专业工程管理与实务(市政公用工程)精讲班第10讲讲义
喷锚暗挖法施工的基本技术要点

1K413030  喷锚暗挖法施工的基本技术要点

1K413031  喷锚暗挖法加固支护的开挖作业技术要点
喷锚暗挖法包括全断面法、台阶法、台阶分部法、上下导洞法、上导洞法、单侧壁导洞法、双侧壁导洞法、漏斗棚架法、蘑菇法等。新奥法施工常用的方法大致分为：全断面法、台阶法、分部开挖法三大类及若干变化方案。
全断面法就是将全部设计断面一次开挖成型，再修筑衬砌。一般适用于Ⅳ～V类围岩，并配有钻孔台车和高效率运装机械的石质隧道。开挖工作面较大，钻爆效率较高。
台阶开挖法是全断面法的变化方案，是将设计断面分上半部断面和下半部断面二次开挖成型；或采用上弧形导洞超前开挖和中核开挖及下部开挖。开挖的关键是台阶的划分形式，一般将设计断面划分为l～2个台阶分部开挖。台阶法适用于Ⅱ～Ⅳ类围岩。台阶开挖法有利于开挖面的稳定，但增加了对围岩的扰动次数。
上下导洞先拱后墙法，适用于Ⅱ～Ⅲ类围岩或一般土质围岩等松软地层修建隧道。一次开挖的范围宜小，及时支撑与衬砌，保持围岩稳定。其工作面较多，相互—干扰大。传统喷锚暗挖法的施工顺序，可按衬砌的施作顺序分为：先墙后拱法和先拱后墙法。
先墙后拱法(又称顺筑法)，它通常是在隧道开挖成形后，再由下至上构筑混凝土衬砌。先墙后拱法施工速度快，各工序及各工作面之间相互干扰少，衬砌的整体性好。
先拱后墙法(又称逆筑法)，它是先将隧道上部开挖成形并浇筑拱部衬砌，在拱圈的掩护下开挖下部并制作边墙。先拱后墙法施工速度较慢。但当上部拱圈完成后，下部施工就较安全、快速。衬砌结构的整体性较差。
全断面形式开挖施工在开挖过程中应注意加强对开挖面地质水文条件的调查、各工序的机械设备要配套、加强对各种辅助作业和方法的检查、选择合理可行的支护形式等。
采用台阶断面法开挖具有足够的作业空间和较快的施工速度、下部相互干扰、宜采用轻型凿岩机打眼、而不宜用大型凿岩台车等优缺点。
新奥法施工各工序均很重要，但施工的核心是现场监控测量。
在浅埋软岩地段、自稳性差的软弱破碎围岩、断层破碎带、砂土层等不良地质条件下，常会发生开挖面围岩失稳，或由于初期支护强度不能满足围岩稳定的要求，造成支护和开挖面前方塌方，应采用各种辅助技术如：超前锚杆、管棚、插板等超前支护技术使开挖施工作业面围岩保持稳定。
超前锚杆是沿开挖轮廓线，以较大的外插角，向开挖面前方安装锚杆，形成对前方围岩的预锚固(预支护)，在提前形成的围岩锚固圈的保护下进行开挖、装渣、出渣和衬砌等作业。超前支护主要适用于围岩应力较小，地下水较少、岩体软弱破碎，开挖面有可能坍塌的隧道
中。宜和钢拱架支撑配合使用。
管棚是由钢管和钢拱架组成，管棚是利用钢拱架，沿着开挖轮廓线，以较小的外插角，向开挖面前方打人钢管或钢插板构成的管棚，形成对开挖面前方围岩的预支护。其中长度小于10m称为短管棚，10～45m且较粗的钢管称长管棚，长度小于10m的钢插板称为板棚预支护。管棚适用于特殊困难地段，在管内辅以灌浆效果更好。
地面砂浆锚杆是一种地表预加固地层的措施，适用于浅埋、洞口地段和某些偏压地段的岩体松软破碎处。地面锚杆按矩形或梅花形布置，先钻孔－－吹净钻孔个用灌浆管灌浆一垂直插入锚杆杆体一孔口将杆体固定。地面锚杆预支护，是由普通水泥砂浆和全粘结型锚杆构成地表预加固地层。
锚杆稳定开挖后工作面的锚杆施工须在开挖后尽快安设锚杆，钻孔安设锚杆前应先进行喷射混凝土施工，孔位、孔径、孔深要符合设计要求，锚杆露出岩面长不大于喷射混凝土的厚度，锚杆施工应符合质量要求。
例：新奥法施工各工序均很重要，但施工的核心是（）
A  初期支护
B  施工方法
C  现场监控测量
D  曲线测量
答案：C

