1K413000城市轨道交通工程

1K413010 城市轨道交通结构与特点

1K413011 地铁车站结构与施工方法

一、地铁车站的形式和结构组成

1、分类

地铁车站：车站主体（站台、站厅、设备用房、生活用房）、出入口通道、通风道及地面通风亭三大部分

二、施工方法（工艺）与选择条件

1、明挖法 

作业面多，速度快，工期短，工程造价低 ，明挖基坑可以不设置围护敞口开挖 也可以设置围护结构

基坑安全等级（定性的指标）

优点：围护结构变形小、基坑土体稳定，隆起小，安全、在城市施工时，可以尽快恢复路面，对交通影响较小

缺点：混凝土结构的水平施工缝处理较为困难、施工难度大，费用高、

盖挖顺作法：盖挖顺作法主要依靠坚固的挡土结构，根据地下水位高低、现场条件、开挖深度以及周围建筑物邻近程度 可以选择钢筋混凝土钻（挖）孔灌注桩或者地下连续墙，挡土墙结构一般作为地下主体结构的一部分或者全部

盖瓦逆作法：施工过程中不做临时支撑，而是借助结构顶板、中板自身的水平刚度和抗压强度来实现对基坑的围护桩（墙）的支护作用

盖挖半逆作法：施工过程中，一般都必须设置横撑并施加预应力，

逆作法和半逆作法都需要注意水平施工缝的处理（防水），混凝土的收缩及析水 造成新旧混凝土之间会产生3~10mm的缝隙，对结构强度、耐久性、和防水性能产生不良影响

逆作法和半逆作法 如果主体结构的中间立柱为钢管混凝土柱，而住下基础为钢筋混凝土灌注桩时，需要解决两者之间的连接问题，一般是将钢管桩直接插入灌注桩的混凝土内1.0m内，并在钢管柱底部均匀设置几个孔，以利混凝土流动，同时也可以加强桩、柱之间的连接，也可以在钢管柱和灌注桩之间插入H型钢处理

3、喷锚暗挖法（叫法很乱很多）

适用于：结构埋置较浅、地面建筑物密集、交通运输繁忙、地下管线密布以及对地面沉降要求严格的城镇地下结构物施工

新奥法：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，要求初期支护有一定的柔度和一定的刚度

浅埋暗挖法：适用于城镇软弱围岩地层中，在钱埋条件下修建地下工程，以改造地质条件为前提，以控制地表沉降为重点，以格栅（或者其他钢结构）和锚喷为初期支护手段，遵循新奥法大部分原理，按照十八字方针“管超前、严注浆、强支护、快封闭、勤量测”进行隧道设计和施工。

浅埋暗挖法，不允许带水作业，要求开挖面有一定的自立性和稳定性，自立时间应足以进行必要的初期支护作业，对开挖作业面的预加固和预处理是浅埋暗挖法的必要前提。不适宜用于淤泥质土、粉细砂底层，降水困难或者经济上不合算的地层

1、明挖法施工  矩形框架或者拱形 矩形时最多的一种结构形式 ，可以用于单跨、双跨、三跨结构，侧式车站多是双跨结构、岛式车站多为双跨或者三跨结构、站台宽度不大于10m的宜用双跨结构，有时也用单跨结构 道路狭窄的地段可以用上下行重叠结构

顶板和楼板：单向板、井字梁式板、无梁板或密肋板

底板：采用纵梁和侧墙为支撑的梁板式结构

侧墙：

立柱：

2、盖挖法施工 多为矩形框架结构  

侧墙：在地下连续墙内预埋“直螺纹钢筋连接器”将板的钢筋和地下墙的钢筋连接，确保单侧墙与板连接强度和刚度，砂性地层不宜使用单层侧墙

中间竖向临时支撑系统： 由临时立柱和基础构成 设置方法有三种，在永久柱的两侧设置临时柱、临时柱和永久柱合一、临时柱和永久柱合一，同时增设临时柱

3、喷锚暗挖法施工 单拱、双拱、三拱式车站，可以单层或者双层

开挖断面150~250㎡。在第四纪地层中常采用辅助措施

单拱式 ：复杂，施工难度大，岩石地层多

双拱式：双拱塔柱式、双拱立柱式

三拱式：塔柱式、立柱式 

1K413012 地铁区间隧道结构与施工方法

一、不同方法施工地铁区间隧道的结构形式

1、明挖法

2、喷锚暗挖法

喷锚暗挖法的衬砌又称为支护及结构或初期支护，其作用：一是加固围岩并与围岩一起组成一个有足够安全度的隧道结构体系，共同承受可能出现的各种荷载，保持隧道断面的净空，防止地表下沉，二是提供空气流通的光滑表面，三是堵截或者引排地下水

复合式衬砌：初期支护、防水隔离层、二次衬砌

初期支护是主要的承载单元 一般在开挖后立即施工，

在干燥无水的坚硬围岩中，区间隧道可以采用单层喷锚支护，不做防水隔离层和二次衬砌。

防水要求不高，围岩有一定的自稳能力时，区间隧道可以采用单层的模筑混凝土衬砌，不做初期衬砌和防水隔离层。

整体式衬砌可以做成等截面直墙式和等截面或者变截面曲墙式，前者适用于坚硬围岩，后者适用于软弱围岩。

3、盾构法

适用地层:软弱含水地层，地面建筑物不允许拆迁，施工条件困难地段

优越性：振动小，噪声小，施工速度快，安全可靠，对沿线居民、地下和地面建筑物及构筑物影响较小。

衬砌有：预制装配式衬砌、预制装配式衬砌和模筑钢筋混凝土衬砌结合的双层衬砌、挤压混凝土整体衬砌

预制装配式衬砌：钢筋混凝土、钢、铸铁及由几种材料组成的复合管片

衬砌环片间连接从其力学特性看，分为柔性和刚性连接

柔性：单排螺栓连接、销钉连接、无连接件

双层衬砌：为了防止隧道渗水和衬砌腐蚀、提高衬砌结构刚度和输水隧洞承受内水压力的能力、修正隧道施工误差、减少噪声和振动、作为内部装饰，在预制装配式衬砌外在做一层整体式混凝土或者钢筋混凝土内衬。还可以设置防水隔离层

