一三年市政公用工程重點(diǎn)復(fù)習(xí)資料第二部分.doc

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市政公用工程重點(diǎn)復(fù)習(xí)第二部分 【案例1K413021】 1．背景 A公司中標(biāo)某市地鐵車站工程。車站為地下雙層三跨箱形框架結(jié)構(gòu)，采用明挖順作法施工，車站主體基坑長度約212m，寬度約21m，基坑平面呈長方形，開挖深度為16m，圍護(hù)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)段為+1000@1600鉆孔樁加三道+609鋼支撐。基坑所在位置均為現(xiàn)狀道路，基坑長邊臨近運(yùn)河，車站圍護(hù)樁外皮與河堤最近距離約9m,且基坑周邊存在多條重要地下管線，基坑安全等級設(shè)計(jì)定為一級。工程項(xiàng)目部在A公司批準(zhǔn)了項(xiàng)目部施工組織設(shè)計(jì)及安全保證計(jì)劃等文件后，組織了實(shí)施。 2．問題 (1)試分析本工程施工重點(diǎn)和難點(diǎn) (2)簡述一級基坑施工安全的主要控制指標(biāo) (3)給出基坑開挖和基坑支護(hù)的主要技術(shù)措施 3．參考答案 (1)問題1 從背景介紹，本工程施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)是施工期間確保運(yùn)河的河堤安全及航道正常使用；車站主體施工期間加強(qiáng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)剛度和內(nèi)撐剛度，如采取增大鉆孔樁直徑和內(nèi)撐壁厚等措施，以控制基坑變形在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)。 (2)問題2 據(jù)有關(guān)規(guī)范規(guī)定，安全等級為一等的標(biāo)準(zhǔn)段基坑變形控制標(biāo)指應(yīng)為：最大地表沉降≤0. 15%H 且≤30mm;圍護(hù)結(jié)構(gòu)最大水平位移≤0.2%H且≤30mm。 + (3)問題3 基坑開挖和基坑支護(hù)應(yīng)采取的主要技術(shù)措施 ①基坑開挖前，應(yīng)對周圍管線進(jìn)行確認(rèn)，并采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施。 ②對基坑臨近河堤上部及下部的雜填土、素填土進(jìn)行地面注漿加固，可采用單液水泥漿，土體加固體強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到0. 3～0.5 MPa，加固縱向、橫向范圍應(yīng)經(jīng)論證確定。 ③基坑開挖過程中隨挖隨錨噴樁間混凝土，并按設(shè)計(jì)位置架設(shè)鋼管支撐。 ④臨近河堤保護(hù)段范圍，基坑開挖應(yīng)嚴(yán)格遵循平面分層分步，縱向拉槽開挖，充分考慮空間效應(yīng)，以控制基坑變形，減少土體開挖對河堤的影響。并對河堤迸行嚴(yán)密監(jiān)測。 ⑤加強(qiáng)基坑量測監(jiān)控，做到信息化施工。 ⑥基坑開挖至坑底后應(yīng)及時施作墊層和結(jié)構(gòu)底板。 1K413022掌握基槽土方開挖及護(hù)坡技術(shù) 本條文以地鐵工程為主，簡要介紹明挖基（槽）坑的土方開挖及護(hù)坡技術(shù)。 一、基（槽）坑土方開挖 （一）基本規(guī)定 1．基坑開挖應(yīng)根據(jù)支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、降排水要求，確定開挖方案。 2．基坑周圍地面應(yīng)設(shè)排水溝，且應(yīng)避免雨水、滲水等流入坑內(nèi)；同時，基坑也應(yīng)設(shè)置必要的排水設(shè)施，保證開挖時通過及時排出雨水；放坡開挖時，應(yīng)對坡頂、坡面、坡腳采取降排水措施。 3．軟土基坑必須分層、分塊、均衡地開挖，分塊開挖后必須及時施工支撐。對于有預(yù)應(yīng)力要求的鋼支撐或錨桿，還必須按設(shè)計(jì)要求施加預(yù)應(yīng)力。 4．基坑開挖過程中，必須采取措施防止開挖機(jī)械等碰撞支護(hù)結(jié)構(gòu)、格構(gòu)柱、降水井點(diǎn)或擾動基底原狀土。 （二）發(fā)生下列異常情況時，應(yīng)立即停止挖土，并應(yīng)立即查清原因和及時采取措施后，方能繼續(xù)挖土： 1．圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形明顯加劇。 2．支撐軸力突然增大。 3．圍護(hù)結(jié)構(gòu)或止水帷幕出現(xiàn)滲漏。 4．開挖暴露出的基底出現(xiàn)明顯異常。包括黏性土?xí)r強(qiáng)度明顯偏低或砂性土層時水位過高造成開挖施工困難時。 5．圍護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生異常聲響。 6．邊坡出現(xiàn)失穩(wěn)征兆時。 二、護(hù)坡技術(shù) （一）基坑邊（放）坡 1．地質(zhì)條件、現(xiàn)場條件等允許時，通常采用敞口放坡基坑形式修建地下工程或構(gòu)筑物的地下部分。但保持基坑邊坡的穩(wěn)定是非常重要的，否則，一旦邊坡坍塌，不但地基受到擾動，影響承載力，而且也影響周圍地下管線、地面建筑物、交通和人身安全。 2．基坑邊坡穩(wěn)定影響因素 基坑邊坡坡度是直接影響基坑穩(wěn)定的重要因素。當(dāng)基坑邊坡土體中的剪應(yīng)力大于土體的抗剪強(qiáng)度時，邊坡就會失穩(wěn)坍塌。其次，施工不當(dāng)也會造成邊坡失穩(wěn)，主要表現(xiàn)為： (1)沒有按設(shè)計(jì)坡度進(jìn)行邊坡開挖； (2)基坑邊坡坡頂堆放材料、土方及運(yùn)輸機(jī)械車輛等增加了附加荷載； (3)基坑降排水措施不力，地下水未降至基底以下，而地面雨水、基坑周圍地下給水排水管線漏水滲流至基坑邊坡的土層中，使土體濕化，土體自重加大，增加土體中的剪應(yīng)力； (4)基坑開挖后暴露時間過長，經(jīng)風(fēng)化而使土體變松散； (5)基坑開挖過程中，未及時刷坡，甚至挖反坡．使土體失去穩(wěn)定性。 3．基坑放坡要求 按是否設(shè)置分級過渡平臺，邊坡可分為一級放坡和分級放坡兩種形式。在場地土質(zhì)較好、基坑周圍具備放坡條件、不影響相鄰建筑物的安全及正常使用的情況下，基坑宜采用全深度放坡或部分深度放坡。 放坡應(yīng)以控制分級坡高和坡度為主，必要時輔以局部支護(hù)結(jié)構(gòu)和保護(hù)措施，，放坡設(shè)計(jì)與施工時應(yīng)考慮雨水的不利影響。 當(dāng)存在影響邊坡穩(wěn)定性的地下水時，應(yīng)采取降水措施或深層攪拌樁、高壓旋噴樁等截水措施。 分級放坡時，宜設(shè)置分級過渡平臺。分級過渡平臺的寬度應(yīng)根據(jù)土（巖）質(zhì)條件、放坡高度及施工場地條件確定，對于巖石邊坡不宜小于0. 5m，對于土質(zhì)邊坡不宜小于1．Om。下級放坡坡度宜緩于上級放坡坡度。 （二）長基坑開挖與過程放坡 1．地鐵車站等構(gòu)筑物的長條形基坑在開挖過程中通?？紤]縱向放坡目的：-是保證開挖，安全防止滑坡(見圖1K413022-1)I二是保證出土運(yùn)輸方便。 2．坑內(nèi)縱向放坡是動態(tài)的邊坡，在基坑開挖過程中不斷變化，其安全性在施工時往往被忽視，非常容易產(chǎn)生滑坡事故?？