1K413000城市轨道交通和隧道工程 1K413010深基坑支护及盖挖法施工 3011掌握深基坑支护结构的施工要求
基坑支护有：钢板桩、预制钢筋混凝土桩、钻孔灌注桩、挖孔桩、深层搅拌桩、旋喷桩、地下连续墙、钢筋混凝土支撑、型钢支撑、土层锚杆以及逆筑法、沉井等。
一、围护结构的类型。 基坑围护结构主要承受基坑开挖卸荷所产生的土压力和水压力，并将此压力传递到支撑。围护结构类型分为6种：板桩式(钢板桩、钢管桩、钢筋混凝土板桩、主桩横挡板)、柱列式（钻孔灌注桩、挖孔灌注桩）、地下连续墙、自立式水泥土挡墙、组合式、沉井法。
二、支撑结构类型：内支撑、外拉锚（拉锚和土锚）两类。支撑结构体系包括围檩、支撑、立柱及其他附属构件。
支撑结构挡土的应力传递路径：围护墙-围檩（冠梁）-支撑。 支撑系统按材料可分为现浇混凝土支撑体系和钢支撑体系两类。 三、 支撑体系的布置形式：经济、力学性能、安全可靠、快速施工。
四、基坑变形现象：基坑开挖引起周围底层移动的主要原因是坑底的土体隆起和围护墙的位移。（一）墙体变形：1、墙体水平变形.当基坑开挖较浅，还未设支撑时，无论是对刚性墙体（水泥土搅拌桩墙、悬喷桩桩墙等）还是柔性墙体（钢板桩、地下连续墙等）均表现为墙顶位移最大，向基坑方向水平位移，呈三角形分部。随着基坑开挖深度的增加，刚性墙体继续表现为向基坑内的三角形水平位移或平行刚体位移，而一般柔性墙体如果设支撑，则表现为墙顶位移不变或向基坑外侧移动，墙体腹部向基坑内突出。2、墙体竖向变位。 （二）基坑底部的隆起。当开挖深度不大时，坑底为弹性隆起，坑底中部隆起最高；当开挖达到一定深度且基坑较宽时，出现塑性隆起，隆起量也由中部最大转变为两边大中间小的形式，但对于较窄的基坑仍是中间大、两边小的形式。 （三）、地表沉降。但地层软弱且墙体入土深度不大时，墙底处显示较大的水平位移，墙体旁出现较大的地表沉降；墙体入土深且处于刚性较大的地层内时，此时地表沉降最大值不是在墙旁而是在位于墙一定距离的位置上。 （四）、基坑工程量测监控内容有：坑周土体变位、围护结构变形及内力、支撑结构轴力、土压力、地下水位及孔隙水压力等。对于一、二级基坑还应对周围建筑物和地下管线进行检测。 （五）、深基坑坑底稳定的处理方法可采用加深围护结构入土深度、坑底土体注浆加固、坑内井点降水等措施。
五．地铁及轨道工程常见围护结构的施工特点：1、工字钢桩围护结构。采用50、55、60号大型工字钢。桩间距1-1.2m，基坑开挖一定深度后需设置腰梁、横撑或锚杆。适用于黏性土、砂性土、粒径不大于100mm的砂卵石地层。噪声大。 2、钢板桩围护结构：我国多采用U型钢板桩，多采用屏幕式构造。 3、钻孔灌注桩围护结构：地铁明挖基坑多采用螺旋钻机、冲击式钻机、正反循环钻机（采用泥浆护壁成孔，噪声低）等。由于其采用泥浆护壁成孔，故成孔的噪声低。 4、深层搅拌桩挡土结构：用搅拌机将水泥、石灰等和地基土相拌合。一般布置成格栅型。 5、SMW桩：注入水泥混合液搅拌形成均匀的挡墙，混凝土挡墙中插入型钢，复合围护结构，止水性好，施工速度块，型钢可重复利用。 3012掌握地下连续墙施工技术
预制钢筋混凝土、现浇钢筋混凝土连续墙两类。适用：除夹有孤石、大颗粒卵砾石等局部障碍物时影响成槽效率外，对黏性土、无黏性土、卵砾石层等各种地层均能高效成槽。按成槽方式可分为桩排式、壁式、组合式三类；按挖槽方式可分为抓斗式、冲击式、回转式等类型。 导墙是控制挖槽深度的主要构筑物。 槽段的划分主要考虑：地质条件；后续工序的施工能力。泥浆的功能：护壁、携渣、冷却与润滑。 浇筑混凝土：采用导管法灌注。 3013掌握盖挖法施工技术