用途：输水隧洞和含有腐蚀性地下水的地层中

挤压混凝土整体式衬砌：在盾构施工的同时在盾尾同步灌注混凝土或者钢筋混凝土整体式衬砌，材料可以是素混凝土也可以是钢筋混凝土，最多的时钢纤维混凝土。

一次成型，内表面光滑，衬砌背后无空隙，无须注浆，对底层移动控制特别有效，施工设备需要很多，工艺十分复杂。

二、施工方法比较与选择

1、喷锚暗挖法

（1）、新奥法施工

适用条件：稳定地层、岩石地层 应采用光面爆破、预裂爆破技术，尽量少欠挖和超挖

开挖后立即支护，稳定围岩，围岩条件好时可以不支护。

混凝土锚杆初支施工顺序:先喷混凝土后打锚杆

围岩条件恶劣时：初喷混凝土——架钢支撑——打锚杆——二次喷混凝土

锚杆露出岩面长度不宜大于喷射混凝土厚度

（2）浅埋暗挖法施工

适用条件：埋置深度较浅、松散不稳定的土层、软弱破碎岩层

与新奥法相比，更强调预支护和预加固

浅埋暗挖法支护衬砌的结构刚度大，初期支护允许变形量比较小，有利于减少对地层的扰动及保护周边环境。

地层预支护和预加固：小导管超前预注浆、开挖面超前深孔注浆、管棚超前支护

隧道土方开挖与支护：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。

初期支护形式：钢拱锚喷混凝土 最佳

二次衬砌：初期支护变形基本稳定，且防水施工验收合格之后，可以施工二次衬砌

监控量测反馈指导二次衬砌的时机

二次衬砌模板一般临时木模板或者金属定型模板

监控量测：监控量测纳入施工成本，有专门机构执行和管理，并有项目技术负责人统一掌握 统一领导。 拱顶下沉、水平收敛、地表下沉

2、盾构法施工

优点：适宜于建设较深的隧道，其他优点略

缺点：隧道半径较小施工困难，隧道顶覆土不能太浅，隧道上方一定范围内的地表沉陷无法防止，在饱和含水地层中，盾构所用的拼装衬砌对结构整体防水要求很高

1K413013 轻轨交通高架桥梁结构

一、高架桥结构和运行特点

上部结构优先采用预应力结构，其次才是钢结构，须具有足够的竖向和横向刚度

高架桥上应设置有降低振动、噪声、消除楼房遮光和防止电磁干扰的系统

二、高架桥的基本结构

1、墩台和基础

倒梯形、T形桥墩、双柱形桥墩、Y形桥墩

2、上部结构

连续梁、连续刚构、系杆拱

1K413014 城市轨道交通的轨道结构

一、轨道组成

1、轨道结构 足够的强度、稳定性、耐久性和适量弹性

2、特点

城市轨道车辆用电力牵引，为减少泄露电流对周围金属设施的腐蚀，要求钢轨和跪下基础有较高的绝缘性能

曲线半径比铁路小很多

正线小于400m的曲线地段，应采用全长淬火钢轨或耐磨钢轨

二、轨道形式与选择

1、轨道形式及扣减、轨枕

正线、辅助线钢轨宜采用60kg/m钢轨、

车场线 50kg/m

标准轮距1435mm

2、道床与轨枕

长度大于100m的隧道内及隧道外U形结构地段及高架桥和大于50m的单体桥地段 宜采用短枕式或者长枕式整体道床

地面正线：混凝土枕碎石道床

车场库内线： 短枕式整体道床

地面出入线、试车线、库外线：混凝土碎石道床或者木枕式道床

3、减震结构

一般减震轨道结构 ：无缝线路、弹性分开式扣件、整体道床或者碎石道床

线路中心距住宅区、宾馆、机关建筑物小于20m及穿越地段 ：高减震结构 在一般减震结构上加装轨道减震器扣件或弹性短枕式整体道床或者具有其他较高减震能力的轨道结构形式

线路中心距医院、学校、音乐厅、精密仪器厂、文物保护单位和高级宾馆等建筑小于20m及穿越地段，宜采用特殊减震轨道结构，在一般减震结构上采用浮置板整体道床或者其他特殊减震轨道结构形式.

1K413020 明挖基坑施工

1K413021 地下工程降水排水方法

一、降水方法选择

1、基本要求

软土基坑开挖深度超过3m一般就要采用井点降水

开挖深度较浅时，亦可边开挖边用排水沟和集水井进行集水明排。

当基坑底为隔水层且底层有承压水时，应进行坑底突涌验算，必要时可以采用水平封底隔渗或者钻孔减压措施，保持土压稳定。

当基坑底含承压水层且上部土体压重不足以抵抗承压水头时，应布置降压井降低承压水水头压力，防止承压水突涌

当降水会对基坑周边建筑物、地下管线、道路造成危害或者对环境造成长期影响的，应采取截水法控制地下水。采用悬挂帷幕时，应同时采用坑内降水，并在坑外回灌。

2、工程降水方法的选用

选用原则：土层情况、渗透性、降水深度、周围环境、支护结构种类

1、明沟、集水井排水

适用范围：基坑开挖不深、基坑涌水量不大、集水明排法应用广泛 最简单 最经济的方法

布置方式：基坑四周或者每隔30~50米设置集水井

排水明沟布置在拟建筑物基础边0.4m以外，沟边缘距边坡坡脚应不小于0.3m，排水沟底面应比挖土面低0.3~0.4m。集水井底面应比沟底面低0.5m以上。明沟坡度不宜小于0.3%

明沟排水设施与市政管网连接口连接应设置沉淀池。

2、井点降水

适用范围：基坑开挖较深、基坑突涌量大、且有围护结构时 

布置方式：基坑（槽）宽度小于6m且降水深度不超过6m，可以采用单排井点 布置在地下水上游一侧

当基坑（槽）宽度大于6m或者土质不良，渗透系数大 宜采用双排井点，布置在基坑（槽）两侧

当基坑面积较大时，宜采用环形井点 挖土运输通道可以不封闭，间距可达4m，一般留在下游方向

轻型井点宜采用金属管，井管距坑壁不应小于1~1.5m，井点间距一般为0.8~1.6m，井点管入土深度应根据降水深度和储水层所在位置决定，必须将滤水管埋入含水层内，并且比开挖基坑底深0.9-1.2m。

管井的滤管可采用无砂混凝土管、钢筋笼、钢管、铸铁管

三、基坑的隔水帷幕与坑外降水

1、隔水帷幕

目的：阻止基坑外的地下水流入基坑内部或者减少地下水沿基坑帷幕的水力梯度，渗透系数应小于1×10﹣6cm/s

截水帷幕可以选用：旋喷法、摆喷注浆帷幕、水泥土搅拌桩帷幕、地下连续墙或者咬合式排桩，支护结构采用排桩时，可以采用高压旋喷或摆喷注浆与排桩相互咬合的组合帷幕

落底式帷幕：基坑底存在连续分布，埋设较浅的隔水层时

悬挂式帷幕：基坑底含水层厚度较大

2、隔水帷幕的形式

（1）、落底式帷幕

（2）、隔水帷幕位于承压水含水层隔水顶板中 目的是防止基坑底板隆起、防止承压水突涌

（3）、隔水帷幕位于承压含水层中：如基坑开挖较浅，则降低承压水水头；如开挖较深，降水前期目的是降低承压水水头，后期是疏干承压水为目的，帷幕进入含水层越深，降水对环境的影响越小

