开挖与支护范文

开挖与支护范文（精选12篇）

开挖与支护 第1篇

某铁路为单线电气化铁路, 位于山西省临汾市境内, 全线有隧道20座, 大部分隧道洞身为奥陶系 (O) 、寒武系 (∈) 石灰岩地层。

东坡隧道位于吕梁山东侧中山区, 全长2852m, 隧道最大埋深约196m, 地表覆盖较厚的黄土层。隧道Ⅱ级围岩1900m, Ⅲ级围岩550m, Ⅳ级围岩402m。洪积黏质黄土、奥陶系石灰岩具体特征如下:

黏质黄土:分布于隧道顶坡面, 较厚, 大于10m, 浅黄、黄褐色, 硬塑, ○Ⅱ, σ0=150kPa;

石灰岩:灰白、灰黑色, 含白云岩、泥灰岩, 岩质坚硬, 结晶粒状、隐晶质结构, 块状构造, 产状N20°E/10°S, 受构造运动的影响, 节理裂隙发育。风化层厚2~4m, ○Ⅳ, σ0=800~850kPa;以下为○Ⅴ, σ0=1000kPa。

工点范围分布有台头东断层:产状北东东, 倾向北, 倾角78°, 性质不明, 延伸约11km, 该断层对该隧道无直接影响。

2 主要设计情况

2.1 超前支护

隧道进出口段均为黏质黄土, 结合钢架在拱部设Φ42注浆小导管, 出口端为防止隧道施工影响洞口上方G309公路安全, 在拱部160°范围设置长50mΦ108大管棚。进出口段临近黏质黄土地层的石灰岩地段, 采用Φ22砂浆锚杆超前支护。

2.2 初期支护

洞身段Ⅱ、Ⅲ级围岩采用C25喷射混凝土, 厚5cm, Ⅲ级围岩拱部设Φ22砂浆锚杆, Ⅳ级围岩土质地段 (设置Φ109大管棚段) 全断面采用Φ8钢筋网喷射C25混凝土, 拱墙厚22cm, 仰拱底厚10cm。全断面设置1榀/m的I16型钢钢架;边墙设Φ22砂浆锚杆。其余Ⅳ级围岩地段拱墙设Φ8钢筋网喷射C25混凝土, 厚20cm。拱墙设置1榀/m的三肢格栅钢架, 主筋采用Φ22螺纹钢筋。拱部设R25中空注浆锚杆;边墙设Φ22砂浆锚杆。拱部为黏质黄土时取消拱部锚杆。

2.3 二次支护

Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级围岩采用30cm厚C30混凝土二次衬砌, 进口段采用30cm厚、出口段采用45cm厚C35钢筋混凝土二次衬砌。

2.4 开挖方法

隧道土质地层设计采用人力风镐加小型机具开挖, 实际施工过程中由于黏质黄土完整性相对较好, 主要采用机具开挖;石灰岩段采用光面爆破开挖。Ⅱ、Ⅲ级围岩采用全断面法开挖, Ⅳ级围岩采用台阶法开挖。

3 支护开挖的设计

东坡隧道是按标准设计方法进行的, 根据围岩级别参照规范选取支护参数, 并充分考虑该隧道的特点。隧道洞身围岩属于一般围岩, 采用标准断面。隧道洞身大部分为奥陶系石灰岩, 岩质坚硬, 风化层不厚, 情况较好。设计采用光面爆破开挖, 强调优化光爆参数, 以保护围岩, 提高围岩自承载能力。根据隧道开挖后形成的坑道 (洞室) 的稳定性分级和构筑支护方式的组合情况, 人工支护的类型大体上分为以下四类:

(1) 饰面支护或防护支护:利用围岩的自支护能力;

(2) 构造支护:利用围岩的自支护能力, 为防止围岩在长期使用过程中自支护能力的降低, 而采取的构造上的措施;

(3) 承载支护:由围岩自支护能力和一般人工支护构成, 二次支护是不承载的;

(4) 特殊承载支护:由围岩自支护能力、一般人工支护和超前支护构成, 二次支护是承载的。

Ⅱ级围岩构造支护是指仅仅按结构的最小厚度设置的支护, 受到的荷载很小, 或者说, 基本上是不承载的。依据计算确定的厚度很小, 但施工很难做到。规范要求的二次衬砌厚度为25cm, 东坡隧道洞身Ⅱ级围岩段, 考虑到台头东断层对隧道的影响的不确定性, 采用30cm厚的C30混凝土二衬。Ⅲ、Ⅳ级围岩按承载支护设计, 采用标准设计, Ⅲ级围岩二次衬砌采用30cm厚的C30混凝土二衬, Ⅳ级围岩位于洞口浅埋段, 按Ⅶ度地震设防, 采用30cm厚的C35钢筋混凝土二衬, 下穿G309公路段考虑增加二次衬砌厚度, 采用45cm。

