城市轨道交通工程

第一节 地铁车站结构与施工方法

地下铁道(简称地铁)工程，包括轻轨交通,已成为城市基础设施的重要组成部分。 一、地铁车站形式与结构组成

地铁车站根据其所处位置、埋深、运营性质、结构横断面、站台形式等进行不同分类，见下表： 分类方式 分类情况 车站与地面的相对位置 高架车站 地面车站 地下车站 备注 车站位于地面高架结构上,分为路中设置和路测设置两种 车站位于地面,采用岛式、侧式均可，路堑为其特殊形式 车站位于地面之下,分为浅埋和深埋车站两种 在一条轨道交通线中，由于各区段客流的不均匀性,行车组织往往采取长、短交路(也成大、小交路）的运营模式，设于两种不同行车密度交界处的车站，称之为区域站（即中间折返站，短交路列车在此折返) 位于两条及两条以上线路交叉点的上的车站，具有中间站的功能外，还可以让乘客在不同线路上换乘 由此站分出另外一条线路的车站。该站可以接送两条线路上的列车. 指车站内设有两种不同性质的列车线路进行联运及客流换乘，联运站具有中间站和换乘站的双重功能 设在线路两端的车站，就列车上下行而言，终点站也是起点站(始发站)。终点站设有可供列车全部折返线和设备，也可供列车临时停留检修。 车站中最常用的形式，一般用于浅埋、明挖车站.车站可设计成双层，跨度可采用单跨、双跨、三跨等形式。 多用于浅埋暗挖车站，有单拱和多跨连拱等形式,单拱断面由于中部起拱较高，而两侧拱脚相对较低，中间无柱，因此建筑空间显得高大宽阔，如建筑处理得当,常会得到理想的建筑艺术效果，明挖车站采用单跨结构时也有采用拱形断面的。 原型车站为盾构法常见的形式 马蹄形、椭圆形 站台位于上下行线路之间，具有站台面积利用率高，提升设施公用，能灵活调剂客流，使用方便,管理集中等优点，常用于较大客流量的车站，其派生形式有曲线式、双鱼腹式、单鱼腹式、梯形式和双岛式等. 位于上下行线路的两侧。侧式站台的高架车站能使高架区间断面更趋合理，常见于客流量不大的地下车站和高架的中间站,其派生形式有曲线式、单端喇叭式、双端喇叭式、平行错开式和上下错开式等形式 将岛式车站及侧式车站同设在一个车站内,常见的有一岛一侧、或一岛两侧形式。此种车站可在同时在两侧站台上下车,共线车站往往会出现此种形式 运营性质 区域站 换乘站 枢纽站 联运站 终点站 按结构断面 矩形 拱形 圆形 其他 站台形式 岛式站台 侧式站台 岛侧混合式站台 (二）构造组成 1. 地铁车站通常由车站主体（站台、站厅、设备用房、生活用房），出入口及通道，通风道及地面通风亭等三大部分组成。

2. 车站主体是列车在线路上的停车点，其作用既是供乘客集散、候车、换车及上、下车；又是地铁运行设备设置的中心和办理运营业务的地方。

3. 出入口及通道（包括人行天桥）是供乘客进、出车站的建筑设施。 4. 通风道及地面通风亭的作用是保证地下车站有一个舒适的地下环境。 二、施工方法(工艺)与选择条件

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 地铁工程通常是在城镇中修建的，其施工方法选择受到地面建筑物、道路、城市交通、环境保护、施工机具及资金条件等因素影响。因此,施工方法的确定,不仅要从技术、经济、修建地区具体条件考虑,而且还要考虑施工方法对城市生活的影响。

（一）明挖法施工

1.明挖法施工时先从地表面向下开挖基坑至设计标高,然后在基坑内的预定位置由下而上建造主体结构及其防水措施,最后回填土并恢复路面。

2.明挖法是修建地铁车站的常用施工方法，具有作业面多,速度快、工期短，易保证工程质量、工程造价低等优点，因此，在地面交通和环境条件允许的地方，应尽可能采用。

3.明挖法基坑可以不设围护敞口开挖，可以设置围护结构。 若基坑所处地面空旷，周围无建筑物或建筑物间距很大，地面有足够的空地能满足施工需要又不影响周围环境时，则采用放坡基坑施工.这种基坑施工简单，速度快,噪声小,无需做维护结构.如果因场地，基坑边坡坡度稍陡于规范规定时，则可采用适当的加固措施，如土钉加混凝土喷抹面对边坡加以支护；也可设置重力式挡墙后垂直开挖。即便如此，该方法的造价仍然是较低的.

如果基坑很深，地质条件差，地下水位高,特别是又处于繁华市区，地面结构密集，交通繁忙,无足够空地满足施工需要,没有条件采用敞口基坑时，则应采用有围护结构的基坑.

4.明挖法基坑支护结构选择时，应综合考虑基坑周边环境和地质条件的复杂程度,先确定基坑安全等级,然后根据等级选用基坑支护结构.《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120-2012的基坑支护结构的安全等级划分见下表 安全等级 破坏后果 一级 支护结构失效,土体过大变形对基坑周边环境或主体施工安全的影响很严重 二级 支护结构失效，土体过大变形对基坑周边环境或主体施工安全的影响严重 三级 支护结构失效，土体过大变形对基坑周边环境或主体施工安全的影响不严重 对于同一基坑的不同位置，可以采用不同的安全等级，依据该等级,基坑支护结构按下表选型。地铁车站基坑形式有所差异，可参考《建筑基坑支护技术规程》进行基坑设计和施工。 结构类型 支挡式结构 拉锚式 支撑式 悬臂式 双排式 使用条件 安全等级 基坑深度、环境条件、土类和地下水条件 一级 适用于较深基坑 二级 适用于较深基坑 三级 适用于较深基坑 1排桩适用于可采用降水或截水帷幕的基坑；2地下连续墙可同时用于截水；3锚杆不宜用在软土层和高水位的碎石土、砂土中；4当临当拉锚式、支撑式和悬臂式近基坑有地下室、地下构筑物等，锚杆的有结构不适用时,可采用双排桩 效长度不足时，不应采用锚杆；5当锚杆施工会造成基坑周边建（构）筑物的损害或影响城市地下空间规划等规定时，不应采用锚杆。 土钉墙 单一土钉墙 预应力锚杆符合土钉墙 水泥土符合土钉墙 微型桩符合土钉墙 二级 适用地下水位以上或降水的非软土基坑，深度不大于12米 当基坑潜在滑三级 动面内有建筑重要地下管适用地下水位以上或降水的非软土基坑,深度不大于15米 物、线时，不宜采用土钉墙。 适用于非软土基坑，且基坑深度不宜大于12米，用于淤泥质土基坑时,基坑深度不宜大于6米,不宜用于高水位的碎石土、砂土层中 适用于地下水位以上或降水基坑，用于非软土基坑时,基坑深度不宜大于12米，用于淤泥质土基坑时，基坑深度不宜2

要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 大于6米 重力式水泥土墙 放坡 二级三级 适用于淤泥质土、淤泥基坑，且基坑深度不宜大于7米 三级 施工场地满足放坡条件，放坡与支护结构形式结合 （二）盖挖法施工 1.盖挖法施工也是明挖法施工的一种形式,与常见的明挖法施工的主要区别在于施工方法和顺序的不同：盖挖法时先盖后挖，即先以临时路面或结构顶板维持地面交通，再向下施工。施工基本流程:在现有道路上按所需宽度，以定型标准的预制棚盖结构（包括纵、横梁和路面板)或现浇混凝土顶（盖）板桩结构置于桩（或墙)柱结构上维持地面交通，在棚盖结构支护下进行开挖和施做主题结构、防水结构，然后回填土并恢复管线、路或埋设显得管线、路，最后恢复路面结构。

2.盖挖法具有诸多优点：围护结构变形小,能够有效控制周围土体的变形和地表沉降，有利于保护临近建筑物和构筑物,基坑土体稳定，隆起小，施工安全；盖挖逆作法用于城市街区施工时，可尽快恢复路面，对道路交通影响较小。

盖挖法也存在一定缺点:施工时，混凝土结构的水平施工缝处理较为困难，盖挖逆作法施工时，暗挖施工难度大，费用高；盖挖法每次分部开挖与浇筑或衬砌的深度，应综合考虑基坑稳定、环境保护、永久结构形式和混凝土浇筑作业等因素来确定。

3.盖挖法可分为盖挖顺做法、盖挖逆作法和盖挖半逆做法，目前城市中施工采用采用最多的是盖挖逆做法。

1）盖挖逆做法：具体施工流程见下图

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 a.构筑连续墙；b构筑中间支承桩;c。构筑连续墙及覆盖板；d.开挖及支撑安装；e.开挖及构筑底板;f.构筑侧墙、柱；g。构筑侧墙及顶板；h.构筑内部结构及路面复旧。

盖挖顺做法主要依靠坚固的挡土结构,根据现场条件、地下水位高低、开挖深度以及周围建筑物的临近程度可选择钢筋混凝土钻（挖）孔灌注桩或地下连续墙,对于饱和的软弱地层应以刚度大、止水性能好的地下连续墙作为首选方案。目前，盖挖顺做法中的挡土结构常用来作为主体结构边墙体的一部分或全部.

2）盖瓦逆作法

具体施工流程见下图

A.构筑围护结构；b.构筑主体结构中间立柱；c.构筑顶班；d。回填土、恢复路面；e。开挖中层土；f.构筑上层主体结构；g.开挖下层土;h.构筑下层主体结构。

盖挖逆做法施工时,先施做车站周边围护桩和结构主体桩柱,然后将结构盖板置于桩（围护桩）、柱(钢管柱或混凝土柱）上，自上而下完成土方开挖和边墙、中隔板及底板衬砌施工。盖挖逆做法是在明挖内支撑基坑基础上发展起来的，施工过程中不需要设置临时支撑,而是借助结构顶板、中板自身的水平刚度和抗压强度实现对基坑围护桩（墙)的支护作用。

其工法特点是，快速覆盖，缩短中断交通时间;自上而下的顶板、中隔板及水平支撑体系刚度大,可以营造一个相对安全的作业环境,占地少、回填量小，可以分层施工，也可以左右两幅施工，交通导改灵活,不受季节影响、无冬季施工要求，低噪声、扰民少；设备简单、不需大型设备，操作空间大,操作环境相对较好。

盖挖逆做法没有太复杂的技术，他是将若干简单的、原始的技术巧妙地有机结合,形成的一套完整的施工方法，盖挖逆作法对钢管桩的加工、吊装、运输、就位要求精度极高，不论是旋挖桩钢管基础或条形基础都有一套完整的工艺流程。

3.盖挖半逆作法 类似逆做法，其区别仅在于顶板完成及恢复路面的过程。盖挖半逆做法的施工步骤见下图

a构筑连续墙中间支承桩及临时挡土设备；b。构筑顶板1；c.打设中间桩、临时性挡土及构筑顶板2；d。构筑连续墙及顶板3；e。依次向下开挖及逐层安装水平支承；f.构筑侧墙、柱及模板；h。构筑侧墙及内部之其余构筑物.

在半逆作法施工中，一般都需设置横撑并施加预应力。

采用逆做或半逆作法施工时都要注意混凝土施工缝的处理问题，由于它是在上部混凝土达到设计强度后再接着向下浇筑的,而混凝土的收缩及析水，施工缝处不可避免地要出现3~10mm宽的缝隙，将对结构的强度、耐久性和防水性产生不利影响。

在逆做和半逆作法施工中，如主体结构的中间立柱为钢管混凝土柱，而柱下基础为钢筋混凝土灌注桩时，需要解决好两者之间的连接问题.一般是将钢管柱直接插入灌注桩的混凝土内1米左右,并在钢管柱底部均匀设置几个孔，以利于混凝土流动，同时也可加强桩、柱间连接。有时也可以在钢管柱和灌注桩之间插入H型钢加以连接.

（三）喷锚暗挖法

喷锚暗挖法（又称为矿山法）对地层的适应性较广，适用于结构埋设较浅、地面建筑物密集、交通运输繁忙、地下管线密布，以及地面沉降要求严格的城镇地区地下构筑物施工.

1.新奥法:以维护和利用围岩的自承能力为基点,使围岩称为支护体系的组成部分,支护在围岩共同变形中承受的是形变能力。因此,要求初期支护有一定的柔度,以利用和充分发挥围岩的自承能力。而作用在浅埋隧道上的地层压力时覆盖层的全部或部分土柱重,其地层压力和支护刚柔度关系不大，从减少地面沉降的城市要求角度出发，还要求初期支护有一定的刚度.设计时并没有充分考虑利用围岩的自承能力，这是浅埋暗挖法与“新奥法\"的主要区别。

2.浅埋暗挖法

在城镇软弱围岩地层中，在浅埋条件下修建地下工程，以改造地质条件为前提，以控制地

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 表沉降为重点，以格栅（或其他钢结构)和锚喷作为初期支护手段,遵循“新奥法”的大部分原理，按照“十八字”方针(管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测）进行隧道的设计和施工，称之为浅埋暗挖技术。

浅埋暗挖技术从减少城市地表沉陷考虑，还必须辅之以其他配套技术,譬如地层加固、降水等。浅埋暗挖法十分讲究施工方法的选择（尤其是地铁车站多跨结构和大跨结构），一个合理的结构形式和正确的施工方法能起到事半功倍的作用。

采用浅埋暗挖法施工时要注意其适用条件。首先，浅埋暗挖法不允许带水作业，如果含水层达不到疏干，带水作业是非常危险的,开挖面的稳定性时刻受到威胁，甚至发生塌方.大范围的淤泥质软土、粉细沙地层，降水有困难或经济上选择此工法不合算的地层，不宜采用此法.其次,采用浅埋暗挖法要求开挖面具有一定的自立性和稳定性，我国规范对土壤的自立性从定性上提出了要求，工作面土体的自立时间，应足以进行必要的初期支护作业。对开挖面前方地层预加固和预处理,视为浅埋暗挖法的必要前提，目的就在于加强开挖面的稳定性，增加施工的安全性。

三、不同方法施工的地铁车站结构 （一）明挖法施工车站结构

明挖法施工的地铁车站主要采用矩形框架结构或拱形结构。其中，矩形框架结构是明挖车站中采用最多的一种形式.根据功能要求，可以双层与单跨、双跨或多层多跨等形式。侧式车站一般采用双跨结构；岛式车站多采用两跨或三跨结构。站台宽度不大于10米时宜采用双跨结构，有时也采用单跨结构，在道路狭窄的地段修建地铁车站，也可采用上下行线重叠的结构。

明挖地铁车站结构由底板、侧墙及顶板等围护结构和楼板、梁、柱及内墙等内部构件组合而成，他们主要用来承受施工和运营期间的内中外部荷载，提供地铁必须的使用空间，同时也是车站建筑造型的有机组成部分，构件的形式和尺寸将直接影响内部的使用空间和管线布置，所以必须综合受力、使用、建筑、经济和施工等因素综合选定。

1.顶板和楼板：可分为单向板（或梁式板）、井字梁式板、无梁板或密肋板等形式，井字梁式板和无梁板可以形成美观的顶棚或建筑造型,但造价较高,只有在板下不走管线时方可采用。

2.底板：主要按受力和功能要去设置。几乎都采用以纵梁和侧墙为支承的梁式板结构.这有利于整体道床下纵向管道的铺设。埋设于无地下水的岩石地层中的明挖车站，可以不设受力底板，但铺底应能满足整体道床的使用要求.

3.侧墙：当采用放坡开挖或使用工字钢桩、钢板桩等作为基坑的临时护壁时,侧墙多采用以顶、底板及楼板为支承的单向板、装配式构件也可采用密肋版。当采用地下连续墙时,可利用他们作为主体结构侧墙的一部分或全部。当连续墙直接作为结构的侧墙或与内衬墙形成整体结构时,设计中要考虑先期修建的连续墙与顶、楼、底板等水平构件的连接。

4.立柱：明挖车站的立柱一般采用钢筋混凝土结构，可采用方形、矩形、圆形或椭圆形等截面。按常规荷载设计的地铁车站站台区间内的立柱一般区6～8m，当车站与地面建筑合建或为特殊荷载控制设计，柱的设计荷载很大时，可采用钢管混凝土柱、劲性钢筋高强混凝土柱。

（二）盖挖法施工车站结构

1.结构形式：在城镇交通要道区域采用盖挖法施工的地铁车站多采用矩形框架结构。软土地区地铁车站一般采用地下墙或钻孔灌注桩作为施工阶段的围护结构.地下墙可作为侧墙结构的一部分，与内部现浇钢筋混凝土组成双层衬砌结构；也可将单层地下墙作为主体结构侧墙结构.单、双层墙应经工程造价、进度、结构整体性、防水堵漏、施工处理等综合比较后,根据不同地质、周围环境等选用。

2.侧墙：单层侧墙即地下连续墙在施工阶段作为基坑围护结构,建成后使用阶段又是主体结构的侧墙，内部结构的板直接与单层墙相接。在地下墙中可采用预埋“直螺纹钢筋连接器”将

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 板的钢筋与地下墙的钢筋连接，确保单层侧墙与板的连接强度与刚度。砂性地层中不宜采用单层侧墙。双层侧墙即地下墙在施工阶段作为围护结构，回筑时在地上墙内侧现浇钢筋混凝土内衬侧墙,与先施工的地下墙组成叠合结构,共同承受使用阶段的水土侧压力，板与双层墙组成现浇钢筋混凝土结构。

3.中间竖向临时支撑系统:由临时立柱及其基础组成，系统的设置方法有三种:1.在永久柱的两侧单独设置临时柱;2.临时与永久柱合一；3。临时柱与永久柱合一，同时增设临时柱。

（三）喷锚暗挖（矿山法）法施工车站结构

喷锚暗挖法施工的地铁车站视地层条件、施工方法及其使用要求的不同，可采用单拱式车站、双拱式车站或三拱式车站。并根据需要可作为单层或双层。此类车站的开挖断面一般为150～250㎡，由于断面较大,开挖方法对洞室稳定、地面沉降和支护受力等有重大影响,在第四纪地层中开挖常需采用辅助施工措施.

1.单拱车站隧道：这种结构形式由于可以获得宽敞的空间和宏伟的建筑效果，在岩石地层中采用较多，近年来国外在第四纪地层中也有采用的实例，但施工难度大、技术措施复杂、造价也高.

2.双拱车站隧道：有两种基本形式，即双拱塔柱式和双拱立柱式。

3.三拱车站：也有塔柱式和立柱式两种基本形式，但是三拱塔柱式车站现已很少采用，土层中大多采用三拱立柱式车站.

第二节 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 （一）明挖法施工隧道

在场地开阔、建筑物稀少、交通及环境允许的地区,应优先采用施工速度快、造价较低的明挖法施工。明挖法施工的地铁区间隧道通常采用矩形断面,一般为整体浇筑或装配式结构，其优点时其内部轮廓与地下铁道的建筑界限很近,内部净空可以得到充分利用,结构受力合理，顶板上便于敷设城市地下管网和设施。

1.整体式衬砌结构:明挖现浇隧道结构断面分单跨、多跨等形式，由于结构整体性好,防水性能容易得到保证，可适用于各种工程地质和水文地质条件，但是施工工序较多，进度缓慢。

2.预制装配式衬砌：预制装配式衬砌的结构形式应根据工业化生产水平、施工方法、起重运输条件、场地条件等因地制宜选择,目前以单跨和双跨较为通用,关于装配式衬砌各构件之间的接头构造，除了要考虑刚度、强度、防水性等方面的要求外，还要求构造简单、施工方便。装配式衬砌整体性较差，对于有特殊要求(如防护、抗震）的地段要谨慎选用。

（二)喷锚暗挖（矿山）法施工隧道 在城市区域、交通要道及地上地下构筑物复杂的地区，隧道施工喷锚暗挖法通常是一种较好的选择；隧道施工时,一般采用拱形结构，其基本断面形式为单拱、双拱和多跨连拱。前者多用于单线或双线的区间隧道或联络隧道，后两者多用在停车线、折返线或喇叭口岔线上.采用喷锚暗挖法隧道衬砌又称为支护结构或初期支护，其作用是加固周围围岩并与围岩形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,保持隧道断面的使用净空，防止地表下沉，提供空气流通的光滑表面,堵截或引排地下水。根据对隧道衬砌结构的基本要求以及隧道所处的围岩条件、地下水状况、地表下沉的控制、断面大小和施工方法等，可以采用基本结构类型及其变化方案。

1.衬砌的基本结构类型——复合式衬砌 这种衬砌结构是由初期支护、防水隔离层和二次衬砌所组成，复合式衬砌外层为初期支护，其作用是加固围岩，控制围岩变形,防止围岩松动失稳，是衬砌结构中的主要承载单元。一般在开挖后立即施做,并应于围岩紧贴.所以，最适宜采用喷锚支护,根据具体情况，选用锚杆、喷混凝土、钢筋网和钢支撑等单一或并用而成。

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 2.衬砌结构的变化方案

在干燥无水的坚硬围岩中，区间隧道衬砌亦可采用单层的喷锚支护,不做防水隔离层和二次衬砌，但此时对喷混凝土的工艺和抗风化性能都有较高的要求，衬砌表面要平整，不允许出现大量的裂缝。

在防水要求不高，围岩有敌营自稳能力时，区间隧道亦可采用单层的模筑混凝土衬砌，不做初期支护和防水隔离层。施工时如有需要可设置用木料、钢材或喷锚做成的临时支撑.不同于受力单元，一般情况下，在浇筑混凝土时需将临时支撑拆除，以供下次使用。单层模筑衬砌又称为整体式衬砌，为适应不同的围岩条件，整体式衬砌可做成等截面直墙式和等截面曲墙式，前者适用于坚硬围岩，后者适应于软弱围岩。。

（三）盾构法施工隧道

在松软含水地层、地面构筑物不允许拆迁,施工条件困难地段,采用盾构法施工隧道能显示其优越性;振动小、噪声低、施工速度快、安全可靠,对沿线居民生活、地下和地面构筑物及建筑物的影响小等。盾构法修建的区间隧道衬砌有预制装配式衬砌、预制装配式衬砌和模筑混凝土整体式衬砌相结合的双层衬砌、挤压混凝土整体式衬砌三大类。

1.预制装配式衬砌

预制装配式衬砌是用工厂预制的构件，称为管片，在盾构尾部拼装而成的。管片种类按材料可分为钢筋混凝土、钢、铸铁以及由几种材料组合而成的复合管片.

钢筋混凝土管片的耐压性和耐久性都比较好；目前已可以生产抗压强度大60MPa、渗透系

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数小于10cm/s的管片，而且，几种管片的刚度大,由其组成的衬砌防水性能有保证。钢管片的强度高，具有良好的可焊接性，便于加工和维修，重量轻也便于施工.与混凝土管片相比,其刚度小、易变性,而且钢管片的抗锈蚀性差，在不做二次衬砌时，必须有抗腐蚀、抗锈措施。铸铁管片强度高、防水和防锈蚀性好，易加工.和钢管片相比，刚度较大,故在早期的地下铁路区间隧道得到广泛的应用。

钢和铸铁管片价格较贵，现在除了需要开口的衬砌环或预计将承受特殊荷载的地段采用外，一般都应采用钢筋混凝土管片.

按管片和螺栓手孔大小，可将管片分为箱型和平板型两类。箱型管片时指因手孔较大而呈肋板性结构，手孔较大不仅方便了接头螺栓的传入和拧紧，而且也节省了材料，使单块管片重量减轻，便于运输和安装。但因截面削弱较多，在盾构千斤顶推力作用下容易开裂，故只有强度较大的金属管片才采用箱型结构.当然，直径和厚度较大的钢筋混凝土管片也有采用箱型结构.在箱型管片中纵向加劲肋是船体千斤顶推力的关键部位，一般沿衬砌环向等距离布置,加劲肋的数量应大于盾构千斤顶的台数，其形状应根据管片拼装和是否需要灌注二次衬砌的施工要求而定.平板型管片是指因螺栓手孔较小或无手孔而呈曲板型结构的管片，由于管片截面削弱少或无削弱，故对盾构千斤顶推力具有较大的抵抗力，对同风的阻力也较小。无手孔的管片也成为砌块,现在的钢筋混凝土管片多采用平板型结构。

衬砌环内管片之间以及各衬砌环之间的连接方式，从其力学特性来看，可分为柔性连接和刚性连接，前者允许相邻管片间产生微小的转动和收缩,使衬砌环能按内力分部状态产生相应的变形，以改善衬砌环的受力状态。后者则通过增加连接螺栓的排数，力图在构造上使接缝处的刚度与管片本身相同。实践证明，刚性连接不仅拼装麻烦、造价高，而且会在衬砌环中产生较大的次应力，带来不良后果，因此，目前较为常用的是柔性连接，常用的有，单排螺栓连接、销钉连接及无连接件等。

2.双层衬砌:为防止隧道渗水和衬砌腐蚀，提高衬砌结构强度和输水隧洞承受水压力的能力，修正隧道的施工误差，减少噪声和振动以及作为内部装饰,可以在装配式衬砌内部再做一层整体式混凝土或钢筋混凝土内衬。根据需要还可以在装配式衬砌与内层之间铺设防水隔离层。双层衬砌主要用在输水隧洞工程和含有腐蚀性地下水的地层中。

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 3.挤压混凝土整体式衬砌（ECL)：就是随着盾构向前推进，用一套衬砌施工设备在盾未同步灌注的混凝土或钢筋混凝土整体式衬砌,因其灌注后即可承受盾构千斤顶的挤压作用，故有此称谓.挤压混凝土可以是素混凝土，也可以是钢筋混凝土，但应用较多的是钢纤维混凝土.

