2014年二级建造师市政实务预习知识点（9）

盖挖法的施工技术：

明挖顺作法是从地表向下开挖形成基坑，然后在基坑内构筑结构，完成后再填土，从而完成工程的施工方法。

盖挖顺作法的制作顺序为自地表向下开挖一段后先浇筑顶板，在顶板的保护下，自上而下开挖、支撑，由下而上浇筑结构内衬。

盖挖逆作法是基坑开挖一段后先浇筑顶板，在顶板的保护下，自上而下开挖、支撑和浇筑结构内衬的施工方法。

盖挖逆作法施工，基本分为两个阶段，第一阶段为地面施工阶段，它包括围护墙、中间支承桩、顶板土方及结构施工，第二阶段为洞内施工阶段，包括土方开挖、结构、装修施工和设备安装。

盖挖法施工的优缺点：

1．盖挖法施工的优点

(1)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；

(2)基坑底部土体稳定，隆起小，施工安全；

(3)盖挖逆作法施工一般不设内部支撑或锚锭，可增大施工空间和减低工程造价；

(4)盖挖逆作法施工基坑暴露时间短，用于城市街区施工时，可尽快恢复路面。

2．盖挖法施工的缺点

(1)盖挖法施工时，混凝土内衬的水平施工缝的处理较困难；

(2)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及浇筑衬砌的深度，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。

盾构法施工概述：

(1)在拟建隧道的起始端和终结端各建一个工作井，城市地铁一般利用车站的端头作为始发或到达的工作井；

(2)盾构在起始端工作井内安装就位；

(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)将盾构从起始工作井的墙壁开孔处推出；

(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)盾尾脱出后，及时向衬砌背后的空隙注浆，防止地层移动和稳定衬砌环位置；

(6)盾构进入终结端工作井并被拆除，如施工需要，也可穿越工作井再向前推进。盾构掘进施工中，必须保证正面土体稳定，并根据地质、线路平面、高程、坡度等条件，正确编组千斤顶。同时必须严格控制推进轴线，使盾构的运动轨迹在设计轴线的允许偏差范围内。盾构正面稳定的效果将直接影响地层变形，平衡压力过大、过小，出土量过多、过少，平衡压力大小波动过多等情况将导致正面稳定不佳的现象产生。盾构施工时应有有效措施控制开挖面变形、盾构姿态、盾尾处的变形及衬砌质量。控制开挖变形的主要措施是出土量。盾构出现姿态偏差后，纠偏也会引起地层变形，因此，要对盾构的姿态和位置进行控制。盾构盾尾脱出后，应及时采用浆液填充，注浆时应控制注浆量和注浆压力。

盾构进出洞控制：

盾构进出洞是盾构法施工的重要环节之一，在始发井内，盾构按设计高程及坡度从预留洞口推出，进入正常土层的过程定义为盾构出洞。反之，盾构从正常土层中进入接收井预留洞口并完全脱离预留洞口的过程定义为盾构进洞。

地铁盾构施工中，进出洞口外侧的土体一般要进行改良，使土体的抗剪、抗压强度提高，透水性降低，自身具有保持短期稳定的能力。改良土体方法可选用注浆、搅拌桩、旋喷桩、玻璃纤维桩、SMW桩、冻结法、降水法等。洞口土体改良的方法和范围应根据工程地质、水文地质、盾构类型和外径、覆土厚度、作业环境、地下埋设物等条件确定。盾构始发前必须对洞口经改良后的土体进行质量检测，并对盾构始发前的位置作复核、检查。

盾构到达段必须做好盾构轴线的方向传递测量和接收盾构的准备工作，推进轴线应控制在到达要求的偏差范围内，洞口封门必须严格按照工艺要求拆除。

盾构法施工——开挖控制：

开挖控制的根本目的是确保开挖面稳定。

土压平衡式盾构与泥水平衡式盾构的开挖控制内容略有不同。

土压平衡式盾构通过前端刀盘切削开挖面土层，切削下来的土体流入土仓，由于推进作用，使切削土体对开挖面加压，以平衡开挖面土水压力。盾构的实际排土量应与推进时切削下来的土量相等。要想保持盾构正常推进，土体应该具有一定的流塑性和抗渗性。如果土层自身的流塑性和抗渗性不足，则应向土中注入改良材料。

泥水平衡式盾构是在机械式盾构刀盘的后方设置一道封闭隔板，隔板与刀盘间的空间称为泥水舱。前端刀盘切削下来的土砂进入泥水舱，经搅拌装置搅拌后形成高浓度泥水，经泥浆泵送到地表的泥水分离系统，待土、水分离后，再把滤除掘削土砂后的泥水经适当处理后重新送回泥水舱。同时，通过推进力把泥水舱内泥水压力传递到开挖面，以维持开挖面稳定。

盾构法施工——土压(泥水压)控制：

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。

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。

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，是开挖面不变形的最理想土压值，但控制土压相当大，必须加大设备装备能力。主动土压是开挖面不发生坍塌的临界压力，控制土压最小。地质条件良好、覆土深、能形成土拱的场合，可采用松弛土压。

预备压，用来补偿施工中的压力损失，土压平衡式盾构通常取l0～20 kN／m2，泥水平衡式盾构通常取20～50 kN／m2。

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 m)，按各断面的土质条件，计算出上限值与下限值，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，地层变形要求小的场合取高值。

(上限值)Pmax=地下水压+静止土压+预备压

(下限值)Pmin=地下水压+(主动土压或松弛土压)+预备压

为使开挖面稳定，土压(泥水压)变动要小；变动大的情况下，一般开挖面不稳定。

盾构法施工——塑流化改良控制：

(1)土压平衡式盾构掘进时，理想地层的土特性：

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(751μm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。在细颗粒含量低于30％、或砂卵石地层，必须加泥或加泡沫等改良材料，以提高塑性流动性和止水性。

改良材料必须具有流动性、易与被开挖土砂混合、不离析、无污染等特性。一般使用的改良材料有矿物系(如膨润土泥浆)、界面活性剂系(如泡沫)、高吸水性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。

(2)选择改良材料要依据以下条件：

1)土质(粒度分布、砾石粒径、砾石含量、黏性土含量、均等系数等)；

2)透水系数；

3)地下水压；

4)离子水电性；

5)是否泵送排土；

6)加泥(泡沫等)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、材料损耗、用电量、设备费等)。

(3)流动化改良控制是土压平衡式盾构施工的最重要要素之一，要随时把握土压仓内土砂的塑性流动性，一般按以下方法掌握塑流性状态。

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。采用的坍落度控制值取决于土质、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，两者高度相关。

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的容许范围。

盾构法施工——泥浆性能控制：

泥水平衡式盾构掘进时，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，泥浆性能控制是泥水平衡式盾构施工的最重要要素之一。

盾构法施工——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：