v向邊坡一旦坍塌，就可能沖斷橫向支撐并導(dǎo)致基坑擋墻失穩(wěn)，釀成災(zāi)害性事故。上海等地軟土地區(qū)曾多次發(fā)生放坡開挖的工程事故，分析原因大都是由于坡度過陡、雨期施工、排水不暢、坡腳擾動等引起。 3．應(yīng)編制開挖方案，慎重確定放坡坡度。在施工期間，特別是雨天必須制定監(jiān)護(hù)與保護(hù)措施。上海等地軟土地區(qū)施工經(jīng)驗(yàn)表明，降雨可能使土坡的安全系數(shù)降低40%～50%(見圖1K413022-2)，應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)護(hù)，做好坡面的保護(hù)工作，必要時可事先在放坡處加固土體，嚴(yán)防土坡失穩(wěn)。 車站基坑縱向放坡較大處，往往是坑外地表縱向差異沉降較大處，土坡越緩，沉降曲線就越平緩。因此，若在土坡附近有需保護(hù)的建筑或管線，應(yīng)減緩該處坡度以減小管線彎曲和建筑物的差異沉降。 三、邊坡保護(hù) （一）基坑邊坡穩(wěn)定措施’ 1．根據(jù)土層的物理力學(xué)性質(zhì)確定基坑邊坡坡度，并于不同土層處做成折線形邊坡或留置臺階。 2．必須做好基坑降排水和防洪工作，保持基底和邊坡的干燥。 3．基坑邊坡坡度受到一定限制而采用圍護(hù)結(jié)構(gòu)又不太經(jīng)濟(jì)時，可采用坡面土釘、掛金屬網(wǎng)噴混凝土或抹水泥砂漿護(hù)面等措施。 4．嚴(yán)格禁止在基坑邊坡坡頂1～2m范圍堆放材料、土方和其他重物以及停置或行駛較大的施工機(jī)械。 5．基坑開挖過程中，隨挖隨刷邊坡，不得挖反坡。 6．暴露時間較長的基坑，應(yīng)采取護(hù)坡措施。 （=）護(hù)坡措施 1．基坑土方開挖時，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求開挖土方，不得超挖，不得在坡頂隨意堆放土方、材料和設(shè)備。在整個基坑開挖和地下工程施工期間，應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)測坡頂位移，隨時分析觀測數(shù)據(jù)。當(dāng)邊坡有失穩(wěn)跡象時，應(yīng)及時采取削坡、坡頂卸荷、坡腳壓載或其他有效措施。 2．放坡開挖時應(yīng)及時作好坡腳、坡面的保護(hù)措施。常用的保護(hù)措施有： (1)疊放砂包或土袋：用草袋、纖維袋或土工織物袋裝砂（或土），沿坡腳疊放一層或數(shù)層，沿坡面疊放一層； (2)水泥抹面：在人工修平坡面后，用水泥砂漿或細(xì)石混凝土抹面，厚度宜為30～50mm，并用水泥砂漿砌筑磚石護(hù)坡腳，同時，將坡面水引入基坑排水溝。抹面應(yīng)預(yù)留泄水孔，泄水孔間距不宜大于3～4m; (3)掛網(wǎng)噴漿或混凝土：在人工修平坡面后，沿坡面掛鋼筋網(wǎng)或鐵絲網(wǎng)，然后噴射水泥砂漿或細(xì)石混凝土，厚度宜為50～60mm，坡腳同樣需要處理； (4)其他措施：包括錨桿噴射混凝土護(hù)面、塑料膜或土工織物覆蓋坡面等。 【案例1K41302,2] 1．背景 某市政工程基礎(chǔ)采用明挖基坑施工，基坑挖深為5. 5m，地下水在地面以下1.5m?？颖诓捎镁W(wǎng)噴混凝土加固?；痈浇懈邔咏ㄖ锛按罅康叵鹿芫€。設(shè)計(jì)要求每層開挖1. 5m，即進(jìn)行掛網(wǎng)噴射混凝土加固。某公司承包了該工程，由于在市區(qū)，現(xiàn)場場地狹小，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人（經(jīng)理）決定把鋼材堆放在基坑坑頂附近；為便于出土，把開挖的棄土先堆放在基坑北側(cè)坑頂，然后再裝入自卸汽車運(yùn)出。由于工期緊張，施工單位把每層開挖深度增大為3. Om,以加快基坑挖土加固施工的進(jìn)度。 在開挖第二層土?xí)r，基坑變形量顯著增大，變形發(fā)展速率越來越快。隨著開挖深度的增加，坑頂?shù)乇砻娉霈F(xiàn)許多平行基坑裂縫。但施工單位對此沒有在意，繼續(xù)按原方案開挖。當(dāng)基坑施工至5m深時，基坑出現(xiàn)了明顯的坍塌征兆。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人（經(jīng)理）決定對基坑進(jìn)行加固處理，組織人員在坑內(nèi)搶險，但已經(jīng)為時過晚，基坑坍塌造成了多人死亡的重大事故，并造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。 2．問題 (1)按照《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ 120-99，本基坑工程側(cè)壁安全等級應(yīng)屬于哪一級？ (2)本工程基坑應(yīng)重點(diǎn)監(jiān)測哪些內(nèi)容？當(dāng)出現(xiàn)本工程發(fā)生的現(xiàn)象時，監(jiān)測工作應(yīng)做哪些調(diào)整？ (3)本工程基坑施工時存在哪些重大工程事故隱患？ (4)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人（經(jīng)理）在本工程施工時犯了哪些重大錯誤？ 3．參考答案 (1)問題1 基坑工程具有地域性，許多地區(qū)對基坑的分類做了規(guī)定。《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JG 120-1999第3.1.3條對基坑側(cè)壁安全等級做了如表1K413022所示規(guī)定： 本工程基坑周圍有高層建筑和大量地下管線，如果支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過大變形對周邊環(huán)境影響很嚴(yán)重，因此，基坑側(cè)壁安全等級應(yīng)定為一級。 (2)問題2 基坑開挖卸裁必然引起基坑側(cè)壁水平位移，基坑側(cè)壁水平位移越大，坑后土體變形越大。過大的側(cè)壁水平位移必然會造成建筑物沉降及管線變形。因此，任何環(huán)境保護(hù)要求高的基坑，側(cè)壁水平位移都是監(jiān)測的重點(diǎn)。 本工程基坑周圍建筑物及地下管線是基坑環(huán)境保護(hù)的主要內(nèi)容，其變形也應(yīng)該是基坑監(jiān)測的重點(diǎn)。 本工程地下水位在坑底以上，必須采取降水措施。施工時需要監(jiān)測地下水位，因此，地下水位也應(yīng)該是監(jiān)測的重點(diǎn)。 另外，地下水中的承壓水對基坑的危害很大，尤其要注意接近坑底的淺層承壓水對基坑的影響。如果承壓水上面有不透水層，隨著基坑開挖，當(dāng)承壓水層上部土重不能抵抗承壓水水頭壓力時，基坑坑底會出現(xiàn)突然的隆起，極容易引起基坑事故。如果坑底存在承壓水層時，坑底隆起也是基坑監(jiān)測的重點(diǎn)內(nèi)容。但由于基坑開挖施工，直接監(jiān)測坑底隆起并不容易，可以通過監(jiān)測埋設(shè)在坑底的立柱的上浮來間接監(jiān)測坑底隆起。 當(dāng)基坑變形超過有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或監(jiān)測結(jié)果變化速率較大時，應(yīng)加密觀測次數(shù)。當(dāng)有事故征兆時，應(yīng)連續(xù)監(jiān)測。本工程應(yīng)加密觀測次數(shù)，如果變形發(fā)展較快應(yīng)連續(xù)監(jiān)測。 (3)問題3 本工程施工中存在的重大事故隱患：不按設(shè)計(jì)要求加大每層開挖深度是引發(fā)事故的主要原因之一，基坑設(shè)計(jì)單位都應(yīng)該根據(jù)其設(shè)計(jì)時的工況對施工單位的基坑開挖提出要求，不按設(shè)計(jì)要求施工，在施工時超挖極容易引起基坑事故。在基坑頂大量堆荷是引發(fā)基坑事故的另一重要原因，背景介紹未提及考慮這些荷載的安全性設(shè)計(jì)驗(yàn)算，因此本工程把大量鋼材及棄土堆集于坑頂也是重大事故隱患。 (4)問題4 對于基坑變形量顯著增大，變形發(fā)展速率越來越快現(xiàn)象，施工單位應(yīng)該對基坑進(jìn)行搶險，對基坑做必要的加固和卸載；并且應(yīng)調(diào)整設(shè)計(jì)和施工方案?；游ｋU征兆沒有引起注意，仍按原方案施工是施工項(xiàng)目負(fù)責(zé)人（經(jīng)理）一大失誤。 當(dāng)基坑變形急劇增加，基坑已經(jīng)接近失穩(wěn)的極限狀態(tài)，種種跡象表明基坑即將坍塌時，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人（經(jīng)理）應(yīng)以人身安全為第一要務(wù)，人員要及早撤離現(xiàn)場。組織人進(jìn)入基坑內(nèi)搶險，造成人員傷亡是項(xiàng)目負(fù)責(zé)人（經(jīng)理）指揮的一個重大錯誤。 1K413023熟悉地基加固處理方法 本條文以地鐵工程為主簡要介紹明挖基（槽）坑地基加固處理技術(shù)。 一、地基加固處理作用與方法選擇 （一）地基加固處理作用 1．提高地基的承載能力，滿足設(shè)計(jì)要求；以保證擬建或鄰近結(jié)構(gòu)不致發(fā)生超過允許的沉降。 2．提高土體的強(qiáng)度和土體的側(cè)向抗力，減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)位移，以保證圍護(hù)結(jié)構(gòu)或鄰近結(jié)構(gòu)不致發(fā)生超過允許的位移。 （二）方法選擇 1-換填材料加固處理法，以提高地基承載力為主，適用于較淺基坑，方法簡單操作方便。 2．采用水泥土攪拌、高壓噴射注漿、注漿或其他方法對地基摻入一定量的固化劑或使土體固結(jié)，以提高土體的強(qiáng)度和土體的側(cè)向抗力為主，適用于深基炕。 二、常用方法與技術(shù)要點(diǎn) （一）注漿法 1-注漿法是利用液壓、氣壓或電化學(xué)原理，通過注漿管把漿液均勻地注入地層中，漿液以填充、滲透和擠密等方式，趕走土顆粒間或巖石裂隙中的水分和空氣后占據(jù)其位置，經(jīng)人工控制一定時間后，漿液將原來松散的土?；蛄严赌z結(jié)成一個整體，形成一個結(jié)構(gòu)新、強(qiáng)度大、防水性能好和化學(xué)穩(wěn)定性良好的“結(jié)石體”。 2．注漿法所用的漿液是由主劑（原材料）、溶劑（水或其他溶劑）及各種外加劑混合而成。通常所提的注漿材料是指漿液中所用的主劑。外加劑可根據(jù)在漿液中所起的作用，分為固化劑、催化劑、速凝劑、緩凝劑和懸浮劑等。注漿材料有很多，其中，水泥漿材是以水泥漿液為主的漿液，適用于巖土加固，是國內(nèi)外常用的漿液。 3．在地基處理中，注漿工藝所依據(jù)的理論主要可分為滲透注漿、劈裂注漿、壓密注漿和電動化學(xué)注漿四類；其應(yīng)用條件見表1K413023。 不同注漿法的適用范圍 表IK413023 ┏━━━━━━━━┳━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┓ ┃ 注漿方法 ┃ 適用范圍 ┃ ┣━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫ ┃ 滲透注漿 ┃只適用于中砂以上的砂性土和有裂隙的巖石 ┃ ┣━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫ ┃ 劈裂注漿 ┃適用于低滲透性的土層 ┃ ┣━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫ ┃ ┃ 常用于中砂地基，黏土地基中若有適宜的排水條件也可采用。如遇排水困難而可能在土體 ┃ ┃ 壓密注漿 ┃中引起高孔隙水壓力時，這就必須采用很低的注漿速率。擠密注漿可用于非飽和的土體，以 ┃ ┃ ┃調(diào)整不均勻沉降以及在大開挖或隧道開挖時對鄰近土進(jìn)行加固 ┃ ┣━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫ ┃ 電動化學(xué)注漿 ┃ 地基土的滲透系數(shù)k<10-4 cm /s．只靠一般靜壓力難以使?jié){液注入土的孔隙的地層 ┃ ┗━━━━━━━━┻━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┛ 4．注漿法可以采用兩種溶液（如水泥漿和水玻璃）混合的方式控制漿液凝膠時間。施工方法可以分為以下三種形式： (1) -種溶液一個系統(tǒng)方式 將所有的材料放進(jìn)同一箱子中，預(yù)先做好混合準(zhǔn)備，再進(jìn)行注漿，這適合于凝膠時間較長的情況。 (2)兩種溶液一個系統(tǒng)方式 將A溶液和B溶液預(yù)先分別裝在各自準(zhǔn)備的不同箱子中，分別用泵輸送，在注漿管的頭部使兩種溶液會合。這種在注漿管中混合進(jìn)行灌注的方法，適用于凝膠時間較短的情況。 作為這種方式的變化，有的方法分別將準(zhǔn)備在不同箱子中的A溶液和B溶液送往泵中前使之混合，再用一臺泵灌注。另外，也有不用Y字管，而仍只用上述一個系統(tǒng)方式將A溶液和B溶液交替注漿的方式。 (3)兩種溶液兩個系統(tǒng)方式 將A溶液和B溶液分別準(zhǔn)備放在不同的箱子中，用不同的泵輸送，在注漿管（并列管、雙層管）頂端流出的瞬間，兩種溶液就匯合而注漿。這種方法適用于凝膠時間是瞬間的情況。 也有采用在注漿A溶液后，繼續(xù)灌注B溶液的方法。 具體應(yīng)該采取哪種方法，應(yīng)該根據(jù)注漿的目的確定。 （二）水泥土攪拌法 1．水泥土攪拌法適用于加固飽和黏性土和粉土等地基。它利用水泥（或石灰）等材料作為固化劑通過特制的攪拌機(jī)械，就地將軟土和固化劑．（漿液或粉體）強(qiáng)制攪拌，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)性和一定強(qiáng)度的水泥加固土，從而提高地基土強(qiáng)度和增大變形模量。根據(jù)固化劑摻入狀態(tài)的不同，它可分為漿液攪拌和粉體噴射攪拌兩種。前者是用漿液和地基土攪拌，后者是用粉體和地基土攪拌。目前，噴漿型濕法深層攪拌機(jī)械在國內(nèi)常用的有單軸、雙軸、三軸及多軸攪拌機(jī)，噴粉攪拌機(jī)目前僅有單軸攪拌機(jī)一種機(jī)型。 2．水泥土攪拌法加固軟土技術(shù)具有其獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)： (1)最大限度地利用了原土； (2)攪拌時無振動、無噪聲和無污染，可在密集建筑群中進(jìn)行施工，對周圍原有建筑物及地下溝管影響很小； (3)根據(jù)上部結(jié)構(gòu)的需要，可靈活地采用柱狀、壁狀、格柵狀和塊狀等加固形式； (4)與鋼筋混凝土樁基相比，可節(jié)約鋼材并降低造價。 