挤压混凝土衬砌一次成型，内表面光滑，衬砌背后无空隙，故无需注浆，且对控制地层移动特别有效，但因挤压混凝土需要较多的施工设备，其中包括混凝土成型用的框模，拼拆框模的系统，混凝土配制车、泵、阀、管组成的混凝土配送系统。而且，混凝土制备、配送、钢筋架立等工艺较为复杂，在渗漏性较大的土层中要达到防水要求尚有困难,故挤压混凝土衬砌的应用尚不广泛。

二、施工方法比较与选择

（一）喷锚暗挖(矿山)法基本流程见上图。

新奥法施工：新奥法施工适用于稳定地层，应根据地质、施工机具条件,尽量采用对围岩扰动少的支护方法.岩石地层中当采用钻爆法施工时，应采用光面爆破、预裂爆破技术，尽量减少欠挖、超挖。围岩开挖后应立即进行必要的支护，并使支护与围岩尽量密贴，以稳定围岩。围岩条件比较好时可简单支护或不支护。采用喷射混凝土锚杆作为初期支护时的施工顺序一般为先喷混凝土后打锚杆；围岩条件恶劣时,则采用初喷混凝土→架钢支撑→打锚杆→二次喷混凝土。锚杆杆位、孔径、孔深及其布置形式应符合设计要求，锚杆杆体露出岩面的长度不宜大于喷混凝土层厚度，锚杆施工质量应符合有关规范要求。

2.浅埋暗挖法施工

浅埋暗挖法施工的工艺流程和技术要求主要针对埋置深度较浅、松散不稳定的土层和软弱破碎岩层施工面形成的。与新奥法相比,更强调地层的预支护和预加固。因为地铁工程基本在城市施工，对地表沉降的控制比较严格,浅埋暗挖法支护衬砌的结构刚度比较大，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。

1）地层预加固和预支护：在城市地铁隧道施工中，经常遇到砂砾土、砂性土、黏性土或强风化基岩等不稳定地层.这类地层在隧道开挖过程中自稳时间短暂，往往在初期支护尚未来得及施做，或喷射混凝土尚未获得足够强度时,拱墙的局部地层已经开始坍塌。为此，需采用地层预加固、预支护的方法，以提高地层的稳定性.常见的预支护和预加固方法有：小导管超前预注浆、开挖面超前深孔注浆及管棚超前支护.

2）隧道土方开挖与支护：采用浅埋暗挖法作业时，所选用的施工方法及工艺流程，应保证最大限度地减少对地层的扰动，提高周围地层自承作用和减少地表沉降.根据不同的地质条件及隧道断面，选用不同的开挖方法,但总的原则是：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.初期支护封闭成环后，隧道处于暂时稳定状态，通过监控量测，确认达到基本稳定状态时，可以进行二次衬砌混凝土灌注工作.如果量测结果证明尚未稳定,则需继续监测；如果监测结果证明支护有失稳趋势时，则需要及时通过设计部门共同协商，确定加固方案。

3）初期支护形式：在软弱破碎及松散、不稳定地层中采用浅埋暗挖法施工时，除需对地层进行预加固和预支护外，隧道初期支护施做的及时性及支护的强度和刚度，对保证开挖后隧道的稳定性、减少地层扰动和地表沉降，都有决定性的影响。在诸多支护形式中，钢拱锚喷混凝土支护是满足上述要求的最佳支护形式.

4）二次衬砌：在浅埋暗挖法中,初期支护的变形达到基本稳定，且防水结构施工验收合格后，可以进行二次混凝土衬砌灌注工序。通过监控量测,掌握隧道动态，提供信息，指导二次衬砌施做时机。这是浅埋暗挖法中二次衬砌施工与一般隧道衬砌施工的主要区别。其他灌注工艺和机械设备与一般隧道衬砌施工基本相同。二次衬砌模板可以采用临时木模板或金属定型模板，更多情况则采用模板台车，衬砌所用的模板、墙架，拱架均应样式简单、拆装方便、表面光滑、接缝严密。使用前应在样板台上校核；重复使用时，应随时检查并整修。

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 5）监控量测：利用监控量测信息指导设计与施工是浅埋暗挖施工工序的重要组成部分。在设计文件中应提出具体要求和内容，监控量测的费用应纳入工程成本。在实施过程中施工单位要有专门结构执行与管理,并由项目技术负责人统一掌握、统一领导。经验证明拱顶下沉是控制稳定较直观的和可靠的判断依据，水平收敛和地表下沉有时也是重要的判断依据。对于地铁隧道而言,地表下沉测量显得尤为重要.

（二）盾构法施工

1.盾构法施工见下页图，其具体施工步骤是:

1）在盾构法隧道的始发端和接收端各建一个工作（竖）井; 2）盾构机在始发端工作井内安装就位；

3）依靠盾构千斤顶的推力（作用在已经拼装好的衬砌环和工作井后壁上）将盾构机从始发工作井的墙壁预留洞门推出;

4）盾构机在地层中沿着设计轴线推进，在推进的同时不断出土和安装衬砌管片； 5）及时地向衬砌背后的空隙注浆，防止地层移动和固定衬砌环位置；

6）盾构机进入接收工作井并拆除，如施工需要，也可穿越工作井再向前推进。 2.盾构法施工隧道有以下优点：

1）除竖井施工外，施工作业均在地下进行，既不影响地面交通，又可减少对附近居民的噪声和振动影响；

2）盾构的推进、出土、拼装衬砌等主要工序循环进行，施工易于管理，施工人员也较少； 3）隧道的施工费用不受覆土厚度多少的影响，适宜于建造覆土较深的隧道； 4）施工不受风雨等气候条件影响；

5）当隧道穿过河底或其他建筑物时,不影响交通；

6）与明挖法施工相比，只要能使盾构开挖面稳定，则隧道越深、地基越差、土中影响施工的埋设物等越多,经济上、施工速度上就越有利。

3.盾构法施工也存在以下一些问题：

1）当隧道曲线半径过小时,施工较为困难；

2）在陆地上建造隧道时，若隧道覆土太浅，则盾构施工困难很大，而在水下时,如果覆土深度太浅则盾构法施工不够安全。

3）盾构施工中采用全气压方法以疏干和稳定地层时，对劳动保护要求较高，施工条件较差。

4）盾构法隧道上方一定范围内的地表沉降尚难完全防止，特别在饱和含水松软的土层中，要采取严密的技术措施才能把沉陷控制在很小的限度内。

5）在饱和含水地层中，盾构法是国内所用的拼装衬砌，对达到整体结构防水的技术要求较高。

第三节 轻轨交通高架桥梁结构

轻轨交通与地铁交通组合形成城市轨道交通体系，轻轨交通一般位于城区或郊区，与地铁交通工程相比，具有施工速度快、投资相对较少等优点，但对线路景观要求高，施工工期及环保要求也有所不同。

一、高架桥结构与运行特点

1.轻轨交通列车的运行速度快，运行效率高，维修时间短.

2.桥上多铺设无缝线路、无砟轨道结构，因而会对结构形式的选择及上下部结构的设计造成特别的影响。

3.高架桥应考虑管线位置或通过要求，并设有紧急进出通道，防止列车倾覆的安全措施及在必要地段设置防噪声屏障，还应设有防水、排水设施。

4.高架桥大都采用预应力或部分预应力钢筋混凝土结构，构造简单、结构标准、安全经济、

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 耐久适用，力求满足城镇景观要求，又与周围环境相协调。

5.高架桥的桥墩位置设置应符合城市规划要求，跨越铁路、公路、城市道路和河流时的板下净空满足相关规范的要求；上部优先采用预应力混凝土结构，其次才是钢结构，须有足够的竖向和横向刚度。

6.高架桥应设有降低噪声和振动（设置声屏障)、消除楼房遮光和防止电磁波干扰等系统。 二、高架桥的基本结构 1.高架桥的墩台和基础

高架桥墩台基础应根据当地的地质资料确定。当地质情况良好时，应尽可能采用扩大基础。软土地基情况下，为保证地基的承载能力,防止沉陷，宜采用桩基础。

高架桥墩除了有足够的强度与稳定性外，还应结合上部结构的选型使上下部结构协调一致、轻巧美观，并与城市景观和谐、匀称，尽量少占土地,透空好，保证桥下行车有较好的视线，给行人一种愉快感.常见的桥墩形式有以下几种。

1）倒梯形桥墩：构造简单、施工方便，受力合理，具有较大的强度、刚度和稳定性，对于单箱单室和脊梁来说，选择倒梯形桥墩在外观上和受力上均较合理.

2）T型桥墩：占地面积较小，是城镇轻轨高架桥最常用的桥墩形式.这种桥墩既为桥下交通提供较大的空间，又能减轻墩身重量，节约圬工材料。特别适用于高架桥和地面道路斜交的情况.墩身一般为普通钢筋混凝土结构，圆形、矩形或六边形，具有较大的强度好刚度，与上部结构的轮廓线过度平顺，受力合理.大伸壁盖梁，承受较大的弯矩和剪力,可以采用预应力混凝土结构，墩身高度一般不超过8～10m.

3）双柱式桥墩：在横向形成钢筋混凝土钢架，受力情况清析，稳定性好，其盖梁的工作条件较T型桥墩的盖梁有利，无需施加预应力,其高度一般在30m以内。

4）Y型桥墩：结合了T型桥墩和双柱桥墩的优点，下部成单柱式,占地少,有利于桥下交通，透空性好，而上部成双柱式,对盖梁工作条件有利，无需施加预应力,造型轻巧，比较美观。

2.高架桥的上部结构：

站间高架桥可分为一般地段的桥梁和主要工程节点的桥梁。跨越主要道路、河流及其他市内交通设施的主要工程节点可以采用任何一种适用于城市桥梁的大跨度桥梁结构体系。采用最多的是连续梁、连续刚构、系杆拱。

一般地段的桥梁虽然结构形式简单，然而就工程数量和土建工程造价而言,却可能占全线高架桥的大部分份额，对于城市景观和道路交通功能的影响不可轻视.因此，其结构形式的选择必须慎重,要多方面比较.从城市景观和道路交通功能考虑，宜选用较大的桥梁跨径从而给人以通透的舒适感，按桥梁经济跨径的要求，当桥跨结构的造价和下部结构（墩台、基础）造价接近相等时最为经济；从加快施工进度来看,宜大量采用预制预应力混凝土梁.桥梁形式的选定往往是因地制宜，综合考虑的结果。

在建筑高度不受，或刻意压低建筑高度得不偿失的场合，一般适用于城市桥或公路桥的正常桥跨结构均可用于城市轨道交通的高架桥中。

第四节 城市轨道交通的轨道结构

轨道（统称为线上在）结构是由钢轨、轨枕、连接零件、道床、道岔和其他附属设备等构成的。

一、轨道组成 （一）轨道结构

1.组成轨道部件的材料其力学性能差异极大,应通过科学、可靠的方式把它们组合在一起，从而导向列车的运行、承受高速行驶列车的荷载并把荷载传递给支撑轨道结构的基础。

2.轨道结构应具有足够的强度、稳定性、耐久性和适量的弹性，应保证列车运行平稳、安全,并应满足减震、降噪要求。

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 （二）轨道结构特点

城市轨道交通的轨道结构由于线路通常穿过居民区（地下、地面或高架），所以还要考虑以下一些问题：

1.为保护城市环境，对噪声控制要求较高，除了车辆结构采用减震措施，以及必要时修筑声障外，轨道也应采用相应的减震轨道结构.

2.轨道交通行车密度大,运营时间长，留给轨道维修作业的时间很短，因而一般采用较强的轨道部件.近年来新建轨道交通系统的浅埋隧道和高架桥结构，基本采用无砟道床等少维修轨道结构。

3.轨道交通车辆一般采用电力牵引，以走形轨作为供电回路.为减少漏泄电流对周围金属设施的腐蚀，要求轨道与轨下基础有较高的绝缘性能。

4.受原有街道和建筑物所限,城市轨道交通曲线段占有很大比重,曲线半径一般比常规铁路小的多。在正线半径小于400m的曲线地段，应采用全长淬火钢轨或耐磨钢轨。钢轨铺设前应进行预弯，运行时钢轨应进行涂油以减少磨耗。

二、轨道形式与选择

（一）轨道形式及扣件、轨枕

1.地铁正线及辅助线钢轨应根据近、远期客流量，并经技术经济综合比较确定，宜采用60kg/m钢轨，也可以采用50kg/m钢轨。钢轮—钢轨系统轨道的标准轨距应采用1435mm.

2.钢轮—钢轨系统正线曲线应根据列车运行速度设置超高，轨道尽头应设置车挡，设置在正线、折返线和车辆试车线的车档应能承受以15km/h速度撞击时的冲击荷载。

3.不同道床形式的扣件应符合下表的规定 道床形式 一般整体道床 高架桥上整体道床 混凝土枕碎石道床 木枕碎石道床 车厂库内整体道床、检查枕 弹性不分开式 弹性分开式 类型 弹性分开式 扣压件 有螺栓弹条、小阻力 有螺栓弹条、无螺栓弹条 在轨枕内预埋螺栓或铁座 采用螺纹道钉 在轨枕或立柱内预埋套管 与轨枕连接方式 有螺栓弹条、无螺栓弹条 在轨枕预埋套管 （二）道床与轨枕 1.长度大于100m的隧道内和隧道外U型结构地段及高架桥和大于50m的单体桥地段，宜采用短枕式或长枕式整体道床；

2.地面正线宜采用混凝土整体式道床，基底坚实稳定，排水良好的地面车站地段可采用整体道床；

3.车场库内线应采用短枕式道床，地面出入线、试车线和库外线宜采用混凝土枕碎石道床或木枕碎石道床。

（三）减振结构

1.一般减振轨道结构可采用无缝线路、弹性分开式扣件和整体道床或碎石道床；

2.线路中心距离住宅区、宾馆、机关等建筑物小于20米及其穿越地段，宜采用较高减振的轨道结构,即在一般减振结构的基础上，采用轨道减振器扣件或弹性短枕式整体道床或具有其他较高减振能力的轨道结构形式。

3.线路中心距离医院、学校、音乐厅、精密仪器厂、文物保护单位和高级宾馆等建筑物小于20m及穿越地段，宜采用特殊减振轨道结构，即在一般减振轨道结构的基础上，采用浮置板整体式道床或其他特殊减振隧道结构形式。

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 第二章 明挖基坑施工

一、降水方法选择 （一）基本要求

1.当地下水位高于基坑开挖面，需要采用降低地下水位方法疏干坑内土层的地下水。疏干地下水有增加坑内土体强度的作用，有利于控制基坑围护结构的变形，在软土地区基坑开挖深度超过3米,一般就要用井点降水。开挖深度浅时,也可边开挖边用排水沟和集水井进行积水明排.

2.当基坑底为隔水层且层底作用有承压水时,应进行坑底突涌验算，必要时可采取水平封底隔漏或钻孔减压措施，保证坑底土层稳定.当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的压力,防止承压水突涌，确保基坑开挖施工安全。

3.当降水会对基坑周边建（构）筑物、地下管线、道路等造成危害或对环境造成长期不利影响时，应采取截水方法控制地下水.采用悬挂式帷幕时，应同时采用坑内降水，并宜根据水文地质条件采取坑外回灌措施。

（二）工程降水方法的选用

工程降水方法有很多种,可根据土层情况、渗透性、降水深度、周围环境、支护结构种类按下表选择和设计 降水方法 积水明排 适用土层 黏性土、砂土 渗透系数（m/d) 降水深度(m) ——— 0.1～20 ＜2 3~6 6~9 9~12 地下水类型 潜水、地表水 潜水 轻型一砂土、粉土，含薄层粉砂的淤泥质（粉井点 级 质）黏土 二级 三级 喷射井点 管疏干 井 减压 砂性土、粉土，含薄层粉砂的淤泥质(粉质）黏土 砂性土、粉土 ＜20 0.02~0。1 ＞0。1 不限 不限 潜水、承压水 潜水 承压水 二、常见降水方法 （一）明沟、集水井排水

1.当基坑开挖不很深，基坑突涌水量不大时，积水明排是应用最广泛,也是最简单、最经济的方法。明沟、集水井排水多是在基坑的两侧或四周设置排水明沟，在基坑四角或每隔30~50m设置集水井，使基坑渗出的地下水通过排水明沟汇集于集水井内，然后用水泵将其排出基坑外。

2.排水明渠宜布置在拟建建筑基础边0。4m以外，沟边缘离开坡脚应不小于0.3m，排水明渠的底面应比挖土面低0.3～0。4m，集水井底面应比沟底面低0.5m以上,并随基坑的挖深而加深,以保持水流畅通。明沟的坡度不宜小于0.3％,沟底应采取防渗措施。

3.集水井的净截面尺寸应根据排水流量确定，集水井应采取防渗漏措施。

4.明沟、集水井排水，视水量多少连续或间断抽水，直至基础施工完毕,回填土为止. 5.明沟排水设施与市政管网连接口之间应设置沉淀池。明沟、集水井、沉淀池使用时应排水通畅并随时清理淤积物。

6.当基坑开挖的土层由多种土组成，中部夹有透水性能的砂类土，基坑侧壁出现分层渗水时，可在基坑边坡上按不同高程分层设置明沟和集水井构成排水系统,分层阻截和排除上部土

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 层中的地下水，避免上层地下水冲刷基坑下部边坡造成塌方。

（二）井点降水

1.当基坑开挖较深，基坑突涌水量大，且有围护结构时，应采用井点降水方法。即用真空（轻型)井点、喷射井点或管井深入含水层内，用不断抽水方式使地下水位降至坑底以下，同时使土体产生固结以方便土方开挖。

2.轻型井点布置应根据基坑平面形状与大小、水文地质情况、工程性质、降水深度等确定.当基坑（槽）宽度小于6米且降水深度不超过6米时,可采用单排井点，布置在地下水上游一侧；档基坑槽宽度大于6米或土质不良、渗透系数大时,宜采用双排井点，布置在基坑槽的两侧，当面积较大时，宜采用环形井点.挖土运输设备出入道可不封闭,间距达到4米,一般留在地下水的下游方向。

3.轻型井点宜采用金属管，井管距坑壁不应小于1。0~1.5米(距离太小容易漏气）。井点间距一般为0.8~1.6m，积水总管标高宜尽量接近地下水位线并沿抽水水流方向有0。25~0。5％的上仰坡度，水泵轴心与总管齐平。井点管的入土深度应根据降水深度及储水层所有的位置确定，但必须将滤水管埋入含水层内,并且比挖基坑（沟、槽）的底深0。9～1。2米，井点管的埋设深度应经过计算确定.

4.真空井点和喷射井点可选用清水或泥浆钻进、高压水套管冲击工艺（钻孔法、冲孔法或射水法)对不宜塌孔、缩颈地层也可采用长螺旋钻机成孔；成孔深度宜大于降水井深度0。5～1.0m。钻到设计深度后，应注水冲洗钻孔、稀释孔内泥浆.孔壁与井管之间的滤料应填充密实、均匀，宜采用中粗砂,滤料上方宜采用黏土封堵，封堵至地面的厚度应大于1米。

5.管井的滤管可以采用无砂混凝土滤管、钢筋笼、钢管或铸铁管。成孔工艺应适合地层特点，对不宜塌孔、缩颈地层宜采用清水钻进；采用泥浆护壁钻孔时,应在钻到孔底后清除孔底沉渣并立即置入井管、注入清水,当泥浆相对密度不大于1.05时，方可投入滤料。滤管内径应按满足单井设计流量要求而配置的水泵规格确定,管井成孔直径应满足填充滤料的要求；井管与孔壁之间填充的滤料宜选用磨圆度较好的硬质岩石成分的圆砾，不宜采用棱角型石渣料、风化料或其他黏质岩石成分的砾石。井管底部应设置沉砂管。

三、基坑的隔（截水)帷幕与坑内外降水 （一）隔（截 ）水帷幕

1.采用隔（截 )水帷幕的目的是阻止基坑外的地下水流入基坑内部，或减少地下水沿基坑帷幕的水力梯度。截水帷幕的厚度应满足基坑的防渗要求,截水帷幕的渗透系数宜小于1。0×10—6

cm/s.

2.当基坑存在连续分布、埋深较浅的隔水层时，应采用底端进入下卧隔水层的落低式帷幕；当坑底以下含水层厚度较大时需采用悬挂式帷幕,其深度要满足地下水从帷幕底绕流的渗透稳定性要求，并应分析地下水位下降对周边建（构）筑物的影响。

3.截水帷幕可采用旋喷法或摆喷法注浆帷幕、水泥土搅拌桩帷幕、地下连续墙帷幕或咬合式排桩。支护结构采用排桩时，可采用高压旋喷或摆喷注浆与排桩相互咬合的组合帷幕。

4.基坑的隔（截）水帷幕（或可以截水的围护结构）周围的地下水渗流特征与降水目的、隔水帷幕的深度和含水层的位置有关,利用这些关系布置降水井可以提高降水的效率，减少降水对环境的影响.

5.隔（截)水帷幕与降水井布置大致可以分为三种类型，需要根据有关条件综合考虑. （二）隔（截）水帷幕与降水井布置 1.隔水帷幕隔断降水含水层

基坑隔水帷幕深入降水含水层的隔水底板中，井点降水以疏干基坑内的地下水为目的，即为前面所述的落底式帷幕,这类隔水帷幕将基坑内的地下水与基坑外的地下水分隔开来，基坑内、外地下水无水力联系。此时，应把降水井布置在坑内，降水时,基坑外地下水不受影响。

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 2.隔水帷幕底位位于承压水含水层隔水顶板中

隔水帷幕位于承压水含水层顶板中，通过井点降水降低基坑下部承压含水层的水头，以防止基坑底板隆起或承压水突涌为目的。这类隔水帷幕未将基坑内、外承压含水层分隔开，由于不受围护结构的影响,基坑内外地下水连通，这类井点降水影响范围较大，此时,应把降水井布置于基坑外侧。因为即使布置在基坑内，降水依然会对基坑外围有明显影响，如果布置在基坑内反而会多出封井问题。

3.隔水帷幕底位于承压含水层中

隔水帷幕底位于承压水含水层中，如果基坑开挖较浅，坑底未进入承压水含水层，井点降水以降低承压水水头为目的；如果基坑开挖较深，坑底已经进入承压含水层，井点降水前期以降低承压水水头为目的，后期以疏干承压含水层为目的。这类隔水帷幕底位于承压含水层中，基坑内、外承压含水层部分被隔水帷幕隔开，仅含水层下部未被隔开。由于受围护结构的阻挡,在承压含水层上部基坑内、外地下水不连续,下部含水层连续相通,地下水呈三维流态。随着基坑内水位降深的加大,基坑内、外水位相差较大。在这类情况下，应将降水井置于基坑内侧，这样可以明显减少降水对环境的影响，而且隔水帷幕插入含水层越深，这种优势越明显。

第二节深基坑支护结构与边坡防护

基坑工程师由地面向下开挖一个地下空间，深基坑四周一般设置垂直的挡土围护结构,围护结构一般是在开挖面基底下有一定插入深度的板(桩）墙结构；板(桩）墙内有悬臂式、单撑式、多撑式.支撑结构是为了减少围护结构的变形，控制墙体的弯矩；分为内撑和外锚两种。以下主要以地铁车站基坑为主介绍基坑开挖支护与变形控制。

一、围护结构

（一)基坑围护结构体系

1.基坑围护结构体系包括板(桩）墙、围檩（冠梁）及其他附属构件。板桩墙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，是稳定基坑的一种施工临时挡墙结构。

2.地铁基坑所采用的围护结构形式很多,其施工方法、工艺和所用的施工机具也各异;因此,应根据基坑深度、工程地质和水文地质条件、地面环境条件等(特别要考虑到城市施工特点），经技术经济综合比较后确定。

（二）深基坑围护结构类型

1.在我国应用较多的有排桩、地下连续墙、重力式挡墙、土钉墙，以及这些结构的组合形式等。

2.不同类型围护结构的特点见下表 类型 排桩 型钢桩 预制混凝土板桩 钢板桩 钢管桩 灌注桩 SMW工法桩 地下连续墙

特点 H钢的间距在1.2～1.5米；造价低、施工简单，有困难时可以改变间距;止水性差，地下水位高的地方不适用，坑璧不稳的地方不适用 预制混凝土板桩施工较为困难，对机械要求高，而且挤土现象很严重；桩间采用槽榫结合方式,接缝效果较好，有是需辅以止水措施；自重大、受起重设备，不适合深大基坑 成品制作、可反复使用；施工简便，但有噪声；刚度小,变形大，与多道支撑结合，在软弱土层中也可采用；新的时候止水性尚好，如有漏水现象，需增加降水措施. 截面刚度大于钢板桩，在软弱土层中开挖深度可大;需有防水措施相结合 刚度大、可用在深大基坑，施工对周边地层、环境影响小；需要降水或止水措施配合使用，如搅拌桩、旋喷桩等。 强度大，止水性好；内插的型钢可以拔出反复使用，经济性好；具有较好的发展前景； 用于软土地层时，一般变形较大 刚度大，开挖深度大，可适用于所有地层；强度大、变位小,隔水性好，同时可以兼做主体14

要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 结构的一部分；可临近建筑物、构筑物使用，环境影响小；造价高 重力式水泥土挡墙/水泥土搅拌桩挡墙 土钉墙 无支撑、墙体止水性好，造价低；墙体变位大（） 可采用单一土钉墙，也可与水泥土桩或微型桩等结合而成复合土钉墙;材料用量和工程量较少，施工速度快；施工设备轻便,操作方法简单；结构轻巧，较为经济。 1）型钢桩:作为基坑围护结构的工字钢,一般采用I50号、I55号和I60号大型工字钢。基坑开挖前，在地面用冲击式打桩机沿基坑设计边线打入地下，桩间距一般为1.0～1.2米，若地层为饱和淤泥等松软地层可采用静力压桩机和振动打桩机进行沉桩.基坑开挖时,随挖土方随在桩间插入50mm厚的水平模板，以挡住桩间土体。基坑开挖至一定深度后,若悬臂工字钢的刚度和强度都够大，就需要社会中腰梁和横撑或锚杆（索），腰梁多采用大型槽钢、工字钢制成，横撑可采用钢管或组合钢梁。

工字钢桩围护结构适用于黏性土、砂性土和粒径不大于100mm的砂卵石地层；地下水位较高时，必须配合人工降水措施。打桩时，施工噪声一般在100分贝以上，大大超过环境保的限值，因此，这种围护结构一般用于郊区距居民点较远的基坑施工中。当基坑范围不大时，例如地铁车站的出入口，临时施工竖井可以考虑采用工子钢做围护结构。

2）预制混凝土板桩

常用钢筋混凝土板桩截面的形式有四种：矩形 、T型、工字型及口子型。矩形截面板桩制作较方便，桩间采用槽榫结合方式、接缝效果好,是使用最多的一种形式;T型截面由翼缘和劲肋组成，其抗弯能力较大，但施打较困难。翼缘直接起挡土作用,加劲肋则用于加强翼缘的抗弯能力，并将板桩上的侧压力传递至地基土，板桩间的的搭设一般采用踏步式止口;工字型薄壁板板桩的截面形式较合理，因此受力性能好、刚度大、材料省，易于施打，挤土也少；口子型截面一般由两块槽形板现浇组合成整体,在未组合成口子型前，槽形板的刚度较小。

由于预制混凝土板桩施工较为困难，对机械要求高，而且挤土现象很严重；此外，混凝土板桩一般不能拔出，因此，它在永久的支护结构中使用较为广泛，但国内基坑工程中使用不很普遍。

3）板桩与钢管桩

钢管桩强度高，桩与桩之间的连接紧密，隔水效果好，具有施工灵活,板桩可以重复使用等优点，是基坑常用的一种挡土结构，但由于板桩打入时有挤土现象,而拔出时则又会将土带出,造成板桩位置出现空隙,这对周围环境造成一定影响。此外,由于板桩的长度有限，因此其使用的开挖深度也收到，一般最大的开挖深度在7～8米。板桩的形式有多种，拉森型是最常用的，在基坑较浅时也可采用大规格的槽钢（采用槽钢且有地下水时要辅以必要的降水措施)采用钢板桩做支护墙时在其上口及支撑位置需用钢围檩将其连接成整体，并根据深度设置支撑或拉锚。

钢板桩断面形式较多，常用的形式多为U型或Z型。我国地下铁道施工中多用u形钢板桩,其沉放和拔除方法、使用的机械均与工字钢桩相同，但其构成方法则可分为单层钢板桩围檩、双层钢板桩围堰及屏幕等.由于地铁施工时基坑较深，为保证其垂直度且方便施工，并能使其封闭合龙,多采用帷幕式构造。

钢板桩围护结构与其他排桩围护相比，一般刚度较低，这就对围檩的强度、刚度和连续性提出了更高的要求。其止水效果也与钢板桩的新旧、整体性及施工质量有关。在含有地下水的砂土地层施工时，要保证齿口咬合，并应使用专门的角桩，以保证止水效果.