可分为：盖挖顺作法、盖挖逆作法（较多）。挖盖顺作法：自上而下开挖，自下而上浇筑；挖盖逆作法：自上而下开挖、支撑和浇筑。 挖盖法施工优点：围护结构变形小；基坑底部土体稳定；一般不设内部支撑和锚锭，施工空间大；暴露时间短，尽快恢复路面。分为2个阶段：1、地面施工阶段，包括围护墙、中间支撑桩、顶板土方及结构施工。2、洞内施工阶段，包括土方开挖、结构、装修施工和设备安装。 缺点：混凝土结构的水平施工缝处理较为困难，暗挖施工难度大费用高。 1K413020盾构法施工 3021掌握盾构法施工控制要求
（一）盾构法施工综述。 盾构由切口环、支撑环、盾尾组成。按平衡开挖面分为土压式、泥水式。 施工步骤：隧道的起始端和终结端各建一个工作井；盾构在始发工作井内安装就位；依靠千斤顶推力在开孔处推出；不断出土和安装衬砌管片；及时向衬砌背后的空隙注浆；工作井被拆除。 一般经过：始发、初始掘进、转换、正常掘进、到达掘进 五个阶段。 盾构掘进开挖四要素：开挖控制、一次衬砌、线性控制、注浆。 盾构掘进控制内容：泥水式：开挖面稳定、排土量；土压式：开挖面稳定、排土量、盾构参数。 （二）1盾构掘进各阶段的控制要点 由于拼装最后一环临时管片前，盾构上部千斤顶一般不能使用，因此从盾构进入土层到通过土体加固段前，要慢速掘进，以减小千斤顶的推力，是盾构方向容易控制，盾构到达洞口土体加固区的中间部位时，逐渐提高土压仓设定压力，出加固段到达预定的设定值。 盾构机进入洞口后，将洞口密封与封闭环管片贴紧，以防止泥水与注浆浆液从洞门泄漏。 加强观测工作井周围地层变形，盾构基座、反力架、临时管片和管片上部轴向支撑的变形与位移。 2、初始掘进。 大部分来自后续设备的油管、电缆、配管等，随着盾构掘进的延伸，部分管线必须接长。 决定初始掘进长度的二因素：衬砌与周围地层的摩擦阻力，
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后续台车长度。 初始掘进一完成，就拆除临时管片、临时支撑、反力架和基座等。
（三）开挖控制。开挖控制的目的是确保开挖面的稳定。土压式盾构，以土压和塑流性改良控制为主，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。 1、土压（泥水压）控制：开挖面的土压（泥水压）控制值，按地下水压+土压+预备压 设定。土压有静止土压、主动土压、松弛土压。静止土压设定控制土压是开挖面不变形的最理想土压值；主动土压是开挖面不发生坍塌的临界压力，控制土压最小；地质条件良好、覆土深、能形成土拱的场合，可采用松弛土压。 计算土压控制值时，一般沿隧道轴线取适当间隔，按各断面的土质条件，计算出上限值与下限值，土体稳定性好的取低值，地层变形要求小的场合取高值。
上限值 Pmax=地下水压+静止土压+预备压 下限值 Pmin=地下水压+主动土压或松弛土压+预备压
当使开挖面稳定，土压（泥水压）变动要小。 2、土压式盾构泥土的塑流化改良控制。土压式盾构掘进时，理想地层的土特征是：塑性变形好、流塑至软塑状、内摩擦小、渗透性低。 细颗粒含量30%以上的土砂，塑性流动性满足要求；低于30%或砂卵石地层，必须加泥或加泡沫等改良材料，以提高塑性流动性和止水性。 一般使用的改良材料有矿物系（如膨润土泥浆）、界面活性剂系（泡沫）、高吸水性树脂系、水溶性高分子系四类。 掌握塑流性状态的方法：根据排土性状、根据土砂输送效率、根据盾构机械负荷。 泥水式盾构掘进时，泥浆起两方面作用：1.依靠泥浆压力在开挖面形成泥膜或渗透区域，开挖面土体强度较高，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；2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。 当使用仿形刀或超挖刀时，应计算开挖土体积增加量。 