横向扩大法的施工顺序和方法是：先在大洞内先后开挖两个小洞1、2，并根据大洞的设计断面和施工要求，其断面尺寸适当扩大，小洞1、2开挖后（一般为3～4米）向中间挑顶横向开挖通道的上半部和施工支护4、5，为减少工程数量，横通道一般为平顶，其顶部内轮廓线应高于并尽量接近大洞初期支护的外轮廓线。在小洞内和横通道内架设钢架6并喷砼7，在上述大洞初期支护成型地段接大洞的施工方法（CRD或双侧壁导坑法）施工中壁（或内侧壁）和临时仰拱。接大洞的施工顺序破除横通道的侧壁的确向前开挖。最后开挖横通道下半断面。如图28所示。 1、2、在大断面内开挖的小洞 3、在开挖横通道上部土体 4、5、横向开挖时的钢架和喷砼 6、7、大洞的钢架和喷砼 8、横通道下部开挖 6.3、工程案例 6.3.1、二次衬砌采用“托梁换柱，完成力的转换”工程案例 北京地铁四号线蒲黄榆车站为单拱单柱双层结构型式，采用“CRD”法完成中洞和引洞后，在中洞架立柱钢管和完成钢管砼灌注。在进行自下而上的二次衬砌时，采用了“托梁换柱，完成力的转换”，在不改变原CRD临时支撑受力状态前提下，通过监控量测信息反馈，逐步有条不紊拆换支撑，为二衬砼浇注腾出空间，顺利完成了仰拱、下边拱、中隔板、上边墙和拱部二衬工作，是一个十分成功的施工案例。（见附图2所示）。 6.3.2、由明挖（或竖井）进入暗挖的“破桩”案例 车站两端明挖、中间暗挖，是北京和其它城市地铁车站跨十字路口常用的一种组合形式。有的区间竖井，由于断面尺寸较大，或竖井三个方向开凿通道需要采用围护桩结构。不可避免地在由明挖（或竖井）进入暗挖车站（或通道）时，会碰上“破围护桩”问题。 北京地铁四号线黄庄至中关村区间隧道，由于受地理条件限制，区间竖井（9.4m×8.4m）设于右线隧道上方，竖井向右线南北两个方向再开凿区间隧道和向左线方向开凿通道。采用直径1m的钻孔围护桩结构和桩间网喷作初期支护再进行二衬。是一个多方向破桩进入暗挖断面的典型案例。 该案例首先调整围护桩间距，使竖井四个角的桩的功能变为一桩管两个方向，从而每个方向减少两个破桩数量，并将两个桩调整在通道两侧使之成为通道门框立柱，增大通道（或区间隧道）的安全性。附：北京地铁四号线黄庄至中关村区间竖井马头门桩基加固施工图示（见附图3所示）。 开马头门时，要凿除围护桩基下部，为保证桩基稳定和加强洞顶稳定，当竖井开挖至扣拱位置上方0.9米时即进行格栅钢架桩基加固施工，形成扣拱位置超前支护，然后再进行马头门开口施工，以减少多次地层扰动。格栅钢架桩基加固施工步序如下： 6.3.2.1、横通道开口施工 对导洞开口位置掌子面进行桩间注浆加固。然后搭设脚手架，分段破除导洞开口位置桩混凝土，打设口部注浆管并注浆，及时架设导洞拱部回强格栅并喷射砼，形成封闭初支。由于竖井采用Φ1000@1500钻孔桩围护结构，导洞开口断面有4根桩穿过，导洞开口根据导洞施工方法及设计要注，分左右上下中3步进行破口施工，先开口导洞左侧上半断面，进行支护，再破除下半断面，依次破除右侧上下部分，最后施工仰拱，及时支护，形成封闭初支。支护采用格栅喷混凝土，使钻孔桩纵向载荷得到分散传递，形成一个整体受力体系，为了使施工安全，破桩沿导洞方向分半进行，割断外侧半根桩即进行格栅喷混凝土支护，之后再破除内侧半根桩。 6.3.2.2、横通道开挖支护施工方法 严格按照设计图上施工步序操作。 6.3.2.3、技术措施 在竖井施工时，当开挖到导洞外轮廓线位置，提前在桩间施工φ32、L=300@300超前小导管预注浆加固地层，并起到棚架作用； 在围护桩附近5m范围导洞采取格栅加密措施（间距500）加强导洞支护。 为保证导洞支护能够承载和传递围护桩纵向力，在破除围护桩时，进行格栅加强支护措施，即在围护桩范围内初期支护并排架设3榀格栅，形成加强环。 破除围护桩采用风镐施工，以减小震动影响。 围护桩按内外侧分半破除。 加强监测，实施信息化施工。 7、浅埋暗挖技术与其他施工方法的比较 7.1、浅埋暗挖技术与盾构 二十世纪八十年代，在我国兴起的城市浅埋暗挖技术，与早已被发达国家广为运用的盾构技术，已被国内各大城市广泛运用于地铁及其他地下工程。