为提高钢板桩的刚度以使用于更深的基坑，可采用组合形式，也可采用钢管桩。但钢管桩的施工难度相比钢板桩更高，由于锁口止水效果难以保证,需要防水措施相配合。

4）钻孔灌注桩围护结构

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 钻孔灌注桩一般采用机械钻孔。地铁明挖基坑一般采用旋挖钻机或冲击钻机、正反循环钻机等。对于正反循环钻机，由于其采用泥浆护壁成孔,故成孔时噪音较低，适于城区施工，在地铁基坑和高层建筑深基坑施工中得到广泛应用.

对悬臂式排桩，桩径宜大于或等于600mm，对于拉锚式或支撑式排桩，桩径宜大于或等于400mm；排桩的中心距不宜大于或等于桩直径的2倍。桩身混凝土强度等级不宜低于C25.排桩顶部应设置混凝土冠梁。混凝土灌注桩宜采用间隔成桩的施工顺序；应在混凝土终凝后，再进行相邻桩的成孔施工。

钻孔灌注桩围护结构经常与止水帷幕联合使用，止水帷幕一般采用深层搅拌桩.如果基坑上部收到环境条件时，也可采用高压喷射止水帷幕，但要保证高压旋喷桩止水帷幕的施工质量.近年来,素混凝土桩与钢筋混凝土桩间隔布置的钻孔咬合桩也有较多的应用，此类结构可直接作为止水帷幕。

5）SMW工法桩（型钢水泥土搅拌墙)

SMW工法桩挡土墙是利用搅拌设备就地切削土体，然后注入水泥类混合液搅拌形成均匀的水泥土搅拌墙，最后在墙中插入型钢，即形成一种劲性复合围护结构.此类结构在软土地区有较多的应用。

型钢水泥土搅拌墙中三轴水泥搅拌桩的直径宜采用650mm、850mm、1000mm；内插的型钢宜采用H型钢。搅拌桩28d龄期无侧限抗压强度不应小于设计要求且不宜小于0.5MPa，水泥宜采用强度等级不低于PO42。5级的普通硅酸盐水泥，材料用量和水胶比应结合土质条件和机械性能等指标通过现场试验确定。在填土、淤泥质土等特别软弱的土及在较坚硬的砂性土、砂砾土中,钻进速度较慢时，水泥用量宜适当提高。在砂性土中搅拌桩施工宜外加膨润土。

当搅拌桩直径为650mm时,内插H型钢截面宜采用H500X300、H500X200；当搅拌直径为850mm时，内插H型钢截面宜采用H700X300;当搅拌直径为1000mm时，内插H型钢截面宜采用H800X300、H850X300.型钢水泥搅拌墙中型钢的间距和平面布置形式应根据计算确定，常用的内插型钢布置形式可采用密插型、插二跳一型和插一跳一型三种。单根型钢中焊接接头不宜超过2个，焊接接头的位置应避免设置在支撑位置或开挖面附近等型钢受力较大处；相邻型钢的接头竖向位置应相互错开，错开距离不宜小于一米，且型钢接头距离基坑底面不宜小于2米.拟拔出回收的型钢，插入前应先在干燥条件下除锈,再在其表面涂刷减磨材料。

6）重力式水泥土挡墙

深层搅拌桩时用搅拌机械将水泥、石灰和地基土相拌和，形成互相搭接的格栅状结构形式，也可相互搭接成实体结构形式。采用格栅形式时,要满足一定的面积转换率，对淤泥质土，不宜小于0.7；对淤泥，不宜小于0.8；对一般黏性土、砂土，不宜小于0.6。由于采用重力式结构,开挖深度不宜大于7m。对嵌固深度和墙体宽度也要有所，对淤泥质土,嵌固深度不宜小于1。2h（h为基坑深度），宽度不宜小于0。7h；对淤泥，嵌固深度不宜小于1。3h，宽度不宜小于0。8h。

水泥土挡墙的28d无侧限抗压强度不宜小于0。8MPa。当需要增加墙体的抗拉性能时，可在水泥土桩内插入钢筋、钢管或毛竹等杆筋。杆筋插入深度宜大于基坑深度,并应锚入面板内。面板厚度不宜小于150mm，混凝土强度等级不宜低于C15。

7)地下连续墙

地下连续墙主要有预制钢筋混凝土连续墙和现浇混凝土连续墙两类，通常地下连续墙一般指后者。地下连续墙有以下优点：施工时振动小、噪声低、墙体刚度大，对周边地层扰动小；可适用于多种土层，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、无粘性土、卵砾石层等各种地层均能高效成槽。

地下连续墙施工采用专用的挖槽设备，沿着基坑的周边，按照事先划分好的幅段,开挖狭长的沟槽。挖槽方式开分为抓斗式、冲击式和回转式等类型.地下连续墙的一字型槽段长度宜

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 取4～6m，当成槽施工可能对周边环境产生不利影响或槽壁稳定性较差时,应采取较小的槽段长度。必要时，宜采用搅拌桩对槽壁进行加固，地下连续墙的转角处或有特殊要求时，单元槽段的平面形状可采用L形、T形等。

地下连续墙的槽段接头应按下列原则选用.

① 地下连续墙宜采用圆形锁口管接头、波纹管接头、楔形接头、工字钢接头或混凝土预制接头等柔性接头；

② 当地下连续墙作为主体结构外墙，且需要形成整体墙体时，宜采用刚性接头；刚性接头可采用一字型或十字型穿孔钢板接头、钢筋承插式接头等；在采取地下连续墙顶设置通长的冠梁、墙壁内侧槽段接缝位置设置结构壁柱、基础底板与地下连续墙刚性连接等措施时，也可以采用柔性接头。

③ 导墙时控制挖槽精度的主要构筑物，导墙结构应建立于坚实的地基之上，并能承受水土压力和施工机具设备等附加荷载,不得移位和变形。

在开挖过程中，为保证坑槽的稳定，采用特制的泥浆护壁。泥浆应根据地质和地面沉降控制要求经试配确定,并在泥浆配制和挖槽施工中对泥浆的相对密度、粘度、含砂率和PH值等主要技术性能指标进行检验和控制.

每个幅段的沟槽开挖结束后，在槽段内放置钢筋笼，并浇筑水下混凝土。然后将若干个幅段连城一个整体，形成一个连续的地下墙体，即现浇混凝土壁式连续墙，采用锁口管接头时具体施工工艺流程见下图;

开挖导沟 排除废浆 型 二、支撑结构类

↓ ↓ （一）支撑结构体系

1.内支撑有钢撑、修筑导墙 泥浆处理 钢管撑、钢筋混凝土撑及钢与混凝土的混合支撑等； ↓ ↓↑ 外拉锚有拉锚和土锚两种形

开挖沟槽 ← 注入泥浆 ← 制备泥浆 式。

↓ 2.在软弱地层的基坑工程中,支撑结构承受围

护墙所传递的土压力、清除槽底淤泥和残渣 水压力。支撑结构挡土的应力传递路径是:围护（桩） ↓ 墙→围檩(冠梁)→支撑；在地

吊放接头管 质条件较好的有锚固力的地层中，基坑支撑可采用

↓ 土锚和拉锚等外拉锚形式. 制作、吊放钢筋笼 3.在深基坑的施工支护结构中，常用的支撑系 ↓ 统按其材料可分为现浇钢筋混凝土支撑体系和钢

下导管 支撑体系两类。其形式和特点见下页表。

现浇钢筋钢筋 ↓ 混凝土体系由围檩（冠梁）、支撑及角撑、立柱和围浇筑水下混凝土 檩托架或吊筋、立柱、托架锚

↓ 固件等其他附属构件组成。 拔出接头管 钢结构支撑（角钢、型钢支撑）体系通常为装配式的，由围檩、角撑、支撑、预应力设备（包括千斤顶自动调压或人工调压装置）、轴力传感器、支撑体系检测监控装置、立柱桩及其其他附属装配式构件组成.

两类支撑体系的形式和特点 材料 现浇钢筋混凝土

截面形式 可根据断面要求确定断面形状和尺寸 布置形式 有对撑、边桁架、环梁结合边桁架等形式灵活多样 特点 混凝土结硬后刚度大、变形小。强度的安全、可靠性强，施工方便，但支撑浇筑和养护时间长，围护结构处于无吃撑的暴露状态的时间长、软土中被动区土体被动区土体位移大，如对控制变形17

要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 有较高要求时,需对被动区软土加固。施工工期长,拆除困难,爆破拆除对周围环境有影响. 钢结构 单钢管、双钢管、双工字钢、H型钢、槽钢及以上钢材的组合 竖向布置有水平撑、斜撑;平面布置形式一般为对撑、井字撑、角撑。也有与钢筋混凝土支撑结合使用，但要谨慎处理变形协调问题 装、拆施工方便.可周转使用。支撑中可加预应力，可调整轴力而有效控制围护墙变形;施工工艺要求较高，如节点和支撑结构处理不当，当施工支撑不及时，不准确，会造成失稳. （二）支撑体系的布置及施工 1.内支撑体系的布置原则

1）宜采用受力明确、连接可靠、施工方便的结构形式; 2）宜采用对称平衡性、整体性强的结构形式；

3）应与主体结构的结构形式、施工顺序协调，以便于主体结构施工。 4）应利于基坑土方开挖和运输；

5）需要时,可考虑内支撑结构作为施工平台。 2.内支撑体系的施工

1）内支撑结构的施工与拆除顺序应与设计工况一致,必须坚持先支撑后开挖的原则。 2）围檩与挡土结构之间有紧密接触，不得留有缝隙。如有间隙应用强度不低于C30的细石混凝土填充密实或采用其他可靠连接措施。

3）钢支撑应按设计要求施加预应力,当监测到支撑压力出现损失时，应再次施加预应力. 4）支撑拆除应在替换支撑的结构构件达到换撑要求的承载力后进行。主体结构的底板和楼板分块浇筑或设置后浇带时，应在分块部位或后浇带处设置可靠的传力构件。支撑拆除应根据支撑材料、形式、尺寸等具体情况采用人工、机械和爆破等方法。

三、边坡防护

（一）基坑边（放）坡

1.地质条件、现场条件允许时，通常采用敞口放坡基坑形式修建地下工程或构筑物的地下部分。但保持基坑边坡的稳定性时非常重要的,否则，一旦边坡坍塌，不但地基受到扰动,影响承载力，而且也影响周围地下管线、地面建筑物、交通和人身安全。

2.基坑边坡稳定影响因素

基坑边坡坡度是直接影响基坑稳定的重要因素。当基坑边坡土体的剪应力大于土体的抗剪强度时，边坡就会失稳坍塌。其次,施工不当也会造成边坡失稳。主要表现为:

1）没有按照设计坡度进行边坡开挖；

2）基坑边坡坡顶堆放材料、土方及运输车辆等增加了附加荷载；

3）基坑降排水措施不力，地下水未降至基地以下,而地面雨水、基坑周围地下水排水管渗漏至基坑边坡的土层中,使土体湿化，土体自重加大，增加土体中的剪应力；

4）基坑开挖后暴露时间过长，经风化而使土体变松散；

5）基坑开挖过程中,未及时刷坡，甚至挖反坡，使土体失去稳定性。 3.基坑放坡要求如下；

放坡应以控制分级坡高和坡度为主,必要时辅以局部支护结构和保护措施,放坡设计与施工应考虑雨水的不利影响.

当条件许可时，可优先采取坡率法控制边坡的高度和坡度.坡率法是指无需对边坡整体进行加固而自身稳定的一种人工边坡设计方法。土质边坡的坡率允许值应根据经验，按工程类比原则并结合已有边坡稳定的坡率值分析确定.当无经验，且土质均匀良好、地下水贫乏、无不良地质现象和地质环境条件简单时，可参照《建筑工程边坡工程技术规范》GB50330—2013的规定。

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 按是否设置分级过度平台，边坡可以分为一级放坡和分级放坡两种形式。在场地土质较好、基坑周围具备放坡条件、不影响相邻建筑的安全及正常使用的条件下，基坑宜采用全深度放坡或部分深度放坡.

当存在影响边坡稳定性的地下水时,应采取降水措施或深层搅拌桩、高压旋喷桩等截水措施.

分级放坡时，宜设置分级过渡平台，分级过渡平台的宽度应根据土(岩)质条件、放坡高度及施工场地条件确定，对于岩石边坡不宜小于0.5米,对于土质边坡不宜小于1米，下级边坡坡度宜缓于上级放坡坡度.

（二）长条形基开挖与过程放坡

1.地铁车站等构筑物的长条形基坑在开挖过程中通常考虑纵向放坡目的：一是保证开挖安全,防止滑坡，二是保证出土运输方便。

2.坑内纵向放坡是动态的边坡，在基坑开挖过程中不断变化，其安全性在施工时往往被忽视，非常容易发生滑坡事故，纵向边坡一旦坍塌，就可能冲断横向支撑并导致基坑挡墙失稳，酿成灾害性事故。上海等软土地区地区层多次发生放坡开挖的工程事故，分析原因大都是由于坡度过陡、雨期施工、排水不畅、坡脚扰动等因素引起。

3.应编制开挖方案,慎重确定放坡坡度。在施工期间，特别是雨天必须制定监护与保护措施。软土地区施工经验表明,降雨可能使土坡的安全系数降低40％~50％.应严密监护，做好坡面的保护工作，必要时可事先在放坡处加固土体，严防土坡失稳.

4.地铁车站基坑纵向放坡较大处，往往是坑外地表纵向差异沉降较大处，土坡越缓,沉降曲线就越平缓。因此,若在土坡附近有需要保护的建筑或管线,应减缓该处坡度以减少管线弯曲和建筑物的差异沉降。

四、边坡保护

（一）基坑边坡稳定措施

1.根据土层的物理力学性能确定基坑边坡坡度,并于不同土层做成折线形边坡或留置台阶。

2.必须做好基坑降排水和防洪工作,保持基底和边坡的干燥.

3.基坑边坡坡度受到一定而采取围护结构又不太经济时，可采用坡面土钉、挂金属网喷混凝土或抹水泥浆护面等措施。

4.严禁在基坑边坡坡顶较近范围堆放材料、土方和其他重物以及停放或行驶较大的施工机具。

5.基坑开挖过程中,边坡随开挖随刷坡，不得挖反坡。 6.暴露时间较长的基坑,应采取护坡措施。 （二）护坡措施

1.基坑土方开挖时，应按设计要求开挖土方,不得超挖,不得在坡面随意堆放土方、材料和设备。在整个基坑开挖和地下工程施工期间，应严密监测坡顶位移，随时分析观测数据。当边坡有失稳迹象时，应及时采取削坡、坡顶卸荷、坡脚压载或其他有效措施。

2.放坡开挖时应及时做好坡脚、坡面的保护措施，常见的保护措施有：

1）叠放沙包或土袋：用草袋、纤维袋或土工织物袋装砂（或土）沿坡脚叠放一层或数层，沿坡面叠放一层。

2）水泥抹面：在人工修平坡面后，用水泥砂浆或细石混凝土抹面,厚度宜为30~50mm，并用水泥砂浆砌筑砖石护坡脚，同时,将坡面水引入基坑排水沟，抹面应预留泄水孔,泄水孔间距不大于3～4m。

3）挂网喷浆或混凝土：在人工修平坡面后，沿坡面挂钢筋网或钢丝网，然后喷射水泥砂浆或细石混凝土，厚度宜为50~60mm，坡脚同样需要处理.

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 4）其他措施:包括锚杆喷射混凝土护面、塑料膜或土工织物覆盖坡面等。 案例背景

某市政工程基础采用明挖基坑施工,基坑挖深为5.5米，地下水在地面以下1.5米.坑壁采用网喷混凝土加固。由于附近有高层建筑物及大量地下管线。设计要求每层开挖1。5m,即进行网喷混凝土加固。由于在市区的现场场地狭小，项目负责人决定将钢材堆放在基坑坑定附近；为便于出土，把开挖的弃土先堆放在基坑北侧坑顶，夜间装车运出.由于工期紧张，施工中每层开挖深度增大为2米，以加快基坑挖土加固施工的进度。

在开挖第二层土时，基坑变形量显著增大，变量发展速率越来越快。随着开挖深度的增加，坑顶表面出现许多平行基坑裂缝。但施工单位对此没有在意，继续按原方案开挖。当基坑施工至5米深时,基坑出现了明显的坍塌征兆。项目负责人决定对基坑进行加固处理，组织人员在坑内抢险，但已经为时过晚,最终出现基坑坍塌多人死亡的重大事故，并造成了巨大的经济损失。

问题1：按照《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120-2012，本基坑支护结构安全等级属于哪一级?

答:本工程基坑周围有高层建筑和大量地下管线，如果支护结构破坏、土体失稳或过大变形对周边环境影响很严重，按照《建筑拮抗支护结构规程》的规定，基坑支护的安全等级应定为一级。

问题2：本工程基坑应重点监测哪些内容？当出现本工程发生的现象时，监测工作应做哪些调整?

答:基坑开挖必然导致基坑侧壁水平位移，基坑侧壁水平位移越大，坑后土体变形越大，过大的侧壁水平位移必然会造成建筑物沉降及管线变形.因此，任何环境保护要求高的基坑，侧壁水平位移都是检测的重点.

本工程基坑周围建筑物及地下管线时基坑环境保护的重要内容,其变形也应该是基坑检测的重点;

本工程地下水位在坑底以上，必须采取降水措施。施工时需要检测地下水位。因此,地下水位也是基坑检测的重点。

另外，地下水中承压水对基坑的危害很大,尤其要注意接近坑底的浅层承压水对基坑的影响。如果承压水上面有不透水层，随着基坑开挖，当承压水层上部土重不能抵抗承压水水头压力时，基坑就会出现突然的隆起,很容易引起基坑事故。如果坑底存在承压水层时，坑底隆起也是基坑检测的重点内容.但由于基坑开挖施工,直接检测坑底隆起并不容易,可以通过检测埋设在坑底的立柱上浮间接监测坑底隆起。

当基坑变形超过有关标准或监测结果变化速率较大时，应加密检测次数。当有事故征兆时，应连续监测。本工程应加密观测次数，如果变形发展较快应连续监测。

问题3:本工程基坑施工时存在哪些重大事故隐患？ 答：本工程施工存在的重大事故隐患有：不按设计要求加大每层开挖深度是引发事故的主要原因之一;基坑设计应该根据设计工况对基坑开挖提出要求；不按设计要求施工，在施工时超挖极容易引发基坑事故。在基坑顶部大量堆荷是引发基坑事故的另一个主要原因，背景资料未提及考虑这些荷载的安全性设计验算，因此把大量钢材及弃土堆积于坑顶也是重大事故隐患.

问题4：项目负责人在本工程施工时犯了哪些重大错误？

答：对于基坑变形显著增大、变形发展速率越来越快现象，项目部应该对基坑进行抢险,对基坑做必要的加固和卸载;并且应调整设计和施工方案.基坑危险征兆没有引起注意，，仍按原方案施工时项目负责人的一大失误.

当基坑变形急剧增加，基坑已经接近失稳的极限状态，种种迹象表明即将坍塌时，项目负

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 责人应以人身安全作为第一要务,人员要及早撤离现场，组织人员坑内抢险,造成人员伤亡是项目负责人指挥的一个重大失误.

第三节 基槽土方开挖及基坑变形控制

以下主要以车站基坑为主简要介绍明挖基坑（槽)的土方开挖及护坡技术 一、基槽土方开挖 基本规定如下：

1.基坑开挖应根据结构设计、降水排水要求,确定开挖方案；

2.基坑周围地面应设排水沟，且应避免雨水、渗水等流入坑内；同时，坑内也应设置必要的排水设施，保证开挖时及时排出雨水。放坡开挖时,应对坡顶、坡面、坡脚采取降水措施。当采取基坑内、外降水措施时，应按要求降水后方可开挖土方;

3.软土基坑必须分层、分块、对称、均衡地开挖，分块开挖后必须及时施工支撑。对于有预应力要求的钢支撑或锚杆,还必须按设计要求施加预应力。当基坑开挖面上方的支撑、锚杆和土钉未达到设计要去时,严禁向下超挖土方；

4.基坑开挖过程中，必须采取措施防止开挖机械等碰撞支护结构、格构柱、降水井点或扰动基底原状土。

5.当开挖揭露的实际土层情况或地下水情况与设计依据的勘察资料明显不符，或出现异常现象、不明物体时,应停止开挖，在采取相应措施后方可开挖。

发生下列异常情况时，应立即停止挖土，并应立即查明原因和及时采取措施后，方能继续挖土:

1.围护结构变形达到设计规定的位移极限值或位移速率持续增长且不收敛； 2.支护结构内力超过设计值或突然增大;

3.围护结构或止水帷幕出现渗漏,或基坑出现流土、管涌现象； 4.开挖暴露出的基底出现明显异常（包括黏性土时强度明显偏低或砂性土层水位过高造成开挖施工困难)

5.围护结构发出异常声响；

6.边坡或支护结构出现失稳征兆;

7.基坑周边建筑物（构筑物）变形过大或已经开裂. 二、基坑的变形与控制 （一）基坑变形特征 1.土地变形：基坑开挖时，由于坑内开挖卸荷造成围护结构在内外力差作用下产生水平向位移，进而引起围护外侧土体变形，造成基坑外土体或建筑物沉降；同时，开挖卸荷也会引起坑底土体隆起。可以认为，基坑周围地层移动主要是由围护结构的水平位移和坑底隆起造成的。

2.围护墙体水平变形：当基坑开挖较浅，还未设支撑时，不论对刚性墙体（如水泥搅拌桩墙、旋喷桩墙等）还是柔性墙体（如钢板桩、地下连续墙），均表现为墙顶位移最大，向基坑方向水平位移,呈三角形分部。随着基坑开挖深度增加，刚性墙体继续表现为墙顶位移不变或逐渐向基坑外移动，墙体腹部向基坑内凸出。

3.围护墙体竖向变位：在实际工程中,墙体竖向变位量测一般被忽视，事实上由于基坑开挖土体自重应力的释放，致使墙体产生竖向变位：上移或沉降。墙体的竖向变位给基坑的稳定、地表沉降以及墙体自身的稳定性均带来极大的危害。特别是对于饱和的极为软弱的地层中的基坑工程,当围护结构墙底下因清孔不净有沉渣时，围护结构在开挖中会下沉，地面随之下沉；另外，当围护结构下方有顶管和盾构穿越时，也会引起围护结构的突然沉降.

4.基坑底部的隆起：随着基坑的开挖卸荷，坑底出现隆起是必然的，但过大的坑底隆起往往是基坑险情的征兆.过大的基坑隆起可能是由两种原因造成的:1基坑底不透水土层由于其自重不能够承受下方承压水水头压力而产生突然隆起；2基坑由于围护结构插入坑底土层深度

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 不足而产生坑内土体隆起破坏。基坑底土体的过大隆起可能会造成基坑围护结构失稳。另外，由于坑底隆起会造成立柱隆起,进一步造成支撑向上弯曲，可能引起支撑体系失稳.因此，基坑底土体的过大隆起是基坑施工时应该尽量避免的。但由于基坑一直处于开挖过程，直接监测坑底土体隆起较为困难，一般通过监测立柱变形来反映基坑底土体隆起情况。

5.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，引起基坑周边建筑物变形;根据工程实践经验，基坑围护结构呈悬臂状态时，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渐渐远离支撑结构，位于距离围护墙一定距离的位置上。

二、基坑的变形控制

1.当基坑临近建筑物时,必须控制基坑的变形以保证临近建筑物的安全 2.控制基坑边形的主要方法有： 1）增加围护结构和支撑的刚度； 2）增加围护结构的入土深度；

3）加固基坑内的被动区土体，加固方法有抽条加固、裙边加固及二者结合的方式； 4）减少每次开挖围护结构处土体的尺寸和开挖支撑时间,这一点在软土地区施工时尤其有效.例如在地铁车站基坑开挖时，按设计要去分段开挖和浇筑底板，每段开挖中又分层、分小段，并完成每小段的开挖和支撑。

5）通过调整围护结构的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

1.保证深基坑坑底稳定的方法有加深围护结构的入土深度、坑底土体加固、坑内井点降水等措施;

2.适时施做底板结构。 第四节 地基加固处理方法

下面主要以地铁车站基坑为主简要介绍明挖基坑地基加固处理技术 一、基坑地基加固处理作用与方法选择 （一）基坑地基加固的目的

1.基坑地基按加固部位的不同，分为基坑内加固和基坑外加固两种。

2.基坑外加固的主要目的是止水，有时也可减少围护结构承受的主动土压力。

3.基坑内加固的目的主要有：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，防止土体隆起破坏,防止坑底土体渗流破坏；弥补围护墙体插入深度不足等.