1K413032  喷锚支护技术要求
喷锚支护(即喷锚衬砌)是喷射混凝土、锚杆、钢筋网喷射混凝土等结构组合起来的支护形式，可根据不同围岩的稳定状况，采用喷锚支护中的一种或几种结构组合。用机械方法加固隧道围岩。分别设锚杆、张挂钢筋网，可提高喷射混凝土支护层的抗拉能力、抗裂性和抗震性。
喷锚施工的喷射混凝土应具有早强性能，3d可达到最终强度，可根据工程具体需要，选用早强水泥和速凝剂；喷射混凝土的厚度选用后应根据现场量测资料修整，最小不小于5cm，含水层中厚度应不小于8cm。
锚杆种类有：
●端头锚固式锚杆
●全长粘结式锚杆
●摩擦式锚杆
●混合式锚杆
锚杆施工应保证孔位的精度在允许偏差范围内，钻孔不宜平行于岩层层面，宜沿隧道周边径向钻孔。
施工期间的防水措施主要是排和堵两类。
施工前，根据资料预计可能出现的地下水情况，估计水量，选择防水方案，施工中应做好出水部位、水量等的记录工作，按设计做好排水系统，认真做好水治理。
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浇筑的质量。
衬砌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，防水层接头应擦净，喷层表面漏水应及时引排，防水层可在拱部和边墙按环状铺设，开挖和衬砌作业不得损坏防水层，作业面应距爆破面>150m，距灌筑二次衬砌处>20m；防水层纵横向铺设长度应根据开挖方法和设计断面确定。
例：采用喷锚施工的隧道，喷射混凝土的厚度选用后经修整，最小不小于(    )。
A．10cm   
B．15cm   
C．8cm   
D．5cm
答案：D
 
熟悉隧道土体加固技术

1K413040  熟悉隧道土体加固技术

1K413041  小导管注浆加固上体的工艺要求
小导管注浆是喷锚暗挖隧道超前支护的一种措施。采用这种措施的地层，—般都很软弱或松散。小导臂是受力杆件．在纵向应有一定搭接长度。
采用小导管加固时，为保证工作面稳定和掘进安全，应确保小导管安装位置正确和足够的有效长度．严格控制好小导管的钻设角度。用作小导管的钢管钻有注浆孔．以便向±体进行注浆加固，也有利于提高小导管自身刚度和强度，参与受力。
小导管注浆支护的一般设计如下；钢管直径40~50mm，钢管长3～5m，钢管钻设注浆孔间距为100～]50mm，钢管沿拱的环向布'间距为300—500mm，钢管沿棋的环向外插角为5～15，钢管沿隧道纵向的搭接长度为lm。
小导臂注浆宜采用水泥浆或水泥砂浆。浆液必须充满钢管及周围空隙．
注浆施工中，在砂卵石地层中宜采用渗入注浆法；在砂层中宜采用劈裂注浆法；在黏土层中宜采用劈裂或电动硅化注浆法；在淤泥质软土层中宜采用高压喷射注浆法。
注浆材料应具备；良好的可注性；固结后有强度、抗渗、稳定，耐久和收缩小；无毒；注浆工艺简单、方便、安全等性能。
例：注浆施工中，在砂卵石地层中宜采用(    )注浆法。
A  渗入
B．定量
C．压力
D．双液
答案：A
 
城市轨道交通和隧道工程的基本知识
1K413050  城市轨道交通和隧道工程的基本知识
1K413051  轨道交通车站的基本形式
①地铁车站的站台形式可采用岛式、侧式和岛、侧混合的形式。
②地铁车站站台的最小宽度应满足表lK41305l要求。
地铁车站站台最小宽度表   表IK413051
    类    别
    地  下  站
    高  架  站
    地  面  站
  　　岛式站台(m)
8
6
5
侧式站台(无柱)(m)
3.5
3
2
  柱(墙)外侧至站台边缘(m)
2
2
2



 
 