水泥固化劑一般適用于正常固結(jié)的淤泥與淤泥質(zhì)土（避免產(chǎn)生負(fù)摩擦力）、黏性土、粉土、素填土（包括沖填土）、飽和黃土、粉砂以及中粗砂、砂礫（當(dāng)加固粗粒土?xí)r，應(yīng)注意有無明顯的流動地下水，以防固化劑尚未硬結(jié)而遭地下水沖洗掉）等地基加固。 石灰固化劑一般適用于黏土顆粒含量大于20%，粉粒及黏粒含量之和大于35% ，黏土的塑性指數(shù)大于10，液性指數(shù)大于0.7，土的pH為4一8，有機(jī)質(zhì)含量小于11%，土的天然含水量大于30%的偏酸性的土質(zhì)加固。 3．水泥土攪拌法施工步驟由于濕法和于法的施工設(shè)備不同而略有差異，具體見圖1K413023-1、 圖1K413023-2。其主要步驟應(yīng)為： 圖1K413023-1噴漿型深層攪拌樁施工順序 (1)攪拌機(jī)械就位、調(diào)平； (2)預(yù)攪下沉至設(shè)計(jì)加固深度； (3)邊噴漿（粉）、邊攪拌提升直至預(yù)定的停漿（灰）面； (4)重復(fù)攪拌下沉至設(shè)計(jì)加固深度} (5)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，噴漿（粉）或僅攪拌提升直至預(yù)定的停漿（灰）面； (6)關(guān)閉攪拌機(jī)械。 在預(yù)（復(fù)）攪下沉?xí)r，也可采用噴漿（粉）的施工工藝，但必須確保全樁長上下至少再重復(fù)攪拌一次。 （三）高壓噴射注漿法 1．由于高壓噴射注漿使用的壓力大，因而噴射流的能量大、速度快。當(dāng)它連續(xù)和集中地作用在土體上，壓應(yīng)力和沖蝕等多種因素便在很小的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生效應(yīng)，對從粒徑很小的細(xì)粒土到含有顆粒直徑較大的卵石、碎石土，均有巨大的沖擊和攪動作用，使注入的漿液和土拌合凝固為新的固結(jié)體。 2．實(shí)踐表明，本法對淤泥、淤泥質(zhì)土、流塑或軟塑黏性土、粉土、砂土、黃土、紊填土和碎石土等地基都有良好的處理效果。但對于硬黏性土，含有較多的塊石或大量植物根莖的地基，因噴射流可能受到阻擋或削弱，沖擊破碎力急劇下降，切削范圍小或影響處理效果。而對于含有過多有機(jī)質(zhì)的土層，其處理效果取決于固結(jié)體的化學(xué)穩(wěn)定性。鑒于上述幾種土的組成復(fù)雜、差異懸殊，高壓噴射注漿處理的效果差別較大，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果確定其適用程度。對于濕陷性黃土地基，也應(yīng)預(yù)先進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)。 3．高壓噴射有旋噴（固結(jié)體為圓柱狀）、定噴（固結(jié)體為壁狀）和擺噴（固結(jié)體為扇狀）等三種基本形狀，它們均可用下列方法實(shí)現(xiàn)(圖1K413023-3)； (1)單管法：噴射高壓水泥漿液一種介質(zhì)； (2)雙管法：噴射高壓水泥漿液和壓縮空氣兩種介質(zhì)； (3)三管法：噴射高壓水流、壓縮空氣及水泥漿液等三種介質(zhì)。 圖1K413023-3噴射注漿法施工工藝流程 （a）單管法，(b)雙管法，(c)三管法 由于上述三種噴射流的結(jié)構(gòu)和噴射的介質(zhì)不同，有效處理長度也不同，以三管法最長，雙管法次之，單管法最短。實(shí)踐表明，旋噴形式可采用單管法、雙管法和三管法中的任何一種方法。定噴和擺噴注漿常用雙管法和三管法。 4．高壓噴射注漿的施工參數(shù)應(yīng)根據(jù)土質(zhì)條件、加固要求通過試驗(yàn)或根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)確定，并在施工中嚴(yán)格加以控制。單管法及雙管法的高壓水泥漿和三管法高壓水的壓力應(yīng)大于20MPa。高壓噴射注漿的主要材料為水泥，對于無特殊要求的工程，宜采用強(qiáng)度等級為32.5級及以上的普通硅酸鹽水泥。根據(jù)需要可加入適量的外加劑及摻合料。外加劑和摻合料的用量，應(yīng)通過試驗(yàn)確定。水灰比通常取0. 8～1.5，常用為1．O。 5．高壓噴射注漿的全過程為鉆機(jī)就位、鉆孔、置入注漿管、高壓噴射注漿和拔出注漿管等基本工序。施工結(jié)束后應(yīng)立即對機(jī)具和孔口進(jìn)行清洗。在高壓噴射注漿過程中出現(xiàn)壓力驟然下降、上升或冒漿異常時，應(yīng)查明原因并及時采取措施。 1K413024熟悉工程降水方法 明挖基坑或暗挖（人工）隧道施工均需降低地下水，保證證安全施工。本條文簡要介紹常見的降水方法及選擇條件。 一、降水方法選擇 （一）基本要求 1-當(dāng)?shù)叵滤桓哂诨娱_挖面，需要采用降低地下水方法疏干坑內(nèi)土層中水。疏干水有增加坑內(nèi)土體強(qiáng)度的作用，有利于控制基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形。在軟土地區(qū)基坑開挖深度超過3m，一般就要用井點(diǎn)降水。開挖深度淺時，亦可邊開挖邊用排水溝和集水井進(jìn)行集水明排。 2．當(dāng)基坑底為隔水層且層底作用有承壓水時，應(yīng)進(jìn)行坑底突涌驗(yàn)算，必要時可采取水平封底隔滲或鉆孔減壓措施，保證坑底土層穩(wěn)定。當(dāng)坑底含承壓水層上部土體壓重不足以抵抗承壓水水頭時，應(yīng)布置降壓井降低承壓水水頭壓力，防止承壓水突涌，確?；娱_挖施工安全。 3。當(dāng)因降水而危及基坑及周邊環(huán)境安全時，宜采用截水或回灌方法。 （二）工程降水有多種技術(shù)方法，可根據(jù)土層情況、滲透性、降水深度、周圍環(huán)境、支護(hù)結(jié)構(gòu)種類按表1K413024選擇和設(shè)計(jì)。 井點(diǎn)降水方法的選用 表1K413024 ┏━━━━━━━━━┳━━━━━━━━━━━━━━━━━━┳━━━━━━━┳━━━━━━┳━━━━━━━┓ ┃ ┃ ┃ 滲透系皴 ┃ 降水深度 ┃ ┃ ┃ 降水方法 ┃ 適用地層 ┃ ┃ ┃ 地下水類型 ┃ ┃ ┃ ┃ (m，d) ┃ ( rn) ┃ ┃ ┣━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━┫ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ 潛水 ┃ ┃ 集水明排 ┃ 黏性土、砂土 ┃ 二 ┃ <2 ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ 地表水 ┃ ┣━━━━┳━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━┫ ┃ 輕型 ┃ -級 ┃ ┃ ┃ 3～6 ┃ ┃ ┃ ┃ 二級 ┃ 砂土，粉土，古薄層柑砂的淤泥質(zhì) ┃ ┃ 6～9 ┃ 潛冰 ┃ ┃ 并點(diǎn) ┃ ┃ ┃ 0. 1—20 ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃（粉質(zhì)）黏土 ┃ ┃ 9—12 ┃ ┃ ┣━━━━┻━━━━┫ ┃ ┣━━━━━━╋━━━━━━━┫ ┃ 噴射井點(diǎn) ┃ ┃ ┃ 8—20 ┃潛水、承壓水 ┃ ┣━━━━┳━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━┫ ┃ ┃．疏干 ┃ 砂性土，粉土，宙薄層粉砂的淤泥質(zhì) ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ 0. 