（二）基坑地基加固的方式 1.在软土地基中，当周围环境保护要求较高时，基坑工程前应对被动区土体进行加固处理，以便提高被动区土体抗力，减少基坑开挖过程中围护结构的变形。按平面布置形式分类，基坑被动区加固形式主要有墩式加固、裙边加固、抽条加固、格栅式加固和满堂加固。采用墩式加固时,土体加固一般多布置在基坑周边阳角位置或跨中区域；长条形基坑可以考虑采取抽条加固；基坑面积较大时，宜采用裙边加固;地铁车站的端头一般采用格栅式加固；环境保护要求高,或为了封闭地下水时，可以采用满堂加固。加固体的深度范围应从第二道支撑底至开挖面以下一定深度，考虑地表有施工机具运行需要时，也可以采取低水泥掺量加固到地面.

2.换填材料加固处理法，以提高地基承载力为主，适用于较浅基坑，方法简单操作方便； 3.采用水泥土搅拌、高压喷射注浆、注浆或其他方法对地基掺入一定量的固化剂使土体固结,以提高土体的强度和土体的侧向抗力为主,适用于深基坑。

二、常用方法与技术要点 （一）注浆法

1.注浆法是利用液压、气压或电化学原理，通过注浆管把浆液均匀的注入地层中，浆液以

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 填充、渗透、挤密等方式,赶走土颗粒间或岩石裂缝中的水分和空气后占据其位置，经人工控制一定时间后，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结石体.

2.注浆法所用的浆液是由主剂（原材料）、溶剂（水或其他溶剂）及各种外加剂混合而成.通常所提的注浆材料是指浆液中所用的主剂。外加剂可根据在浆液中所起的作用,分为固化剂、催化剂、速凝剂、缓凝剂和悬浮剂等。注浆材料有很多，其中，水泥浆是以水泥为主的浆液，适用于岩土加固，是国内外常用的浆液。

3.在地基处理中，注浆工艺所依据的理论主要可分为渗透注浆、劈裂注浆、压密注浆和电动化学注浆四类，其应用条件见下表; 注浆方法 渗透注浆 劈裂注浆 压密注浆 适用范围 中砂以上的砂性土和有裂隙的岩石 适用于低渗透性的土层 常用于中砂地基，黏土地基中若有适宜的排水条件也可采用。如遇排水困难而可能在土体中引起高空隙水压力时，就必须采用很低的注浆速率，压密注浆可用于非饱和的土体，以调整不均匀沉降以及在大开挖或隧道开挖设施对临近土进行加固 电动化学注浆 只靠一般静压力难以使浆液注入土的空隙的地层. ＊渗透注浆法适用于碎石土、砂卵土填料的路基 4.注浆设计包括注浆量、布孔、注浆有效范围、注浆流量、注浆压力、浆液配方等主要工艺参数,没有经验可供参考时，应通过现场试验确定上述工艺参数.

5.注浆加固土的强度具有较大的离散性，注浆检验应在加固后28天进行.可采用标准贯入、轻型静力触探或面波等方法检测加固地层均匀性；按加固土体尝试范围每间隔一米进行室内试验，测定强度或渗透性。检验点数和合格率应满足相关规范要求，对不合格的注浆区应进行重复注浆。

（二)水泥土搅拌法

1.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（浆液或粉体)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,从而提高地基土强度和增大变形模量。根据固化剂掺入状态的不同，它可以分为浆液搅拌和粉体喷射搅拌两种。前者是用浆液和地基土搅拌，后者是用粉体和地基土搅拌。可采用单轴、双轴、三轴及多轴搅拌机或连续成槽搅拌机。

2.水泥土搅拌法适用于加固淤泥、淤泥质土、素填土、黏性土（软塑和可塑）、粉土(稍密、中密）、细粉砂（稍密、中密）、中粗砂（松散、稍密）、饱和黄土等土层.不适用与含有大孤石或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、硬塑及坚硬的黏性土、密实的砂类土、以及地下水影响成桩质量的土层.当地下水的含水量小于30％(黄土含水量小于25%）时不宜采用粉体搅拌法.水泥土搅拌桩用于处理泥炭土、有机质土、PH值小于4的酸性土、塑性指数大于25的黏土,当在腐蚀环境中以及无工程经验地区使用时，必须通过现场和室内试验确定其适用性.

3.水泥土搅拌法加固软土技术具有其独特优点： 1）最大限度地利用了原土；

2）搅拌时无振动、无噪声、无污染，可在密集建筑群中进行施工，对周围原有建筑物及地下管沟影响很小；

3）根据上部结构的需要，可以灵活地利用柱状、壁装、格栅状和块状等加固形式； 4）与钢筋混凝土桩基相比，可以节约钢材并降低造价。

4.水泥土搅拌法施工步骤由于湿法和干法的施工设备不同而略有差异，其主要步骤为: 1)搅拌机就位，调平；

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 2)预搅下沉至设计加固深度；

3)边喷浆（粉）、边搅拌提升至预定的停浆（灰）面； 4)重复搅拌下沉至设计加固深度；

5)根据设计要求,喷浆（粉）或仅搅拌提升直至预定的停浆（灰）面； 6)关闭搅拌机械

在预(复）搅下沉时，也可以采用喷浆（粉）的施工工艺，但必须确保全桩长上下至少再重复搅拌一次。

5.应根据室内试验确定需加固地基土的固化剂及外加剂的掺量，如果有成熟的经验时,也可根据工程经验确定。

6.水泥搅拌桩的施工质量检测可采用下列方法：在成桩3天内，采用轻型动力触控检查上部桩身的均匀性；在成桩7d后，采用浅部开挖桩头进行检查，开挖深度宜超过停浆（灰）面下0。5米，检查搅拌的均匀性,量测成桩的直径，作为重力式水泥土墙时,还应用开挖方法检查搭接宽度和位置偏差，应采用钻芯法检查水泥土搅拌桩的单轴抗压强度、完整性和深度。

（三）高压喷射注浆法

1.高压喷射注浆法对淤泥、淤泥质土、黏性土（流塑、软塑和可塑）、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基都有良好的处理效果.但对于硬塑性土，含有较多的块石或大量织物根茎的地基,因喷射流可能受到阻挡或削弱，冲击破碎力急剧下降,切削范围小或影响处理效果。对于含有过多有机质的土层，其处理下过取决于固结体的化学稳定性。鉴于上述几种土的组成复杂、差异悬殊，高压喷射注浆处理的效果差别较大，应根据现场试验结果确定其适用程度。对于湿陷性黄土地基,也应预先进行现场试验。

2.由于高压喷射注浆使用的压力大，因而喷射流的能量大速度快，当它连续和集中作用在土体上,压应力和冲蚀等多种因素便在很小的区域内产生效应，对从粒径很小的细粒土到直径较大的卵石、碎石土,具有很大的冲击和搅动作用，使注入的浆液和土凝固为新的固结体。

3.高压喷射有旋喷(固结体为圆柱状）、定喷(固结体为壁状）和摆喷（固结体为扇状）等三种基本形状。他们均可通过下列方式实现:

1）单管法：喷射高压水泥浆液一种介质;

2）双管法：喷射高压水泥浆液和压缩空气两种介质；

3）三管法:喷射高压水流、压缩空气及水泥水泥浆液等三种介质。

由于上述三种喷射流的结构和喷射介质的不同，有效处理长度也不同，以三管法最长，双管法次之,单管法最短。实践表明，旋喷形式可采用单管法、双管法和三管法中的任何一种方法。定喷和摆喷注浆常用双管法和三管法。

4.高压喷射注浆的施工参数应根据土质条件、加固要求通过试验或根据工程经验确定,并在施工中严格加以控制。单管法及双管法的高压水泥浆和三管法高压水的压力应大于20MPa。高压喷射注浆的主要材料为水泥，对于无特殊要求的工程,宜采用强度等级为42。5级及以上的普通硅酸盐水泥。根据需要可以适量的外加剂及掺和料.外加剂和掺和料的用量，应通过试验确定。水灰比通常取0。8～1。5,常用为1。0

5.高压喷射注浆的全过程为钻机就位、钻孔、置入压浆管、高压喷射注浆和拔出注浆等基本工序，施工结束后应立即对机具和孔口进行清洗.在高压喷射注浆过程中出现压力骤然下降、上升或冒浆异常时，应查明原因并及时采取措施。

6.旋喷桩作为止水帷幕时，为保证加固体有效搭接以达到设计的截水效果，旋喷桩的直径不宜过大，旋喷家固体的直径受施工工艺、喷射压力、提升速度、土类和土性等因素影响,施工后旋喷加固体的强度和直径，应通过现场试验确定。（教材中经验表略）

7.施工质量可以工程要求和当地经验采用开挖检查、钻孔取芯、标准贯入试验及动力触探等方法检查.

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 明挖基坑施工安全事故预防

第一节 防止基坑坍塌、掩埋的安全措施 一、明挖基坑安全控制特点 （一）基坑工程安全风险

1.明挖基坑多系临时工程，但其造价高,开挖土石数量且基坑工程具有明显的地域性，不同地质条件时基坑设计和施工方法有很大的不同。因此，基坑工程的风险识别和评价难度非常大.

2.基坑工程风险往往涉及建设单位、勘察设计单位、施工单位、监理单位和监测单位各方，并且贯穿从设计到施工的全过程。发生事故后,确定责任主体非常难.

3.基坑工程施工过程中风险主要是基坑坍塌和淹没，防止基坑坍塌和淹没是基坑施工的主要任务。

（二）基坑开挖安全控制技术措施

1.基坑边坡和支护结构的确定：根据土的分类和力学指标、开挖深度等确定边坡坡度（放坡开挖时）,或根据土质、地下水情况及开挖深度等确定支护结构方法(采用支护开挖时）.基坑工程施工,首先要保证基坑的稳定.放坡开挖时，基坑的坡度要满足抗滑稳定要求；采用支护开挖时，支护结构类型的选择，既要保证整个支护结构在施工过程中的安全，又要控制支护结构及周围土体的变形,以保证基坑周围建筑物和地下设施的安全.

2.尽量减少基坑坡顶荷载：基坑边缘堆放土方、建筑材料或沿基坑边缘移动运输工具或施工机械时，如果是放坡开挖会增加滑动力矩；如果是支护开挖，会增加作用于支护结构上的荷载。一般要求堆载及机械等距离基坑边缘一个安全距离。并且对堆载的级别有所。

3.做好降水措施,确保基坑开挖期间的稳定。地下水是引起基坑事故的主要因素之一。实践表明，多数发生的基坑事故都与地下水有关。地下水对基坑的危害与土质密切相关，当基坑处于砂土或粉土地层时，在地下水作用下，更容易造成基坑坡面渗水、土粒流失、流沙，进而引起基坑坍塌。当场地内有地下水时，应根据场地及周边区域的工程地质条件、水文地质条件、周边环境情况和支护结构与基础形式等因素，确定地下水控制方法。当场地周围有地表水汇流、排泄或地下水管渗漏时,应对基坑采取保护措施.地下水控制的方法主要有降水、截水和回灌等几种形式。这几种形式可以单独使用，也可以组合使用。降水会引起基坑周围土体沉降，当基坑临近有建筑物时,宜采用截水或回灌方法。

4.控制好边坡：无支撑放坡开挖的基坑要控制好边坡坡度，有支撑基坑开挖时要控制好纵向放坡坡度。基坑采用无支撑放坡开挖时，应随挖随修整边坡，并不得挖反坡。有支撑基坑在开挖过程的临时放坡也应重视，防止在开挖过程中边坡失稳或溜坡造成事故。

5.严格按照设计要求开挖和支护:基坑开挖应根据支护结构设计、降水排水等要求确定开挖方案。开挖范围及开挖、支护顺序应与支护结构设计工况相一致。挖土要严格按照施工组织设计规定进行。软土基坑必须分层均衡开挖。支护与挖土要密切配合，严禁超挖。发生异常情况时,应立即停止挖土，并应立即查清原因且采取措施,正常后方能继续挖土。基坑在开挖过程中，必须采取措施防止碰撞支撑、围护桩或扰动地基原状土。软土地区基坑开挖还受到时间效应和空间效应的作用.因此，在制定开挖方案时，要尽量缩短基坑开挖卸荷尺寸及无支护暴露时间，减少开挖过程中的土体扰动范围,采用分层、分块开挖的方式,且使开挖空间尺寸和开挖支护时限能最大限度地围护结构的变形和坑周围土体的沉降和位移。

6.及时分析监测数据，做到信息化施工：基坑失稳破坏一般都有前兆,具体表现为监测数据的急剧变化或突然发展。因此，进行系统监测,并对监测数据进行及时分析，发现工程隐患后及时修改施工方案，做到信息化施工,对保证基坑安全有重要意义。

二、应急预案与保证措施

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 （一）应急预案

1、制定具有可操作性的基坑坍塌、掩埋事故的应急预案可以防范于未然，可以最大限度减少事故发生的概率，防止事态恶化，减轻事故的后果。

2、建立应急组织体系，配备足够的袋装水泥、土袋草包、临时支护材料、堵漏材料和设备、抽水设备等抢险物资和设备，并准备一支有丰富经验的应急抢险队伍,保证在紧急状态时可以快速调动人员、物资和设备,并根据现场实际情况进行应急演练。

3、进行信息化施工,及早发现坍塌、掩埋和管线破坏事故的征兆。如果基坑即将坍塌、掩埋时，应以人身安全为第一要务，及早撤离现场.

（二)抢险支护与堵漏

1.围护结构渗漏是基坑施工中常见的多发事故。在富水的砂土或粉土地层中进行基坑开挖时，如果围护结构或止水帷幕存在缺陷时，渗漏就会发生。如果渗漏水主要为清水,一般及时封堵不会造成太大的环境问题；而如果渗漏造成大量水土流失会造成围护结构背后土体沉降过大，严重的会导致围护结构背后土体失去抗力造成基坑倾覆。

2.有降水或排水条件的工程，宜在采用降水或排水措施后再对围护缺陷进行修补处理.围护结构缺陷造成的渗漏一般采用下面方法处理：在缺陷处插入引流管引流，然后采用双快水泥封堵缺陷处，等封堵水泥形成一定强度后再关闭导流管。如果渗漏较为严重，直接封堵困难时，则应首先在坑内回填土封堵水流，然后在坑外打孔灌注聚氨酯或水泥-水玻璃双液浆等封堵渗漏处，封堵后再继续向下开挖基坑，

3.基坑围护结构出现变形过大或较为危险的“踢脚”变形时,可以采用坡顶卸载，适当增加内支撑或锚杆，被动区堆载或注浆加固等处理措施。

4.基坑出现整体或局部土体滑塌时，应在可能条件下降低土中水位，并进行坡顶卸荷载,加强未滑塌区段的监测和保护，严禁事故继续扩大。

5.基坑坍塌或失稳征兆已经非常明显时，应果断采取回填土、砂或灌水等措施，然后再进一步采取应对措施，以防止险情发展成事故.

第二节 开挖过程中地下管线的安全保护措施

市政公用工程施工中损伤地下管线的事故时有发生，以下内容以基坑工程为例简要介绍应采取的安全技术措施。

一、施工准备阶段

（一）工程地质条件及现况管线调查

1.进场后应依据建设方提供的工程地质勘查报告、基坑开挖范围内及影响范围内的各种管线、地面建筑物等有关资料，查阅有关专业技术资料,掌握管线的施工年限.使用状况、位置、埋深等数据信息。

2.对于资料反映不详、与实际不符或在资料中未反映管线真实情况的，应向规划部门、管线管理单位查询，必要时在管理单位人员在场情况下进行坑探查明现状。

3.对于基坑影响范围内的地面、地下建筑物、必须查阅相关资料并经现场调查,掌握结构的基础、结构形式等情况.

4.将调查的管线、地下建筑物的位置埋深等实际情况按照比例标注在施工平面图上，并在现场做出醒目标志.

5.分析调查、坑探等资料，作为编制施工组织设计、施工方案和采取安全保护措施的依据。 （二）编制施工组织设计

1.必须对 施工过程中地下管线、地面建筑物可能出现的安全状态进行分析，识别重要危险因素,评价其危险程度，制定中、高度危险因素的安全技术措施。

2.对于重要的地下管线、地面与地下建筑物必须进行基坑开挖工厂影响分析，确定影响程度，以便在施工措施中确定合理的基坑支护、开挖方法，确保施工过程中管线及各种构筑物的

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 安全.

3.重要的基坑开挖方案需要经过建设单位、监理单位同意后执行,并严格按照建设单位、监理单位同意的施工方案实施。

（三）现况管线改移、保护措施

1.对于基坑开挖范围内的管线，应与建设单位、规划单位和管线管理单位协商确定管线的拆迁、改移和悬吊加固措施。

2.基坑开挖影响范围内的地下管线、地面建筑物的安全受施工影响,或其危及施工安全时，均应进行临时加固，经检查、验收，确认符合要求，并形成文件后，方可施工。

3.开工前，由建设单位召开工程范围内有关地上建筑物、地下管线、人防、地铁等设施管理单位参加的调查配合会议，由产权单位指认所属设施及其准确位置,设明显标志。

4.在施工过程中，必须设专人随时调查地下管线、维护加固设施，以保持完好. 5.观测管线沉降和变形并记录，遇到异常情况,必须立即采取安全技术措施。 二、应急预案与抢险组织

1.对于具有中、高危险因素的地下管线，必须制定应急预案和有效安全技术措施；

2.建立应急组织体系，配备应急抢险的人员、物资和设备，组织体系应保证在紧急状态时可以快速调动人员、物资和设备，并根据现场实际情况进行应急演练。

3.出现异常情况，应立即通知管理人员到场处理、抢修. 第三节 施工监控测量内容与方法 一、基坑监测的基本要求

1、基坑工程设计文件应提出基坑工程监测的技术要求。

2、基坑工程施工前,应由建设单位委托具备相应资质的第三方对基坑工程实施现场监测。监测单位应编制监测方案,监测方案需经过建设方、设计方、监理方的认可，必要时还须与基坑周边环境涉及的有关单位协商一致后方能实施。

3、监测方案应包括下列内容： 1）工程概况；

2）建设场地岩土工程条件及基坑周边环境状况; 3）监测目的与依据; 4）监测内容与项目;

5）基准点、监测点的布设与保护； 6）监测方法和精度; 7）监测周期和监测频率 8）监测报警及异常情况下的检测措施; 9）监测数据处理与信息反馈； 10）监测人员配备；

11）监测仪器设备及检定要求； 12）作业安全及其他管理制度。 二、监测布置与监测方法 （一）监测项目

1.基坑工程的现场监测应采用仪器监测与巡视检查相结合的方法； 2.基坑现场监测的对象包括: 1）支护结构； 2）地下水状况；

3）基坑底部及周边土体； 4）周边建筑；

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 5）周边管线及设施； 6）周边重要的道路； 7）其他监测的对象。

3.基坑检测项目包括围护墙顶的水平和竖向位移，围护结构水平位移（通常称为测斜变形）,锚杆或支撑内力，地下水位，土压力及空隙水压力,土体分层竖向位移及水平位移,周边建筑物、地下管线及道路沉降,坑边地表沉降,立柱竖向位移，坑底隆起等。其中,围护墙顶的水平位移,周边建筑物、地下管线及道路沉降一般为应测项目；坑底隆起(回弹)监测难度较高，一般用立柱竖向位移代替；围护结构水平位移也是重点监测项目。其他监测项目应根据基坑等级选择.基坑等级反映基坑的安全状态和周边环境受影响的程度,但规范对基坑分级的标准有所差异.

（二）监测点的布置

1.应根据设计要求和相关规范规定进行监测点的布设，绘制平面图。

2.围护墙或基坑边坡顶部的水平和竖向位移监测点应沿基坑周边布置,基坑中部、阳角处应布置监测点。监测点的水平间距不宜大于20米。

3.围护结构水平位移监测点宜布置在基坑周边的中部、阳角处及有代表性部位。监测点的水平间距宜为20～50m。

4.支撑轴力监测点宜设置在支撑内力较大或在整个支撑系统中所起控制作用的杆件上,对多层支撑支挡式结构,宜在同一剖面的每层支撑上布置测点。

5.锚杆和土钉的内力监测点应选择在受力较大且有代表性的位置，基坑中部、阳角处和地质条件复杂的区段宜布置监测点。

6.支撑立柱监测宜设置在基坑中部、支撑交汇处及地质条件较差处的立柱上。

7.以基坑外缘1~3倍基坑开挖范围中需要保护的周边环境作为监测对象。必要时还应扩大监测范围.位于重要保护对象保护区范围内的监测点的布置，尚应满足相关部门的技术要求。

8.管线检测点应根据修建年份、类型、材料、尺寸及现状等情况，确定监测点的位置;监测点宜布置在管线的节点、转角点和变形曲率较大的部位;供水、煤气、暖气等压力管线宜设置直接监测点，在无法埋设直接监测点的部位，可设置间接监测点。

（三）监测方法

1.水平位移监测:测定特定方向的水平位移采用小角度法、投点法、视准线法等；

2.竖向位移监测：竖向位移监测可采用几何水准测量、光电距三角高程测量、静力水准测量等方法;

3.深层水平位移监测：深层水平位移监测方法适用于基坑围护桩和土体深层水平位移监测项目,宜采用在桩（墙）体或土体中预埋测斜管、通过测斜仪观测各处水平位移的方法。

4.土压力、空隙水压力及地下水位：土压力采用土压力计测量；空隙水压力采用孔隙水压力计进行测量；地下水监测宜通过孔内设置水位管，采用水位计进行量测。

5.支护结构内力：支护结构内力可采用安装在结构内部或表面的应变计或应力计量测；混凝土构件可采用钢筋应力计或混凝土应变计量测；钢构件可采用轴力计或应变计等量测.

6.锚杆及土钉内力:锚杆及土钉内力宜采用专用测力计、钢筋应力计或应变计，当使用钢筋束时宜监测每根钢筋内力。

三、监测频率及报警值 （一）监测时间

1.基坑检测应贯穿于基坑工程和地下工程施工的全过程。监测周期应从基坑工程施工开始,直至地下工程完成为止.

2.对于有特殊要求的基坑,其周边环境的监测应根据需要延续至变形趋于稳定后方可结束。变形稳定判断的标准应执行设计及相关规范的要求,在设计未做要求时，当最后100d的沉降速率小于0。01~0。04mm/d，可以认为已经进入稳定阶段.

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 （二）监测频率

1.监测项目的监测频率应综合考虑基坑类别、基坑及地下工程的不同施工阶段以及周边环境、自然条件的变化和当地经验而确定。

2.当检测值相对稳定时，可以适当降低监测频率。

3.出现异常情况时，应提高监测频率。如果监测数据变化较大或速率加快,基坑出现渗漏,支护出现开裂时。

4.当有危险事故征兆时，应实时跟踪监测。 （三）报警值

1.基坑工程监测必须确定监测报警值，报警值应满足基坑工程设计、地下结构设计、以及周边环境中被保护对象的控制要求,监测报警值应由基坑工程设计方确定。

2.基坑及支护结构报警值应根据土质特征、设计结果及当地经验因素确定；无当地经验时，可根据土质特征、设计结果参考有关规范确定.

3.当出现下列情况之一时，必须立即进行危险报警,并应对基坑支护结构和周边环境中的保护对象采取应急措施:

1）监测数据达到监测报警值的累计值；

2）基坑支护结构或周边土体的位移值突然明显增大或基坑出现流沙、管涌、隆起、陷落或较严重的渗漏;

3）基坑支护结构的支撑或锚杆体系出现过大的变形、压屈、断裂、松弛或拔出； 4）周边建筑的结构部分、周边地面出现较严重的突发裂缝或危害结构的变形裂缝; 5）周边管线变形明显增长或出现裂缝、泄露等；

6）根据当地工程经验判断，出现其他必须进行危险报警的情况。 四、数据处理与成果报告 （一）数据资料整理

1.现场状态观察、量测结果必须准确、真实、可靠，并应不失时机地反馈到设计和施工等方面。施工单位应及时分析监测报告，必要时需调整施工方案。

2.量测结果经过汇总,应迅速整理成直观、易懂、一目了然的曲线图和表,并结合一定的文字阐述.

（二）数据分析

1.监测数据分析应结合其他相关项目的监测数据和自然环境条件、施工工况等情况及以往的数据进行,并对其发展趋势做出预测。

2.监测数据可采用专用分析软件进行处理，并结合现场观测结果进行基坑状态判断。 （三）异常情况监测

1.对巡视发现的异常情况应在报告中详细描述，危险情况应报警。 2.对达到或超过监测报警值的监测点要及时报警； 3.监测数据出现异常时，应分析原因，必要时应重测；

4.确定异常情况后，应按照有关规定立即通知建设单位和施工单位等有关单位。 5.快速调动人员和设备,并根据现场实际情况进行加密监测。 （四）成果报告

1.监测成果应包括日报表、阶段性报告和总结报告. 2.监测成果应按时报送。 案例背景

某市政基坑工程,基坑侧壁安全等级为一级，基坑平面尺寸为22mx200m，基坑挖深为10m，地下水位于地面下5m。采用地下连续墙围护.设三道钢支撑。基坑周围存在大量地下管线等建筑物（构筑物）。

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 为保证基坑开挖过程中的安全,施工单位编制了监测方案,监测方案内容包括:工程概况、建设场地岩土工程条件及周边环境状况、监测目的和依据、监测内容及项目、监测数据处理与信息反馈。施工过程中，监测单位根据监测方案对基坑进行了监测，并且在工程结束后，向施工单位提交了监测报告。

问题1:本工程监测方案内容是否全面，如不全面还应包括哪些内容？

答：不全面。基坑开挖前应作出系统的开挖监控方案，监控方案还应包括：基准点、监测点的布设与保护、监测方法和精度、监测周期和频率、监测报警及异常情况下的监测措施、监测人员配备、监测仪器设备及检定要求、作业安全及其他管理制度。

问题2.根据背景资料及《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120-2012，还应监测哪些项目？ 答：根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120—2012，基坑工程监测项目 监测项目 监测项目 支护结构安全等级 支护结构顶部水平位移 基坑周围建筑物、地下管线、道路沉降 坑边地面沉降 支护结构深部水平位移 锚杆拉力 支撑轴力 挡土构件内力 支撑立柱沉降 挡土构件、水泥土墙沉降 地下水位 土压力、孔隙水压力 一级 二级 三级 应测 应测 应测 应测 应测 应测 应测 应测 应测 应测 宜测 应测 应测 应测 应测 应测 宜测 宜测 宜测 宜测 应测 选测 应测 应测 宜测 选测 选测 选测 选测 选测 选测 选测 选测 本工程侧壁安全等级为一级，应监测的项目有：地下连续墙的顶部深部的水平位移、周围建筑物、地下管线变形、坑边地面沉降、支撑轴力，地下连续墙内力，支撑立柱沉降、地下水位。

问题3。上述监测项目可分别采用什么方法检测？

答:地下连续墙水平位移一般采用测斜仪监测；周围建筑为、地下管线、坑边地面沉降、支撑立柱沉降变形采用水准仪量测；支撑轴力采用轴力计量测；地下连续墙内力采用钢筋应力计量测;地下水位采用水位计量测。

问题4。监测单位的做法有哪些不妥之处？

答：基坑开挖监测过程中，监测单位应按照监测方案进行监测，施工单位应根据监测结果调整施工方案。本工程监测单位在工程结束后提交了监测报告，已经失去了监测的意义。

问题5.简述监测总结报告包括的内容。

答：工程结束时应提交完整的监测总结报告，监测总结报告内容应包括： 1）工程概况； 2）监测依据；

3）监测项目和监测点布置； 4）监测设备和监测方法； 5）监测频率和报警值；

6）各监测项目全过程的发展变化分析及整体评述； 7）监测工作结论与建议。

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 第三章 盾构法施工

第一节 盾构机选型要点

本条文简要介绍盾构分类与选型要点。 一、盾构选型的目的、依据与原则 （一）选型目的

1.盾构选型是保障工程项目安全顺利实施的前提条件与设备保障。

2.盾构选型除满足隧道断面形状与外形尺寸外，还应包括类型、性能、配套设备、辅助工法等。

(二）选型依据主要有：工程地质与水文地质条件、隧道断面形状、隧道外形尺寸、隧道挖深、地下障碍物、地下管线及构筑物、地面建筑物、地表隆沉要求等，经过技术、经济比较后确定。

(三）选型的主要原则 1.适用性原则：盾构的断面形状与外形尺寸适用于隧道断面形状与外形尺寸，种类与性能要适用于工程地质与水文地质条件、隧道埋深、地下障碍物、地下构筑物与地面建筑物安全需要、地表隆沉要求等使用条件.若选盾构不能充分满足上述使用条件，应增加相应的辅助工法，如压气工法、注浆工法等.由于盾构具有较长的使用寿命，可用于多项施工工程，因此根据使用寿命期内预计的常用使用条件或最不利使用条件选择，以便具有广泛的使用性.