但两者的适用条件却不尽相同。盾构更多的被选用于海积层或深埋沉压水地层中，以避免大量抽水造成对周围高层建筑的影响。除了地质和水文是首选的条件外，探明通过地段是否有障碍物（如管沟、房屋桩基、孤石等）也是重要因素，由盾构去处理地下障碍物显然是不现实的，由盾构去推进断面变化地段也是不现实的。据统计，一台盾构机的掘进总进尺应在8～10Km最为经济合理，因此，在作出使用盾构的决策时，应将盾构穿行车站的施工方法、工期统一策划，或与不穿行车站而增加工作井、调头井的方案统一策划，并将费用一并作为经济技术条件进行比较。盾构技术含量高，防水性能好，速度快，沉陷小，安全可靠。浅埋暗挖技术可适用于不同形式断面的地下工程，而且也具备盾构施工的一些优点。如果地质条件较好，地下水位不高，在施工影响范围内无高层建筑，不必进行大范围的注浆加固，一般采用浅埋暗挖技术。作为城市地下工程的两项成熟的施工技术—浅埋暗挖与盾构，它们之间互补很强，只要选择恰当，都能充分发挥各自优势。 7.2、浅埋暗挖技术与盖挖法、明挖法 表4 浅埋暗挖、盖挖、明挖比较表 施工条件 比较项目 排名顺序 浅埋暗挖 盖挖 明挖 地表建筑和地下管线拆迁小时 造价高低 高 中 低 施工速度 慢 中 快 地表建筑和地下管线拆迁大时 造价高低 低 高 中 施工速度 快 中 慢 有行人车辆通过的街道 对环境的影响、对行人车辆的影响 小 中 大 从表4可以看出，当地表建筑物和地下管线拆迁数量大时，三种方法应优先浅埋暗挖。在闹市区，对环境保护要求高并且尽量避免施工对行人和车辆的干扰，尽量先用浅埋暗挖或盾构施工。在城市车辆猛增、交通导改方案极度困难条件下，不论从经济效益还是综合社会效益考量，浅埋暗挖技术越发显示了其优越性。 8、地铁施工中的质量控制和管理 地铁运营的连续性、地铁土建工程构件的不可替换性，以及地铁工程100年使用期的法定要求，决定了地铁工程施工质量必须高标准。绝不允许在地铁土建工程的施工过程有任何质量上的违规行为。否则，就会危及行车安全，危及千万人的生命安全。 8.1、质量控制的新理念 8.1.1、质量的控制过程，就是对一件艺术珍品精雕细刻的过程。 作为地铁施工的组织者和管理者，对待所承担的地铁车站或区间工程，应该以一种大艺术家的气概和细腻，用自己的勤奋和智慧，带领一班人马雕刻出全中国乃至全世界最伟大的艺术珍品。而质量的控制和管理过程，就是对这件艺术珍品精雕细刻的过程。检验的标准是：在实施过程中精细得无暇可击，一切按章办事，在完成单项工程或单位工程后，已经初步具备了获得市级、部级质量奖的条件，工程完工后，以获得国家最高质量奖—鲁班奖作为最终目的。 8.1.2、质量的控制过程中，必须始终坚持以质量保信誉，以质量求生存、求发展的企业经营策略。 在强手如林，竞争激烈的建筑市场，企业要占有一席之地，要在竞争中立于不败之地，首先必须靠质量取胜，是企业决策者的责任感，使命感的问题。在质量的控制和管理过程中，如果没有理念，没有策划，便是企业宏观决策的失误。这里所谈的企业信誉，是指社会各界，尤其是业主、监理、政府职能部门，对施工企业质量、工期、成本和企业形象总体的 评价 LEC评价法下载LEC评价法下载评价量规免费下载学院评价表文档下载学院评价表文档下载 ，尤其是对工程质量的评判。 8.1.3、企业必须制订“精品战略”，各个阶段实施“过程精品”。把工程作成“精品”需要精勘的技术水准，精细的工作作风。熟悉图纸以明确设计意图，熟悉规范以明确国家和行业标准，这些都是实施精品战略不可缺少的条件。 8.1.4、要以工程师的天理良心对待质量，以对子孙后代负责的态度对待质量。 8.2、地铁工程质量控制 8.2.1、现场计量的自动化 混凝土（或喷射混凝土）质量控制的第一道关口是计量。只有做到现场的水、砂、石、外加剂的自动过磅，设计配合比才会得以贯彻，必须改变由民工推小车过磅的陋习。在这个问题上，单靠操作者的觉悟、良心是靠不住的。 8.2.2、一些重大的质量控制，交由工厂化处理 施工现场场地狭小，设备简陋，人手少，不可能对一些重大的质量进行有效控制，借助社会技术、设备和成熟经验，可取得事半功倍的效果。