地下工程浅埋暗挖技术通论心得46.docx

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地下工程浅埋暗挖技术通论心得46

1.国际隧道协会制定的断面划分标准：

按净空断面面积划分。

2.地下工程按地质条件可分为第四纪软弱地层和岩石地层。

城市各种地下工程多处于第四纪土沙软弱积水地层。

3.根据施工特点，地下工程可分为深埋、浅埋、超浅埋地下工程。

判别方式有三中。

其一，隧道拱顶埋深（与围岩等级有关），此方法不太可取。

其二，实测压力P与垂直土柱重量rh之比来确定，P/rh﹥0.4-0.6为浅埋隧道。

其三，拱顶覆土厚度（H）与结构跨度（D）之比，即H/D覆跨比。

当0.6﹤H/D≦1.5时，均称为浅埋；当0.6﹤H/D≦1.5时，均称为浅埋；当H/D≦0.6时，均称为超浅埋。

4.如何有效控制浅埋地下工程由于施工扰动诱发的地面移动变形（由于地层损失），成为浅埋地下工程设计与施工研究的重点。

为了达到及时支护，防止地层沉降的目的，采用复合式衬砌结构形式，即初期支护结构由喷、锚、网、钢拱架组成；当初期支护完全稳定后（形成承载环），再敷设防水隔离板，施加二次模筑混凝土或钢筋混凝土衬砌。

这是最符合地下工程受力特点的一种结构。

5.浅埋地下工程施工方法主有明挖法（盖挖法）与暗挖法两大类。

6.明挖法又称基坑法，主要包括敞口明挖法和基坑支护开挖法两类。

其施工方法是先从地面向下开挖出基坑，在基坑内进行结构施工，然后回填恢复地面。

7.盖挖法是一种先做钻孔灌注桩（挖孔桩）或连续墙作为围护结构和支撑结构（如钢横撑、长锚索等组成支撑结构），在该结构保护下再做桩顶纵梁，盖顶板，恢复路面，然后，在桩及钢筋混凝土顶板的支护下再从上往下进行主体结构施工的方法。

盖挖法根据开挖和结构施工顺序的不同，分为盖挖顺筑和盖挖逆筑两类。

8.地下工程暗挖施工法主要有盾构法和浅埋暗挖法。

9.最先进的盾构有泥水加压复合式盾构和土压平衡复合式盾构。

随着地层的变化而产生不适宜。

10.浅埋暗挖法多应用于第四纪软弱地层，开挖方法有正台阶法、单侧壁导洞法、中隔墙法（CD和CRD）、双侧壁导洞法（眼镜工法）。

浅埋暗挖技术提出了软弱地层必须快速施工的理念。

浅埋暗挖技术适用于各种软弱地层的地下工程。

11.浅埋暗挖法提出了“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早成环、勤量测”。

12.浅埋暗挖法沿用了新奥法的基本原理，创建了信息化量测反馈设计和施工的新理念；采用先柔后刚复合式衬砌新型支护结构体系，初期支护按承担全部的基本荷载设计，二次模筑衬砌作为安全储备；初期支护和二次衬砌共同承担特殊荷载。

应用浅埋暗挖法进行设计和施工时，同时采用多种辅助工法，超前支护，改善加固围岩，调动部分围岩的自承能力;采用不同的开挖方法及时支护、封闭成环，使其与围岩共同作用形成联合支护体系。

13.浅埋暗挖法大多用于第四纪软弱地层中的地下工程，由于围岩自承能力差，为避免对地面建筑物和地中构造物造成破坏，需要严格控制地表沉降量。

因此，要求初期支护刚度要大，支护要及时。

支护所承载的荷载越大越好，以减小围岩的承载力，并作为支护和围岩共同作用的安全储备。

其设计思想的施工要点可概括为二十一字方针。

初期支护的施工顺序为先上后下，二次衬砌必须变为量测后，当结构基本稳定了才展开施工，其顺序从下向上，不许先拱后墙。

14.浅埋暗挖法的缺点是施工速度慢，喷射混凝土粉尘多，劳动强度大，机械化程度不高，高水位结构防水比较困难。

15.对地面沉降要求不高时，可采用刚度较小的支护结构，以发挥围岩的自承能力；对地面沉降要求高时，则采用刚度较大，先柔后刚的网构钢拱架支护结构，以防止围岩的过度变形而造成大幅度地面沉降。

16.地铁围岩可以自稳的区间隧道以及其他中小型断面地下工程，在设计验算的前提下，在施工过程的监控量测的指导下，用喷射混凝土，钢筋网，网构钢拱架和部分锚杆组成的初期支护代替复合式衬砌支护结构也是可行的。