2.技术先进性原则：技术先进性有两方面的含义：一是不同种类盾构技术先进性不同，二是同一种类盾构由于设备配置的差异与功能的差异而技术先进性不同。选择技术先进的盾构，一方面为了更好地适应建设单位当前及今后的工程施工要求，以提高施工单位的市场竞争力；另一方面在合理使用期内保持技术先进性。技术先进性要以可靠性为前提，要选择经过实践验证、可靠性高的先进技术.

3.经济合理性原则：所选择的盾构机辅助工法用于工程项目施工，在满足施工安全，质量标准、环境保护要求和工期要求的前提下，其综合施工成本合理。

二、盾构类型与适用条件

（一）盾构类型主要按照不同的分类方法进行分类

1.按开挖面是否封闭划分，可分为密闭式和敞开式两类。

2.按平衡开挖土压与水压的原理不同，密闭式又可分为土压式（常用泥土压式）和泥水式两种.敞开式按开挖方式划分，可分为手掘式、半机械挖掘式和机械挖掘式(选择敞开式盾构多同时采用压气、注浆等辅助工法，其适用性要经过充分论证）。

3.按盾构断面形状划分，有圆形和异性盾构两类，其中异性盾构主要有多圆形、马蹄形和矩形.

（二）各种盾构对地质条件的使用性;根据当前盾构的技术水平，当前泥水压式和泥水式盾构，称为盾构法隧道施工施工较多的盾构。

三、盾构选型应遵循基本原则,采取科学的方法，经过策划、调查、可行性研究，综合比选评价等步骤，按照可行的程序进行。

盾构选型的基本流程如下图： 1.策划 调场地条查 件 道路等级、交通状况; 工程临时用地状况； 河流、湖泊状况 土层构成； 31

环境条件 噪声、振动； 地层变形 地下水利用 废弃物处理 地上、地下构筑物 地质条

障碍物 要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 件 地下水（水位分部、水质) 空气缺氧、有害气体 各层土壤的工程性质（强度、变形特性、透水性等) 设计条件 隧道形状、尺寸；隧道延长；覆土深度; 线形（最小曲线半径、平面曲线与竖曲线、坡度）、工期 自稳性; 环境土层构成（土质：隧道延长范围内各种土比例）保护 透水系数、间隙水压、含水量；土的硬度（N值,压缩强度)细颗粒比例；卵砾石粒径(长径x短径） 支撑方式 影响范围、水平与垂直变形、临近构筑物 其他 地下水污染、枯竭； 噪声、振动 景观 交通 障碍物处理、弃土处理、 弃土运输、施工用地 埋设物 地下废弃构筑物 其他 2。可行性分析 开挖面稳定 地层变形 3.初步选择:两种以上适用的盾构机 措施研究 4.比选 安全 开挖面稳定；环境保护； 地层稳定;作业环境 5.综合评价，选定。 成本 掘进；密封；衬砌；辅助工程 工期 掘进;辅助工程；衬砌 开挖面稳定；地层变形;始发、接收洞口土体加固；临近建筑物保护；长距离施工、小半径曲线施工；障碍物处理 第二节 盾构施工条件与现场布置

本条文简要介绍盾构施工条件和现场布置的要点 一、盾构法施工条件 （一)盾构与盾构法施工

1.盾构时用来开挖土砂类围岩的隧道机械,由切口环、支撑环和盾尾三部分组成,也称为盾构机。

2.盾构法是用盾构进行开挖、掘进，并进行衬砌作业从而修建隧道的方法。 （二）盾构法施工适用条件

1.除岩石外的相对均质的地质条件；

2.隧道应有足够的埋深，覆土厚度不宜小于1D（洞径）。隧道开挖太浅,盾构法施工难度较大;在水下修建隧道时，覆土太浅盾构施工安全风险较大；

3.地面上必须有修建用于盾构始发、接收的工作井位置；

4.隧道之间或隧道与其他建筑物之间所夹土（岩）体加固的最小厚度为水平方向1米，竖直方向为1.5米。

5.从经济角度讲，连续的盾构施工长度不宜小于300米。 (三）城镇施工注意事项

1.工作井位置选择：盾构法施工，除了工作井外，作业均在地下进行。因此工作井位置选择要考虑不影响地面社会交通,对附近的噪声和振动影响较少，且能满足施工生产组织的需要。

2.工作井的断面尺寸确定：始发工作井平面尺寸应根据盾构装拆的施工要求来确定.井壁上设有盾构始发洞口,井内设有盾构基座和反力架.井的宽度一般比盾构直径大1。6～2.0m，以满足操作的空间要求。井的长度，除了满足盾构内安装设备的需求外,还要考虑盾构始发时，拆除洞口围护结构和在盾构后面设置反力架及垂直运输所需的空间。

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 3.施工环境条件：在城镇内选择盾构法施工前提条件：1.必须掌握隧道穿过区域地上及地下建筑物的地下管线的详细资料，并制定防护方案;2。必须采取严密的技术措施，把地表隆沉在允许的限度内；3选择泥水式盾构必须设置封闭式泥水储存和处理设施.

二、盾构施工施工现场布置 (一）施工现场布置基本要求

1.施工现场布置应根据合同工期和施工进度的要求，在规定的施工区域内正确处理施工期间所需的各项设施之间的空间关系。

2.在施工用地范围内，对施工现场的道路交通、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、临时水电管线、消防器材等做出合理的规划布置。

（二）施工现场平面布置与施工设施设置 1.施工现场平面布置：主要包括工作井、工作井雨棚及防淹墙、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、两回路的交配电间等设施以及进出通道等。

2.施工现场设置：

1）工作井施工需要采取降水措施时，应设相当规模的降水系统(水泵房）。

2）采用气压法盾构施工时，施工现场应设置空压机房，以供给足够的压缩空气。

3）采用泥水平衡盾构施工时，施工现场应设置泥浆处理系统（控制室）、混浆池; 4）采用土压平衡盾构施工时，应设置电机车电瓶充电间等设施. 第三节 盾构施工阶段划分及始发与接收施工技术 一、盾构施工阶段划分

盾构施工一般分为始发、正常掘进和接收三个阶段。

始发是指盾构自始发工作井内盾构基础上开始掘进，到达初始掘进（通常50～100米）亦可划分为：洞口土体加固段掘进、初始掘进两个阶段。

始发结束后要拆除临时管片、临时支撑和反力架，分体始发时还要井后续台车移入隧道内,以便后续正常掘进。

接收是指自掘进距接收工作井一定距离（通常50～100米）到盾构落到接收工作井内接收基座上为止，亦可划分为；到达掘进、接收两个阶段。

到达掘进时正常掘进的延续，始发与接收是盾构法施工两个重要阶段,为保证始发与接收施工安全，洞口土体加固施工必须满足设计要求.

二、洞口土体加固技术

（一）洞口土体加固的必要性

1.盾构从始发工作井进入地层前，首先要拆除盾构掘进开挖洞体范围内的工作井围护结构，以便将盾构推入土层开始掘进；盾构到达接收工作井之前，亦应拆除盾构掘进开挖洞体范围内的工作井围护结构，以便隧道贯通，盾构进入接收工作井。

2.由于拆除洞口围护结构会导致洞口土体失稳、地下水涌入、且盾构进入始发洞口开始掘进的一段距离内或到达接收洞口前的一段距离内难以建立起土压（土压平衡盾构）或泥水压（泥水平衡盾构）以平衡开挖面的土压和水压,因此拆除洞口围护结构前必须对洞口土体进行加固,通常在工作井施工过程中实施。

3.在特定地质条件下(如富水软土地层)，洞口围护结构可采用混凝土或纤维混凝土施做。盾构始发或接收施工时，可直接利用盾构刀具切除.

（二）洞口加固的主要目的

1.拆除工作井洞口围护结构时，确保洞口土体稳定，防止地下水流入。 2.盾构掘进通过加固区域时,防止盾构周围的地下水及土砂流入工作井。 3.拆除洞口围护结构及盾构掘进通过加固区域时，地层变形对施工影响范围内的地面建筑及地下管线与构筑物等造成破坏。

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 （二）确定加固方案的方法

洞口土体加固前，要根据地质条件、地下水位、盾构种类与外形尺寸、覆土深度及施工环境条件等，在明确加固目的后,按照下图程序确定加固方案. 确认前提条件 （四）加固方法 常用的加固方法主要有：注浆法、高压喷射搅拌法和冻结法. 1.注浆法：按原理分为两种：不改变土颗粒排列，注入材料渗透到土颗粒间隙并固结的渗明确加固目透注浆法；沿注浆层面形成脉状裂缝,利用注浆材料使土颗粒间隙减小、土体被挤密的挤密注浆法（劈裂注浆法).前者适用于砂、卵石层，后者适用于粉砂等土层。

2.高压喷射搅拌法：高压喷射加固材料,使其与被搅动的土砂混合，加固 或者置换被搅动的土砂,形成具有一定强度的改良地层. 止水 3.冻结法：对于富含地下水的土层实施冻结，冻结的土体具有高强度和止水性，特别适用于软弱地层大断面盾构施工和地下水压高的场合。 选定加固方法 选定止水方法 三、盾构始发施工技术 （一）盾构始发特点 设定加固土体强度 设定加固土体渗透系数 1.一般后续台车临时设置于地面。在地铁施工中,多利用车站作为始发工作井，后续台车可

在车站内设置。 2.大部分来自后续台车上设备的、电缆、配管等,随着盾构掘进延伸，部分管线必须接设定止水范围 设定加固范围 长。

3.由于通常在始发工作井内拼装临时管片,故向隧道内运送材料的通道狭窄。

施工性、经济性 4.由于始发时处于试掘进状态，且施工运输组织与正常掘进不同，因此施工速度受到制约。 施工性、经济性 （二）始发段长度的确定：决定初始掘进长度的因素有两个：一是衬砌与周围地层的摩擦阻力；二是后续台车的长度。 始发结束后要拆除临时管片、临时支撑和反力架，将后续台车移入隧道内，以便后续正常决定加固方法与加固范围 掘进。由于此后盾构的掘进反力只能由衬砌与周围地层的摩擦阻力承担，因此初始掘进长度L必须由下列条件确定: L〉F/2πrf

式中，L-—从始发开始的衬砌长度（米）； F——盾构千斤顶推力（N） r;衬砌外半径（米)； f——注浆后的衬砌与地层的摩擦阻力系数（N/㎡）

若L大于后续台车长度，则取L为初始掘进长度；若L小于后续台车长度，则可综合权衡利弊后，确定L或后续台车查那个度作为初始掘进长度。

（三）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撑的制作与安装要具备足够的刚度，保证负载后变形量能满足盾构掘进方向要求。

2.安装盾构基座和反力架时，要确保盾构掘进方向符合隧道设计轴线.

3.由于临时管片(负环管片）的椭圆度直接影响掘进时管片拼装精度，因此安装临时管片时，必须保证其椭圆度,并采取措施防止其受力后旋转、径向位移与开口部位（临时管片安装时通常不形成密闭环,在其上部预留运输通道)变形。

4.拆除洞口围护结构前要确认洞口土体加固效果,必要时进行补注浆加固,以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、且要保证盾构始发过程中开挖面稳定.

5.由于拼装最后一环临时管片（负一环，封闭环）前，盾构上部千斤顶一般不能使用(最后一环临时管片拼装前安装的临时管片通常称为开口环），因此从盾构进入土层都通过土体加固段前，要满足掘进，以便减少千斤顶推力，使盾构方向容易控制；盾构达到洞口加固区间的中间部位时,逐渐提高土压仓（泥水仓）设定压力，出加固段达到预定的设定值。

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 6.通常盾构的盾尾进入洞口后，拼装整环临时管片(负一环），并在开口部安装轴向支撑，使随后盾构掘进时全部盾构千斤顶都可使用。

7.盾构盾尾进入洞口后,将洞口密封于整环管片贴紧，以防止泥水与注浆浆液从洞口泄露。 8.加强观测工作井周围地层变形、盾构基座、反力架、临时管片和轴向支撑的变形与位移，超过预定值时,必须在采取有效措施后，才可以继续掘进。

（四）初始掘进的主要任务：收集掘进数据（推力、刀盘扭矩等）及地层变形量测数据，判断土压（泥水压）、注浆量、注浆压力等设定值是否适当，并通过测量盾构与衬砌的位置，及早把我盾构掘进方向控制特性，为正常掘进控制提供依据。因此，初始掘进阶段是盾构法隧道施工的重要阶段。

四、盾构接收施工技术要点

1.盾构进入到达阶段前，要暂停掘进，准确量测盾构坐标位置与姿态,确认与隧道设计中心线的偏差值。

2.根据测量结果制定到达掘进方案。

3.继续掘进时,及时量测盾构坐标位置与姿态，并依据到达掘进方案及时进行方向修正。 4.掘进至接收洞口加固段时，确认洞口土体加固效果，必要时进行补注浆加固.

5.进入接收洞口加固段后，逐渐降低土压（泥水压）设定值至0MPa，降低掘进速度，实时停止加泥、加泡沫（土压式盾构）、停止送泥与排泥（泥水式盾构）、停止注浆，并加强工作井周围地层变形观测，超过预定值时，必须采取有效措施后，才可继续掘进.

6.拆除洞口围护结构前要确认洞口土体加固效果，必要时进行注浆加固，以确保拆除洞口围护结构时不发生土体坍塌、地层变形过大或地下水涌入。

7.盾构接收基座的制作与安装要具备足够的强度，且安装时要对轴线和高程进行校核,保证盾构顺利、安全接收。

8.拼装完最后一环管片，千斤顶不要立即回收，及时将洞口段数环管片纵向临时拉紧形成整体，拧紧所有管片连接螺栓,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后，及时封堵洞口处衬砌外围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.

第四节 盾构掘进技术

下面以密闭式盾构简要介绍掘进技术。 一、盾构法施工步骤与掘进控制内容 主要施工步骤：

1.在一段隧道的起始端和终止端各建一个工作井（城市地铁一般利用车站的端头）作为始发或接收工作井；

2.盾构在始发工作井内安装就位；

3.依靠盾构千斤顶推力(作用在工作井后壁或新拼装好的衬砌上）将盾构从始发工作井的洞口推入地层；

4.盾构在地层中沿着设计轴线推进，在推进的同时不断出土（泥）和安装衬砌管片； 5.及时向衬砌后的空隙注浆，防止地层变形过大并固定衬砌环位置；

6.盾构进入接收工作井并被吊移，如施工需要，也可穿越工作井继续掘进.

盾构掘进控制的目的是确保开挖面稳定的同时，构筑隧道结构、维持隧道线形、及早填充盾尾空隙，因此，开挖控制、一次衬砌、线性控制和注浆构成了盾构掘进的四要素。施工前必须根据地质条件、隧道条件、环境条件、设计要求等，在试验的基础上,确定具体控制内容预参数；施工中根据包括监控量测的各项数据调整控制参数，才能确保实现施工安全、施工质量、施工工期与施工成本预期目标。盾构掘进控制的具体内容见下表; 控制要素 内容

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 开挖 泥水式 土压式 开挖面稳定 排土量 开挖面稳定 排土量 盾构参数 盾构姿态、位置 注浆状况 注浆材料 管片拼装 防水 隧道中心位置 泥水压、泥水性能 排土量 土压、塑流化改良 排土量 总推力、推进速度、刀盘扭矩、千斤顶压力等 倾角、方向、旋转 铰接角度、超挖量、蛇形量 注浆压力、注浆量 稠度、泌水、凝胶时间、强度、配比 错台量、椭圆度、螺栓紧固扭矩 漏水、密封条压缩量、裂缝 偏差量、直角度 线形 注浆 一次衬砌 二、开挖控制 根本目的是保持开挖面稳定。

土压式盾构与泥水式盾构的开挖控制内容略有不同. （一）土压（泥水压）控制 1.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.

2.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； 1）地下水压可从钻孔数据正确掌握，但要考虑季节性变动。靠近河流等场合,要考虑水面水位变动的影响.

2）土压有静止土压、主动土压和松弛土压，要根据地层条件区别使用。按静止土压设定控制土压，时开挖面不变形的最理想土压值，但控制土压相当大,必须加大盾构装备的能力.主动土压时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.

3）预备压，用来补偿施工中的压力损失,土压式盾构通常取10～20kN/㎡,泥水式盾构通常取20～50kN/㎡。

3.计算土压（泥水压）控制值时,一般沿隧道轴线取适当间隔（例如20米），按各断面的土质条件,计算出上限值和下限值，并根据施工条件在其范围内设定。土体稳定性好的场合取低值，地层变形小的场合取高值。

上限值： P=地下水压+静止土压+预备压

下限值：P=地下水压+（主动土压或松弛土压）+预备压 为使开挖面稳定,实测的土压（泥水压）变动要小。 （二）土压式盾构泥土的塑流化改良控制

1.土压式盾构掘进时，理想地层的土特性是： 1）塑性变形好 2）流塑至软塑状； 3）内摩擦小 4）渗透性低。

细颗粒(75μm以下的粉土与黏土）含量30％以上的土砂,塑性流动性满足要求，在细颗粒土含量低于30%或砂卵石地层，必须加泥或泡沫等改良材料,以提高塑性流动性和止水性。

改良材料必须具有流动性、易与开挖土砂混合、不离析、无污染等特性.一般是哦平的改良材料有矿物系（如膨润土泥浆）、界面活性系（如泡沫）、高吸水树脂系和水溶性高分子系四类（我国目前常用前两类）,可单独或组合使用。

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 2.选用改良材料要依据以下条件：

1）土质(粒度分布、砾石含量、黏性土含量、均匀度系数等） 2）透水系数 3）地下水压 4）水离子电性 5）是否泵送排土

6）加泥（泡沫）设备空间(地面、隧道内) 7）掘进长度 8）弃土处理条件

9）费用(材料价格、注入量、材料消耗、用电量、设备费等） 3.塑流化改良是土压式盾构施工控制的最重要要素之一，要随时把握土仓内土砂的塑性流动性，一般按以下方法掌握一流塑性状态：

1）根据排土性状：取样测定（或根据经验目视）土砂的坍落度，以把握土压仓内土砂的流动状态。采用的坍落度控制取决于土质、改良材料性状与土的输送方式。

2）根据土砂输送效率：按螺旋输送机转数计算的排土量与按盾构推进速度计算的排土量进行比较，以判断开挖土砂的流动状态.一般情况下，土压仓内土砂的塑性流动性好，盾构掘进就正常，二者高度相关.

3）根据盾构机械负荷：根据刀盘油压（或电压)、刀盘扭矩、螺旋输送机扭矩、千斤顶推力等机械负荷变化，判断土砂的流动状态。一般根据初始掘进时的机械负荷状况和地层变化结果等因素，确定开挖土砂的最适性状和控制值容许范围.

（三）泥水式盾构的泥浆性能控制

泥水式盾构掘进时，泥浆起着两方面的重要作用:一是依靠泥浆压力在开挖面形成泥膜或渗透区域，开挖面土体强度提高，同时泥浆压力平衡了开挖面的土压和水压，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。因此，泥浆性能控制时泥水式盾构施工的最重要要素之一。

泥浆的性能包括：比重、粘度、PH值、过滤特性和含砂率。 （四）排土量控制

1.开挖土量计算：单位掘进循环(一般按一环管片宽度为一个掘进循环）开挖土量Q，一般按下式计算:Q=π/4·D²·St;

式中，Q—-开挖土计算体积（m³)；D——盾构外径（m）；St——掘进环长度(m） 当使用防型刀或超挖刀时，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：土压式盾构的出土运输（二次运输）一般采用轨道运输方式。土压式盾构排土量的控制方法分为重量控制与容积控制两种.重量控制有检测运土车重量、用计量漏斗检测排土量等控制方法。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。我国目前多采用容积控制方法.

3.泥水式盾构排土量控制：方法分为容积控制与干砂量（干土量）控制两种。

容积控制方法如下，监测单位掘进循环送泥量Q1与排泥量Q2按下式计算排土体积Q3： Q3=Q2—Q1；式中，Q3——排土体积（m³）；Q2-—排泥流量（m³）；Q1—-送泥流量（m³） 对比Q3与Q，当Q＞Q3时,一般表示泥浆流失（泥浆或泥浆中的水分渗入土体）；Q＜Q3时,一般表示涌水（由于泥水压较低，地下水涌入).正常掘进时，泥浆流失现象居多。

干砂量控制方法是：检测单位掘进循环送泥干砂量V1与排泥干砂量V2。 V3=V2—V1;当V＞V3时，一般表示泥浆流失；当V＜V3时,一般表示超挖。 三、管片拼装控制 一、拼装方法

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 1.拼装成环方式：盾构掘进结束后，迅速拼装管片成环，除特殊场合外，大都采用错缝拼装。在纠偏或急曲线施工的情况下,有时采用通缝拼装.

2.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，最后安装楔形(K型管片）.

3.盾构千斤顶操作：拼装时，若盾构千斤顶同时全部缩回，则在开挖面土压的作用下盾构会全部后退，开挖面将不稳定，管片拼装空间也将难以保证。因此,随管片拼装顺序分别缩回千斤顶非常重要。

4.紧固连接螺栓：先紧固环向(管片之间的）连接螺栓，后紧固轴向（环与环之间）连接螺栓。采用扭矩扳手紧固，紧固力取决于螺栓的直径与强度。

5.楔形管片的安装方法：楔形管片安装在邻接管片之间，为了不发生管片损伤、密封条剥离，必须充分注意正确地插入楔形管片。为了方便插入楔形管片，可装备能将相邻管片沿径向向外顶出的千斤顶，以增大插入空间。拼装径向插入型楔形管片时，楔形管片有向内的趋势，在千斤顶推力作用下,其向内的趋势加剧,拼装轴向插入型楔形管片时，管片后端有向内的趋势，而前端有向外的趋势.

6.复紧连接螺栓：一环管片拼装后，利用全部盾构千斤顶均匀施加压力，充分紧固轴向连接螺栓。盾构继续掘进后,在盾构千斤顶推力、脱出盾尾后土(水）压力的作用下衬砌产生变形,拼装时紧固的连接螺栓会松弛。为此，待推进到千斤顶推力影响不到的位置后，用扭矩扳手再一次紧固连接螺栓,再紧固的位置随隧道外径、隧道变形、管片种类、地质条件等而不同.

（二）真圆保持：管片拼装成真圆，并保持真圆状态,对于确保隧道尺寸精度、提高施工进度与止水性及减少地层沉降非常重要.管片从盾尾脱出后,到注浆浆体硬化到某种程度的过程中,多采用真圆保持装置。

（三）管片拼装误差及其控制：管片拼装时，若管片连接面不平行,导致环间连接面不平,则拼装中的管片与已拼管片的角部呈点接触或线接触,在盾构千斤顶推力作用下，发生破损。为此拼装管片时，各管片连接面要拼装整齐，连接螺栓要充分紧固。另外,盾构掘进方向与管片环方向不一致时，盾构与管片发生干涉,预先要根据曲线半径与管片对适宜的盾构方向控制方法进行详细研究,施工中对每环管片的盾尾间隙认真监测，并对隧道线形与盾构方向严格控制，在盾构与管片发生干涉的场合，必须迅速改变盾构方向、消除干涉。盾构纠偏应及时连续,过大的纠偏量不能采取一次纠偏的方法,纠偏时不得损害管片，并保证后一环管片的顺利拼装。

（四）楔形环的使用：除盾构沿曲线掘进必须使用楔形环外,在盾构与管片有产生干涉趋势的情况下也使用楔形环.