土压式盾构排土量控制方法分为重量控制和容积控制两种，重量控制有检测运土车重量、用计量漏斗检测排土量等方法；容积控制一般采用比较单位掘进距离开挖土砂运土车台数的方法和根据螺旋输送机转数推算的方法，我国多采用容积控制方法。 泥水式盾构排土量控制方法容积控制、干砂量（干土量）控制两种。 当Q（开挖土计算体积）>Q3（排土体积）时一般表示泥浆流失（泥浆或泥浆水渗入土体）；当Q （四）管片拼装控制。大都采取错缝拼装，在纠偏或急曲线施工的情况下，有时采用通缝拼装。 拼装顺序：一般从下部的标准（A型）管片开始，依次左右两侧交替安装标准管片，然后拼装邻接（B型）管片，最后安装锲型管片（K片）。 盾构千斤顶操作：随管片拼装顺序分别缩回盾构千斤顶非常重要。 紧固连接螺栓：先紧固环向（管片之间）连接螺栓，后紧固轴向（环与环之间）连接螺栓。 锲型管片安装方法：拼装径向插入型锲型管片时，锲型管片有向内的趋势，在盾构千斤顶推力的作用下，其向内的趋势加剧。管片拼装误差及其控制：为防止管片损伤，预先要根据曲线半径与管片宽度对适宜的盾构方向控制方法进行详细研究，施工中对没环管片的盾尾间隙认真检测，并对隧道线性与盾构方向严格控制，在盾构与管片产生干涉的场合，必须迅速改变盾构方向、消除干涉。盾构纠偏应及时连续，过大的偏斜量不能采取一次纠偏的方法。 （五）注浆控制。注浆目的：管片拼装完成后，管片与洞体之间出现空隙，注浆的目的主要是防止地层变形，还有其他目的：1、抑制隧道周边地层松弛，防止地层变形2、及早使管片环安定，千斤顶推力平滑的向地层传递。作用于管片的土压力平均，能减小作用于管片的应力和管片变形，盾构的方向控制容易。3.形成有效的防水层。 一次注浆：分为同步注浆、即时注浆、后方注浆三种方式。同步注浆分为设在盾构的注浆管注浆和从管片注浆孔注入两种方式。 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，或在冲积黏性土或砂质土中掘进多采用同步注浆，而在自稳性好的软岩中，多采用后方注浆方式。 二次注浆：弥补一次注浆缺陷。具体作用：补足一次注浆未充填的部分2、补足由浆体收缩引起的体积减小3、防止周围地层松弛范围扩大为目的的补充（采用化学浆液）。 注浆量与注浆压力。注浆控制分为压力控制与注浆量控制两种，同时进行。注浆量与注浆压力要经过现场试验确认。 3022掌握盾构法施工现场的设施布置 当盾构掘进采用泥水机械出土和用井点降水施工时，施工场地面应设相当规模的水泵房；当采用气压法施工时，施工场地面应设置空压机房，以供足够的压缩空气；当采用泥水式盾构时、施工现场平面布置中还必须考虑泥浆处理系统及中央控制室设置；当采用土压式盾构时还需设置地面出土和堆土设施。 3023掌握应该停止盾构掘进的要求 当遇到以下几种情况时，盾构掘进应该停止：1盾构前方发生坍塌或遇有障碍2盾构自传角度过大3盾构位置偏离过大4盾构推力比预计的大5可能危机管片和防水、运输及注浆遇有障碍等。 3024了解盾构机型的选择 密闭式：土压式、泥水式； 敞开式：手掘式、半机械挖掘式、机械挖掘式。 1K413030喷锚暗挖法施工 3031掌握喷锚暗挖法的掘进方式选择 施工方法主要有：新奥法、浅埋暗挖法。浅埋暗挖法施工特点是在开挖中采用多种辅助施工措施加固围岩，合理运用围岩的自承能力，开挖后及时支护，封闭成环，使其与围岩共同作用形成联合支护体系，有效的抑制围岩的过大变形。十八字方针“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤测量”。 常见的施工方法：一、全断面法：一次开挖成型，优点减少开挖对围岩的扰动次数，有利于围岩天然承载拱的形成，工序简单，便于组织大型机械化施工，速度快、防水简单。缺点：地质要求严格，围岩必须有足够的自稳能 12