1K413022 深基坑支护结构与边坡防护

围护结构：时在开挖面基地下有一定插入深度的板（桩）墙结构

板（桩）墙有悬臂式、单撑式、多撑式

支撑结构：为了减少围护结构的变形，控制墙体的弯矩，分为内撑和外锚

一、围护结构

1、基坑围护结构体系

板（桩）墙、围檩（冠梁）及其他附属构件

2、深基坑围护结构的类型

施工方法：用地面冲击式打桩机、在饱和淤泥等松软地层 可以用静力压装机、振动打桩机

适用范围：距离居民点较远、临时施工的竖井、车站出入口

土质结构：黏性土、砂性土、粒径不大于100mm的卵石层地层，地下水位高时 配合人工降水措施

（2）预制混凝土板桩

截面形式：矩形、T形、工字型、口字型  最多用矩形

混凝土桩一般不拨出，施工困难，挤土现象严重

（3）、钢板桩与钢管桩

最大深度7~8m，隔水效果好 拉森型钢板桩最常用

（4）、钻孔灌注桩围护结构

机械钻孔，地铁基坑多采用螺旋钻孔、冲击钻、正反循环钻机成孔（噪声低，应用最多）

悬臂式排桩：桩径≥600

拉锚式或者支撑式排桩：桩径≥400

排桩中心距不得大于桩直径的2倍 强度不得低于C25 排桩顶部都应设置冠梁 间隔沉桩施工顺序，混凝土终凝后施工邻桩

排桩一般结合截水帷幕使用，截水帷幕一般采用深层搅拌桩，如果基坑上部条件受环境时，可以采用高压旋喷桩止水帷幕

素混凝土桩与钢筋混凝土桩间隔布置为钻孔咬合桩 直接做为止水帷幕

（5）SMW工法桩

利用搅拌设置就地切削土体，然后注入水泥类混合液搅拌形成均匀的水泥土搅拌墙，最后在墙里插入型钢，形成一种劲型复合结构

搅拌桩直径宜 650 850 1000

插入的型钢宜 H型钢

搅拌桩28天无侧限抗压强度 不小于设计要求且不小于0.5Mpa

水泥宜 425以上普通硅酸盐水泥，配合比应经现场试验确定

（6）重力式水泥土挡墙

用搅拌机械将水泥、石灰和地基土相拌合，形成相互搭接的格栅状结构

开挖深度不大于7m

对于淤泥质土，嵌固深度不小于1.2h（h为开挖深度）宽度不宜小于0.7h

对于淤泥，嵌固深度不小于1.3h，宽度不小于0.8h

水泥土挡墙28d无侧限抗压强度不得小于0.8Mpa 钢筋插入深度应大于基坑深度，

面板厚度不小于150 ，强度不得小于C15

（7）、地下连续墙

预制和现浇两类，通常是现浇的

优点：施工时振动小，噪声低，墙体刚度大，对周边地层影响小，可以适用于多种土层，除夹有孤石、大颗粒卵石的局部障碍物影响成槽效果外 黏性土、无粘性土、卵砾石地层都能很好的成槽

挖槽方式：抓斗式、冲击式、回转式

一字型长度每段宜4-6m，可以根据情况减少每段长度，必要时可以用搅拌桩对槽体加固

槽段接头选用原则：

宜采用圆形缩口接头、波纹管接头、楔形接头、工字钢接头或者混凝土预制接头等柔性接头

当地下连续墙为主体地下结构外墙，且需要形成整体墙体时，宜用刚性接头，刚性接头可以采用一字型、十字形穿孔钢板接头、钢筋承插式接头

导墙 特制泥浆 泥浆配合比要根据现场地质、对沉降的要求试验确定

施工过程中要对泥浆的PH值、黏度、相对密度、含砂率进行监测

工艺流程：

开挖导沟——修筑导墙——开挖沟槽——清楚槽底淤泥和沉渣——放接头管——吊钢筋笼——下导管——灌注水下混凝土——拨出导管

二、支撑结构类型

1、支撑结构体系

内支撑：钢撑、钢管撑、钢筋混凝土撑、钢-混凝土混合撑

外拉锚：拉锚，土锚

支撑结构挡土的应力传递路径：

围护（桩）墙——》围檩（冠梁）——》支撑

地质条件好的有锚固力的基坑内，可以用土锚和拉锚作为基坑支撑

常用支撑系统按材料分：现浇钢筋混凝土、钢支撑两种

（1）、布置原则

（2）、内支撑体系的施工

先支撑后开挖

围檩与挡土结构间歇之间不低于C30的细石混凝土填充

三、边坡防护

1、基坑边（放）坡

基坑边坡稳定影响因素

边坡设计坡度直接影响基坑稳定因素

施工不当也会造成边坡失稳，

不按规定施工的表现情况：没有按设计坡度开挖；基坑顶或者边上堆放材料、土方、运输车辆；基坑降排水措施不力；基坑开挖后暴露时间过长；开挖过程中，未及时刷坡

按是否设置分级过度平台 一级放坡 或分级放坡

在场地土质较好，基坑周围具备放坡条件、不影响相邻建筑物的安全及正常使用情况下，基坑宜采用全深度、部分深度放坡

过度平台的宽度，岩石边坡不小于0.5m，土质边坡不小于1m，上级坡宜缓于上级坡

2、长条形基坑开挖与过程放坡

纵向放坡目的：一是保证开挖安全、防止滑坡，二是保证出土运输方便

坑内纵向放坡事故一般是：开挖坡度过陡、雨期施工、排水不畅、坡脚扰动

应编制开挖方案，慎重决定放坡坡度，施工期间特别是雨天必须制定监护与保护措施，必要时可事先时在放坡处加固土体，严防土体失稳。

四、边坡保护

1、基坑边坡稳定措施

坡度合理；基坑排水和防洪工作、坡底干燥；坡度受到时，可采用破面土钉、金属网喷混凝土或者抹水泥砂浆护面；严格禁止在基坑顶边堆放材料、土方和其他重物以及停放或者行驶大型施工机具；开挖过程中，边坡随挖随刷，不得挖反坡；暴露时间较长的基坑，应采取护坡措施

2、护坡措施

施工过程中不得超挖、不得在破顶堆放荷载、材料和设备、严密监测坡顶位移，随时分析数据、当边坡有失稳迹象时，应以及采取削坡、坡顶卸荷、坡脚压载或其他有效措施

坡脚、坡面的保护措施:

叠放砂包或者土袋；水泥抹面，挂网喷浆或者混凝土；锚杆喷射混凝土护面、塑料膜、土工织物覆盖坡面

1K413023 基槽土方开挖及基坑变形控制

一、基槽坑土方开挖

1、基坑规定如下：

根据支护结构设计、降水排水要求，确定开挖方案

基坑周围地面应设排水沟、且应避免雨水、渗水等流入坑内；基坑内要必要排水措施，保持开挖时及时排除雨水，放坡开挖时及时排出雨水。放坡开挖时，应对坡顶、坡顶、坡面采取降排水措施。当采取基坑内、外降水措施，应按要求降水方可开挖土方。

软土基坑必须分层、分块、对称、均衡开挖，有加固和护坡要求时，加固合格再开挖

开挖过程中，严禁破撞坑内支护结构、格构柱、降水井点、扰动基底原状土

发生异常停止开挖，采取措施后方可继续开挖

发现以下异常时，应立即停止挖土，并查清原因和及时采取措施方可继续挖土

围护结构变形达到设计规定位移限值或者位移速率持续增长且不收敛

支护结构内力超过设计值或者突然增大

围护结构或者止水帷幕出现渗漏，或者基坑出现流土、管涌

开挖暴露出基底出现异常（包含黏性土时强度明显偏低或者砂性土层水位过高造成开挖困难）

围护结构发生异响声响

边坡或者支护结构出现失稳征兆

基坑周边建（构）筑物变形过大或已经开裂

二、基坑的变形控制

1、基坑变形特征

土体变形 造成原因，围护结构的水平位移和坑底土体隆起造成

围护墙体水平变形：在未设置支撑时，不论是刚性（水泥土搅拌墙、旋喷桩墙）还是柔性墙体（钢板桩、地下连续墙） 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基坑内的三角形水平位移，呈三角位移或者平行刚体位移；而一般柔性墙体如果设置支撑，则表现为墙体位移不变或者逐渐向基坑外移动，墙体腹部向基坑内凸起。

围护墙体竖向变位 （主要是下沉）事实由于基坑开挖土体自重力的释放

基坑底部的隆起

隆起时必然是，过大的隆起：基坑底不透水层由于其自重不能承受下方承压水水头而产生的

突然性隆起；基坑由于围护结构插入坑底土层深度不足而产生的坑内土体隆起破坏。

基坑底土体的过大隆起可能造成基坑围护结构失稳

过大的隆起是施工时应该尽量避免。监测立柱变形来反映基坑土体隆起情况。

地表沉降：围护结构的水平变形及坑底土体隆起会造成地表沉降，引起基坑周边建筑（构）物变形。围护呈悬臂状态时，较大的地表沉降出现在墙体旁；施加支撑后，地表沉降的最大值会逐渐远离围护结构，位于距离围护墙一定距离的位置上。