四、注浆控制

注浆是向管片与围岩之间的空隙注入填充浆液,在管片外压浆的工艺,应根据所建工程对隧道变形及地层沉降的控制要求选择同步注浆或壁后注浆，一次压浆或多层压浆。由计划到施工流程如下：

计划

开始--整理施工条件，确认施工要求-—选定注浆材料，确定注浆方式-—决定注浆方法-—计算注浆数量

施工:

开始—-—决定注浆材料（配合比设计、试验）—-—-决定注浆压力和注浆量-———决定盾构施工参数-—--决定注浆设备（浆液制备设备、浆液注入设备）

（一）注浆目的

每环管片拼装完成后,随着盾构的推进,衬砌与洞体之间出现空隙。如不及时充填，地层应力释放后,会产生变形。其结果是发生地表沉降、临近建筑物沉降、变形或破坏等.注浆的主要目的是防止地层变形,还有其他目的，具体如下：

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 1.抑制隧道周边的地层松弛，防止地层变形；

2.及早使衬砌环安定，千斤顶推力平滑向地层传递。作用于衬砌上的土压力平均,能减少作用于管片上的应力和管片变形，盾构的方向控制容易。

3.形成有效的防水层。

（二）注浆材料的性能:一般对注浆材料的性能有如下要求: 1.流动性好；

2.注入时不发生离析；

3.具有均匀的高于地层土压的早期强度； 4.良好的填充性；

5.注入后体积收缩小； 6.阻水性高；

7.适当的粘性；以防止从盾尾漏浆或向开挖面的回流； 8.不污染环境。

（三）一次注浆：分为同步注浆、即时注浆和后方注浆三种形式,要根据地质条件、盾构直径、环境条件、注浆设备的维护控制、开挖断面的制约与盾尾构造等充分研究确定。

1.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，其注浆管安装在盾构外侧，存在影响盾构姿态控制的可能性，每次注入若不充分洗净注浆管,则可能发生阻塞，但能实现真正意义上的同步注浆。后者，管片从盾尾脱出后才能注浆，为与前者区别，可称作半同步注浆。

2.即时注浆：一环掘进结束后从管片注浆孔压注的方式.

3.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、或在冲积黏性土和砂质土中掘进，多采用同步注浆；而在自稳性好的软岩中，多采用后方注浆的方式。

（四）二次注浆；以弥补一次注浆缺陷为目的的注浆，具体作用如下： 1.补足一次注浆未充填的部分; 2.补充浆体收缩引起的体积变小；

3.以防止周围地层松弛范围扩大为目的的补充.

以上述1、 2为目的的二次注浆，多采用与一次注浆相同的浆液；若以3为目的,多采用化学浆液.

（五）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。压力控制时保持设定压力不变，注浆量变化的方法。注浆量控制时注浆量一定,压力变化的方法。一般仅采用一种控制方法都不充分,应同时进行注浆压力和注浆量控制。

1.注浆量:受浆液向地层渗透和泄漏外，还受曲线掘进、超挖和浆液种类等因素影响,不能准确确定.一般采用以下方法确定:

按下式计算注浆量Q Q=V×α；V=π（DS²-D0²）×Ʋ/4

V--计算空隙量；α—-—注入率;DS-—-开挖外径；D0--—管片内径；Ʋ-—掘进速度。 注入率根据浆液特性(体积变化)、土质及施工损耗考虑的比例系数,基于经验确定。

2.注浆压力：应根据土压、水压、管片强度、盾构形式与浆液特性综合判断决定，但施工中通常基于施工经验确定。从管片注浆孔注浆，注浆压力一般取100~300KN/㎡，或间隙水压加200kN/㎡左右。注浆压力和注浆量要经过一定的反复试验，确认注浆效果、对周围地层和建筑物的影响等,并在施工中进行一定范围的效果确认，反馈其结果指导施工。

五、隧道的线形控制：主要任务是通过控制盾构姿态、使构建的衬砌结构几何中心线线形顺滑,且位于偏离设计中心线的容许误差范围内.

1.掘进控制测量：随着盾构的掘进，对盾构及衬砌的位置进行测量，以把握偏离设计中心

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 线的程度。测量项目包括：盾构的位置、倾角、偏转角、转角及盾构千斤顶的行程、盾尾间隙和衬砌位置等。基于上述测量结果，作图画出盾构及衬砌与设计中心线的位置关系，直接预测下一环盾构掘进偏差十分重要.

2.方向控制：掘进过程中，主要对盾构倾斜度及其位置以及拼装管片的位置进行控制。 盾构方向(偏转角和倾角）修正依靠调整千斤顶使用数量进行。若遇到硬地层或曲线掘进,要进行大的方向修正的场合，需采用仿形刀向调整方向超挖。此时，盾尾间隙减小，管片拼装困难，为确保盾尾间隙，必须尽心方向修正.盾尾间隙大大减小的情况下，要拼装楔形管片，以确保盾尾间隙。

盾构转角的修正，可采取刀盘向盾构偏转同一方向旋转的方法，利用产生的回转反力进行修正。

第五节 盾构法施工地层变形控制措施

本节以密闭式盾构为主简要介绍盾构施工地层变形其控制措施 一、近接施工与近接施工管理

1.新建盾构隧道穿越或邻近既有地下管线、交通设施、构筑物(以下简称既有结构物)的施工称为近接施工。在城市中近接施工不可避免，且随着地下空间的开发利用会逐渐增多。因此，盾构施工必须考虑控制影响区域的地层变形，采取有效的既有结构物保护措施.

2.近接施工管理:

1）盾构近接施工会引发地层变形,对既有结构物会造成不同程度的有害影响；因此有必要采取系统性措施控制地层变形以保护既有结构物。首先,应详细调查工程条件、地质条件、环境条件（即既有结构物现况与安全要求），在调查的基础上进行分析与预测、制定防护措施；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确保既有结构物的安全。

2）近接施工的管理措施

① 盾构掘进引起的周边地层变形及其原因分析，包括：变形程度与主要原因之间的关系、对既有结构物承载能力的影响程度；

② 预测盾构掘进引起地层变形的解析方法，预测对既有结构物影响的解析模型； ③ 减小地层变形与防止对既有饥饿哦鼓舞影响措施的选择，及其与工程条件、地质条件和环境条件相适应措施的确定方法；

④ 监控量测系统、监测项目、检测方法、监测数据的反馈方法。 二、地层变形与既有结构物变位与变形

（一)地层变形原因：主要原因大体分为条件因素和直接原因两类。

1）条件因素主要有：覆土厚度、盾构直径、隧道线形、衬砌背后间隙、衬砌种类等； 2）直接原因由盾构掘进引发，主要有开挖面失稳、地下水位降低、推力过大、频繁纠偏、洞体土层失稳、盾体与洞体的摩擦力、衬砌背后产生间隙、注浆压力、衬砌变形、衬砌漏水等。虽然地层变形的直接原因有很多，但大体可分为以下4类：

a.地层应力释放产生的弹塑性变形，导致地层反力降低;

b.土压增大产生的压缩变形，导致垂直土压增大或地层反力降低； c.附加土压产生的弹塑性变形，导致作用土压增大；

d.伴随土的物理性能变化产生的弹塑性变形以及徐变变形，导致地层承载能力降低。 （二）地层变形机理

1.盾构掘进通过某一断面的地层变形时间曲线与盾构掘进过程中所处的位置相关。如图所示,某一断面地层变形的变形—时间曲线划分为5个阶段，各阶段变形原因不同，变形机理各异。

2.某一阶段地层变形的第一阶段：发生在盾构到达该断面之前，主要表现为地下水位降低

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 产生的固结沉降；第2阶段：盾构通过该断面前，若盾构控制土压（泥水压）不足或过大，则开挖面正前方土体弹性变形引起地层沉降或隆起。第3阶段:发生在盾构通过该断面时，由于超挖、纠偏、盾构外周与周围土体的摩擦等原因因而引发地层沉降或隆起；第4阶段:盾构通过该断面后产生的弹塑性变形;若衬砌背后与洞体空隙填充不及时造成地层应力释放，则土体的弹塑性变形引起地层沉降；若衬砌背后填充注浆压力过高,则附加土压引发地层隆起。第5阶段:盾构通过该断面后长时间地发生后续沉降,主要由于盾构掘进造成的地层扰动、松弛所引起，在软弱黏性土地层中表现最为明显，而在砂性土或密实的硬黏性土中施工基本不会发生。

（三）既有结构物的变形与变位

1.盾构掘进产生地层变形的同时,既有结构物的外力条件或承载能力发生变化； 2.外力条件或承载力的变化使得既有结构物发生沉降、倾斜、断面变形等变位与变形现象，其变位与变形的程度主要取决于工程条件、地质条件和既有结构物的构造特征。这里，工程条件主要是指隧道变形、近接施工区间的长度、是否采取隔离措施等；地质条件是指既有结构物与隧道之间的地层的物理力学参数；既有结构物构造特征主要包括断面形状、强度、变形特性。

三、盾构掘进地层变形控制措施

由于盾构掘进地层变形各阶段的机理不同，因此必须有针对性地采取控制措施。 （一）前期沉降控制

1.前期沉降控制的关键是保持地下水压。 2.保持地下水压的措施:

1）合理设定土压（泥水压）控制值并在掘进过程中保持稳定,以平衡开挖面土压与水压； 2）保持开挖面土压(泥水压）稳定的前提条件：对于土压式盾构时泥土的塑流化改良效果，应根据地层条件选择适宜的改良材料与注入参数；而对泥水式盾构则是泥浆性能，应根据地层条件选择适宜的泥浆材料与配合比；

3）防止地下水从刀盘主轴密封、铰接密封、盾尾以及拼装好的衬砌结构渗入.为此，应保持盾构刀盘驱动、铰接、盾尾等部位密封完好，保证盾尾密封油质注入压力与注入量，管片密封与拼装质量满足规范要求.

4）土压式盾构在地下水位高且渗透性好的地层掘进时，采取有效的防喷涌措施，以防止地下水从螺旋输送机涌入。

(二）开挖面前沉降（隆起)控制

1.开挖面前沉降（隆起）控制的主要措施是土压（泥水压)管理，真正实现土压（泥水压）平衡;

2.通常采取的措施有:

1）合理设定土压（泥水压）控制值并在掘进过程中保持稳定,以平衡开挖面土压与水压； 2）保持开挖面土压(泥水压)稳定的前提条件同上； 3）加强排土量控制

4）对于土压式盾构,必要时还应对盾构推力、推进速度、刀盘扭矩等盾构参数进行控制。 （三）通过时的沉降（隆起）控制，主要措施有两种：

1.控制好盾构姿态，避免不必要的纠偏作业,出现偏差时，应本着“勤纠、少纠、适度”的原则操作。在较硬地层中掘进的场合，纠偏时或曲线掘进时需要超挖，应合理确定超挖半径与超挖范围，尽可能减少超挖。

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粘滞阻力或摩擦力较大时，应采取注浆减阻措施.

（四）尾部空隙沉降（隆起）控制

盾构尾部沉降（隆起）控制的关键是采取适宜的衬砌背后注浆措施，主要有： 1.用同步注浆方式，及时填充尾部空隙；

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 2.根据地质条件、工程条件等因素，合理选择单液注浆或者双液注浆;正确选用注浆方式和注浆配比，以便拼装好的衬砌结构及时固定。

3.加强注浆压力与注浆量的控制。 4.及时进行二次注浆.

（五）后续沉降的控制：后续沉降主要在软弱黏性地层中施工时发生，主要控制措施是: 1.盾构掘进、纠偏、注浆等作业时，尽可能减少对地层的扰动;

2.若后续沉降过大不满足地层沉降要求，可采取向特定部位地层内注浆的措施。 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，可以划分为三种： 盾构施工措施;对既有结构物采取措施；盾构隧道与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,同时减少对地层的扰动。

3.对既有结构物采取的措施：通常有既有结构物加固、下部基础加固及基础托换三类。结构物加固包括墙体加固、增设闭合框架加固、增设支撑加固等方式，以增强结构物本身抵抗变形能力，下部基础加固有加固桩、网状桩和锚杆等方法，以增强结构基础的抗变形能力，基础托换是用新的基础结构替换受施工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的措施：

盾构隧道周围地层加固：目的是提高隧道周围地层的强度,以减少盾构掘进时对周围地层的扰动，使加固区以外的地层不产生松弛,从而保护既有结构物。通常采取的办法有注浆加固、高压喷射搅拌等。

既有结构物基础的地层加固：既有结构物地层加固，是以提高结构物的地基承载力、减少结构物地基变形为目的。通常采用的方法同样是:注浆加固、高压喷射搅拌等。

隔断盾构掘进地层应力与变形：就是在盾构隧道与既有结构物之间构筑刚性好的构造体，以隔断地层变形对既有结构物的影响。通常的方法就是在盾构隧道与结构物之间施做隔断桩，具体可选用高压旋喷桩、钢管桩、柱桩、连续墙等形式。

案例3035

背景:某地铁隧道盾构法施工,隧道穿越土层有黏土、粉土、细沙、小粒径砂卵石、含有上层滞水、覆土厚度8~14米,采用土压平衡盾构施工.施工项目部根据施工组织设计在具备始发条件后开始隧道施工。掘进过程中始终按照施工组织设计规定的各项施工参数执行。

施工过程中发生了如下事件：

事件一:拆除始发工作井洞口围护结构后发现洞口土体渗水,洞口土体加固段掘进时地表沉降超过允许值;

事件二：在细沙、砂卵石地层中掘进时，土压计显示开挖面土压波动较大，从螺旋输送机排出的土坍落度较低。

问题一：项目部根据施工组织设计开始隧道施工是否正确？如不正确，写出正确做法。 答：不正确.根据住房和城乡建设部《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》的规定，盾构工程属于危险性较大的分部分项工程，开工前必须编制专项施工方案，并应组织对专项方案进行论证.

问题二：掘进过程中始终按照施工组织设计规定的各项施工参数执行是否正确？如不正确，写出正确做法.

答：不正确。首先，在初始掘进过程中应收集盾构的掘进数据(推力、刀盘扭矩等）及地层变形量测量数据，判断土压（泥水压)、注浆量、注浆压力等设定量是否适当，及时进行调整,并通过测量盾构与衬砌的位置，及早把握盾构掘进方向控制特性，为正常掘进控制提供依据。其次,由于掘进过程中地层条件、覆土厚度等差异也较大,应根据实际情况及时调整施工参数.最后，根据反馈的监控量测数据及时调整相关的施工参数。

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 问题三：分析事件一（洞口渗水，加固段地表沉陷超标)主要原因及正确做法。

答:主要原因是洞口土体加固效果不满足要求.正确做法是：①根据地质条件、地下水位、盾构种类与外形尺寸、覆土深度及施工环境条件等明确加固目的后，合理确定加固方法与加固范围。本案例的加固目的，既要加固又要止水。②拆除洞口围护结构前要确认土体加固效果，必要时进行补注浆加固。

问题三：分析事件二（土压波动大，出土坍落度低)发生的主要原因与对策. 答:主要原因是土的塑流化改良效果欠佳，应采取的对策主要有：

1.选择适宜的注浆材料，并适当提高添加比例；2开挖面波动较大的情况下，开挖面一般不稳定，此时应加强出土量管理。

第六节 盾构法隧道施工质量检查与验收 一、钢筋混凝土网片制作质量控制要点 （一)开工前质量控制 1.人员、设备基本规定

1）管片应有具备相应资质等级的厂家制造,制造厂家应有健全的质量管理体系及质量控制和质量验收制度。

2）制作前应编制施工组织设计或技术方案，并经有关审查批准；

3）生产操作人员经培训、考核，合格者方可进行操作。特殊工应持证上岗;

4）模具材料符合质量要求；加工精度符合设计要求，并满足管片尺寸与形状要求； 5）混凝土搅拌、运输、振捣、养护等设备检验符合要求，各种计量器具、设备检定必须在有效期内。

2.原材料要求

1）原材料具备质量证明文件,并经检验合格；

2）宜采用非碱活性骨料,采用碱活性骨料时，混凝土中碱含量的限值应符合《混凝土结构物设计规范》GB50020—2010

3）预埋件规格和性能符合设计要求。 3.准备工作

1）生产线布置符合工艺要求；

2）模具安装完毕后应进行质量验收；

3）混凝土经试验确定配合比,其性能符合设计要求. （二）制作过程质量控制 1.模具

1）模具安装符合要求后进行试生产，在试生产的管片中，随机抽取 3环进行水平拼装检验，合格后方可正式生产；

2）合模前清理模具各部位,脱模剂涂刷应薄而均匀，无积聚、流淌现象；螺栓孔顶埋件、中心吊装孔预埋件和模具接触面应密封良好；钢筋骨架和预埋件严禁接触脱模剂.

3）模具周转100次必须进行检验，允许偏差和检验方法符合下表规定; 项目 宽度 弧、弦长 内腔高度 允许偏差（mm) ±0。4 ±0。4 —1～+2 检验方法 内径千分尺 样板、塞尺 高度尺 检查数量 6点/个 2点/个，每点2次 4点/个 2.钢筋及骨架制作与安装质量要求 1）混凝土浇筑前，进行钢筋隐蔽工程验收 2）钢筋加工允许偏差和检验方法符合下表 项目

允许偏差（mm) 43

检查方法 检查数量 要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 主筋和构造钢筋长度 主筋折弯点位置 箍筋内净尺寸 项目 钢筋骨架 长 宽 高 主筋 间距 层距 保护层厚度 箍筋间距 分布筋间距 ±10 ±10 ±5 允许偏差（mm） +5，—10 +5，-10 +5,-10 ±5 ±5 +5,—3 ±10 ±5 检查方法 钢卷尺 检查数量 按日生产量的3％进行抽检，每日抽检不少于3件，且没件不少于4点 钢卷尺 没班同设备生产15环同类型骨架抽检不少于5根 3）钢筋骨架安装位置的允许偏差和检验方法符合下表 3.混凝土浇筑 1）应连续浇筑,浇筑时不得扰动预埋件;

2）根据生产条件选择适当的振捣方式，振捣密实，不得漏振或过振; 3）浇筑成型后，初凝前再次进行压面；

4）浇筑混凝土时留置的试件符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》的规定。 4.混凝土养护

1）混凝土浇筑成型后至开模前,应覆盖保温,可采用蒸汽养护或自然养护； 2）采用蒸汽养护时，应经试验确定养护制度，并监测温度变化做好记录； 3）管片出模后宜进行养护。 5.管片质量控制

1）按设计要求进行结构性能试验，检验结果符合设计要求； 2）强度和抗渗等级符合设计要求；

3）吊装预埋件首次使用前必须进行抗拉拔试验,试验结果符合设计要求;

4）不应存在露筋、孔洞、疏松、夹渣、有害裂缝、缺棱掉角、飞边等缺陷，麻面面积不得大于管片面积的5%。

5）日生产每15环应抽取1块管片进行检验，允许偏差和检验方法符合下表的规定 项目 允许偏差(mm） 检查方法 检查数量 宽度 ±1 卡尺 3点 弧、弦长 ±1 样板、塞尺 3点 厚度 +3。-1 钢卷尺 3点 6）每生产200环后应进行水平拼装检验1次，其允许偏差和检验方法应符合下表规定 项目 允许偏差（mm） 检验频率 检验方法 环向缝间隙 每环测6点 塞尺 2 纵向缝间隙 每条缝测2点 塞尺 2 成环后内径 ±2 测4条（不放衬垫） 钢卷尺 成环后外径 +6，-2 测4条（不放衬垫) 钢卷尺 6.管片贮存与运输 1）贮存场地必须坚实平整;

2）可采用内弧面向上或单片侧立的方式码放，每层管片之间正确设置垫木，码放高度应经计算确定；

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 3）管片运输应采取适当的防护措施。 二、管片拼装质量控制 （一）拼装前质量控制要点 1.拼装机具验收符合要求；

2.使用的管片和连接螺栓检验合格；

3.防水密封条应分批进行抽检，质量符合设计要求，严禁尺寸不符或有质量缺陷。 （二）拼装质量控制要点

1.管片拼装应按拼装工艺要求逐块顺序进行，并及时连接成环；连接螺栓紧固质量符合设计要求,管片及防水密封条应无破损。

2.拼装下一环管片前对上一环衬砌环面进行质量检查和确认，并应依据上一环衬砌环姿态、盾构姿态、盾尾间隙等确定管片排序；

3.在管片拼装过程中，严格控制盾构千斤顶的压力和伸缩量，以保持盾构姿态的稳定； 4.对已经拼装成环的衬砌环进行椭圆度抽查，确保拼装精度.

5.在曲线段拼装管片时，应使各种管片在环向定位准确，隧道轴线符合设计要求。 6.在特殊位置管片拼装时，应根据特殊管片的设计位置，预先调整好盾构姿态和盾尾间隙，管片拼装符合设计要求。

（三）管片拼装质量验收标准

1.钢筋混凝土管片不得有内外贯穿裂缝和宽度大于0.2mm的裂缝以及混凝土剥落现象; 2.管片的防水密封质量应符合设计要求，不得缺损，粘接牢固、平整,防水垫圈不得遗漏 3.螺栓质量及拧紧度必须符合设计要求。

4.管片拼装过程中对隧道轴线和高程进行控制，其允许偏差和检验方法符合下表规定

隧道轴线和高程允许偏差和检验方法 项目 允许偏差(mm) 检验方法 检查频率 地铁隧道 公路隧道 水工隧道 隧道轴线平面位置 ±50 ±75 ±100 用经纬仪测中线 1点/环 隧道轴线高程 ±50 ±75 ±100 用水准仪测高程 1点/环 5.管片拼装允许偏差和检验方法见下表 管片拼装允许偏差和检验方法 项目 允许偏差（mm） 检验方法 检查频率 地铁隧道 公路隧道 水工隧道 衬砌环直径椭圆度 ±5‰D ±6‰D ±8‰D 尺量后计算 4点/环 相邻管片的径向错台 用尺量 4点/环 5 6 8 相邻管片的环面错台 用 尺量 1点/环 6 7 9 D：指隧道的外直径,单位mm 6.当混凝土管片出现缺棱掉角、混凝土剥落、大于0。2mm宽的裂缝或贯穿性裂缝等缺陷时，必须进行修补.修补时，应分析管片破损原因及程度，制定修补方案。修补材料强度不应低于管片强度。

（四）隧道防水质量控制要点

1.隧道防水以管片自防水为基础，接缝防水为重点,并应对特殊部位进行防水处理,形成完整的防水体系。

2.接缝的防水处理：

1）变形缝、柔性接头等管片接缝防水处理应符合设计要求。

2）采用嵌缝防水材料时,槽缝应清理，并使用专用工具填塞平整、密实；

3）特殊部位防水:采用注浆孔注浆时，注浆结束后应对注浆孔进行密封防水处理；隧道与

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 工作井、联络通道等附属构筑物的接缝防水处理应按设计要求进行.

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 第四章 喷锚暗挖(矿山)法施工

第一节 喷锚暗挖法的掘进方式选择

市政公用地下工程，因地下障碍物和周围环境通常采用喷锚暗挖(矿山）法施工. 一、浅埋暗挖法与掘进形式

浅埋暗挖法发施工因掘进方式不同，可分为众多的具体施工方法，如全断面法、正台阶法、环形开挖预留核心土法、单侧壁导坑法、双侧壁导坑法、中隔壁法、交叉中隔壁法、中洞法、侧洞法、柱洞法、洞桩法等.

（一）全断面开挖法

1.全断面开挖法适用于土质稳定、断面较小的隧道施工，适宜人工开挖或小型机械作业； 2.采用自上而下一次开挖成型，沿着轮廓开挖，按施工方案一次进尺并及时进行初期支护； 3.优点是可以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，工序简便；缺点是对地质条件要求严格，围岩必须有足够的自稳能力。

（二）台阶开挖法

1.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;

2.将断面分成两个以上部分，即分成上下两个工作面或几个工作面，分部开挖。根据地层条件和机械配套情况,台阶法又可分为正台阶法和中隔壁台阶法等。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陷降;

3.优点：有足够的作业空间和较快的施工速度，灵活多变，适用性强。 4.台阶开挖法注意事项：台阶数不宜过多，台阶长度要适当,对城市第四纪地层,台阶长度一般控制在1D（一般指隧道宽度）为宜；对于岩石地层,针对破碎地段可配合挂网喷锚支护施工，以防止落石和崩塌。

（三）环形开挖预留核心土法

1.适用于一般土质或易坍塌的软弱围岩、断面较大的隧道施工，是城市第四纪软土地层浅埋暗挖法最常用的一种标准掘进形式；

2.一般情况下，将断面分成环形拱顶部、上部核心土、下部台阶三部分.根据断面的大小,环形拱顶部又可分为几块交替开挖。环形开挖进尺为0.5～1。0米，不宜过长。台阶长度一般控制在1D（一般指隧道宽度）为宜。

3.施工作业流程：用人工或单臂掘进机开挖环形拱顶部→架立钢支撑→挂钢筋网→喷混凝土.在拱顶的保护下，为加快进度,宜采用挖掘机或单臂掘进机开挖核心土和下台阶，随时接长钢支撑和喷混凝土、封底。视初次支护的变形情况或施工步序，安排施工二次衬砌作业。

4.方法主要优点:

1）因为开挖过程中上部留有核心土支承着开挖面，能迅速地建造拱部初次支护，所以开挖工作面稳定性较好；

2）和台阶法一样,核心土和下部开挖都是在拱顶初次支护保护下进行的，施工安全性好，与超短台阶法相比，台阶长度可以适当加长，以减少上下台阶施工干扰。与侧壁导坑法相比，施工机械化程度可以相对提高，施工速度可以加快.

5.注意事项：

1）虽然核心土增加了开挖面的稳定，但开挖中围岩要经受多次扰动，而且断面分块多,支护结构形成全断面封闭的时间长，这些都有可能使围岩变形增大。因此,常要结合辅助施工措施对开挖工作面及其前方岩体进行预加固或预支护。

2）由于拱顶开挖高度较小，或地层松软锚杆不易成型，所以对城市第四纪地层，施工中一般不设或少设锚杆。

（四）单侧壁导坑法

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 1)单侧壁导坑法适用于断面跨度大、地表沉降难于控制的软弱松散围岩中隧道施工； 2)将断面分成3块或4块:侧壁导坑、上台阶、下台阶，侧壁导坑尺寸应本着充分利用台阶的支撑作用，并考虑机械设备和施工条件而定。

3)一般情况下单侧壁导坑宽度不宜超过0。5倍洞宽，高度以到起拱线为宜，这样导坑可分二次开挖和支护，不需要架设工作平台，人工架立钢支撑也较方便。

4)导坑与台阶的距离没有硬性规定,但一般应以导坑施工和台阶施工均不发生干扰为原则。上下台阶的距离则视围岩情况参照短台阶法或超短台阶法拟定。

(五）双侧壁导坑法

1.又称为眼镜工法。当隧道跨度很大，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，可采用双侧壁导坑法.