02 -0.1 ┃ >15 ┃ 潛水 ┃ ┃ ┃ ┃（粉質(zhì)）黏土 ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ 管井 ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┣━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━┫ ┃ ┃ 減壓 ┃ 砂性土，粉土 ┃ >0.1 ┃ >20 ┃ 承壓水 ┃ ┗━━━━┻━━━━┻━━━━━━━━━━━━━━━━━━┻━━━━━━━┻━━━━━━┻━━━━━━━┛ 二、常見降水方法 （一）明溝、集水井排水 1．當(dāng)基坑開挖不很深，基坑涌水量不大時，集水明排法是應(yīng)用最廣泛，亦是最簡單、經(jīng)濟(jì)的方法。明溝、集水井排水多是在基坑的兩側(cè)或四周設(shè)置排水明溝，在基坑四角或每隔30～40m設(shè)置集水井，使基坑滲出的地下水通過排水明溝匯集于集水井內(nèi)，然后用水泵將其排出基坑外(圖1K413024-1)。 圖1K413024-1明溝、集水井排水方法1-排水明溝I 2-集水井， 3-離心式水泵；4-設(shè)備基礎(chǔ)或建筑物基礎(chǔ)邊線I 5-原地下 水位線；6-降低后地下水位線 2．排水明溝宣布置在擬建建筑基礎(chǔ)邊0. 4m以外，溝邊緣離開邊坡坡腳應(yīng)不小于0. 3m。排水明溝的底面應(yīng)比挖土面低0.3～0. 4m。集水井底面應(yīng)比溝底面低0. 5m以上，并隨基坑的挖深而加深，以保持水流暢通。 3．明溝、集水井排水，視水量多少連續(xù)或間斷抽水，直至基礎(chǔ)施工完畢、回填土為止。 4．當(dāng)基坑開挖的土層由多種土組成，中部夾有透水性能的砂類土，基坑側(cè)壁出現(xiàn)分層滲水時，可在基坑邊坡上按不同高程分層設(shè)置明溝和集水井構(gòu)成明排水系統(tǒng)，分層阻截和排除上部土層中的地下水，避免上層地下水沖刷基坑下部邊坡造成塌方。 l 基坑（槽）開挖采用明溝排水時，應(yīng)分層下挖，即先進(jìn)行基坑（槽）的開挖，當(dāng)開挖到接近地下水位時，在基坑（槽）的適當(dāng)位置挖設(shè)集水井并安裝水泵，然后在基坑四周（溝槽一般在中間）開挖臨時排水溝，使地下水經(jīng)排水溝匯集到集水井并由水泵排出，繼續(xù)開挖排水溝兩側(cè)的土，當(dāng)挖掘面接近排水溝底時，再加探排水溝，盲到基坑（槽）底到達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高為止。排水溝底要始終保持比土基面低不小于0.3m 。當(dāng)坑（槽）面積較大時，可挖設(shè)縱橫交錯的多條臨時排水溝。排水溝應(yīng)以 3 % - 5 ％的坡度坡向集水井，使地下水不斷的流入排水溝，再匯集到集水井，由水泵排除。 挖土順序應(yīng)從集水井、排水溝處逐漸向遠(yuǎn)處挖掘，使基坑（槽）開挖面始終不被水浸泡， （二）井點(diǎn)降水 1-當(dāng)基坑開挖較深，基坑涌水量大，且有圍護(hù)結(jié)構(gòu)時，應(yīng)選擇井點(diǎn)降水方法。即用真空（輕型）井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)或管井深入含水層內(nèi)，用不斷抽水方式使地下水位下降至坑底以下，同時使土體產(chǎn)生固結(jié)以方便土方開挖。 2．井點(diǎn)布置應(yīng)根據(jù)基坑平面形狀與大小、地質(zhì)和水文情況、工程性質(zhì)、降水深度等而定。當(dāng)基坑（槽）寬度小于6m且降水深度不超過6m時，可采用單排井點(diǎn)，布置在地下水上游一側(cè)；當(dāng)基坑（槽）寬度大于6m或土質(zhì)不良，滲透系數(shù)較大時，宜采用雙排井點(diǎn)，布置在基坑（槽）的兩側(cè)，當(dāng)基坑面積較大時，宜采用環(huán)形井點(diǎn)。挖土運(yùn)輸設(shè)備出入道可不封閉，間距可達(dá)4m，一般留在地下水下游方向。 3．井點(diǎn)管距坑壁不應(yīng)小于1. 0～1. 5m，距離太小，易漏氣。井點(diǎn)間距一般為0.8～1. 6m。集水總管標(biāo)高宜盡量接近地下水位線并沿抽水水流方向有0.25%～0. 5%的上仰坡度，水泵軸心與總管齊平。井點(diǎn)管的入土深度應(yīng)根據(jù)降水深度及儲水層所有位置決定，但必須將濾水管埋入含水層內(nèi)，并且比挖基坑（溝、槽）底深0. 9～1. 2m，井點(diǎn)管的埋置深度應(yīng)經(jīng)計(jì)算確定。 ( 1 ）條狀基坑宜采用單排或雙排降水井，布置在基坑外緣一側(cè)或兩側(cè)，在基坑（溝槽）端部，降水井布置外延長度應(yīng)為基坑寬度的一倍至兩倍，選擇單排或雙排應(yīng)預(yù)測計(jì)算確定。 ( 2 ）面狀基坑降水井，宜在基坑外緣呈封閉狀布置，距邊坡上口 1 -2m ，當(dāng)面狀基坑很小時可考慮單個降水井 ( 4 ）在基坑運(yùn)土通道出口兩側(cè)應(yīng)增設(shè)降水井，其外延長度不少于通道口寬度的一倍 ( 6 ）降水井的布置，可在地下水補(bǔ)給方向適當(dāng)加密，排泄方向適當(dāng)減少 三、基坑的隔（截）水帷幕與坑內(nèi)外降水 （一）隔（截）水帷幕 1．采用隔（截）水帷幕的目的是切斷基坑外的地下水流入基坑內(nèi)部。截水帷幕的厚度應(yīng)滿足基坑防滲要求，截水帷幕的滲透系數(shù)宜小于1.010-6 cm／S。 2．當(dāng)?shù)叵潞畬訚B透性較強(qiáng)、厚度較大時，可采用懸掛式豎向截水與坑內(nèi)井點(diǎn)降水相結(jié)合或采用懸掛式豎向截水與水平封底相結(jié)合的方案。 3．截水帷幕目前常用注漿、旋噴法、深層攪拌水泥土樁擋墻等結(jié)構(gòu)形式。 4．基坑的隔（截）水帷幕（或可以隔水的圍護(hù)結(jié)構(gòu)）周圍的地下水滲流特征與降水目的、隔水帷幕的深度和含水層位置有關(guān)，利用這些關(guān)系布置降水井可以提高降水的效率，減少降水對環(huán)境的影響。 5．隔（截）水帷幕與降水井布置大致可分成三種類型，需要依據(jù)有關(guān)條件綜合考慮。 （二）隔（截）水帷幕與降水井布置 1．隔水帷幕隔斷降水含水層 基坑隔水帷幕深入降水含水層的隔水底板中，井點(diǎn)降水以疏干基坑內(nèi)的地下水為目的，見圖降水井 圍護(hù)結(jié)構(gòu)（隔水帷幕）這類隔水帷幕將基坑內(nèi)的地下水與基坑外的地下水分隔開來，基坑內(nèi)、外地下水無水力聯(lián)系。此時，應(yīng)把降水井布置于坑內(nèi)，降水時，基坑外地下水不受影響。 2．隔水帷幕底位于承壓水含水層隔水頂板中 隔水帷幕位于承壓水含水層頂板中，井點(diǎn)降水以降低基坑下部承壓含水層的水頭，防降水井圍護(hù)結(jié)構(gòu)（隔水帳幕）隔水層止基坑底板隆起或承壓水突涌為目的，見圖1K413024-3。這類隔水帷幕未將基坑內(nèi)、外承壓含水層分隔開。由于不受圍護(hù)結(jié)構(gòu)的影響，基坑內(nèi)、外地下水連通，這類井點(diǎn)降水影響范圍較大。此時，應(yīng)把降水井布置于基坑外側(cè)。因?yàn)榧词共贾迷诳觾?nèi)，降水依然會對基坑外水位有明顯影響，如果布置在基坑內(nèi)反而會多出封井問題。 3．