例如，原则上都使用商品砼，把S8抗渗指标，把C30或C50这样高强度配合比的选择和实施，甚至把钢管柱混凝土加微膨胀剂的技术难题交技术力量更强、设备更先进的拌合站；把格栅加工检验工厂化；把钢管柱的制作、精度控制（水平度和垂直度要求极高）焊接的质量控制、运输、吊装甚至现场焊接焊缝的操作等高精度要求的工艺制作交著名厂家。不仅如此，施工单位、监理必须派驻进厂代表，检查、监督这些厂家对产品的质量控制情况。 8.2.3、关键部位、关键工程，由专业化队伍施工 地铁结构防水是关键，因此，防水施工队伍必须是经过培训并经有关资质认证的专业防水队。防水板的铺设焊接检验、变形缝、施工缝、穿墙管的防水处理等，技术复杂，要求高，稍有不慎，便会前功尽弃。大管棚的操作，量测信息反馈，明挖深基坑围护桩检查PBA法洞内钻孔桩质量等等。都应尽可能专业化，同时辅之以完善的监理程序。 8.2.4、尽量建立一种使质量违规行为不能得逞的机制 这是一种靠管理、靠制度来实施的机制，“上道工序不合格，下道工序不施工”。如执行得好，应该是有效的。例如，断面尺寸不够，模板台车不就位，初期支护渗漏不准铺设防水板等等。另一种机制，是在关键部位、关键尺寸，在设计或施组中就设定，违规不会得逞。例如，暗挖区间初支厚25cm。如果，格栅尺寸设定为19cm，加箍筋1.6cm，内钢筋网1.2cm，内保护层1cm，外保护层2cm，共计24.8cm，除非把钢筋露在外，否则，初期支护的设计厚度，是不用操心的。 8.2.5、提高现场施工机械化水平，调动时空效应提高质量水平 每个工点都要优先实现开挖、衬砌两条机械化作业线，这是提高进度的要求，更是提高工程质量必不可少的措施。注浆设备力求先进，作到量化（压力、注浆量、扩散半径），从商品砼注浆经泵送至模板台车必须是一条龙服务，即商品砼的井下运输过程，要么通过运输管到达，要么地面打孔缩短泵送距离，要么井下采用轨行或搅拌车，中途不允许有任何耽误，以调度时空效应提高质量水平。 8.2.6、创造一个实现优良质量的施工环境 合理的通风设计和严格的通风管理，是保持优良质量环境的必要条件。不可能设想出一个在高温酷热的地下环境里去创优，也不可能在一个狭窄的空间，在一个灯光暗淡的环境中能把钢筋扎得牢固，能把混凝土捣固得密实，更不可能把模型板立得平顺。二十一世纪的文明，要求企业领导、设计者的设计指导思想，必须以人为本，洞内必须进行环控监测。一切不利于工人健康，不利于争创优质工程的设计思想和施工环境，都是不人道的。 8.2.7、关键部位和关键工序，实施旁站监理。给监理一个独立执法的空间和清廉环境，是质量控制和管理的一个重要环节。 9、对质量有着直接影响的浅埋暗挖技术十大误区 9.1、带水作业。不实施降水或实施降水但不彻底，其结果必然是影响初期支护的防水性能，严重者便是豆腐渣工程。目前所实施的深井管井降水或辐射井降水，是抽取承压水。同时，穿透不透水层让潜水流入承压水层一并抽出，实践证明能确保工作面干燥无水。但对待上层滞水，是目前各施工单位所面对的难题。找到水源，截、堵、排各有所侧重，是对待和治理隧道地下水的共识。 9.2、未作整个工程的地表，地下测试系统设计，未把量测信息反馈用于修改设计参数，以指导施工，必然导致施工方法的盲目性，坍方冒顶是必然的。区间或车站施工，对地区的影响还波及邻近高层建筑，有监测分析，有控制和对应措施才能防患于未然。 9.3、设计水压考虑不当。以现时的水头高度作为依据，一旦水头高度发生变化，造成最为薄弱的底部隆起难以补救。 9.4、以“堆喷混凝土”代替“射喷混凝土”，又未能及时注浆填充与围岩的孔隙，人为增大结构荷载，造成坍方漏水，或人为加大速凝剂用量，以降低混凝土的后期强度为代价，严重影响工程使用寿命。 9.5、单线二衬顶部的“月牙”孔隙，三拱两柱结构的拱部交叉点形成的凹陷，正是结构顶部的天然积水坑。对结构增加荷载并通过此积水坑将出水段的水流至非出水段的防水板破损处形成漏水点。 9.6、违背“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的十八字方针，洞体较长时间处于“开放”状态，未及时“闭合”，加速两侧收敛变形。 