特别在无水或无水压区段实施的，将喷射混凝土改为高防水性能的喷射混凝土，然后立即在初期支护表面用水泥砂浆抹面，以解决结构防水和美化问题（挪威法）。

17.用喷射混凝土、钢网片、网构钢拱架和部分锚杆作为受力结构，并用砂浆抹面，这是一种新型的结构。

18.在地下工程设计中，应优先选用复合式衬砌结构形式，在地质和水文条件较好时，也可选用喷锚支护结构形式。

19.注浆加固地层和超前小导管支护是最常用的辅助施工措施。

开挖到喷射混凝土的时差作为注浆设计原则，取消为了增加围岩承载力而进行注浆的设计原则。

围岩的固结强度和时间要满足施工工序的顺序要求，以提高施工速度，降低工程造价。

长管棚超前支护，在穿越公路、铁路等相对较短的隧道施工中具有明显的防塌限沉作用，但在相对较长的隧道和含水地层施工中，由于施作管棚形成的过水通道以及多次扰动地层等原因，对限制沉降所起的作用不大，反而增加沉降，应多考虑小导管超前支护及其他辅助措施的综合应用。

目前，公路隧道设计中洞口段长管棚应用太多，穿越结构的管棚直径过大（300-600mm是不合理的），值得商讨。

20.早支护不仅能减小支护结构的荷载（围岩开挖后，地层松动，其承载力下降，若支护不及时，则会增加作用在支护结构上的荷载，直至塌方。

），还能避免地层过分变形。

21.浅埋软弱地层，锚杆支护作用明显降低，尤其是顶部两侧各30度范围内的锚杆是承压的，且工艺难以保证，可取消该区域的锚杆支护。

超前小导管在其地层中是一种有效的超前支护形式，其设计原则是在稳定的工作面、满足施工要求的前提下，采取短而密的方式布设。

22.作为初期支护主体的喷射混凝土，其喷射厚度要合理，混凝土喷得太厚，不利于发挥喷射混凝土材料的力学性能。

当其厚度d≦D/40（D为洞径，即洞室开挖宽度）时，喷射混凝土支护接近于无弯矩状态，支护结构性能较好。

（我国浅埋暗挖法中的喷射混凝土厚度一般控制在20-30cm）。

用增加喷射混凝土厚度的方法来加强支护，效果较差，应采用合理的喷射方法，选择喷射混凝土的材料、配合比和外加剂。

如用潮喷或湿喷代替传统干喷，在喷料中加聚丙稀纤维等，以提高喷射混凝土材料的抗裂性，并减小回弹量。

23.当开挖断面宽度大于10m时，采用CD法或CRD法。

开挖断面宽度小于10m时，正台阶法。

在无水地层条件下，开挖断面跨度达12m时，采用正台阶法。

台阶长度规定在一倍洞径左右。

24.浅埋暗挖法通常采用的复合式衬砌支护结构，在初期支护与二次衬砌之间铺设防水隔离层，辅之以二次衬砌防水混凝土，组成两道防水线，采用以防为主，防水全包不给排出的防水原则。

这种结构在无水或少水地层是可行的，但在富水地层则表现出很大的不合理性。

不合理的原因有三点。

其一，防水层易被损坏，使封闭防水层结构的设计思想得不到落实，这是造成漏水的主要原因。

其二，初期支护防水性差，易形成渗水现象，其渗水在防水隔离层与初期支护之间容易形成“水袋”。

一但防水层被破坏，“水袋”将在薄弱环节寻找出路，使初期支护和二次衬砌之间的空隙也形成水环，造成二次衬砌施工缝漏水。

其三，以防为主的全包防水板，由于水存在于二次衬砌之外，水压直接作用在二次模筑衬砌上，增加了二次衬砌结构的承载。

由于压力过大，可造成二衬混凝土仰拱上鼓、开裂造成漏水。

在富水地层必须以堵为主，限排为辅、防排结合的防水原则。

25.地下工程浅埋暗挖法施工的结构防水问题，可以采取加强初期支护的防水能力（提倡喷射防水混凝土，通过改善喷射混凝土配比、添加外加剂和改进喷射工艺等措施，提高初期喷射混凝土的防水能力），也可在初期支护与二次衬砌之间进行填充注浆，把地下水拒之于初期支护之外。

26.对于进入初期支护结构和二次衬砌之间的漏水，应遵照以排为主的原则处理。

27.施工方法的适用条件及特点（见P14）

28..地质勘察的阶段：

于可行性研究阶段、可行性研究阶段、初步勘察阶段、详细勘察阶段。

29土按堆积年代可分为三类:

老堆积土、一般堆积土、新近堆土。

土按成因可分为残积土、

坡积土、洪积土、冲积土、淤积土、冰积土和风积土。

土按有机质含量可分为无机土、有机质土、泥炭质土、泥炭。

土按颗粒级配或塑性指数可分为碎石土、沙土、粉土和黏性土。

30．碎石土包括：

漂石圆形及亚圆形为主（粒径大于200mm的颗粒质量超过总质量的50％）、块石棱角形为主（粒径大于200mm的颗粒质量超过总质量的50％）、卵石圆形及亚圆形为主（粒径大于20mm的颗粒质量超过总质量的50％）、碎石棱角形为主（粒径大于20mm的颗粒质量超过总质量的50％）、圆砾圆形及亚圆形为主（粒径大于2mm的颗粒质量超过总质量的50％）、角砾棱角形为主（粒径大于2mm的颗粒质量超过总质量的50％）。

31．沙土包括：

砾沙（粒径大于2mm的颗粒质量占总质量的25％-50％）、粗沙（粒径大于0.5mm的颗粒质量超过总质量的50％）、中沙（粒径大于0.25mm的颗粒质量超过总质量的50％）、细沙（粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量的85％）、粉沙（粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量的50％）。

粒径大于0.075mm的颗粒不超过全部质量50％，且塑性指数等于或小于10的土，定为粉土。

塑性指数大于10的土为黏性土，根据塑性指数可分为粉质黏土和黏土。

当塑性指数大于10且小于或等于17时，定为粉质黏土；当塑性指数大于17时，定为黏土。

32．填土是指人类活动在地面形成的任意堆积，其组成成分复杂，填筑的方法、时间和厚度都是随意的。

填土分素填土、杂填土、冲填土三类（其组成见P21）。

33．湿陷性土：

凡是土层受水浸湿，加固凝聚力消失，产生湿陷的土，称为湿陷土。

湿陷土可分为湿陷性黄土及其他湿陷性土（其特征见P22）。

34．软土：

软土主要指由细粒土组成的孔隙比大（e〉1.0）、天然含水量高（W≧WL）、压缩性高（压缩系数a1-2〉0.5MPa-1）、强度低（不排水抗剪强度小于20KPa）和具有灵敏结构性的土层，包括淤泥、淤泥质黏性土、淤质粉土等。

软土工程性质见P22。

天然含水量大，只要不被破坏和扰动，可处于软塑状态。

但一经扰动，其结构受破坏，变成流塑状态。

孔隙比大。

透水性能低，垂直方向透水性比平行土层方向的渗透系数小，对地基排水固结不利，使建筑物沉降延续时间加长。

在加压初期，地基土中常出现较高的孔隙水压力，影响地基强度。

压缩性高，其压缩变形大部分发生在垂直压力为0.1MPa左右，对工程直接影响是建筑地基沉降量大。

具有触变性、流变性、不均匀性、抗剪强度低。

35.黏性土的界限含水量。

黏性土由一种状态转到另一种状态的分界含水量称为界限含水量，包括液限WL（土从可塑状态过渡到流动状态的界限含水量）、塑限WP（土从可塑状态过渡到半固结状态的界限含水量）、缩限WS（土从半固结状态过渡到固结状态）。

36.x许多黏性土及泥质岩中含有大量的蒙脱石和伊利石类矿物颗粒，有很强的亲水性。

当含水量变化时，这些颗粒能发生显著的体积变化，从而引起岩土的体积变化（发生膨胀或收缩），最终使与其相连接的建筑物受破坏。

这种岩土称为膨胀岩土（其主要是蒙脱石，伊利石居其次）。

37.风化岩指原岩受风化程度较轻，保存的原岩性质较多;残积土则是指原岩受到风化的程度极重，基本上失去了原岩的性质。

风化岩可以作为岩石看待，而残积土则完全成为土状物。

其共同点为位置没发生变化。

38．凡温度≦0℃，且含有固态冰的土称为冻土。

按冻结时间可分为瞬时冻土、季节冻土和多年冻土。

具体定义见P34

39．松散地层主要指第四纪沉积物和部分第三纪沉积物，其空隙间常常埋藏着丰富的地下水非可溶性岩石：

地下水主要存储在由构造作用、成岩作用和风化作用产生的各种裂隙中。

可溶性岩石：

由于各地段影响岩溶发育的因素及其作用程度不同，导致形成的岩溶差异很大。

40．地下水露头包括泉、井、钻孔、既有坑道（隧道）等。

其解释见P37-39

41.环境是指大气、水、海洋、土地、森林、草原、野生动植物、自然保护区、生活居住区

等。

42.围岩的分级基本上由岩石的坚硬程度和岩体的完整程度两个因素决定。

另外，还要兼顾地下水状态、初始应力等因素。

43.围岩