浅谈浅埋暗挖法设计与施工.ppt

浅谈浅埋暗挖法设计与施工提纲1.浅埋暗挖法的历史1．2浅埋暗挖法的应用及发展情况国外在70年代初开始将新奥法应用于浅埋地层的研究，到70年代末80年代初已基本形成一套完整技术并应用于城市地铁、市政工程等。目前，德国、日本、美国、法国、意大利、韩国、香港等国家和地区都有NATM法成功应用的实例。日本的城市地铁多修建在浅埋软弱地层中，过去大多采用明挖法施工，自1976年采用新奥法技术以后，就逐渐地把山岭隧道使用的新奥法技术转移到了城市地铁中来，目前用新奥法技术修建的城市地下工程越来越多，如粟山、大贯、第一原、旭丘、北四番丁等城市隧道和横滨市地铁区间及地铁车站等。德国是当今地下工程中应用新奥法技术最多的国家，他们不仅在地铁区间隧道应用，而且还在多层多线路大断面地铁车站中广泛应用，如慕尼黑、法兰克福、埃森、波鸿、纽伦堡地铁车站等，其施工技术已发展到了较高水平。国籍我国于70年代末80年代初开始将新奥法应用于地下工程施工，并于80年代中后期开始系统研究新奥法在浅埋软弱地层中的应用，1984年首先在大秦线军都山隧道进口黄土段研究实验成功，之后又成功地运用在北京地铁复兴门车站折返线工程，并首先在地铁复-西区间、西单车站、国家计委地下停车场、首钢地下运输廊道、城市地下热力、电力隧道、长安街地下过街通道、深圳地上过街通道等地下工程中推广应用，经过多年的不断总结、完善，这一方法已在城市地铁、市政、电力隧道、城市地下过街通道、地下停车场等工程中推广应用，并已形成一套完整的配套技术。并形成各地域各城市的特色如南京地铁软流塑地层暗挖施工工法，广州地铁含水砂层暗挖施工工法等。以北京地铁工程为实例形成的“隧道与地铁浅埋暗挖工法”已被建设部批准为国家级工法。2深埋、浅埋、超浅埋的判定目前深埋、浅埋、超浅埋的提法很多，但都不太确切，有必要进行区分，二种埋置深度隧道的设计和施工方法都有区别。通常深埋隧道荷载按塌落拱计算,可按新奥法原则设计,可利用围岩自身承载力,主要问题是隧道本身的施工安全；浅埋隧道按松散荷载计算,超浅埋隧道则按全土柱加地面动、静换算荷载计算,主要问题是控制地层位移,环境保护。目前，根据工程类比、参照国内外工程实践和理论计算，进行了一系列现场试验、模型试验和有限元电算分析，并对全国己运营隧道衬砌裂缝100多公里隧道进行了调查，结合围岩测定和坍方的调查资料进行分析，现提出深埋、浅埋、超浅埋隧道分界深度的建议值。2.1.对己建成隧道裂缝的调查分析隧道衬砌裂缝约有2/3发生在浅埋段，裂缝发生的规律是:拱腰多、拱顶少；衬砌与地层不密贴多、密贴地层少；无防水隔离层多、有防水隔离层少；先拱后墙法施工多、先墙后拱法施工少；全断面一次模筑衬砌多、全断面间隙灌注少；养护不好多、养护适当少；刚性大衬砌厚多、刚性柔衬砌薄少；按矿山法施工多、按新奥法施工少；小断面开挖施工多、大断面、全断面开挖施土少。从以上规律看出裂缝的产生与埋深的关系很大，是判断隧道合理埋深的重要考虑条件。二.分界判别标准根据隧道所处位置的特点有三种判别方法。资料得出:当P/γH≤0.4为深埋：P/γH＞0.4～0.6为浅埋；P/γH＞0.6～1.0为超浅埋。例如北京复兴门折返线隧道，在双线隧道处应用机械式支柱压力计进行拱脚径向压力量测，得出P/YH＞0.43～0.46，按以上判式属于浅埋。见图3——2-2。3.在初期支护作用下，围岩塑性区达到地表（图3——2-3），地中围岩变形和地表下沉值相等时，即覆盖整体位移下沉时为超浅埋，荷载计算除按γH全部土柱外，还应计算地面交通冲击荷载。图3——2-2图3——2-33.1浅埋暗挖法的原理及特点新奥法的理论是建立在岩石的刚性压缩特性和岩石的三向压缩应力，应变特性以及莫尔学说基础上的，并考虑到隧道掘进时的空间效应和时间效应提出的新理论。这一理论集中在支护结构种类、支护结构构筑时机，岩压、围岩变位这四者的关系上，贯穿在不断变更的设计施工过程中。浅埋暗挖法理论源于新奥法，但强调预支护，及时支护，控制地面沉降，保证施工和地面地下建筑物的安全，十八字方针“管超前，严注浆，短开挖，强支护，快封闭，勤量测”是其精髓。浅埋暗挖法机械化程度低，主要靠人工施工，机动灵活，对工程的适应性强，可作成各种结构型式，在地质情况较差的情况下要采取辅助施工措施。浅埋暗挖法的支护原则是：由于该法多在松软第四纪地层中修建，所以围岩自身承载能力很差，为避免对地表建筑物和地中构筑物造成破坏，地表沉降量要严格控制，为此要求一次支护刚度要大、支护要及时，从图1-1的围岩和支护的刚度曲线中可以看出，交点C（稳定点）应尽量靠近A点工作，尽量避免较大的地层损失。图1-1隧道支护特征曲线本人结合工程实践提出浅埋暗挖法应遵循的原则:1.应结合工程环境条件、隧道本身的安全综合制定地表下沉控制基准值。2.综合环保要求