一建市政务实-第一章-市政公用工程技术-3.城市轨道交通工程-4.喷锚暗挖矿山法施工

4.喷锚暗挖矿山法施工

1.喷锚暗挖法与掘进方式选择

1.浅埋暗挖法与掘进方式

1.全断面开挖法
2.台阶开挖法
3.环形开挖预留和核心土法
4.单侧壁导坑法
5.双侧壁导坑法
6.中隔壁法和交叉中隔壁法
7.中洞法、侧洞法、柱洞法、洞柱法

2.掘进方式与选择条件

1.虽然掘进方式不同,但各种具体施工方法都有其优点和缺点,故选择前必须经过现场条件调研分析

3.掘进开挖方式及其选择条件

2.工作井施工技术

1.工作井施工技术

1.施工准备
2.锁口圈梁
3.提升系统
4.竖井开挖与支护

2.马头门施工技术

1.竖井初期支护施工至马头门处应预埋暗梁及暗柱，并应沿马头门拱部外轮廓打入超前小导管，注浆加固地层
2.破除马头门前，应做好马头门区域的竖井或隧道的支撑体系的受力转换
3.马头门开挖施工应严格按照设计要求，应采取加强措施。
4.马头门开挖应分段破除竖井井壁，宜按照先拱部、在侧墙，最后底板的顺序破除。
5.安装下部钢格栅，连续纵向钢筋，挂初支钢筋网，喷射墙体及仰拱混凝土
6.马头门开启应按顺序进行，同一竖井内的马头门不得同时施工。
7.施工中严格。管超前、严注浆、短开挖、强支护、勤量测、早封闭。
8.开挖过程中必须加强监测，一旦土体出现坍塌或支护结构出现较大变形时，应立即停止作业。
9.停止开挖时，应及时喷射混凝土封闭掌子面。

3.超前预支护及预加固施工技术

1.超前小导管注浆加固

1.适用条件

• 超前小导管注浆加固技术可作为暗挖隧道常用的超前支护措施，施工速度快，施工机具简单，工序交换容易
• 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构断面较大时，宜采用超前小导管注浆加固处理方法。

2.技术要点

• 超前小导管应沿隧道拱部轮廓线外侧设置，根据地层条件可采取单层、双层超前小导管，
• 超前小导管应选用40-55mm的钢管或水煤气管，长度应大于循环进尺的2倍，宜为3-5m
• 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。前后两排小导管的水平支撑搭接长度不应小于1m。
• 小导管其端头应封闭并制成锥状，尾端设钢筋加强箍，管身梅花形设6mm-8mm溢浆孔
• 超前小导管加固地层时，其注浆浆液应根据地质条件，并经现场试验确定。
• 浆液的原材料应符合 1.水泥 强度42.5以上的硅酸盐水泥 2.水玻璃 浓度40-45 3.外加剂 视不同地层和注浆工艺进行选择。
• 注浆施工 1.注浆工艺应简单、方便安全 2.应由下而上、间隔对称，相邻孔位错开，交叉进行3.渗透法注浆压力 0.1-0.4Mpa.
• 注浆速度应不大于30L./min
• 注浆施工期应进行监测。

2.深孔注浆加固技术

• 深孔注浆前，应根据设计文件，并综合考虑地下水状态、地层条件和浆液类型等
• 注浆孔的孔位、角度、深度的偏差应符合相关规范的要求
• 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 宜10-15m

3.管棚支护

1.结构组成与适用条件
2.技术要点

1. 施工流程 测放孔位-钻机就位-水平钻孔-压入钢管-注浆-封口
2. 施工要求

• 宜选用加厚的80-180mm焊接钢管或无缝钢管制作。一半采用108mm8mm 相应孔口管采用1278mm
• 钢管间距应根据支护要求予以确定，宜为300-500mm
• 双向相邻管棚的搭接长度不宜小于3m
• 为增加管棚刚度，应根据需要在钢管内灌注水泥砂浆、混凝土或防止钢筋笼并灌入水泥砂浆。
• 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
• 长管棚宜在竖井内实施

3. 钢格栅拱架应根据现场条件单独设计制作，以满足管棚施工和受力要求
4. 钻孔顺序应由高孔向低孔位进行
5. 管棚在顶进过程中，应用测斜仪控制上仰角度
6. 钢管在安装前应逐孔逐根进行编号，按编号顺序接管推进，不得混接。
7. 管棚就位后，应按要求进行注浆，钢管内部宜填充水泥砂浆。以增加钢管强度和刚度。

4.喷锚支护施工技术

1.主要材料

• 喷射混凝土应采用早强混凝土,其强度必须符合设计要求。
• 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。
• 钢拱架宜选用钢筋、型钢、钢轨等制作，采用钢筋加工成格栅的拱架主筋直径不宜小于18mm