③地铁车站一般由站厅、站台厅、行车道、出人口、通道或天桥、通风道，以及设备、管理用房等部分组成。
④车站形式必须满足客流需求、乘候安全、疏导迅速、环境舒适、布置紧凑，便于管理的基本要求。
⑤车站的楼梯、检票口、出人口通道三者的通过能力应满足超高峰小时设计客流的需要，并应满足在发生事故灾害时，能在6min内将一列车乘客、站台上候车人员及车站工作人员全部撤离站台。
应保证下车乘客到就近通道或楼梯口的最大距离不超过50m。
⑥站厅布置应满足功能分区，避免进、出站及换乘人流路线之间的相互交叉干扰。
⑦车站设备用房包括供电、通风、通信、信号、给排水、防灾等系统用房，其面积和要求应按各专业的工艺布置确定。
⑧车站的管理用房及生活设施包括：车控室、站长室、交接班室(兼会议、餐室)、票务室、站务室、警务室、更衣室、卫生间等。
⑨车站出人口的数量，应根据客运需要与疏散要求设置，浅埋车站不宜少于四个出入口。当分期修建时，初期不得少于2个。
⑩车站内部建筑装修应实用、安全。采用防火、防潮、防腐、无污染、易清洁的材料，站内地面应选用耐磨、防滑的材料。
⑩地铁车站结构形式分为矩形、圆形及马蹄形三大类。
例：地铁车站结构形式分为(    )类型
A   矩形
B．圆形
C   马蹄形
D．单层拱形
E．多层矩形
答案：A B C

1K413052  隧道工程施工方法
①明挖法。在拆迁量小的情况下，造价低、速度快。但交通干扰大，一般在市区不容易实施。只有在郊区、空旷区，有条件敞口开挖时方可采用。
明挖法施工隧道的工艺相对简单、受力明确，操作方便，但需做好地下管线拆迁或加固稳定、地面交通疏导、环境保护以及基坑安全稳定等工作。遇有基坑石方需要爆破时，必须事先编制爆破方案、申报主管部门批准后方可实施。
②盖挖逆筑法。盖挖逆筑法是盖挖法的一种，用自上而下的逆筑法施工单层或多层地下隧道(或车站)结构。此方法介乎明挖法与暗挖法之间，除其顶板为明挖施工外，其余结构均为暗挖施工。这种方法特别适合于城市市区，人口、交通密集繁忙之处。
此种方法大部分土方在顶盖及围护墙体结构之内的洞中开挖，适宜于软弱土质地层，地下水稳定在基底高程0．5m以下的地层条件，否则还需要配以降水措施。
盖挖逆筑法施工，一般分两个阶段：地面施工阶段——围护墙、中间柱、顶板施工；洞内施工阶段——土方开挖、结构、装修和设备安装。土方和器材出人全靠竖井运输。
③喷锚暗挖法。详细掌握工程地质和水文资料，详细制定开挖工艺、方案，确保挖掘过程中围岩稳定、初期支护及时闭合，是十分重要的。用此法掘进施工中土和器材的进出一般也是通过竖井运输。初期支护结构一般采用钢拱架(拱形断面)加喷射混凝土。整个施工过程以人工操作为主，因此必须确保施工期间隧道内没有水。
喷锚暗挖法施工自始至终处于暗挖土体与隧道结构施筑与置换的动态过程，隧道围岩始终处于稳定与失稳两种态势的交变过程之中。为确保施工过程中隧道围岩稳定，必须采用监控测量的方法，对围岩、支护结构的状态进行实时监测，及时反馈信息，指导安全施工。
为使隧道顺利掘进并保证围岩稳定，施工中常需要配以各种辅助工法。在需要采用钻爆开挖时，对硬岩宜用光面爆破，软岩中宜用预裂爆破。
喷锚暗挖法也常用于地铁车站施工。
④盾构法。盾构机具有开挖、支护、排渣和拼装隧道衬砌管片等功能。常见盾构机种类有敞口式、网格式、土压平衡式、泥水平衡式和气压式等。
盾构机以其盾壳作保护，既支承周围土体又保护壳内机具设备和人员安全。在无地下水的地层中，可采用敞口式盾构，用手掘式或半机械方式挖掘正面土体；网格式盾构机在胸板上设有网格，由千斤顶顶进时正面土体受挤压后通过网格挤入胸板内侧，用括板运输机将土运走；土压平衡和泥水平衡式盾构机属于闭胸式机械化盾构机，适用于有地下水、对地表隆沉有严格要求的地层，机头有刀盘，切土进入土舱，机内有螺旋输送机排土(泥水式盾构机采用搅拌器将土舱中的土与水充分搅拌成流态，由泵输送、排出)。
排土速度与掘进速度要有机协调，以保持开挖面土体有一定土压，维持土体稳定，达到控制围岩和地表稳定的目的。
例：城市隧道工程的主要施工方法有（）
A  明挖法
B  盖挖逆筑法
C  喷锚暗挖法
D  盖挖顺筑法
E  盾构法
答案：A B C E