2.一般将断面分成4块:左、右侧壁导坑、上、下部核心土、下台阶。导坑尺寸拟定的原则以各导坑和台阶施工均不发生干扰为原则。但宽度不宜超过断面最大跨度的1/3，左右导坑错开的距离，应根据开挖一侧导坑所引起的围岩应力重分布的影响不致波及另一侧已成导坑的原则确定。

3.施工顺序:开挖一侧导坑，并及时将其初次支护闭合.相隔适当距离后开挖另一侧导坑，并建造初次支护。开挖上部核心土,建造顶部初期支护,拱角支承在两侧壁导坑的初期支护上。开挖下台阶，建造底部初期支护,使初次支护全断面闭合。拆除导坑临空部分的初期支护，施做内层衬砌。

4.优缺点：

1）虽然开挖面分块多，扰动大,初次支护全断面闭合的时间长,但是每个分块都是在开挖后立即各自闭合的，所以在施工中间变形几乎不发展。

2）双侧壁导坑法施工较为安全，但速度缓慢，成本较高. （六）中隔壁和交叉中隔壁法

1.中隔壁法也称CD工法，主要适用于地层较差、岩体不稳定且地面沉降要求严格的地下工程施工；

2.当CD工法不能满足要求时,可在CD工法的基础上架设临时仰拱，即所谓的交叉中隔壁法(CRD工法）

3.CD工法和CRD工法在大跨度隧道中应用较为普遍，在施工中应严格遵守正台阶法的施工要点,尤其要考虑时空效应，每一步开挖都要快速，必须及时步步成环，工作面留核心土或用喷混凝土封闭，消除由于工作面应力松弛而增大沉降值的现象。

（七）中洞法、侧洞法、柱洞法、洞桩法

当地层条件差、断面特大时，一般设计成多跨结构，跨与跨之间有梁、柱连接，一般采用中洞法、侧洞法、柱洞法及洞桩法等施工，其核心思想是变大断面为中小断面，提高施工安全度。

1.中洞法施工就是先开挖中间部分(中洞），在中洞内施做梁、柱结构,然后再开挖两侧部分（侧洞)，并逐渐将洞顶部荷载通过中洞初期支护转移到梁柱结构上。由于中洞的跨度较大，施工中一般采用CD、CRD或双侧壁导坑法进行施工。中洞法施工工序复杂，但两侧洞对称施工,比较容易解决侧压力从中洞初期支护转移到梁柱上市的不平衡侧压力问题，施工引起的地面沉降较易控制.中洞法的特点是初期支护自上而下，每一步都封闭成环，环环相扣，二次衬砌自下而上施工，施工质量容易得到控制。

2.侧洞法施工就是西安开挖两侧部分（侧洞），在侧洞内做梁柱结构，然后在开挖中间部分(中洞），并逐渐将顶部荷载通过初期支护传递到梁柱上，这种施工方法在处理中洞顶部荷载转移时，相对中洞法要困难一些.两侧洞施工时，中洞上方土体经受多次扰动，形成危及中洞的上小下大的梯形、三角形或楔形土体，该土体直接压到中洞上，中洞施工若不谨慎就有可

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 能发生坍塌.

3.柱洞法施工是先在立柱位置施做一个小导洞，当小导洞做好后，再在洞内做底梁，形成一个细而高纵向结构，柱洞法施工的关键是如何确保两侧开挖后初期支护同步作用在顶纵梁上，而且柱子左右水平力要同时加上且保持相等.

4.洞桩法就是先挖洞,在洞内制作挖孔桩，梁柱完成后,再施做顶部结构，然后在其保护下施工，实际上就是将盖挖法施工的挖孔桩梁柱等转入地下进行。

二、掘进方式与选择条件

1.虽然掘进方式不同，各种具体施工方法都有其优点和缺点（施工注意事项）；选择前必须经过现场条件调研分析，在技术经济综合比较基础上选择较适宜的施工方法。

2.上述不同掘进（开挖）方式选择考虑主要条件见下表

喷锚暗挖（矿山）法开挖方式与选择条件

施工方法 全断面法 正台阶法 环形开挖 预留核心土法 单侧壁 导坑法 双侧壁导坑法（眼镜工法) 中隔壁法 （CD工法） 交叉中隔 壁法（CR D）工法 中洞法 示意图 结构与地层 地层好跨度 ≤8m 地层较差 ,跨度≤10m 地层差,跨 度≤12m 地层差,跨 度≤14m 小跨度，连 续使用可扩 大跨度 地层差，跨 度≤18m 地层差，跨 度≤20m 小跨度，连 续使用可扩成大跨度 小跨度，连 续使用可扩 成大跨度 多层多跨 多层多跨 沉降 一般 一般 工期 防水效果 最短 短 好 好 初期支 护与拆除 无 无 造价 低 低 一般 短 好 无 低 较大 较短 好 小 低 大 长 差 大 高 较大 较短 好 小 偏高 较小 长 好 大 高 小 长 效果差 大 较高 侧洞法 柱洞法 洞桩法 大 大 较大 长 长 长 效果差 效果差 效果差 大 大 较大 高 高 高 49

要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 第二节 喷锚加固支护施工技术

本节以浅埋暗挖法为主简要介绍喷锚支护技术和超前加固技术。 一、喷锚暗挖与初期支护 （一）喷锚暗挖与支护加固

1.浅埋暗挖法施工地下结构需要采用喷锚初期支护，主要包括钢筋网喷射混凝土、锚杆——钢筋网喷射混凝土、钢拱架—钢筋网喷射混凝土等支护结构形式；可根据围岩的稳定状况，采用一种或几种结构组合。

2.在浅埋软岩地段、自稳定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施工时,若围岩自稳时间短、不能保证安全地完成初期支护,为确保施工安全，加快施工进度，应采用各种辅助技术进行加固处理,使开挖作业面围岩保持稳定。

（二）支护与加固技术措施

1.暗挖隧道内常用的技术措施:超前锚杆或超前小导管支护；小导管周边注浆或围岩深孔注浆;设置临时仰拱；

2.暗挖隧道外常用的技术措施:管棚超前支护、地表锚杆或地表注浆加固；冻结法固结地层；降低地下水位法。

二、暗挖隧道内加固支护技术 （一）主要材料

1.喷射混凝土应采用早强混凝土,其强度必须符合设计要求。严禁选用具有碱活性集料。可根据工程需要掺用外加剂，速凝剂应根据水泥品种、水灰比等，通过不同掺量的混凝土试验选择最佳掺量,使用前应做好凝结时间试验,要求初凝时间不应大于5min，终凝时间不大于10min。

2.钢筋网材料宜选用Q235钢，钢筋直径宜为6～12m，网格尺寸宜采用150~300mm,搭接长度应符合规范。钢筋网应与锚杆或其他固定装置连接牢固.

3.钢拱架宜选用钢筋、型钢、钢轨等制成,采用钢筋加工而成格栅拱架的主筋直径不小于18mm。

（二）喷射混凝土前准备工作

1.应检查开挖断面尺寸，清除开挖面、拱角或墙角处的土块等杂物,设置控制喷层厚度的标志.对基面有滴水、淌水、集中出水点的情况，采用埋管法进行引导疏干。

2.应根据工程地质及水文地质、喷射量等条件选择喷射方式，宜采用分层湿喷方式;分层喷射厚度宜为50~100mm。

3.钢拱架应在开挖或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3.0~3。5m,并应大于循环进尺的2倍.

4.超前锚杆、小导管支护是沿开挖轮廓线，以一定的外插角，向开挖面前方安装锚杆、导管，形成对前方围岩的预加固。

（三）喷射混凝土

1.喷射混凝土应紧跟开挖工作面，应分段、分片、分层，由下而上顺序进行，当岩面有较大的凹洼时,应先填平。分层喷射时,一次喷射厚度可根据喷射部位和设计厚度确定。

2.钢拱架应与喷射混凝土形成一体，钢拱架与围岩间的间隙必须用喷射混凝土充填密实，钢拱架应全部被喷射混凝土覆盖,其保护层厚度不应小于40mm。

3.临时仰拱应根据围岩情况及量测数据确定设置区段，可采用型钢或格栅结合喷混凝土修筑。

（四）隧道内小导管注浆技术和管棚超前支护见下节； （五）隧道内锚杆注浆加固

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

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 径向钻孔。锚杆必须安装垫板，垫板应与喷混凝土面密贴。钻孔安装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.

三、暗挖隧道外的超前加固技术 （一）降低地下水位法

1.当浅埋暗挖施工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法达到稳定围岩、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，不宜采用集中宣泄水的方法。

2.在城市地下工程中采用降低地下水位法时,最主要的决策因素是确保降水引起的沉降不会对已存在的构筑物或拟建构筑物的结构安全造成危害。

3.降低地下水位通常采用地面降水法或隧道内辅助降水方法.

4.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.根据水文地质钻孔和调查资料，预计有大量涌水或涌水量虽不大，但开挖后坑引起大规模塌方时，应在开挖前进行注浆堵水，加固围岩。

（二）地表锚杆（管）

1.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。

2.地表锚杆（管）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。地面锚杆（管）支护，是由普通水泥砂浆和全粘接型锚杆构成地表预加固地层或围岩深孔注浆加固地层。

3.锚杆类型应根据地质条件、使用要求及锚固特性进行选择，可选用中空注浆锚杆、树脂锚杆、自钻式锚杆、砂浆锚杆和摩擦型锚杆。

（三）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。通常，当土体的含水量大于2.5%,地下水含盐量不大于3%、地下水流速不大于40m/d时,均可适用常规冻结法，当土层含水量大于10％和地下水流速不大于7～9m/d时，冻土扩展速度和冻结体形成的效果最佳.

2.在地下结构开挖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体变成冻土，形成完整性好、强度高、不透水的临时加固体，从而达到加固地层、隔绝地下水与拟建构筑物联系的目的.

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，最终恢复到原始状态。

4.冻结法的主要优点:冻结加固的地层强度高;地下水封闭效果好，地层整体固结性好，对工程环境污染小；主要缺点是,成本较高，有一定的技术难度。

案例3042

背景：某公司施工项目部承建城市地铁3号标段，包含一段双曲线间和一个车站，区间隧道及风道出入口采用暗挖法施工，车站的主体结构采用明挖法施工。区间隧道上方为现况道路,路宽22.5米，道路沿线的地下埋设有雨水、污水、燃气、电信、热力等管线，另外还有一座公共厕所。隧道埋深15米左右，并有100米左右的长度内遇有中风化石灰岩.岩层以上分别为黏土2米、砂卵石5~7米,粉细沙2米、粉质黏土3米，回填土2～2。5米。施工日志记录如下事件：

1.设计文件提供的相关地下管线及其他地下管线的垂直净距都在3.5米以上，经过分析，项目部认为地下管线对暗挖隧道施工的影响不大，但在挖到地面公共厕所位置时隧道发生塌方;

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 2.隧道内基底施工遇有风化岩地段，项目部拟采用松动爆破法移除岩石；施工前编制了松动爆破施工专项施工方案,但在专家评审时被否定，最后采用了机械凿除法施工.

3.由于隧道喷射混凝土施工采用干喷方式，没有采用投标方案中的湿喷方式，被质量监督部门要求暂停喷射混凝土施工。

4.在隧道完成后发现实际长度比工程量清单中少1.5米，项目部仍按清单长度计量,当被监理工程师发现后要求项目部扣除1.5米的长度.

问题一：事件一最可能引起塌方的原因是什么？

答：从背景资料分析,引起塌方的可能成因是公共厕所的化粪池泄露，较旧的污水混凝土管线、方沟、化粪池等渗漏情况比较多，致使隧道顶部土体含水量增大引起塌方。所以要特别引起注意。一般情况地下、地上建筑物比较复杂,参考设计资料是一方面，更重要的是核对资料，现场实地调查。正确的做法是：在开工前，首先核对地质资料，现场调查沿线地下管线、各构筑物及地面建筑物基础等情况，并制定保护措施。

问题二:专家评审时为什么否定爆破法专项方案?

答:因为背景资料介绍隧道位于城市现况道路下，上方有多种管线，采用松动爆破法移除风化岩石应充分考虑爆破风险及其后果的影响；采用机械凿除施工风险较低，且容易控制。项目部原拟施工专项方案选择不当，被否决是必然的.

问题三：质量监督部门为什么要求暂停喷射混凝土施工？

因为采用干法喷射混凝土，方法简单易行，但工作空间粉尘危害较大，湿法喷射混凝土，需要严格的施工配合，费用较高；但是可以有效的减少粉尘污染，符合施工现场预防职业病、消除粉尘危害的要求。质量监督部门要求暂停喷射混凝土施工应主要出于以下考虑：

一是承包方应严格按照投标文件中的施工方案施工，如果需要改变施工方案应按有关规定,办理变更手续；二是采用干法喷射混凝土现场施工粉尘较严重，通风换气装置、除尘设施不符合职业卫生要求或相关规定。

问题四：监理要求项目部扣除1。5米的隧道长度的做法是否正确?为什么？

监理的要求是正确的。因为根据相关规定，当工程量清单与实际发生的数量不符时，应以实际数量为准，清单中的单价不变，因此计算工程量应按照隧道实际长度，扣除1.5米。

第三节衬砌及防水施工要求

喷锚暗挖(矿山）法施工隧道通常要求工程完工后做到不渗水、不漏水，以保证隧道结构使用功能和运行安全.本条文简要介绍防水结构施工要点。

一、防水结构施工原则 （一）相关规范规定

1.《地下工程防水技术规范》规定：地下工程防水的设计和施工应遵循“防、排、堵、截相结合，刚柔相济，因地制宜，综合治理”的原则。

2.《地铁设计规范》规定:地下铁路隧道工程的防水设计，应根据工程地质、水文地质、地震烈度、结构特点、施工方法和使用要求等因素进行，并应遵循“以防为主,刚柔结合,多道防线,因地制宜，综合治理”的原则,采取与其相适应的防水措施.

（二）复合式衬砌与防水体系

1.喷锚暗挖（矿山）法施工隧道常用复合式衬砌设计，衬砌结构是由初期（一次）支护、防水层和二次衬砌所组成。

2.喷锚暗挖（矿山）法施工隧道的复合式衬砌，以结构的自防水为根本，附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、柱头等接缝部位混凝土及防水层施工为防水控制的重点.

二、施工方案的选择

1.施工期间的防水措施主要是排和堵两类。施工前,根据资料可能出现的地下水情况，估

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 计水量,选择排水方案，施工中做好出水部位、水量等记录,按设计要求施做排水系统，确保防水效果。当结构处于贫水稳定地层,同时位于地下潜水位上部位时，在确保安全的情况下，可以考虑限排方案。

2.在衬砌背后设置排水盲管(沟）或暗沟和在隧道底部设置中心排水盲沟时，应根据隧道的渗漏水情况，配合一次衬砌施工。施工中应防止衬砌混凝土或压浆浆液侵入盲沟内堵塞水路，盲管（沟）或暗沟应有足够数量和过水能力的断面，组成完整有效的排水系统并应符合设计要求。

3.衬砌背后可采用注浆或喷涂防水层等方法止水。施工前应根据工程地质和水文地质条件，通过试验进行设计,并在施工过程中修正各项参数。

三、复合式衬砌防水层施工

1.复合式衬砌防水层施工有限选用射钉铺设.(图）

2.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，表面漏水应及时引排，防水层接头应擦净。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，铺设防水层地段距开挖面不应小于爆破安全距离,防水层纵横向铺设长度应根据开挖方法和设计断面确定.

3.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质量。

4.二衬混凝土施工：

1）二衬采用补偿收缩混凝土,具有良好的抗裂性能，主体结构防水混凝土在结构中不但承担防水作用，还要和钢筋一起承担结构受力作用。

2）二衬混凝土浇筑采用组合模板体系和模板台车两种模板体系，对模板及支撑结构进行验算，以保证其具有足够的强度、刚度和稳定性,防止发生变形和下沉.模板接缝要拼贴平密，避免漏浆.

3）混凝土浇筑采用泵送模筑,两侧边采用插入式振动器振捣,底部采用附着式振捣器振捣。混凝土浇筑应连续进行，两侧对称,水平浇筑。不得出现水平和倾斜接缝;如混凝土浇筑因故中断,则必须采取措施对两次浇筑混凝土界面进行处理，以满足防水要求.

第四节 小导管注浆加固技术

小导管注浆是浅埋暗挖隧道的常规施工技术，本条简要介绍小导管注浆加固技术及其施工要点.

一、适用条件与基本规定 适用条件：

1.小导管注浆加固技术作为暗挖隧道常用的支护措施和超前加固措施，能配套适用多种注浆材料，施工速度快，施工机具简单，工序交换容易。

2.在软弱、破碎地层中成孔困难或易塌孔，且施做超前锚杆比较困难或者结构断面比较大时，宜采取超前小导管注浆和超前预加固处理方法.

基本规定:

1、小导管支护和超前加固必须配合钢拱架使用。用作小导管的钢管带有注浆孔，以便向土体进行注浆加固。

2、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安装角度。

3、在条件允许时,应配合地面超前注浆加固；有导洞时，可在导洞内对隧道周边进行径向注浆加固。

二、技术要点 小导管布设：

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 1.常用设计参数:钢管直径30~30mm,钢管长3～5米,焊接钢管或无缝钢管；钢管安设注浆孔间距为100~150mm,钢管沿拱的环向布置间距为300~500mm，钢管沿拱的环向外插角为5°~15°。小导管是受力杆件，因此两排小导管在纵向应有一定的搭接长度，钢管沿隧道纵向的搭接长度一般不小于1米。

2.导管安装前应将工作面封闭严密、牢固，清理干净,并测放出安设位置后方可施工. 注浆材料

1、应具备良好的可注性,固结体应具有一定强度、抗渗、稳定、那就和收缩率小等特点，浆液须无毒。注浆材料可选用改性水玻璃浆、普通水泥单液浆、水泥——水玻璃双液浆、超细水泥等注浆材料.一般情况下改性水玻璃浆适用于砂类土，水泥浆和水泥砂浆适用于卵石地层.

2、水泥浆或水泥砂浆的主要成分为P。O42。5级及以上的硅酸盐水泥、水泥砂浆；水玻璃浓度应为40~45B，外加剂应视不同地层和注浆工艺进行选择。

3、注浆材料的选用和配合比的确定应根据工程条件和经试验确定。 注浆工艺

1.注浆工艺应简单,方便,安全，应根据土质条件选择注浆工艺。

2.在砂卵石地层中宜选用渗入注浆法；在砂层中宜采用挤压、渗透注浆法，在黏土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。

三、施工控制要点 （一）控制加固范围

1.按设计要求，严格控制小导管的长度、开孔率、安设角度和方向； 2.小导管的尾部必须设置封堵孔，防止露浆。 （二）保证注浆效果

1.浆液必须配比正确，符合设计要求；

2.注浆时间和注浆压力应由试验确定，应严格控制注浆压力,一般条件下，改性水玻璃浆、水泥浆的初压压力宜为0.1～0。3MPa，砂质土终压压力一般不应大于0.5兆帕，黏质土终压压力不应大于0.7兆帕，水泥-—水玻璃初压压力宜为0。3～1.0兆帕，终压压力宜为1.2~1。5兆帕。

3.注浆施工期应进行监测,监测项目通常有地面隆起、地下水污染，特别要采取必要措施防止注浆浆液溢出地面或超出注浆范围。

案例3044

某供热管线暗挖隧道,长3200米，断面尺寸为3。2m x2。8m，埋深3。5米，隧道穿越砂土层和砂砾层，除局部有浅层滞水外，无需降水。承包方A公司通过招标将穿越地层段468米隧道开挖及支护分包给B专业公司.B公司根据A公司的施工组织设计，进场后由工长向现场作业人员交代了施工做法后开始施工。

施工中B公司在距工作竖井48m时，发现开挖面砂砾层有渗水且土质松散，有塌方隐患。B公司立即向A公司汇报。经有关人员研究，决定采用小导管超前加固措施。B公司采用劈裂注浆，根据以往经验确定注浆压力和注浆量，注浆过程中地表监测发现地表有隆起现象，随后A公司派有经验的专业人员协助B公司研究解决。

质量监督部门在工程施工前的例行检查时,发现A项目部工程资料中初期支护资料不全，部分资料保留在B公司人员手中。

问题1:暗挖隧道开挖前的技术交底是否妥当?如果不妥，写出正确做法。

答：不正确。正确做法是：单位工程、分部工程、分项工程开工前，工程施工项目部技术负责人应对承担施工的负责人或分包方全体人员进行书面技术交底，技术交底资料应办理签字手续并存档。

问题2：B公司采用劈裂注浆法是否科学？如不正确，应采取什么方法?哪些浆液可以供采

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 用？

答：不正确。注浆应根据土质条件选择注浆方法，在砂砾石地层中宜采用渗入注浆法,不宜采用劈裂注浆法，注浆浆液可选用水泥浆或水泥砂浆。

问题3:分析注浆过程中地表隆起的主要原因,给出防止地表隆起的正确做法。 答：由背景资料可以看出，注浆过程中地表隆起的主要原因是注浆压力和注浆量控制不当。防止地表隆起的正确做法是：通过试验确定注浆压力和注浆量。

问题4：说明A/B公司在工程资料管理方面应改进的地方。

答:A公司作为总承包单位负责汇集有关施工技术资料,并应随施工进度及时整理；B公司应主动向总承包单位移交有关施工技术的资料.

第五节 喷锚暗挖法辅助工法施工技术要点

辅助施工方法目前作为浅埋暗挖施工的重要分支进行研究和应用，超前小导管注浆加固既是浅埋暗挖法的常规施工工序，同时也作为浅埋暗挖法施工的一个重要辅助工法，除超前小导管注浆加固外，其他常用的辅助工法还有:

1.降低地下水位法;2地表锚杆或地面注浆加固;3。冻结法固结地层;4。管棚超前支护。 管棚超前支护技术简称管棚法。 一、结构组成

1.管棚法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，在地层中构筑临时承载棚防护下，为安全开挖预先提供增强地层承载力的临时支护方法，与小导管注浆法相对应，通常又称为大管棚超前支.

2.管棚由钢管和拱架组成。钢管入土端制作成尖靴状或楔形,沿着开挖轮廓线，以较小的外插角,相开挖面前方打入钢板或钢插板,末端支架在钢拱架上,形成对开挖面前方围岩的预支护.

3.管棚中的钢管应按设计要求进行加工和开孔，管内应灌水泥浆或水泥砂浆，以便提高钢管自身的刚度和强度.

二、适用条件

1.适用于软弱地层和特殊困难的地段，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、裂缝发育体、断层破碎带、浅埋大偏压等围岩，并对地层变形有严格要求的工程.

2.通常,在下列施工场合应考虑采用管棚进行超前支护: 1)穿越铁路修建地下工程;

2)穿越地下和地面结构修建地下工程； 3)修建大断面地下工程； 4)隧道洞口段施工；

5)通过断层破碎带等特殊地层；

6)特殊地段，如大跨度地下车站、重要文物保护区、河底、海底的地下工程施工等。 三、技术要点 1.主要材料要求

1）管棚所采用的钢管一般选用直径70~180mm,壁厚4~8mm的无缝钢管。管节长度视工程具体情况而定，一般情况下短管棚采用的钢管每节长度小于10米，长管棚采用的钢管每节长度大于10米,或可采用出厂长度。

2）水泥砂浆主要成分为P.O42。5级及以上的硅酸盐水泥,水泥砂浆宜采用中砂或粗砂，外加剂应视不同地层选用,配合比根据工程地质条件，配合比应根据工程土质条件，应试验确定。

2.施工技术要点：

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 1）施工工艺流程：测放孔位——钻机就位——水平钻孔——压入钢管——注浆（向钢管内或管周围土体）—-封口——开挖。

2）管棚一般是沿地下工程断面周边的一部分或全部，以一定的间距环向布设，形成防护,沿周边布设的长度主要取决于地层、地形、地中或地面及周围建筑物的状况，有帽形、方形、一字型及拱形等。

3）管棚环向布置间距对防止土层上方土体坍塌及松弛有很大影响，施工中应根据结构埋深、地层情况、周围建筑物状况等合理选择间距.一般采用的间距为2.0~2。5倍的钢管直径。纵向两组管棚搭接的长度应大于3米。在铁路、公路下方施工时,要采用刚度大的钢管连续布设。

四、施工质量控制要点 1.钻孔精度控制

1）钻孔开始前应在管棚孔口位置埋设套管，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型金属螺栓与拱架稍加固定,以防止弯曲，并应每隔5米(视情况可调整,一般2-—6米)对正在钻进的钻孔及插入钢管的弯曲及其趋势进行孔弯曲测定检查。

2）在松软地层或不均匀地层中钻进时，管棚应设外插角，角度一般不大于3°，避免管节下垂进入开挖面，应注意检测钻孔的偏斜度，发现偏斜度超出要求应及时纠正。

2.钢管就位控制

1）钢管的打入随钻机同步进行,并按设计要求接长，接头应采用厚壁管箍，上满丝扣，确保连接可靠.

2）钢管打入土体就位后,应及时隔（跳）孔向钢管内及周围压注水泥浆或水泥砂浆,使钢管与周围岩体密实，并增加钢管的强度。

3.注浆效果的控制

1）严格控制管棚间距，防止管棚出现间距过大或出现偏离；

2）严格按试验参数，控制注浆量，防止因注浆效果不好、出现流沙等现象. 3)必要时与小导管注浆向结合,开挖时可在管棚之间设置小导管.

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 第五章 城市轨道交通工程质量检查与检验

第一节 地铁车站工程质量检查与验收 一、质量控制原则 1、工程开工前人，必须根据设计文件经现场调查后,编制施工组织设计，批准后组织并指导施工;

2、工程施工应以批准后的设计文件为依据，如需修改，应取得设计单位同意并签署变更设计或洽商记录后方可实施；

3、采用的原材料、半成品、设备等,应符合国家现行有关的技术标准规定，产品应有合格证和出厂说明书，设备应有铭牌；

4、采用和推广经鉴定并批准的新技术、新工艺、新材料、新设备等，应制定相应的施工技术标准，引进的设备，应按其技术文件要求施工。

二、明挖法施工地铁车站施工质量控制与验收 （一）基坑开挖与施工

１.基坑开挖施工前应做得准备工作有：确定支护结构的施工顺序和管理指标;划分土方分层、分部开挖流水段，拟定土方调配计划,落实弃土、存土场地并勘探好运输路线，清除基坑范围内的障碍物、修筑好运输路线、处理好需要悬吊的地下管线。

２.存土点不得在建筑物、地下管线和架空线附近，基坑两侧１０米范围内不得存土.在已经回填的隧道结构顶部存土时，应核算沉降量后确定堆土高度。

３.土方必须自上而下分层、分段依次开挖，开挖后要及时施加支撑或锚杆,开挖至临近基底２００ｍｍ时，应配合人工清底，不得超挖或扰动地基土.基底经检查合格后,应及时施工混凝土垫层。

４.基坑开挖时应对下列项目进行中间验收:

１）基坑平面位置、宽度及基坑高程、平整度、地质描述； ２）基坑降水；

３）基坑放坡开挖的坡度和支护桩及连续墙支护的稳定情况； ４）地下管线的悬吊和基坑便桥稳固情况。 （二）结构施工

１.混凝土浇筑地点应采取防止曝晒和雨淋设施。混凝土浇筑前应对模板、钢筋、预埋件、端头止水带等进行检查，清除模内杂物，隐蔽验收合格后，方可灌注混凝土。

２.底板混凝土应沿线路方向分层流台阶灌注.灌注至高程初凝前，应用表面振动器振捣一遍后在抹面.墙体混凝土左右对称、水平、分层连续浇筑，至顶板交界处间歇１~１。５ｈ，然后再灌注顶板混凝土；顶板混凝土连续水平、分台阶由边墙、中墙分别向结构中间方向浇筑。浇筑至高程初凝前，应用表面振动器振捣一遍后抹面;混凝土柱可单独施工，并应水平、分层灌注。

３.混凝土初凝后及时养护，垫层混凝土养护期不得少于７天，结构混凝土养护不得少于１４天.