二、基坑的变形控制

控制变形的方法：增加围护结构和支撑的刚度

增加围护结构的入土深度

加固基坑被动区土体。加固方法：抽条加固、裙边加固及二者相结合

减少每次开挖围护结构处于土体尺寸和开挖支撑时间

通过调整围护结构深度和降水井布置来控制降水对环境变形的影响

三、坑底稳定控制

保持基坑稳定的方法有加深围护结构入土深度、坑底土体加固、坑内井点降水

适时施工底板结构

1K413024 地基加固处理方法

一、地基加固处理作用与方法

1、基坑地基加固的目的

基坑内加固和基坑外加固两种

基坑外：止水，有时可以减少围护结构承受的主动土压力

基坑内：提高土体的强度和土体的侧向抗力，减少围护结构位移，保护基坑周边建筑物及地下管线；防止坑底土体隆起破坏；防止坑底土体渗流破坏；弥补围护墙体掺入深度不足

2、基坑地基加固的方式

按平面布置分：墩式加固：基坑周边阳角、跨中区域

裙边加固：

抽条加固：长条形基坑

格栅式加固：地铁车站

满堂加固：环保要求高、或者为了地下封水

加固范围：第二道支撑以下至开挖面一定深度

加固方法：换填加固，提高地基承载力为主，适用于浅基坑

          水泥土搅拌、高压喷射注浆、注浆 提高土体侧向抗力、土体强度 适用于深基坑

二、常用方法及技术要点

1、注浆法

利用气压、液压、电动化学的方法，提供注浆管把浆液均匀的注入地层之中、浆液以填充、挤密、渗透的方式，赶走土颗粒之间或者岩石裂隙中的水分和空气后占据其位置，经过人工控制一段时间后，浆液将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体、形成一个结构新、强度大、防水性能好和化学稳定性好的结实体

浆液组成：主剂、溶剂、各种外加剂

外加剂：固化剂、催化剂、速凝剂、缓凝剂、悬浮剂

主剂：水泥浆液时以水泥为主的，适用于岩土加固，是国内外最常用的

注浆工艺：

注浆检验：注浆后28d进行 标准贯入、轻型触探、面波

2、水泥土搅拌法

利用水泥作为固化剂通过特制的搅拌机械、就地将软土和固化剂强制搅拌，使软土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的水泥加固土，从而提高地基土的强度和增大变形量。根据固化剂掺入状态的不同，分为浆液搅拌和粉体喷射搅拌（湿搅、干搅）。单轴、双轴、三轴、多轴、连续成槽搅拌机

适用范围：加固淤泥、淤泥质土、素填土、黏性土（软塑和可塑）、粉土（稍密和中密）、粉细砂（稍密和中密）、中粗砂（松散和稍密）、饱和黄土

不适用于：含有大孤石或者障碍物较多且不易清除的杂填土、欠固结的淤泥和淤泥质土、

硬塑或坚硬的黏性土、密实的砂类土、以及地下水影响成桩质量的土层

地下水含量小于30%(黄土含水量小于25%)时不宜采用粉体搅拌法

水泥搅拌桩：适用于处理泥炭土、有机质土、PH值小于4的酸性土、塑性指数大于25的黏土（现场和市内试验确定实用性）

水泥土搅拌法的优点：

最大限度利用原土、施工时无噪声、无振动、无污染 可以在密集建筑群中施工，对周围建筑和地下管线影响小、施工灵活，加固形式多样、与钢筋混凝土桩基相比，节约造价

施工工艺：

机械就位整平——于搅下沉至设计深度——边喷浆（粉）边搅拌提升至预定的停浆（灰）面——重复搅拌下沉至设计加固深度——根据设计要求，喷浆（粉）或者仅提升至预定的停浆（灰）面——关闭机械

固化剂、外加剂掺入量：试验确定

水泥土搅拌桩检验：

成桩后3d内，轻型动力触控检查上部的均匀性

      成桩后7d，浅部开挖桩头 开挖深度宜超过停浆（灰）面下0.5m，检查搅拌的均匀性，量测桩的直径

       作为重力式水泥土挡墙时，应用开挖法检查搭接宽度和位置偏差、采用钻芯法检查水泥土搅拌桩的单轴抗压强度、完整性、深度

3、高压喷射注浆法

适用范围：淤泥、淤泥质土、黏性土（流塑、软塑、可塑）、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土。硬黏性土，含有较多的块石或者大量植物根茎的地基，因喷射流可能受到阻挡或者削弱，冲击破碎力急剧下降，切削范围小或者影响处理效果。

喷射方式：旋喷、定喷、摆喷

方法：单管（高压水泥浆液）、双管（高压水泥浆液、压缩空气）、三管法（高压水泥浆液、压缩空气、高压水流）

高压喷射注浆的施工参数确定：根据土质条件、加固要求通过实验要求或者工程经验确定，并在施工过程中严格加以控制

高压水压力要求：＞20Mpa

主要材料：水泥 P.0425以上的普通硅酸盐水泥 根据需要加入适量的外加剂、掺和料，实验确定用量，水灰比0.8~1.5,常用1.0

施工工艺流程：钻机就位——钻孔——置入注浆管——高压喷射注浆——拨出注浆管

出现压力骤降、骤升或冒浆时，应查明原因并及时采取措施

喷射桩作为止水帷幕时，为了保证加固体有效搭接以达到预计效果，喷射桩直径不宜过大

喷射加固体直径受 施工工艺、土类、土性、喷射压力、提升速度影响

质量检查：开挖检查、钻孔取芯、标准贯入、动力触探

1K413030 盾构法施工

1K413031 盾构机选型

一、选型目的、依据和原则

1、选型目的：

2、选型依据：工程地质和水文条件、隧道断面形状、隧道外形尺寸、隧道埋深、地下障碍物、地下管线及构筑物、地面建筑物、地表隆沉要求

3、选型原则：适用性、技术先进性 经理合理性

二、盾构类型与适用条件

1、类型 

按是否封闭分：密闭式 敞开式

按平衡开挖面土压和水压原理不同密闭式分：土压式、泥水式

敞开式按开挖方式分：手掘式、半机械开挖式、机械开挖式

隧道断面形状分：圆形、异型（多圆形、马蹄形、矩形）

2、各种盾构对地质条件的适用性

3、盾构选型的基本程序

策划——调查（场地、地质、环境、障碍物）——设计条件（隧道形状、尺寸、长度、线形、覆土、工期）——可行性分析（开挖面稳定、地层变形、环境保护、其他）——初步选择（选2种以上）——措施研究（开挖面稳定、地层变形、始发接受洞口土体加固、近接使用、长距离施工、小半径曲线施工、障碍物处理）——必选（安全、成本、工期）——综合评价——选定

1K413032 盾构施工条件和现场布置

一、盾构法施工条件

1、盾构与盾构法施工

盾构组成：切口环、支撑环、盾尾

2、适用条件

除硬岩之外的相对均质的地质条件；足够的埋深，覆土厚度不小于1D；地面上必须有修建用于盾构始发和接受的工作井位置；隧道之间或者隧道与其他构筑物之间所夹土（岩）体加固处理的最小厚度为水平1m，竖直方向1.5m】；连续施工长度不宜小于300m。