2.格栅加工及安装

• 格栅拱架和钢筋网片均应在模具内焊接成型
• 格栅拱架、钢筋网片加工制作应符合下列要求
  1.8字筋布置应均匀、对称，方向相互错开，8字筋间距不得大于50mm。
  2.格栅钢架组装焊接应从两端均匀对称地进行
  3.格栅钢架在模具内初步电焊固定
  4.格栅拱架主筋和8字筋之间、主筋与连接板之间应双面焊连接，焊缝应平顺饱满、连续、无咬蚀、气孔、夹渣
  5.钢架主筋应严格按设计图纸尺寸加工，每点均为4点焊接。
• 首榀格栅拱架应进行试拼装,应经设计单位、建立单位、建设单位共同验收。
• 格栅拱架、钢筋网片应分类存放、标识、并采取防锈蚀措施
• 格栅拱架安装应符合下列要求
  1.格栅拱架安装应符合设计要求，严格控制间距
  2.格栅拱架安装定位后，应禁固外、内测螺栓
  3.格栅拱架节点应采取螺栓紧固；钢筋帮焊应与主筋同材质。
• 钢筋网片应沿格栅拱架内、外侧主筋和纵向连接筋铺设
• 纵向连接筋直径、间距以及连续应符合设计要求
• 连续筋长度应为格栅拱架间距+搭接长度
• 格栅拱架安装时，其拱脚处不得坐在虚土上，
• 在自稳能力较差的土层中安装格栅拱架时，应按设计要求在拱脚处打设锁脚锚管。
• 折点处的格栅拱架安装时，应预先进行排列计算并画出格栅排列图，以确保转弯半径要求
• 双层隧道格栅拱架的安装应配合中隔板、临时支撑施工
• 格栅架立及安装应符合下列要求
  1.格栅架立纵向允许偏差应为±50mm。横向为30mm。高程 30
  2.节点板栓接就位后应帮焊与主筋同直径的钢筋。

3.喷射混凝土
4.超前小导管注浆技术
5.锁脚锚杆注浆加固

• 隧道拱脚应采取斜向上20度-30度打入地锁脚锚杆管锁定
• 锁脚锚杆管应与格栅焊接牢固，打入后应及时注浆

6.初期支护背后注浆

• 隧道初期支护封闭后，应及时进行初支背后回填注浆。
• 背后回填注浆管在格栅拱架安装时宜埋设与隧道拱顶、两侧起拱线以上的位置
• 背后回填注浆应合理控制注浆量和注浆压力。
• 根据地层变形的控制要求，可在初期支护背后多次进行回填注浆。

5.衬砌及防水施工要求

1.防水结构施工原则

1.相关规范规定

• 地下工程防水的设计和施工应遵循 防、排、截、堵 刚柔相济、因地制宜 综合治理
• 地下铁道隧道工程防水设计，以防为主、刚柔结合、多道防线、因地制宜、综合治理。

2.复合式衬砌与防水体系

• 喷锚暗挖法施工隧道通常采用复合式衬砌设计，初期支护、防水层、二次衬砌
• 喷锚暗挖法施工隧道的复合式衬砌、以结构自防水为根本，辅加防水层组成防水体系。

2.施工方案选择

• 施工期间的防水措施主要是排和堵
• 在衬砌背后设置排水盲管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
• 衬砌背后可采用注浆或喷涂防水层等方法止水。

3.复合式衬砌防水层施工

• 复合式衬砌防水层施工应优先选用射钉铺设
• 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。
• 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
• 二次衬砌混凝土施工
  1.二次衬砌采用补偿收缩混凝土，具有良好的抗裂性能
  2.二次衬砌混凝土浇筑应采用组合钢模板和模板台车两种模板体系
  3.混凝土浇筑采用泵送模筑，两侧边墙采用插入时振动器捣振，底部采用附着式振动器振捣。

6.喷锚暗挖辅助工法施工技术要点

1.降低地下水位法

• 地下结构处于富水地层中，且地层的渗透性较好，应首选降低地下水位达到稳定围岩、提高喷锚支护安全的目的。含水的松散破碎地层宜采用降低地下水位法，不宜采用集中宣泄排水的方法。
• 确保降水引起的沉降不会对已存在的构筑物或拟建筑物的结构安全构成危害。
• 降低地下水位通常采用地面降水方法或隧道内铺设降水方法
• 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。

2.地表锚杆管

• 地表锚杆是一种地表预加固地层的措施，适用于浅埋暗挖、进出工作井地段和岩体松软破碎地段。
• 地面锚杆按矩形或梅花形布置，先钻孔-吹净钻孔-用灌浆管灌浆-垂直插入锚杆杆体-孔口将杆体固定。
• 锚杆类型应根据地质条件、使用要求及锚固特性进行选择。

3.冻结法固结地层

1. 冻结法是利用人工制冷技术，用于富水软弱地层的暗挖施工固结地层。
2. 在地下结构开挖断面周围需加固的含水软弱地层中钻孔敷管、安装冻结器，通过人工制冷作用将天然岩土变成冻土。
3. 在冻结体的保护下进行工作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。
4. 冻结法的优缺点
   优点 地层强度高、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:成本较高、有一定的技术难度。