9.7、误以为覆盖层厚度过小影响施工安全。实际上，采用浅埋暗挖技术，只要采取合理措施，谨慎施工，并不会给施工带来困难。覆盖小，埋深浅，避开了地下水，减少荷载，缩短辅助通道长度，方便使用，降低造价，减少长期使用成本。因此，只要规划允许，能避开或能改移管网，能浅埋尽量浅埋。 9.8、不加分析地盲目使用大管棚，人为抬高结构高度，增大施工难度，延误工期，提高造价。一般情况，车站土方采用分部开挖，只要各分部及早封闭成环，其成环的结构形状受力合理，二衬能及时跟上，正常情况下，采用小导管超前注浆是十分有效的。只有在结构下穿河流，铁路，现有地铁，楼房等特殊地段，才有选择地使用大管棚。大管棚应设在一个稳固的结构或支点上，才起作用，否则，基础不牢，照样下沉。 9.9、忽视施工的可操作性和安全性，在同等条件下，把结构搞成庞然大物，无端浪费地下空间，加大施工难度和危险。 9.10、“CRD”工法的误区。车站大断面三拱两柱或双拱单柱结构，尤其是单层车站结构由“CRD”工法来实现中洞或侧洞，在技术和策划上，应该是一种较为合理的选择。“CRD”工法的目的，是由各个封闭成环的小洞组成大洞，其核心必须是步步成环，及时封闭。拆除中间临时支撑后的大洞，应该有一个合理的结构几何形状以确保其为一个稳定结构，忽略以上两点，必然误入误区。扁拱直墙大断面，应视为“CRD”工法误区。在进行二衬时采取“托梁换柱，完成力的转换为衬砌腾让空间”时，受力合理的断面形状更安全。 附图1 分离岛式地铁车站示意图 附图2 蒲黄榆车站二次衬砌施工步序及支架图示 附图3 北京地铁四号线黄庄至中关村区间竖井马头门桩基加固图 参考文献： 1、 刘昌用、蒋中庸、王梦恕：《试论城市地下工程浅埋暗挖技术》2002年重庆十二届隧道年会论文集 2、 董云飞：《锚喷支护原理与设计总则》1988年北京中国铁道出版社 3、 孙建华、刘昌用、杨乃银等：《邻房超浅埋大跨度地下停车场暗挖施工新技术》1994年北京铁道工程学报专刊 4、国兆林：《高强锚喷技术及现代隧道道工程方法概论》 5、王梦恕：《浅埋暗挖法设计、施工问题新探》 6、葛亮： 《饱和砂质粉土地层中双洞暗挖隧道超前支护大管棚夯管法施工技术》 7、中铁二局北京地铁五号线项目部骆斌、刘泽等：《蒲黄榆车站二衬施工及支撑 拆除方案 90拌合站拆除方案7楼外脚手架拆除方案27悬挑脚手架拆除方案原厂房钢结构拆除方案钢结构拆除安全方案 》2004年12月北京 8、中铁隆工程有限公司：吴文利、刘关华《北京地铁四号线黄庄至中关村区间竖井及通道施工方案》2005年北京 9、中铁隆工程有限公司：郜强、唐伍名、黄昱《工体北路车站施工方案论证》2005年北京 作者： 刘昌用 中铁隆工程有限公司总工程师、高级工程师 蒋中庸 北京市轨道交通技术顾问、教授级高工 � EMBED AutoCAD.Drawing.16 ��� � EMBED AutoCAD.Drawing.16 ��� � EMBED AutoCAD.Drawing.16 ��� � � 图23 单臂推进机开挖台阶下部 _1181971691.dwg _1181975579.dwg _1181978799.dwg _1181978850.dwg _1181979280.dwg _1183041292.dwg _1181978834.dwg _1181978214.dwg _1181978758.dwg _1181977697.dwg _1181977836.dwg _1181976059.dwg _1181973615.dwg _1181975203.dwg _1181973075.dwg _1181053607.dwg _1181113916.dwg _1181131129.dwg _1181137170.dwg _1181229243.dwg _1181132597.dwg _1181120883.dwg _1181056122.dwg _1181043605.dwg _1181045539.dwg _1181047593.dwg _1181043453.dwg _1176289496.dwg