3、城镇施工注意事项

 工作井位置选择

 工作井断面尺寸确定

 施工环境条件：地上地下构筑物和建筑物的资料，防护方案；控制地面隆沉；泥水式盾构设置封闭泥水式储存和处理设施

二、盾构施工现场布置

1、施工现场布置基本要求 施工道路、材料仓库、材料堆场、临时房屋、大型施工设备、集土（泥）坑、拌浆系统、临时水电线路、消防器材等

2、施工平面布置与施工临时设施

（1）、施工平面布置：工作井、工作井防雨棚和防淹墙、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、进出口通道

（2）、施工设施：采用降排水时，采用相当规模的降水系统；采用气压法时，现场设置空气压房；泥水平衡盾构时，现场设置泥浆处理系统，泥浆池；土压式盾构法施工时，设置电瓶充电间

1K413033 盾构施工阶段划分及始发与接收技术

一、盾构施工阶段划分

始发、正常掘进、接收（从安全角度讲，始发和接收时盾构最重要的两个阶段）

始发阶段：50-100m，分洞口土体加固段、初始掘进段，始发结束后，拆除临时管片、临时支撑、反力架，分体始发时，还得将后续台车移入隧道内

接收阶段：掘进至工作段50-100m到落到接收井的位置，分到达掘进和接收两个阶段 ，到达掘进是正常掘进的延续，时保证盾构贯通和安全接收的重要阶段

二、洞口土体加固技术

1、加固的必要性

由于在始发和接收时，要先拆除洞口范围内工作井的围护结构，会导致洞口土体失稳、地下水涌入、且盾构开始掘进时一定距离内或达到接收井前一段距离难以建立起土压（泥水压）以平衡开挖面的土压和水压，故需要对洞口土体加固，通常在工作井内实施。

在特定地质条件下，如富水软土地层可以用混凝土或者钢纤维混凝土施工，在始发和接收施工时，直接用刀盘切除。

2、加固目的

（1）拆除洞口围护结构时，保证洞口土体稳定

（2）盾构通过加固区域时，防止盾构周围地下水及土砂涌入工作井

（3）拆除洞口围护结构及盾构掘进并通过加固区域时，防止地层变形对施工影响范围内的建筑物及地下管线与构筑物的破坏

3、确定加固方法

根据地质条件、地下水位、盾构种类、外形尺寸、覆土厚度、施工环境条件确定

加固目的：加固、止水

选择目的：施工性和经济性

4、加固方法：

注浆法、高压喷射搅拌法、冻结法

（1）注浆法 按原理分两种，不改变颗粒的排列，注入材料渗透到土颗粒之间间隙并固结的渗透注浆（砂、卵石层）；利用注浆材料使土颗粒间隙变小、土体被挤密的挤密注浆法（劈裂注浆法），适用于粉砂土层。详见1K413044小导管注浆加固技术

（2）高压喷射搅拌法

（3）冻结法 适用于软弱地层大断面盾构施工和地下水压高的场合

三、盾构始发技术

1、始发特点 

2、始发长度的确定

决定始发长度的因素：一是衬砌与周围地层的摩擦阻力二是后续台车的长度

初始掘进长度L＞F/2πrf

F-盾构千斤顶推力（N）

r-衬砌外半径（m）

f-注浆后衬砌与地层的摩擦阻力（N/㎡）

若L小于后续台车长度，则应权衡利弊后，确定后续台车长度或者新的L为初始掘进长度

3、洞口土体加固段掘进技术要点

（1）、盾构基座、反力架与管片上部轴向支持的做作与安装要具备足够的刚度

（2）、安装盾构基座和反力架时，要保证盾构的掘进方向与设计轴线相同

（3）、安装临时管片的椭圆度要保证其椭圆度，采取措施，防止其受力后旋转，径向位移与开口部位变形

（4）、拆除临时维护结构前，确认洞口土体加固效果，必要时进行补注浆，确保拆除洞口围护结构时不发生土体坍塌、地层变形过大、地下水涌入、且保证盾构始发过程中开挖面稳定

（5）、盾构进入土层到通过洞口加固段前，要慢速前行；到达洞口加固段中间部位时，逐渐提高土仓（泥水仓）压力，使加固段达到预定的设置值。

（6）、盾构进入洞口后，先拼装临时管片，上部开口处设置轴向支撑，使盾构的全部千斤顶都可以使用

（7）、盾构盾尾进入洞口后，将盾尾密封与整环管片贴紧，防止泥水和注浆浆液从洞口泄露

（8）、加强监测工作井周围地层变形、盾构基座、反力架、临时管片、轴向支撑的变形与位移，超过预定值时，要采取措施。

4、初始掘进的任务

任务：收集盾构的掘进数据、地层变形测量数据、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，为正常掘进提供依据。

四、盾构接收施工的技术要点

（1）到达掘进之前，暂停掘进，准确测量盾构坐标位置与姿态，确认与设计轴线的偏差值

（2）根据测量结果制定掘进方案

（3）继续掘进时，及时测量盾构坐标位置和姿态，并依据设计位置进行纠偏和修正

（4）进入接收井洞口加固段时，确认加固效果，必要时进行补注浆

（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0，降低掘进速度，适时停止加泥(加泡沫)，停止送泥与排泥（泥水式），停止注浆，并加强工作井周围地层变形监测，超过设置值后，采取措施后方可继续掘进

（6）拆除洞口土体围护结构之前，确认洞口土体加固效果，必要时进行补注浆，确保拆除时，不发生土体坍塌、地层变形过大或者地下水涌入

（7）盾构结构的基座应有足够的刚度、且安装时要对轴线和标高进行校核，保证顺利、安全接收

（8）拼装完最后一环管片，不要立即回收千斤顶，及时将洞口的管片纵向临时拉紧使之成为整体，复紧所有管片的螺栓连接，防止盾构与衬砌管片脱离时，衬砌纵向应力释放

（9）盾构落到接收基座上时，及时封堵洞口处衬砌外周与盾构开挖洞体之间的空隙，同时进行填充注浆，控制洞口周围土体沉降。

1K413034 盾构掘进技术

一、盾构法施工步骤与掘进控制内容

步骤：

修建两端工作井——始发井内就位——始发掘进——正常掘进——在衬砌背后注浆并固定衬砌位置——接收

盾构掘进控制的目的是：确保开挖面的稳定的同时，构筑隧道结构、维持隧道线形、及早填充盾尾空隙。

盾构掘进控制内容：开挖控制、一次衬砌、线形控制、注浆 四要素

根本目的是确保开挖面稳定

1、土压（泥水压）控制

土压式盾构，以土压和塑流化改良控制为主，辅以排土量，盾构参数控制。

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

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

地下水压：可以从钻孔数据正确掌握，但要考虑季节性变化，河边还要考虑水面水位的影响

土压：有静止土压、主动土压、松弛土压，根据地层条件区别使用。

静止土压是开挖面不变形的理想土压值，但是控制压力相当大，须加大盾构装备能力。

主动土压式开挖面不发生坍塌的临界压力，控制压力最小。

地质条件好，覆土深，能形成土拱的场合，可以采用松弛土压

预备压：补偿施工中的压力损失，土压式盾构通常取10~20kn/㎡,泥水式通常取20~50kn/㎡

计算土压（泥水压）控制值时，一般沿隧道轴线取适当间隔（一般20m），按各断面地质条件计算出上下限值，并根据施工条件在其范围内设定，土稳定的场合，取低值，地层变形要求小的场合，取高值。（为使开挖面稳定，实测的土压（泥水压）变动值要小）