隔水帷幕底位于承壓水含水層中 隔水帷幕底位于承壓水含水層中，如果基坑開挖較淺，坑底未進(jìn)入承壓水含水層，井點(diǎn)降水以降低承壓水水頭為目的；如果基坑開挖較深，坑底已經(jīng)進(jìn)入承壓水含水層，井點(diǎn)降水前期以降低承壓水水頭為目的，后期以疏干承壓含水層為目的，見圖1K413024-4。這類隔水帷幕底位于承壓水含水層中，基坑內(nèi)、外承壓含水層部分被隔水帷幕隔開，僅含水層下部未被隔開。由于受圍護(hù)結(jié)構(gòu)的阻擋，在承壓含水層上部基坑內(nèi)、外地下水不連續(xù)，下部含水層連續(xù)相通，地下水呈三維流態(tài)。隨著基坑內(nèi)水位降深的加大，基坑內(nèi)、外水位相差較大。在這類情況時，應(yīng)把降水井布置于坑內(nèi)側(cè)，這樣可以明顯減少降水對環(huán)境的影響，而且隔水帷幕插入承壓含水層越深，這種優(yōu)勢越明顯。圖1K413024-4隔水帷幕底位于承壓水含水層中 1K413030 盾構(gòu)法施工 1K413031掌握盾構(gòu)施工條件與現(xiàn)場布置要求 本條文簡要介紹盾構(gòu)施工條件選擇和現(xiàn)場布置的要點(diǎn)。 一、盾構(gòu)法施工條件 （一）盾構(gòu)與盾構(gòu)法施工 1．盾構(gòu)是用來開挖土砂類圍巖的隧道機(jī)械，由切口環(huán)、支撐環(huán)及盾尾三部分組成，也稱盾構(gòu)機(jī)械。 2．盾構(gòu)法是用盾構(gòu)殼體防止圍巖的土砂坍塌，進(jìn)行開挖、推進(jìn)，并在盾尾進(jìn)行襯砌作業(yè)從而修建隧道的方法。 3．盾構(gòu)機(jī)的種類繁多，按開挖面是否封閉劃分有密閉式和敞開式兩類；按平衡開挖面的土壓與水壓的原理不同，密閉式盾構(gòu)機(jī)分為土壓式（常用泥土壓式）和泥水式兩種。國內(nèi)用于地鐵工程的盾構(gòu)主要是土壓式和泥水式兩種(詳見1K413035)。 （二）盾構(gòu)法施工適用條件 1．在松軟含水地層，相對均質(zhì)的地質(zhì)條件。 2．盾構(gòu)法施工隧道應(yīng)有足夠的埋深，覆土深度宜不小于6m。隧道覆土太淺，盾構(gòu)法施工難度較大；在水下修建隧道時，覆土太淺盾構(gòu)施工安全風(fēng)險較大。 3．地面上必須有修建用于盾構(gòu)進(jìn)出洞和出土進(jìn)料的工作井位置。 4．隧道之間或隧道與其他建（構(gòu)）筑物之間所夾土（巖）體加固處理的最小厚度為水平方向1. Om，豎直方向1.5m。 5．從經(jīng)濟(jì)角度講，連續(xù)的盾構(gòu)施工長度不宜小于300m。 （三）城鎮(zhèn)施工注意事項(xiàng) 1．工作井位置選擇 盾構(gòu)施工隧道，除了工作豎井外，作業(yè)均在地下進(jìn)行。因此工作豎井位置選擇要考慮不影響地面社會交通，對附近居民的噪聲和振動影響較少區(qū)域；且能滿足施工生產(chǎn)組織的需要。 2．工作井?dāng)嗝娉叽绱_定 拼裝和拆卸用的工作井平面尺寸應(yīng)根據(jù)盾構(gòu)裝拆的施工要求來確定。拼裝井的井壁上設(shè)有盾構(gòu)出洞口，井內(nèi)設(shè)有盾構(gòu)基座和盾構(gòu)推進(jìn)的后座。井的寬度一般應(yīng)比盾構(gòu)直徑大1. 6～2.O米m，以滿足操作的空間要求。井口長度，除了滿足盾構(gòu)內(nèi)安裝設(shè)備的要求外，還要考慮盾構(gòu)推進(jìn)出洞時，拆除洞門封板和在盾構(gòu)后面設(shè)置后座，以及垂直運(yùn)輸所需的空間。 3．施工環(huán)境條件限制 在城鎮(zhèn)內(nèi)選擇盾構(gòu)法施工前提條件： (1)必須掌握隧道穿過區(qū)域地上和地下建（構(gòu)）筑物的詳盡資料，并做好處理保護(hù)方案。 (2)必須采取嚴(yán)密的技術(shù)措施，把地表沉陷限制在允許的限度內(nèi)。 (3)選擇泥水式盾構(gòu)必須設(shè)置封閉式泥水儲存和處理設(shè)施。 二、盾構(gòu)施工現(xiàn)場布置 （一）施工組織設(shè)計(jì) 1．盾構(gòu)施工組織設(shè)計(jì)、施工方案應(yīng)滿足合同工期和施工進(jìn)度的要求，在規(guī)定的施工區(qū)域內(nèi)正確處理施工期間所需各項(xiàng)設(shè)施之間的空間關(guān)系。 2．在建設(shè)方提供的施工用地范圍內(nèi)，對施工現(xiàn)場的道路交通、材料倉庫、材料堆場、臨時房屋、大型施工設(shè)備、集土（泥）坑、拌漿系統(tǒng)、臨時水電管線、消防器材等做出合理的規(guī)劃布置。 （二）施工現(xiàn)場平面布置 1．盾構(gòu)施工的現(xiàn)場平面布置：包括盾構(gòu)工作豎井、豎井防雨棚及防淹墻、垂直運(yùn)輸設(shè)備、管片堆場、管片防水處理場、拌漿站、料具間及機(jī)修間、兩回路的變配電間等設(shè)施以及進(jìn)出通道等。 2．盾構(gòu)施工現(xiàn)場設(shè)置： (1)工作井施工需要采取降水措施時，應(yīng)設(shè)相當(dāng)規(guī)模的降水系統(tǒng)（水泵房）。 (2)采用氣壓法盾構(gòu)施工時，施工現(xiàn)場應(yīng)設(shè)置空壓機(jī)房，以供給足夠的壓縮空氣。． (3)采用泥水平衡盾構(gòu)機(jī)施工時，施工現(xiàn)場應(yīng)設(shè)置泥漿處理系統(tǒng)（中央控制室）、泥漿池。 (4)采用土壓平衡盾構(gòu)施工時，應(yīng)設(shè)置電機(jī)車電瓶充電間等設(shè)施。 IK413034熟悉盾構(gòu)法施工地層變形控制措施 本條文以密閉式盾構(gòu)為主簡要介紹盾構(gòu)施工地層變形其控制措施。 一、近接施工與地層變形 （一）新建盾構(gòu)隧道穿越或鄰近既有地下管線、交通設(shè)施，建（構(gòu)）筑物（以下簡稱既有結(jié)構(gòu)物）的施工被稱為近接施工。在城市中近接施工不可避免，且隨著地下空間的開發(fā)利用會日益增多。因此，盾構(gòu)施工必須考慮控制影響區(qū)域的地層變形，采取有效的環(huán)境保護(hù)措施。 （二）近接施工管理 1．盾構(gòu)近接施工會引發(fā)地層變形，對既有結(jié)構(gòu)物會造成不同程度的有害影響；因此有必要采取系統(tǒng)性措施控制地層變形以保護(hù)既有結(jié)構(gòu)物。首先，應(yīng)詳細(xì)調(diào)查工程條件、地質(zhì)條件、環(huán)境條件（即既有結(jié)構(gòu)物現(xiàn)況與安全要求），在調(diào)查的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析與預(yù)測，制定防護(hù)措施；其次，制定專項(xiàng)施工方案；最后，施工過程中通過監(jiān)控量測反饋指導(dǎo)施工而確保既有結(jié)構(gòu)物安全。 2．近接施工管理流程如圖1K413034-1所示。 3．近接施工的管理措施 (1)盾構(gòu)掘進(jìn)引起的周邊地層變形狀態(tài)及其原因，包括：變形程度與主要原因之間的關(guān)系、對既有結(jié)構(gòu)物承載能力的影響程度。 (2)預(yù)測盾構(gòu)掘進(jìn)引起產(chǎn)生地層變形的解析方法，預(yù)測對既有結(jié)構(gòu)物影響的解析模型。 (3)減小地層變形與防止對既有結(jié)構(gòu)物影響措施的選擇，及其與工程條件、地質(zhì)條件和環(huán)境條件相適應(yīng)措施的確定方法。 (4)監(jiān)控量測管理系統(tǒng)、監(jiān)測項(xiàng)目、監(jiān)測方法、監(jiān)測數(shù)據(jù)的反饋方法。 