４.结构混凝土施工应对下列项目进行中间验收: １）原材料、配合比和混凝土搅拌及浇筑； ２）防水层基面、每层防水层铺贴和保护层施工以及结构混凝土灌注前的模板、钢筋施工质量和隐蔽前查验；

３）各种材料和试件试验时的质量。 （三）基坑回填

１.基坑回填除纯黏土、淤泥、粉砂、杂土，有机质含量大于８%的腐殖质土、过湿土、冻

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 土和大于１５０ｍｍ粒径的石块外，其他均可回填。

２.基坑回填时应对下列项目进行中间验收 １）基坑回填前的基底清理；

２）回填料的种类、取样、最大干容量和最佳含水量的测试； ３）每层回填土的密实度测试。 （四）工程竣工

１.共成竣工后,混凝土抗压强度和抗渗压力必须符合设计要求，无露筋、露石、裂缝应修补好，结构允许偏差满足规范要求.

２.工程竣工验收应提供下列资料： １）原材料、半成品和成品质量合格证; ２）各种试验报告和质量评定记录；

３）图纸会审记录、变更设计或洽商记录； ４）工程定位测量记录； ５）隐蔽工程验收记录；

６）基础、结构工程验收记录； ７）开竣工报告; ８）竣工图。

（五）主体结构防水施工

１.地铁车站工程实践表明，车站（主体结构，变形缝）防水施工质量直接影响运行安全，因此必须重点进行控制;

２.明挖法施工地下车站结构防水措施应符合设计要求或按下表一级防水要求选用。 明挖法施工地下车站结构防水措施 工程部位 主体 防水措施 防水混凝土 防水卷材 防水涂料 塑料防水板 施工缝 遇水膨胀止水条 中埋式止水带 外金外贴属涂式板 防止水水涂带 料 后浇带 微膨胀混凝土 遇水膨胀止水带 外贴式止水带 防水嵌缝材料 变形缝 外贴式止水带 中埋式止水带 可卸式止水带 防水嵌缝材料 外贴防水卷材 外贴防水涂料 遇水膨胀止水条 防水等级一级 应选 应选一至两种 应选两种 应应选两种 选 应应选两种 选 ３.喷锚暗挖法施工地铁车站防水必须严格施工质量，防水措施应符合下表 工程部位 防水措施 防水等级一级 车站主体 复合喷锚初期支护 应选一种 式衬夹层防水层或隔离层 砌 整体现浇防水混凝土二次衬砌,抗渗等级Ｓ８ 整体现浇防水混凝土衬砌，抗渗等级不小于Ｓ８ 内衬砌施工缝 外贴式止水带 应选两种 遇水膨胀止水条 防水嵌缝材料 中埋式止水带 内衬砌变形缝 中埋式止水带 应选 外贴式止水带

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 可卸式止水带 防水嵌缝材料 遇水膨胀胶条 （六）变形缝防水处理 １.地铁车站结构变形缝防水处理质量也是直接影响运行安全的重要因素，施工中应作为重点控制;

２.留置施工缝时,其位置应符合下列规定

１）柱子施工缝应留置在于顶、底板或梁的交界处;

２）墙体施工缝留置位置：水平施工缝在高出底板２００～３００ｍｍ处,如必须留置垂直施工缝时，应加设端头模板，并宜与变形缝相结合.

３）顶、底板均不得留置水平施工缝；留置垂直施工缝时,应加设端头模板，并宜与变形缝相结合。

４）墙体施工缝宜留置平缝,并粘贴遇水膨胀胶条进行防护处理. ３.施工缝处继续灌注混凝土应符合下列规定

１）已经灌注的混凝土强度:水平施工缝处不应低于１.２ＭＰａ,垂直施工缝处不应低于２。５兆帕

２）已经灌注的混凝土面必须凿毛，清理干净后粘贴遇水膨胀胶条; ３）灌注混凝土前，施工缝处应先湿润。水平施工缝先铺２０～２５ｍｍ厚的与灌注混凝土灰砂比相同的砂浆；

４.后浇缝施工应符合下列规定：

１）位置应设置在受力和变形较小处，宽度宜为０.８~１。０米； ２）后浇混凝土施工应在其两侧混凝土龄期达到４２天后进行； ３）浇筑混凝土施工前,两侧混凝土应凿毛,清理干净，保持湿润，并刷水泥浆后粘贴遇水膨胀胶条;

４）后浇缝采用补偿收缩混凝土灌注，其配合比应试验确定，并不得低于两侧混凝土强度； ５）后浇混凝土养护期不应少于２８天。 第二节 喷锚支护施工质量检查与验收

喷锚暗挖（矿山)法施工质量检查与验收分为开挖、初衬、防水、二衬四个环节。 一、施工准备阶段质量控制 （一）踏勘调研

１.施工前施工管理人员必须全面学习、熟悉和审查施工图纸及其有关设计资料，研究现场条件、各分项工程及工程结构特点;熟悉地质、水文等勘察资料.

２.调查研究、收集有关资料，包括社会调查、自然调查、地上地下构筑物调查、技术经济条件调查.重点是掌握上（下）建（构)筑物的详细资料.

３.根据补充调查和收集的资料，制定工程施工方案，特别是开挖和支护步序设计;并明确质量控制重点目标。

（二）质量保证计划

１.由施工项目负责人组织编制施工组织设计，评估作业难易程度及质量风险，制定质量保证计划；

２.对关键部位、特殊工艺、危险性较大的分部分项工程分别编制专项施工方案和质量保证措施。

１）危险性较大的分部分项工程专项方案和降排水方案必须慎重考虑其影响范围内的建（构）筑物的影响和安全，并应通过专家论证。

２）工作井施工方案，包括马门头细部结构和超前加固措施。

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 ３）隧道施工方案，主要包括土方开挖、衬砌结构、防水结构等. 二、土方开挖、初次衬砌（一衬）施工质量控制 （一）土方开挖

１.宜采用激光准直仪控制中线和隧道断面仪控制外轮廓线; ２.按设计要求确定开挖方式，经试验确定开挖步序；

３.每开挖一榀钢拱架的间距，应及时支护、喷锚、闭合，严禁超挖。 ４.在稳定性差的地层中停止开挖或停止作业时间较长时，应及时喷射混凝土封闭开挖面； ５.相向开挖的两个开挖面相距约２倍管（遂）径时,应停止一个开挖面的作业，进行封闭;由另一开挖面做贯通开挖。

（二）初次衬砌施工

１.按设计要求设置变形缝；

２.支护钢格栅、钢架以及钢筋网的加工、安装符合设计要求；安装前应除锈,并抽样试拼装，合格后方可使用；

３.喷射混凝土前准备工作：

１）钢格栅、钢架及钢筋网安装检查合格； ２）埋设控制喷射混凝土厚度的标志；

３）检查开挖断面尺寸，清除松动的浮石、土块和杂物; ４）作业区的通风、照明设置符合规定;

５）做好排水、降水;疏干地层的积水、渗水。 ４.喷射混凝土施工

１）喷射作业分段、分层进行，喷射顺序由下而上；

２）喷头应保证垂直于工作面，喷头距工作面不宜大于１米； ３）一次喷射混凝土的厚度：侧壁宜为６０～１００ｍｍ拱部５０～６０ｍｍ，分层喷射时,应在前一层混凝土终凝后进行;

４）钢筋网的喷射混凝土保护层不应小于２０ｍｍ;

５）喷射混凝土终凝２ｈ后进行养护，时间不少于１４ｄ，冬期不得洒水养护；混凝土强度低于６ＭＰａ时不得受冻；

三、防水、二次衬砌（二衬）施工质量控制 （一）防水层施工

１.应在初期支护基本稳定且衬砌检查合格后进行；

２.清理混凝土表面，剔除尖、突部位并用水泥砂浆压实、找平，防水层铺设基面凹凸高差不应大于５０ｍｍ,基面阴阳角应做成圆角或钝角,圆弧半径不小于５０ｍｍ；

３.衬垫材料应直顺，用垫圈固定，钉牢在基面上,固定衬垫的垫圈,应与防水卷材同材质，并焊接牢固，衬垫固定时宜交错布置,间距应符合设计要求；固定钉距防水卷材的外缘距离不应小于０。５米，衬垫材料搭接宽度不宜小于５００ｍｍ。

４.防水卷材固定在初期衬砌面上，采用软塑料类防水卷材时,宜采用热焊固定在垫圈上. ５.采用专用焊机焊接，焊缝应均匀连续，双焊缝搭接的焊缝宽不应小于１０ｍｍ，焊缝不得有漏焊、假焊、焊焦、焊穿等现象；焊缝应经过充气试验合格：气压０.１５ＭＰａ，经过３ｍｉｎ其下降值不大于２０％；

（二）二次衬砌施工

１.结构变形基本稳定的条件下施做；伸缩缝根据设计设置，并与初期支护变形缝位置重合；止水带的安装应在两侧加设支撑筋，并固定牢固；浇筑混凝土时不得有移动位置、卷边、跑灰等现象；

２.模板施工质量保证措施：

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 １）模板和支架的强度、刚度和稳定性应满足设计要求,使用前应经过检查，重复使用时应经修整；

２）模板支架预留沉降量为０~３０ｍｍ； ３）模板接缝应拼接严密，不得漏浆;

４）变形缝端头模板处的填缝中心应与初期支护变形缝位置重合，端头模板支设应垂直、牢固；

３.混凝土浇筑质量保证措施

１）应按施工方案划分浇筑部位；

２）灌注前，应对设立模板的外形尺寸、中线、标高、各种预埋件等进行隐蔽工程验收，并填写记录；验收合格后方可进行灌注；

３）应从上而下浇筑，各部位应对称浇筑、振捣密实，且振捣器不得触及防水层； ４.泵送混凝土质量保证措施 １）坍落度为６０～２００ｍｍ;

２）碎石级配,骨料最大粒径不得大于２５ｍｍ；

３）减水型、缓凝型外加剂掺量应经过试验确定；掺加减水剂、微膨胀剂时应以动态运转试验控制掺量；

４）骨料的含碱量控制符合有关规范规定.

５.拆模时间应根据结构断面形式及混凝土达到的强度确定：矩形断面,侧墙达到设计强度的７０％,顶板应达到１００％。

四、安全质量控制主要措施 １.进出工作井

１）按照设计要求，采取大管棚或超前小导管注浆加固措施；

２）根据设计给定的暗挖施工步骤,凿除进出位置的工作井支护结构； ３）在进出位置安放钢拱架并及时喷射混凝土. ２.减少地面沉降措施

１）依据监测数据信息反馈，调整设计和施工参数,保证沉降值控制在允许范围.

２）根据实际情况采取地面预注浆、隧道内小导管注浆和衬砌结构背后注浆等措施,控制地层变形在允许范围。

３.监控量测与信息化施工

１）监测点和监测断面布设应符合设计要求，并力求反映工程实际状态; ２）监测数据分析处理,及时反馈设计、施工； ３）预警管理与应急抢险.

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 第七章 隧道工程施工安全事故预防

第一节 盾构法施工安全措施

盾构施工的安全控制要点主要涉及盾构机组装、调试、解体与吊装、盾构始发与接收、障碍物处理、掘进过程中换刀以及特殊地段及特殊地质条件施工.

一、盾构机组装、调试、解体与吊装

由于盾构机体积庞大、重量重，且一般工作井内空间狭窄，因此，盾构机的组装、调试、解体与吊装时盾构施工安全控制重点之一，要制定专项施工方案，这项工作的安全控制重点是人员安全与设备安全.

1.使用轮式起重机向工作井内吊放或从工作井内吊出盾构机前，要仔细确认起重机支腿处支撑点的承载能力满足最大起重量要求，并确认起重机吊装时工作井围护结构的安全。

2.起重机在吊装过程中,要随时监测工作井围护结构的变形情况，若超过预测值，立即停止吊装作业，采取可靠措施；

3.采取措施严防重物、操作人员坠落； 4.使用电、气焊作业时,严防火灾发生。 二、盾构始发与接收

盾构始发与接受施工时,须拆除洞口临时维护结构，若洞口土体失去稳定,则易发生坍塌而引起事故，或者地下水携带土砂从衬砌外围与洞体之间的间隙涌入工作井，造成洞口周围地层变形增大；

1.拆除洞口临时围护结构前，必须确认洞口土体加固效果，以确保拆除后洞口土体稳定； 2.施做好洞口密封，并设置注浆孔，作为洞口防水堵漏的应急措施,以防止盾构始发间土砂随衬砌外围与洞体之间的间隙涌入工作井；

三、障碍物处理

盾构掘进前方遇有障碍物必须在地下处理时，应采取必要措施确保操作人员安全。 1.地下障碍物处理前，必须查明障碍物,并制定处理方案。

2.在开挖面拆除障碍物时，可选择带压作业或地层加固施工方法,控制地层开挖量，确保开挖面稳定。

四、掘进过程中换刀

1.换刀作业尽量选择地质条件较好、地层较稳定的地段进行;

2.在不稳定地层换刀时，必须采用地层加固或气压法等措施,确保开挖面稳定； 3.带压进仓换刀前必须完成下列准备工作： 1）作业设备进行全面检查和试运行；

2）采用两种不同动力装置,保证不间断供气；

3）带压作业严禁采用明火。确定使用电焊、气割时，应对所用设备加强安全检查，必须加强通风并增加消防设备。

4.带压换刀作业安全规定：

1）通过计算和试验确定合理气压，稳定开挖面并防止地下水渗漏；

2）专业技术人员对开挖面稳定状态和刀盘、刀具磨损情况进行检查，确定换刀专项方案和安全操作规定；

3）刀盘前方地层和土仓满足气密性要求；

4）作业人员按换刀专项方案和安全操作规定作业； 5）保持开挖面和土仓空气新鲜;

6）作业人员进仓工作时间符合《盾构法隧道施工与验收规范》GB 50446-2008的规定. 五、特殊地段及特殊地质条件下掘进

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 1.在以下特殊地段和特殊地质条件下施工时,必须采取施工措施确保施工安全: 1）覆土厚度不大于盾构直径的浅覆土层地段； 2）小曲线半径地段； 3）大坡度地段；

4）地下管线地段和地下障碍物地段； 5）建筑物、构筑物地段;

6）平行盾构隧道净间距小于盾构直径70％的小净距地段； 7）江河地段；

8）地质条件复杂（软硬不均互层)地段和砂卵石地段;

2.必须详细查明和分析工程的地质状况与隧道周边环境状况，制定专项施工方案 3.根据隧道所处的位置与地层条件，合理设定开挖面压力,控制地层变形.

4.根据隧道所处的位置与工程地质、水文地质条件，确定同步注浆的材料、压力和流量，在施工过程中根据监测结果，及时进行调整。

5.必要时加密监测测点、提高监测频率，并根据监测结果及时调整掘进参数；

6.地下管线区段施工前,应详细查明地下管线类型、允许变形值等；评估施工对点管线的影响,对受施工影响可能产生较大变形的管线应根据具体情况进行加固或改移；

7.穿越或邻近建筑物施工前应对建筑物进行详细调查，评估施工对建筑物的影响，并采取相应的保护措施。根据建筑物基础与结构的类型、现状、可采取加固或托换措施;

8.穿越江河段施工应详细查明工程地质和水文地质条件和河床状况，设定适当的开挖面压力，加强开挖面管理与掘进参数控制,防止冒浆和地层坍塌；并对盾构密封系统进行全面检查和清理，配备足够的排水设备与设施，穿越过程中，采用快凝早强注浆材料，加强同步注浆和二次补充注浆.

案例420171

背景资料:某地铁隧道采用盾构法施工，采用土压平衡盾构施工。隧道穿越粉细砂层、含有上层滞水，覆土厚度10~12米,拟建隧道上方6米位置有地下管线，井监测评估给出保证管线运行安全允许变形（不均匀沉降)值为10mm;

施工项目部将始发和接收工作井作为安全控制的重点：在确认洞口土体加固效果符合设计要求，拆除洞口围护结构后开始始发施工；通过初始掘进摸索，确定了各项掘进参数。盾构接近地下管线时，监测数据显示管线隆起2mm,盾构尾部刚刚通过地下管线时，管线沉降已达10mm，监测方依据有关规定发出红色预警。

问题1：在本案例中，如何确定洞口土体加固方法和范围？

答：根据本案例提供的工程地质和水文地质条件，明确洞口土体加固目的有两个:其一是加固,其二是止水.明确目的后,经过方法选择，加固土体参数确定、加固范围确定，施工可行性与经济性的比较,最终确定加固方法和范围。

问题2：盾构接近地下管线时，管线隆起的原因是什么？

答：盾构接近地下管线时，管线隆起的主要原因是土压控制值偏高。

问题3：盾构尾部刚刚通过地下管线时，管线沉降的主要原因是什么？应采取哪些措施减少沉降消除报警？

答：盾构尾部刚刚通过地下管线时，管线沉降的主要原因是衬砌背后与洞体的空隙填充不及时或注浆 压力偏低造成地层应力释放。

应采取的措施主要有：

1.放慢掘进速度；2.采用同步注浆方法,及时填充衬砌背后的空隙;3控制好注浆压力与注浆量，并及时进行二次注浆。采取以上措施,不均匀沉降值降至7mm以下,方可做消警处理。

问题4：盾构穿越地下管线后,管线是够还将发生后续沉降 ,为什么？

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 答:根据本案例的工程地质条件,盾构穿越地下管线后，一般不会发生后续沉降。因为后续沉降主要是由盾构掘进造成地层扰动、松弛后引起，在软弱黏性土地层中表现最为明显,而在砂性土或密实的硬黏性土中施工基本不发生.

第二节暗挖施工安全措施

本节主要从喷锚暗挖施工方案、分部分项工程施工安全防范介绍喷锚暗挖施工安全控制措施。

一、施工准备阶段安全技术管理 （一）技术准备

1.应依据工程具体情况识别危险源，选择合理的施工方法,编制施工组织设计，明确技术安全措施；对施工场地进行统一规划，做好临时工程和附属辅助设施；

2.应编制危险性较大的分部分项工程专项施工放哪和施工现场临时用电方案;专项施工方案应按规定组织专家论证；

3.项目部应严格技术管理，做好技术交底工作和安全技术交底工作,并做好记录和考核； 4.编制监控量测方案，布置监测点。 （二）人员准备

1.特殊工种应经过安全培训，考试合格后方可操作，并持证上岗；

2.项目负责人、技术人员、管理人员、操作人员都必须学习和遵守安全生产责任制，熟悉安全生产管理制度和操作规程;

3.项目部全部作业人员必须经过安全培训，通过考核持证上岗； 4.建立抢险专业队伍,并进行演练. (三）物资准备

1.按施工组织设计中的物资计划组织施工物资和应急物资进场； 2.各种电力设施、安全防护装置与用品,按规定进行检验和检查，不符合要求的严禁使用； 3.按规定安装施工现场通风、照明、防尘、降温和治理有害气体设备，保护施工人员的身心健康。

二、工作井施工

（一）作业区安全防护

1.在施工组织设计中应根据设计文件、环境条件选择工作井位置,设计无要求时，应对工作井结构及其底部平面布置进行施工设计，满足施工安全的要求；

2.施工机具、运输车辆距工作井边缘的距离，应根据土质、井深、支护情况和地面荷载并经验算确定，且其最外着力点与井边距离不得小于1。5米；

3.井口作业区必须设置围挡,非施工人员禁止入内,并建立人员出入工作井的管理制度； 4.工作井不得设置在低洼处，且井口高程应比周围地面高300mm以上，地面排水系统应完好、畅通。

5.不设作业平台的工作井周围必须设置栏杆，栏杆底部500mm应采取封闭措施； 6.井口2米范围内不得堆放材料； 7.工作井必须设置安全梯或梯道。 （二）工作井土方开挖

1.工作井临近各类管线、建筑物时，开挖土方前应按施工组织设计对管线、建筑物采取加固措施，并经检查符合规定，形成文件，方可开挖；

2.采用先开挖后支护方法时，应按施工组织设计的规定，由上而下分层进行，随开挖随支护。支护结构达到规定要求后，方可开挖下一层土方;

3.人工开挖土方吊装出土时,必须统一指挥,土方容器升降前，井下人员必须撤离至安全位置；当土方容器下降落稳后，方可靠近作业；

要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 4.工作井开挖过程中，施工人员应随时观察井壁和支护结构的稳定状态。发现井壁土体出现裂缝、位移或支护结构出现变形等坍塌征兆时,必须立即停止作业，人员撤离至安全地带，经处理确认安全，方可继续作业。

（三）工作井锚喷混凝土支护

1.在IV、V级围岩中进行锚喷支护时，应遵循以下原则： 1）锚喷支护必须紧跟开挖面；

2）喷射作业过程中应设专人随时观察围岩变化情况，确认安全;

2.安装钢筋（型钢）拱架和挂网应与挖掘方式紧密结合，每层拱架应及时形成闭合框架结构形式;

3.锚杆作业过程中应设专人监护支护结构的稳定状态，发现异常必须立即停止作业，人员撤离至安全地带，待采取安全技术措施后、确认支护结构稳定后，方可继续作业。

（四）工作井口平台、提升架及井架安装 1.工作井口平台、提升架及井架必须按照施工中最大荷载进行施工设计。提升架及井架应支撘防护棚;

2.工作井口平台、提升架及井架支撘完成,必须经过专项检查、符合能力检验，确认符合施工组织设计要求后并形成文件后,方可投入使用。

(五）工作井垂直运输

1.提升设备及其索、吊具、轨道、地锚等和各种保险装置，使用前必须按设备管理的规定进行检查和空载、满载和超载试运行，确认合格并形成文件。使用过程中每天应由专职人员检查一次，确认安全,且记录，并应定期检测和保养。检查、检测中发现问题必须立即停机处理，处理后井试运行合格方可恢复使用。

2.工作井运输应设专人指挥,协调井上、井下作业人员的配合关系。 3.使用电动葫芦运输应设缓冲器，轨道两端应设挡板。

4.使用卷扬机运输,其安装、操作方法必须符合规程要求。卷扬机地锚应埋设牢固，卷扬机与基础或底架的连接应牢固。钢丝绳在卷筒上的安全圈数不少于3圈，其末端固定应牢固可靠.

5.使用吊桶（箱）运输时，严禁人员乘坐吊桶(箱)，吊桶（箱）速度不超过2m/s。 6.提升钢丝绳必须有生产企业的产品合格证,新绳在悬挂前应对每根绳的钢丝进行试验,确认合格并形成文件后，方可使用。库存超过1年的钢丝绳，使用前应进行检验,确认合格并形成文件后方可使用。

三、隧道施工 （一）开挖

1.在城市进行爆破施工,必须事先编制爆破方案，并由专业人员操作，报城市主管部门批准，并经门同意后方可施工。

2.隧道开挖应连续进行,每次开挖长度应严格按照设计要求、土质情况确定。严格控制超挖量。停止开挖时,对不稳定的围岩应采取临时封堵或支护措施。

3.同一隧道内相对开挖（非爆破方法）的量开挖面距离为2倍洞跨且不小于10米时，一端应停止掘进,并保持开挖面稳定。

4.两条平行隧道（含导洞）相距1倍洞跨时,其开挖面前后错开距离不得小于15米。 5.隧道内应加强通风，在有瓦斯的隧道内进行爆破作业必须遵守现行《煤矿安全规程》的要求。

（二）喷射混凝土初期支护

1.隧道在稳定岩体中可先开挖后支护，支护结构距开挖面不宜大于5米，在不稳定岩土体中，支护必须紧跟土方开挖工序。

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要么讲究，要么将就。莫在该奋斗的时候选择安逸。 2.钢筋钢格栅拱架就位后，必须支撑稳固，及时按设计要求焊（栓）接成稳定整体。 3.初期支护应预埋注浆管。结构完成后,及时注浆加固，填充注浆之后开挖面距离不得大于5米。

（三）超前小导管与管棚

1.围岩自稳时间小于支护完成时间的地段，应根据地质条件、开挖方式、进度要求、使用机具（械)情况，对围岩采取锚杆或小导管超前支护，小导管周边注浆等安全技术措施。当围岩整体稳定性难以控制或上部有特殊要求可采用管棚支护.

2.钻孔中遇到障碍，必须立即停止钻进作业，待采取措施并确认安全后，方可继续钻进，严禁强行钻进。

（四）现浇混凝土二次衬砌

1.现浇混凝土二次衬砌在隧道初期支护变形稳定后进行.初期支护临时支撑的拆除应严格按照设计要求分段进行。

2.钢筋绑扎中，钢筋拱架呈不稳定状态时，必须设临时支撑架。钢筋拱架未形成整体且稳定前,严禁拆除临时支撑架；

3.模板及其支撑体系应进行施工设计。其强度、刚度、稳定性应满足施工阶段荷载的要求，并制定支设、移动、拆除作业的安全技术措施.模板及其支撑体系支设完成后，应进行检查、验收、确认合格并形成文件后，方可浇筑混凝土。

4.使用模板台车和滑模时，应进行专项设计，制定相应的安全操作细则。

5.浇筑侧墙和拱部混凝土应自两侧拱脚开始，对称进行.每仓端部和浇筑口封堵模板必须安装牢固,不得漏浆。作业中应配备模板工监护模板，发现位移或变形，必须立即停止浇筑，经修理、加固,确认安全后，方可恢复作业。

（五）监控量测与施工信息反馈

（六）监测数据超出现预警标准或现场出现异常的处理方法:应立即按规定预警并启动应急方案，进行工程抢险.

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