2、土压式盾构泥土的塑流化改良控制

土压式盾构掘进时理想地层的特性： 塑性变形好；流塑至软塑状态；内摩擦小；渗透性低

细颗粒含量在30%以上的土砂、塑流性满足要求

在细颗粒含量30%以下或者砂卵石地层必须加泥或者加泡沫等改良材料，以提高塑性流动性和止水性

改良材料：矿物系（膨润土）、界面活性剂系（泡沫）、高吸水性树脂系、水溶性高分子四类，单独或者组合使用

改良材料选用依据：

土质、渗透系数、地下水压、水离子电性、是否泵送土、加泥（泡沫）设备的空间、掘进长度、弃土处理条件、费用

土的塑流化改良时土压式盾构施工控制的最重要因素之一

按下列方法控制：排土状况（土的坍落度）；土砂输送效率；盾构机械负荷（刀盘油压、刀盘扭矩、螺旋输送机扭矩、千斤顶推力等）

3、泥水式盾构机的泥浆性能控制

泥浆作用：一是依靠泥浆压力在开挖面形成泥膜或者渗透区域，开挖面土体强度增高，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。

泥浆性能是泥水式盾构施工控制最重要因素之一

泥浆性能包括：比重、黏度、pH值，过滤特性和含砂率

4、排土量控制

（1）、开挖土量计算

Q=π/4*D²*St

Q-开挖土计算体积

D-盾构外径

St-掘进循环长度（m）

使用仿行刀和超挖刀时，应计算开挖土体积增加量

（2）、土压式盾构出土运输方法与排土量控制

多采用轨道运输

控制方法：重量控制和容积控制。

重量控制有检查运输车重量、用计量漏斗检查排土量

容积控制有比较单位掘进距离开挖土砂运土车台数方法和根据螺旋输送机转数计算方法

我国多采用容积控制

（3）、泥水式盾构排土量控制

容积控制和干砂量控制

容积控制方法：检查单位掘进循环送泥量Q1与排泥流量Q2，按下式计算排土体积Q3

Q3=Q2-Q1

对比Q3和计算排土量Q，当Q＞Q3，表示泥浆流失，反之，则表示涌水。正常掘进时，泥浆流失现象居多

干砂量控制方法：同容积控制法雷同 检查单位掘进循环送泥的干砂量V1与排泥干砂量V2，计算排土干砂量V3.

当V＞V3时，表示泥浆流失，反之，则表示超挖

三、管片拼装控制

1、拼装方法

方式：错缝拼装、纠偏和小半径曲线可以通缝拼装

方法：A——B——K

千斤顶缩回：不能全部缩回，按拼装顺序缩回千斤顶，否则开挖面的土在土压作用下，时盾构后退，开挖面会失稳

紧固螺栓：先环向 在轴向

复紧螺栓：安装一环后，全部千斤顶均匀施压，充分紧固轴向螺栓。继续掘进后，待推进到千斤顶影响不到的位置后，再一次紧固螺栓。

2、真圆保持

管片环从盾尾脱出后到注浆硬化到某种程度过程中，多采用真圆保持装置

3、管片拼装误差及控制

施工过程中对每片管片认真检查，并对隧道线性和盾构方向控制，纠偏应连续，过大的偏斜不能一次性纠偏。

4、楔形环的使用

曲线掘进使用，纠偏可以使用

四、注浆控制

1、注浆目的：主要是防止地层变形， 抑制隧道周边地层松弛，防止地层变形；及早使衬砌环安定，千斤顶推力平滑地向地层传递；形成有效的防水层

2、注浆材料性能：

流动性好、注入时不离析、具有均匀的高于地层土压的早强强度、良好的填充性、注入后体积缩小、阻水性高、适当的黏性、不污染环境

3、一次注浆

分同步、即时、后方注浆三种方式

同步注浆：在空隙出现的同时进行注浆、填充空隙的方式，分为从设在盾构的注浆管注入和从管片注浆孔注入两种方式（前者注浆管安装在盾构的尾部，有影响盾构姿态控制的可能，每次注入不充分洗干净注浆管，则可能发生堵塞，后者在管片脱离盾构后采能注浆，为了以示区别又叫半同步注浆）

即时注浆：一环掘进结束后，从管片注浆孔注入的方式

后方注浆：掘进数环后从管片注浆孔注入的方式

一般盾构直径大，在冲击黏土中或者砂质土中掘进，多采用同步注浆。自稳定性好的软岩中，多采用后方注浆

4、二次注浆

作用：补足一次注浆未填充的部分；补充由浆体收缩引起的体积变小；（浆液同一次注浆）以防止周围地层松弛范围扩大为目的的补充（浆液多采用化学浆液）

5、注浆量与注浆压力

注浆控制：压力控制和注浆量控制两种 一般都应采取两种一起控制

（1）、注浆量 受浆液向地层渗透和泄露之外，还受曲线掘进、超挖和浆液种类影响，不能准确确定

（2）、注浆压力 根据土压、水压、管片强度、盾构形式、浆液特性综合判定，要反复试验确认注浆效果，对周围地层和建筑物的影响。

五、隧道线形控制

主要任务：通过控制盾构的姿态、时构建的衬砌结构几何中心线形顺滑且位于偏离设计中心线的容许误差范围之内

1、掘进控制测量 

测量项目：盾构的位置、倾角、偏转角、转角、盾构千斤顶行程、盾尾间隙、衬砌

2、方向控制

控制项目：盾构倾斜及其位置以及管片拼装的位置

盾构方向控制：依靠调整盾构千斤顶的使用数量、 仿形刀、

盾构转角控制：刀盘向盾构偏转同一方向旋转，利用产生的回转反力进行修正

1K413035 盾构法施工地层变形控制措施

一、近接施工和近接施工管理

1、近接施工概念：新建盾构隧道穿越或者邻近既有地下管线、交通设施、建（构）筑物（既有结构物）的施工

2、近接施工管理：首先调查工程条件、地质条件、环境条件进行分析预测，其次制定专项施工方案，最后施工过程中通过监控量测反馈指导施工而确保既有构筑物施工安全

3、近接施工管理措施：盾构掘进引起的周边地层变形状态及其原因分析，包括变形程度与主要原因之间的关系，对既有构筑物承载能力的影响程度；预测盾构掘进引起地形变形的解析方法、预测对既有结构物影响的解析模型；减少地层变形与防止对既有结构物影响措施的选择，及其工程条件、地质条件和环境条件相适应措施的确定方法；监控量测管理系统、监测项目、监测方法、检测数据的反馈方法。

二、地层变形与既有结构物变形与变位

1、地层变形原因

条件因素和直接原因

条件因素有：覆土厚度、盾构直径、隧道线形、衬砌背后间歇、衬砌种类

直接原因：由盾构引发。主要是开挖面失稳、地下水位降低、（盾构）推力过大、频繁纠偏、洞体土层失稳、盾体与洞体的摩擦力、（衬砌）衬砌背后产生间歇、注浆压力、衬砌变形、衬砌漏水