二、盾構(gòu)施工與地層變形控制 （一）地層變形原因 1．地層變形的主要原因大致分為條件因素和直接原因兩類。條件因素主要有：覆土厚度、盾構(gòu)直徑、隧道線形、襯砌背后間隙、襯砌種類等。 2．直接原因由盾構(gòu)掘進(jìn)引發(fā)，主要有開挖面失穩(wěn)、地下水位降低、推力過大、頻繁糾偏、洞體土層失穩(wěn)、盾體與洞體的摩擦力、襯砌背后產(chǎn)生間隙、注漿壓力、襯砌變形、襯砌漏水等。雖然地層變形的直接原因有很多，但大體可分為以下4類： (1)地層應(yīng)力釋放產(chǎn)生的彈塑性變形，導(dǎo)致地層反力降低I (2)土壓增大產(chǎn)生的壓縮變形，導(dǎo)致垂直土壓增大或地層反力降低；‘ (3)附加土壓產(chǎn)生的彈塑性變形，導(dǎo)致作用土壓增大； (4)伴隨土的物理性能變化產(chǎn)生的彈塑性變形以及徐變變形，導(dǎo)致地層承載能力降低。 （二）地層變形機(jī)理 、 1．盾構(gòu)掘進(jìn)通過某一斷面的地層變形時間曲線與盾構(gòu)掘進(jìn)過程中所處位置相關(guān)。如圖1K413034-2所示，某一斷面地層變形的變形一時間曲線劃分為5個階段，各階段變形原因不同，變形機(jī)理各異。 2．某一斷面地層變形的第1階段：發(fā)生在盾構(gòu)到達(dá)該斷面之前，主耍表現(xiàn)為地下水位降低產(chǎn)生固結(jié)沉降。第2階段：盾構(gòu)通過該斷面前，若盾構(gòu)控制土壓（泥水壓）不足或過大，則開挖面正前方土體彈塑性變形引起地層沉降或隆起。笫3階段：發(fā)生在盾構(gòu)通過該斷面時，由于超挖、糾偏、盾構(gòu)外周與周圍土體的摩擦等原因而發(fā)生地層沉降或隆起。第4階段：盾構(gòu)通過該斷面后產(chǎn)生的彈塑性變形；若襯砌背后與洞體的空隙填充不及時，造成地層應(yīng)力釋放，則土體的彈塑性變形引起地層沉降；若襯砌背后的填充注漿壓力過高，則附加土壓引發(fā)地層隆起。第5階段：盾構(gòu)通過該斷面后長時間地發(fā)生后續(xù)沉降，主要由于盾構(gòu)掘進(jìn)造成的地層擾動、松弛等引起，在軟弱黏性土地層中施工表現(xiàn)最為明顯，而在砂性土或密實(shí)的硬黏性土中施工基本不發(fā)生。 （三）既有結(jié)構(gòu)物變形與變位 1．盾構(gòu)掘進(jìn)產(chǎn)生地層變形的同時，既有結(jié)構(gòu)物的外力條件或承載能力發(fā)生變化。 2．外力條件或承載能力的變化使得既有結(jié)構(gòu)物發(fā)生沉降、傾斜、斷面變形等變位與變形現(xiàn)象，其變位與變形的程度取決于工程條件、地質(zhì)條件與既有結(jié)構(gòu)物構(gòu)造特征。這里，工程條件主要是指隧道線形、近接施工區(qū)間的長度、是否采取隔離措施等；地質(zhì)條件是指既有結(jié)構(gòu)物構(gòu)與隧道之間地層的物理力學(xué)參數(shù)；既有結(jié)構(gòu)物構(gòu)造特征主要包括斷面形狀、強(qiáng)度、變形特性。 三、密閉式盾構(gòu)掘進(jìn)地層變形控制措施 由于盾構(gòu)掘進(jìn)地層變形各階段的機(jī)理不同，因此必須有針對性地采取控制措施。 （一）前期沉降控制 1．前期沉降控制的關(guān)鍵是保持地下水壓。 2．保持地下水壓措施： (1)合理設(shè)定土壓（泥水壓）控制值并在掘進(jìn)過程中保持穩(wěn)定，以平衡開挖面土壓與水壓。 (2)保持開挖面土壓（泥水壓）穩(wěn)定的前提條件：對于土壓式盾構(gòu)是泥土的塑流化改良效果，應(yīng)根據(jù)地層條件選擇適宜的改良材料與注入?yún)?shù)；而對于泥水式盾構(gòu)則是泥漿性能，應(yīng)根據(jù)地層條件選擇適宜的泥漿材料與配合比。 (3)防止地下水從盾構(gòu)機(jī)、盾尾以及拼裝好的襯砌結(jié)構(gòu)滲入。為此，應(yīng)保持盾構(gòu)機(jī)刀盤驅(qū)動、鉸接、盾尾等部位密封完好，保證盾尾密封油質(zhì)注入壓力與注入量，管片密封與拼裝質(zhì)量滿足規(guī)范要求。 (4)土壓式盾構(gòu)在地下水位高且滲透性好的地層掘進(jìn)時，采取有效的防噴涌措施，以防止地下水從螺旋輸送機(jī)涌入。 （二）開挖面前沉降（隆起）控制 1．開挖面前沉降（隆起）控制的主要措施是土壓（泥水壓）管理，真正實(shí)現(xiàn)土壓（泥水壓）平衡。 2．通常采取的措施有： (1)合理設(shè)定土壓（泥水壓）控制值并在掘進(jìn)過程中保持穩(wěn)定，以平衡開挖面土壓與水壓。 (2)保持開挖面土壓（泥水壓）穩(wěn)定的前提條件：對于土壓式盾構(gòu)是泥土的塑流化改良效果，應(yīng)根據(jù)地層條件選擇適宜的改良材料與注入?yún)?shù)；而對于泥水式盾構(gòu)則是泥漿性能，應(yīng)根據(jù)地層條件選擇適宜的泥漿材料與配合比。 ． (3)加強(qiáng)排土量控制。 (4)對于土壓式盾構(gòu)，必要時還應(yīng)對盾構(gòu)推力、推進(jìn)速度、刀盤扭矩等盾構(gòu)參數(shù)進(jìn)行控制。 （三）通過時沉降（隆起）控制 通過時沉降（隆起）控制措施主要有2種： 1．控制好盾構(gòu)姿態(tài)，避免不必要的糾偏作業(yè)。出現(xiàn)偏差時，應(yīng)本著“勤糾、少糾、適度”的原則操作。在較硬地層中掘進(jìn)的場合，糾偏時或曲線掘進(jìn)時需要超挖，應(yīng)合理確定超挖半徑與超挖范圍，盡可能減少超挖。 2．土壓式盾構(gòu)在軟柔或松散地層掘進(jìn)時，盾構(gòu)外周與周圍土體的黏滯阻力或摩擦較大時，應(yīng)采取注漿減阻措施。 （四）尾部空隙沉降（隆起）控制 尾部空隙沉降（隆起）控制的關(guān)鍵是采用適宜的襯砌背后注漿措施，主要有： 1．用同步注漿方式，及時填充尾部空隙。 2．根據(jù)地質(zhì)條件、工程條件等因素，合理選擇單液注漿或雙液注漿，正確選用注漿材料與配合比，以便拼裝好的襯砌結(jié)構(gòu)及時穩(wěn)定。 3．加強(qiáng)注漿量與注漿壓力控制。 4．及時進(jìn)行二次注漿。 （五）后續(xù)沉降控制 后續(xù)沉降主要在軟弱黏性土地層中施工時發(fā)生，主要控制措施是： 1．盾構(gòu)掘進(jìn)、糾偏、注漿等作業(yè)時，盡可能減小對地層的擾動。 2．若后續(xù)沉降過大不滿足地層沉降要求，可采取向特定部位地層內(nèi)注漿的措施。 四、盾構(gòu)施工與既有結(jié)構(gòu)物防護(hù) （一）接近施工中既有結(jié)構(gòu)物防護(hù)措施，按實(shí)施對象劃分可以分為三種： 1．盾構(gòu)施工措施； 2．對既有結(jié)構(gòu)物采取措施； 3．盾構(gòu)隧道與既有結(jié)構(gòu)物之間采取措施。 （二）盾構(gòu)施工措施 盾構(gòu)施工措施，主要是控制地層變形，同時減少對地層的擾動。 （三）對既有結(jié)構(gòu)物采取的措施 對既有結(jié)構(gòu)物采取的措施通常有結(jié)構(gòu)物加固、下部基礎(chǔ)加固及基礎(chǔ)托換三類。結(jié)構(gòu)物加固包括墻體加固、增設(shè)閉合框架加固、增加支撐等方式，以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)物本身抵抗變形的能力。下部基礎(chǔ)加固有加固樁、網(wǎng)狀樁和錨桿等方法，以提高結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的抗變形能力?