地层变形的原因：地层应力释放产生的弹塑性变形；土压增大产生的压缩变形；附加土压产生的弹塑性变形；伴随土的物理性能变化产生的弹塑性变形和徐变变形导致地层承载力降低

2、地层变形机理

第一阶段：盾构到达之前，表现为地下水降低产生的固结沉降

第二阶段：盾构通过之前，若盾构控制土压（泥水压）不足或者过大，则开挖面正前方土体弹塑性变形引起地层沉降后者隆起

第三阶段：盾构通过时，超挖、纠偏、盾构外周与周围土体摩擦原因引起地层沉降和隆起

第四阶段：盾构通过之中引起的弹塑性变形，衬砌背后空隙不及时填充引起的应力释放，则引起沉降；若衬砌背后注浆压力过大，则引起地表隆起。

第五阶段：盾构通过之后发生后续沉降，主要是因为盾构掘进引起的地层扰动、松弛（软弱土层最明显，在砂性土、密室的硬黏性土中基本不发生）

3、既有结构物的变形与变位

变形变位的程度取决于工程条件、地质条件、既有结构物的构造特征

工程条件：隧道线形、近接施工区间的长度、是否采取隔离措施

地质条件：既有结构物语隧道之间地层的物理学参数

既有结构物构造特征：断面形状、强度、变形特性

三、盾构掘进地层变形控制措施

1、前期沉降控制：关键是保持地下水压

保持措施：合理设定土压（泥水压）控制值在掘进中保持稳定，以平衡开挖面土压（泥水压）前提条件：土压式盾构时塑流化改良效果；泥水式盾构则是泥浆性能

防止地下水从刀盘主轴密封、铰接密封、盾尾及拼装好的衬砌渗入。

土压式盾构在地下水位高且渗透性好的地层中掘进时，采取有效的房喷涌措施，以防止地下水从螺旋输送机涌入

2、开挖面前沉降（隆起）控制

主要措施：土压（泥水压）管理，真正实现土压（泥水压）平衡

具体方法：合理设定开挖面土压（泥水压）在掘进过程中保持稳定，以平衡开挖面土压与水压

前提条件：土压式盾构时塑流化改良效果；泥水式盾构则是泥浆性能

加强排土量控制

对于土压式盾构还应对盾构推力、推进速度、刀盘扭矩等盾构参数控制

3、通过时沉降（隆起）控制

（1）、控制盾构姿态，减少不必要的纠偏。本着“勤纠、少纠、适度”原则

（2）、土压式盾构在软弱或松散地层掘进时，盾构外周与周围土体的黏滞阻力或者摩阻力较大时，采取注浆减阻措施。

4、尾部空隙沉降（隆起）控制

关键：采用适宜的衬砌背后注浆措施

方法：同步注浆方式、根据地质条件、工程条件等因素合理选用单液、双液注浆，正确选用配合比、材料、加强注浆量和注浆压力的控制、及时进行二次补注浆

5、后续沉降控制

主要在软弱粘性土层中发生

盾构掘进、纠偏、注浆过程中，尽可能减少对地层的扰动；若后续沉降过大不满足要求，可以采取向特定部位地层内注浆加固

四、既有结构物保护措施

1、按实施对象划分近接施工中既有结构物保护措施，分三种

盾构施工措施

对既有结构物采取措施

盾构隧道与既有结构物之间采取措施

2、盾构施工措施

主要是控制地层变形、同事减少对地层的扰动。

方法：同上页3

3、对既有结构物采取措施

结构物加固：墙体加固、增设闭合框架加固、增设支撑

下部基础加固：加固桩、网状桩、锚杆

基础托换：新的基础替换受影响的结构物下部基础

4、新建隧道与既有结构物之间采取措施

隧道周围地层加固：注浆、高压喷射搅拌

既有结构物基础地层加固：注浆、高压喷射搅拌

隔断盾构掘进地层应力与变形：高压旋喷桩、钢管桩、柱桩、连续墙

1K413040 喷锚暗挖（矿山）法施工

1K413041喷锚暗挖法的掘进方式选择

一、浅埋暗挖法与掘进方式

1、全断面开挖

适用于：土质稳定，小断面作业，可以用机械开挖和人工开挖，自上而下一次开挖成型，

优点：减少开挖对围岩的扰动次数，有利于天然承载拱的形成，工序简便

缺点：对地质条件要求严格，围岩必须有自稳能力

2、台阶开挖

适用于：土质较好的隧道施工，软弱围岩、第四纪沉积地层隧道，根据机械配套情况和地层条件又分为，正台阶法和中隔壁台阶法，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

优点：具有足够的作业空间和较快的施工速度，灵活多变，实用性强

缺点：台阶数不能过多，对城市第四纪地层，台阶长度一般控制在1D内，对于破碎地段可以配合挂网喷混凝土支护施工

3、环形开挖预留核心土

适用于：一般土质或者易坍塌的软弱围岩、断面较大的隧道施工，城市第四纪软土地层最常用

施工作业流程：人工或者单臂掘进机开挖环形拱部——架立钢支撑——挂钢筋网——喷混凝土

优点：上部的核心土支撑着开挖面，能迅速及时地建造拱部初次支护，开挖面稳定性好

施工安全性好

4、单侧壁导坑法

适用于：断面跨度大、地表沉降难以控制的软弱松散围岩中，一般情况下，下侧壁导坑宽度不宜超过0.5倍洞宽，高度到起拱线为准

5、双侧壁导坑法（眼镜工法）

适用于：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

优点：施工安全，施工中间变形几乎没有

缺点：施工速度慢，成本高：

6、中隔壁法和交叉中隔壁法

适用于：地层较差、岩体不稳定且地面沉降要求严格的地下工程施工

CD工法不完全满足时，在CD工法基础上，加设临时仰拱，即为交叉中隔壁法

7、中洞、侧洞、柱洞、洞桩法

适用于：地层条件差、断面特大时，中心思想时，边大断面为小断面，提高施工安全度

二、掘进方式与选择条件

略

二、掘进开挖方式及选择条件

一、喷锚暗挖与初期支护（喷锚支护技术和超前加固技术）

1、喷锚暗挖与支护加固

（1）、初期支护形式

钢筋网喷射混凝土，锚杆-钢筋网喷射混凝土，钢拱架-钢筋网喷射混凝土，可以一种和几种组合

（2）、在浅埋软岩地段、自稳性差的软弱破碎围岩，断层破裂带，砂土层等不良地质条件下施工时，若围岩自稳时间短，不能安全保证完成初次支护时，为加快施工进度，保证安全，应采用辅助技术进行加固处理

2、支护与加固技术措施

（1）、隧道内的

超前锚杆或超前小导管；小导管周边注浆或者围岩深孔注浆；设置临时仰拱

（2）、隧道外的

管棚超前支护；地表锚杆或者地表注浆加固；冻结法固结地层；降低地下水位

二、暗挖隧道内加固支护技术

1、材料

混凝土：早强混凝土，速凝剂，做凝结试验，初凝5min，终凝10min

钢筋网：HPB300 （Q235），钢筋直径6~12mm，网格间距150~200mm

钢拱架：钢筋、型钢、钢轨 如果采用钢制作，则主筋直径不小于18mm

2、喷射混凝土前准备工作

（1）检查断面尺寸，清除开挖面、拱脚、墙角处的土块等杂物，设置厚度标示。对基面有滴水、淌水、集中出水点的情况，采用埋管方式引导疏干

（2）根据工程地质、喷射量等条件选择喷射方式，宜采用分层湿喷方式，分层厚度宜50~100mm。

（3）钢拱架应在开挖或者喷射混凝土后及时架设，超前锚杆、小导管支护宜与钢拱架、钢筋网配合使用，长度宜为3~3.5m，并大于循环进尺的2倍

3、喷射混凝土

紧跟开挖工作面，分段、分片、分层、由上而下 当岩面有凹洼时，应先填平。分层喷射时，一次喷射厚度应根据喷射部位和设计厚度确定

钢拱架与围岩之间的间隙必须用混凝土充填密实，钢拱架混凝土保护层不小于40mm

临时仰拱根据围岩情况及量测数据确定设置区段，可以采用型钢或者格栅结合混凝土修筑

4、隧道内小导管注浆

5、隧道内锚杆注浆加固

钻孔孔位精度应在偏差范围内，钻孔宜沿隧道周边径向钻孔。

锚杆必须按照垫板，垫板与喷射混凝土面密贴

钻孔安设锚杆之前，应先进行喷射混凝土施工，锚杆外露岩面长度不大于喷射混凝土的厚度

三、暗挖隧道外的超前加固技术

1、降低地下水位法

最重要的决策因素：降水后的沉降不得对已经存在的构筑物或拟建构筑物的结构安全造成危害

含水的松散破碎地层宜采用降低地下水位法，不得采用集中宣泄排水法

通常采用地面降水和隧道内辅助降水法

当降水方案不满足时，应在开挖前进行帷幕预注浆，加固地层等堵水处理

2、地表锚杆（地表预加固措施）

适用于浅埋暗挖、进出工作井地段和岩体松软破碎地段

布置形式：矩形，梅花形

施工工艺：钻孔——清孔——灌浆——垂直插入锚杆——孔口固定锚杆

锚杆分类：中空注浆锚杆、树脂锚杆、自钻式锚杆、砂浆锚杆、摩擦型锚杆

3、冻结法固结地层

适用于富水软弱地层的暗挖法施工固结地层。土体含水量大于2.5%，地下水含盐量不大于3%，地下水流速不大于40m/d，均可采用常规冻结法

当土层含水量大于10%和地下水流速不大于7~9m/d，冻土扩展速度和冻结体效果最佳

优点：冻结加固的土体强度高，地下水封闭效果好，地层整体固结性好，对工程环境污染小

缺点：成本高，有一定的技术难度

1K413043衬砌及防水施工要求

一、防水结构施工原则

1、规范的规定

GB50108-2008 地下工程防水技术规范“防、排、截、堵集合，刚柔相济，因地制宜，综合治理”

GB50157-2013地铁设计规范 “以防为主，刚柔结合，多道放线，因地制宜，综合治理”

2、复合式衬砌和防水体系

喷锚暗挖法隧道施工通常采用复合式衬砌设计，由初期支护、防水层、二次衬砌组成

防水体系：以结构自防水为根本，辅加防水层组成防水体系，以变形缝、施工缝、后浇带、穿墙洞、预埋件、桩头等接缝部位混凝土及防水层施工为防水控制重点

二、施工方案选择

1、排水措施 排 堵两类

衬砌背后设置排水盲管或者暗沟和在隧道底设置中心排水盲沟时，应配合隧道渗漏水情况，配合衬砌一次施工

衬砌背后可以采用注浆或者喷涂防水层方式止水

三、复合式衬砌防水层施工

1、优选射钉铺设 ，结构图见书本P155页中间

2、施工要求：防水层施工前，喷射混凝土表面应平顺，不得有锚杆头或钢筋头，表面漏水应及时引排，防水层接头应擦干净

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施工质量

3、二次衬砌混凝土施工

混凝土材料要求：补偿收缩混凝土，抗裂能力，不得要承受防水，还要和钢筋一起承担结构受力作用

二次衬砌混凝土浇筑模板体系：组合钢模板、模板台车 对支撑和模板应进行验算刚度、强度、稳定性

混凝土浇筑应采用泵送，两侧边墙插入式振捣。底部用附着式振动器。混凝土浇筑连续进行，两侧对称，水平浇筑，不得出现水平和倾斜接缝，如混凝土应故中断，则必须采取措施，对两次浇筑的混凝土界面进行处理，以满足防水要求

1K413044小导管注浆加固技术

是浅埋暗挖法的常规工序

一、适用条件与基本规定

1、适用条件：软弱破损地层中成孔困难或者易塌孔，且施做超前锚杆比较困难或者结构断面较大时

2、基本规定：小导管支护和预加固必须配合钢拱架使用，在条件允许时，应配合地面超前注浆加固，有导洞时，可以在导洞内对隧道周边进行径向注浆加固

二、技术要点

1、小导管布设

小导管设计参数：钢管直径30~50mm，钢管长3~5m，焊接钢管或者无缝钢管，安设注浆孔间距 100~150mm，钢管沿环向布置间距为300~500mm，环向外插角 5~15°，沿纵向搭接长度不小于1m

2、注浆材料

改性水玻璃、普通水泥单液浆、水泥、水玻璃双液浆、超细水泥

一般情况下，砂性土用改性水玻璃浆；卵石地层用水泥浆和水泥砂浆

注浆材料的配合比和选用必须根据工程条件经试验确定

Po425以上水泥

3、注浆工艺

砂卵石地层中宜采用渗入注浆，砂层中采用挤压，渗透注浆法，黏土层中宜采用劈裂或者电动硅化学注浆；淤泥质软土层中宜采用高压喷射注浆法。

注浆工艺：

1、控制加固范围

2、保证注浆效果

配合比

注浆时间和注浆压力应由试验确定，应严格控制注浆压力。

改性水玻璃、水泥浆初压压力宜为0.1~0.3Mpa，砂质土终压力一般应大于0.5Mpa。黏性土终压力大大于0.7Mpa。水玻璃—水泥砂浆初压压力宜为0.3~1.0Mpa，终压力宜为1.2~1.5Mpa。

施工期监测 地面隆起 地下水污染

1K413045喷锚暗挖法辅助工法施工技术要点

小导管、降低地下水、地表锚杆、冻结固结地层，管棚施工

四、管棚施工技术

1、结构组成

为防止隧道开挖引起的地表下沉和围岩松动，开挖掘进前沿开挖工作面的上半断面设计周边打入厚壁钢管，在地层中构筑的临时承载管棚防护下，为安全开挖预先提供增墙地层承载力的临时支护方法，与小导管相对于，通常称为大管棚超前支

由钢管和钢拱架组成 

管内应灌注水泥浆和水泥砂浆，以提高钢管的自身刚度和强度

适用条件

软弱地层和特别困难地段，如极破碎岩体、塌方体、砂土质地层、强膨胀性地层、强流变地层、裂隙发育岩体、断层破裂带、浅埋大偏压等围岩，并对地层变形有严格要求的工程

下列场合应采用管棚进行超前支护

穿越铁路、穿越地下和地面结构物、大断面地下、隧洞口段、通过断层破碎带、特殊地段（大跨度车站、重要文物保护区、河底、海底）等地下工程施工

2、技术要点

（1）材料要求

钢管直径70~180mm，壁厚4~8mm无缝钢管，管节长度：短管棚小于10m，长管棚大于10m或者采用出厂长度，外插角较小，比小导管小很多

水泥：PO425以上硅酸盐水泥 水泥砂浆宜采用中砂、粗砂，外加剂应根据工程土质条件 经试验确定

（2）、施工技术要点

工艺流程：测量孔位——钻机就位——水平钻孔——压入钢管——注浆（钢管内和管周围土体）——封口——开挖

管棚形状：一字型、帽形、方形、拱形

管棚钢管间距：2.0~2.5倍钢管直径 纵向搭接长度大于3m

3、施工质量控制要点

（1）、钻孔精度控制

钻孔前在管棚孔口位置埋置套管，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对正在钻机的钻孔及插入钢管的弯曲及其趋势进行孔弯测定检查

在松软地层或不均匀地层中钻进时，管棚应设定外插角，角度不大于3°，

（2）、钢管就位控制

钢管就位与钻孔同步进行，并按设计要求接长，接头采用厚壁管箍上满丝扣

钢管打入土体后，应及时隔（跳）孔向管内及周围压入水泥浆或者水泥砂浆

（3）、注浆效果控制

严格控制管棚间距，防止管棚间距过大或者偏离

严格按试验参数，控制注浆量

必要时与小导管结合，开挖时在管棚之间设置小导管