；A(chǔ)托換是用新的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)替換受施工影響的結(jié)構(gòu)物下部基礎(chǔ)。 （四）新建隧道與既有結(jié)構(gòu)物之間采取的措施 1．新建隧道與既有結(jié)構(gòu)物之間采取的措施，主要有三種（如圖1K413034-3所示）： (1)盾構(gòu)隧道周圍地層加固； (2)既有結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)地層加固； (3)隔斷盾構(gòu)掘進(jìn)地層應(yīng)力與變形。 2．盾構(gòu)隧道周圍地層加固 盾構(gòu)隧道周圍地層加固的目的是提高周圍土體強(qiáng)度，以減小盾構(gòu)掘進(jìn)時對周圍地層的擾動，使加固區(qū)以外的地層不產(chǎn)生松弛，從而保護(hù)既有結(jié)構(gòu)物。通常采用的方法有：注漿加固、高壓噴射攪拌等。 3．既有結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)地層加固 既有結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)地層加固，是以提高結(jié)構(gòu)物地基承載力、減小結(jié)構(gòu)物地基變形為目的。通常采用的方法同樣是：注漿加固、高壓噴射攪拌等。 ’ 4．隔斷盾構(gòu)掘進(jìn)地層應(yīng)力與變形 隔斷盾構(gòu)掘進(jìn)地層應(yīng)力與變形，就是在盾構(gòu)隧道與既有結(jié)構(gòu)物之間構(gòu)筑剛性好的構(gòu)造體，以隔斷地層變形對既有結(jié)構(gòu)物的影響。通常的方法就是在盾構(gòu)隧道與結(jié)構(gòu)物之間施作隔斷樁，具體可選用高壓旋噴樁、鋼管樁、柱樁、連續(xù)墻等形式。 圖IK413034-3盾構(gòu)掘進(jìn)地層變形階段示意圖 (a)周圍地層加固 (b）基礎(chǔ)地層加固，(c)隔斷地層應(yīng)力與變形 1K413035 了解盾構(gòu)機(jī)型選擇要點(diǎn) 本條文簡要介紹盾構(gòu)機(jī)形式與分類。 一、盾構(gòu)機(jī)的選擇 （一）選擇的目的 L盾構(gòu)機(jī)的選擇是保障工程項(xiàng)目安全順利實(shí)施的前提條件與設(shè)備保障。 2．盾構(gòu)機(jī)的選擇除滿足隧道斷面形狀與外形尺寸外，還應(yīng)包括盾構(gòu)機(jī)類型、性能、配套設(shè)備、輔助工法等。 （二）選擇的依據(jù) 盾構(gòu)機(jī)的選擇依據(jù)主要有：工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件、隧道斷面形狀、隧道外形尺寸、隧道埋深、地下障礙物、地下構(gòu)筑物、地面建筑物、地表隆沉要求等，經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較后確定。 （三）選擇的主要原則 1．適用性原則 盾構(gòu)機(jī)的斷面形狀與外形尺寸適用于隧道斷面形狀與外形尺寸，種類與性能要適用工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件、隧道埋深、地下障礙物、地下構(gòu)筑物與地面建筑物安全需要、地表隆沉要求等使用條件。若所選盾構(gòu)機(jī)不能充分滿足上述使用條件，應(yīng)增加相應(yīng)的輔助工法，如壓氣工法、注漿工法等，以確保開挖面穩(wěn)定。 由于盾構(gòu)機(jī)具有較長使用壽命，可用于多項(xiàng)施工工程，因此應(yīng)根據(jù)使用壽命期內(nèi)預(yù)計(jì)的常用使用條件或最不利使用條件選擇盾構(gòu)機(jī)，以便具有較廣泛的適用性。 2．技術(shù)先進(jìn)性原則 技術(shù)先進(jìn)性有兩方面含義：-是不同種類盾構(gòu)機(jī)技術(shù)先進(jìn)性不同，二是同一種類盾構(gòu)機(jī)由于設(shè)備配置的差異與功能的差異而技術(shù)先進(jìn)性不同。 選擇技術(shù)先進(jìn)的盾構(gòu)機(jī)，一方面為了更好地適應(yīng)建設(shè)單位當(dāng)前及今后的工程施工要求，提高施工單位的市場競爭力；另一方面在合理使用壽命期內(nèi)保持技術(shù)先進(jìn)性。 技術(shù)先進(jìn)性要以可靠性為前提，要選擇經(jīng)過工程實(shí)踐驗(yàn)證、可靠性高的先進(jìn)技術(shù)。 當(dāng)前，技術(shù)最先進(jìn)的盾構(gòu)機(jī)是泥土壓式與泥水式盾構(gòu)機(jī)，隨著盾構(gòu)機(jī)的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)不斷完善與提高，其適用范圍愈加廣泛，已成為盾構(gòu)隧道施工使用最多的盾構(gòu)機(jī)。 3．經(jīng)濟(jì)合理性原則 經(jīng)濟(jì)合理性是指，所選擇的盾構(gòu)機(jī)及其輔助工法用于工程項(xiàng)目施工，在滿足施工安全、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境保護(hù)要求和工期要求的前提下，其綜合施工成本合理。 二、盾構(gòu)機(jī)類型與適用條件 （一）盾構(gòu)機(jī)類型， 盾構(gòu)機(jī)可按照不同的分類方法進(jìn)行分類。 1．按開挖面是否封閉劃分（見圖1K413035-1），可分為密閉式和敞開式兩類。 2．按平衡開挖面土壓與水壓的原理不同，密閉式盾構(gòu)機(jī)又可分為土壓式（常用泥土壓式）和泥水式兩種。敞開式盾構(gòu)機(jī)按開挖方式劃分，可分為手掘式、半機(jī)械挖掘式和機(jī)械挖掘式三種。 3．按盾構(gòu)機(jī)的斷面形狀劃分，有圓形和異形盾構(gòu)機(jī)兩類，其中異形盾構(gòu)機(jī)主要有多圓形、馬蹄形和矩形。按開挖面是否封閉分類 ——土壓式（泥土壓）密閉式 ——泥水式敞開式 手掘式半機(jī)械挖掘式機(jī)械挖掘式（二）各種盾構(gòu)機(jī)對地質(zhì)條件的適用性根據(jù)當(dāng)前盾構(gòu)機(jī)的技術(shù)水平，各種盾構(gòu)機(jī)對地質(zhì)條件的適用性如表1K413035所示。 盾構(gòu)機(jī)對地質(zhì)條件的適用性一覽表 表1K413035 三、盾構(gòu)機(jī)選擇的基本程序 （一）盾構(gòu)機(jī)選擇應(yīng)遵循基本原則，采取科學(xué)的方法，經(jīng)過策劃、調(diào)查、可行性研究、綜合比選評價等步驟，按照可行的程序進(jìn)行。 （二）盾構(gòu)機(jī)選擇的基本流程，如圖1K413035-2所示，以供參考。 【案例1K413035] 1．背景 某地鐵隧道盾構(gòu)法施工，隧道穿越土層有黏土、粉土、細(xì)砂、小粒徑砂卵石、含有上層滯水，覆土厚度8～14m，采用土壓平衡盾構(gòu)施工。施工項(xiàng)目部依據(jù)施工組織設(shè)計(jì)在具備始發(fā)條件后開始隧道施工，掘進(jìn)過程中始終按施工組織設(shè)計(jì)規(guī)定的各項(xiàng)施工參數(shù)執(zhí)行。 施工過程中發(fā)生以下事件： 事件一：拆除始發(fā)工作井洞口圍護(hù)結(jié)構(gòu)后發(fā)現(xiàn)洞口土體滲水，洞口土體加固段掘進(jìn)時地表沉降超過允許值。 事件二：在細(xì)砂、砂卵石地層中掘進(jìn)時，土壓