对于超前支护, 微风化石灰岩段按超前锚杆设计, 强风化及土质地层采用超前小导管, 考虑强风化岩层裂隙较发育, 注浆可充填裂隙, 加固围岩。对于初期支护, Ⅳ级围岩考虑设置钢架, 优先选用格栅钢架, 出口段下穿公路段采用型钢钢架。与型钢相比格栅存在如下优点:

(1) 格栅的刚度适中, 允许围岩适度变形, 又能及时提供支护阻力, 限制围岩过大的变形, 以防止崩塌;

(2) 节约造价;

(3) 质量轻、便于施工安装;

(4) 使用灵活, 可以随时调整其设计尺寸;

(5) 能很好的随混凝土一起与围岩密贴, 支护效果好;

(6) 便于与其他支护手段配合使用。对于锚杆, 边墙部位设置传统砂浆锚杆, 拱部采用中空注浆锚杆, 以便很好的与围岩密贴, 起到加固围岩的作用。对于Ⅳ级围岩黏质黄土质地段, 实践证明拱部锚杆的加固围岩效果不明显, 相反有破坏围岩本身整体性的趋势, 遂取消拱部锚杆。

4 施工中存在的问题

4.1 隧道开挖

根据“新奥法”原理, 隧道围岩是承载结构的一个重要组成部分, 也是构成承载结构的基本建筑材料。减少对围岩的损伤, 有利于提高围岩自身承载能力, 超挖明显仍然是隧道钻爆开挖普遍的问题, 开挖岩面很不平坦, 这直接影响围岩的自承载能力。所以光面爆破技术有待进一步发展, 光爆效果与现场实际密切相关, 需要现场施工经过实践, 不断改进光爆参数。

4.2 格栅钢架

尽管其支护效果优点明显, 但目前应用不是很广泛, 设计一般偏向于采用型钢, 原因是施工过程中格栅的加工普遍存在不合格的情况, 主要表现为焊接问题, 格栅有大量的焊接接点, 现场施作的焊接很难达到要求, 从而降低格栅整体刚度, 使其不能起到应有的作用。尽管现在大多数设计中都要求格栅的加工必须工厂化, 以提高格栅的加工质量, 但是实际施工时很少做到。

4.3 锚杆

一般地层设计大多沿用传统的全长粘结型砂浆锚杆, 锚杆大多现场加工, 一般采用Φ22螺纹钢筋, 垫板采用氧焊切割, 在中心打孔, 由于孔的形状、大小不规则, 锚固螺母很难发挥作用, 且现场施工时有的不加工锚杆端部的螺纹, 而是将锚杆施作完成后统一焊接在垫板上。因此锚杆的成品质量需要提高, 这就需要工厂化制作。锚杆灌注砂浆比较麻烦, 现在大多数施工都采用锚固剂代替砂浆, 向锚杆孔内填入锚固剂然后将锚杆打入, 尽管锚固剂的锚固效果能满足设计的锚杆抗拔拉力, 但锚杆受力集中在锚固点上, 这违背了全长粘结的锚固要求, 不利于围岩稳定。其次锚杆孔一般采用风钻打孔, 对于单线隧道来说, 洞内作业空间相对较小, 这给施工较长的锚杆钻孔带来了麻烦, 常有施工中锚杆施作长度不够的情况。

4.4 支护与围岩的密贴

直护与围岩密贴, 减少支护与围岩之间的空洞, 可有效防止围岩产生应力集中, 甚至造成衬砌开裂等不利情况。初期支护与围岩之间的空洞大多由于施工开挖光爆效果不好造成的, 特别是硬岩隧道, 其次多出现在型钢钢架部位, 由于喷混凝土不密实造成的空洞。二次衬砌与初支之间的空洞多出现于拱顶, 多由施工原因引起。

5 结束语

在今后的设计中初期支护钢架的选用应注重推广格栅, 达到经济合理的目的, 且格栅应成品化, 不应现场制作。在造价增加不多的前提下急需一种施工方便、支护效果好的成品锚杆代替砂浆锚杆, 以改进施工质量。对于衬砌后的空洞问题, 需要准确检测到空洞位置及情况以便进行处理, 即采用无损检测, 目前国内外应用较多的是电磁波法 (地质雷达法) , 也是一个比较成熟的检测方法。一般情况下要求施工完成后在拱顶注浆充填, 但目前的无损检测方法的经济性与实用性不明显, 这从某种程度上制约了大范围检测到衬砌后各个部位存在空洞的情况, 以便注浆有的放矢。综上所述, 作为“百年大计”的隧道工程, 尽管设计一般都偏于保守, 但受施工技术水平的限制, 许多设计理念在最终的实践环节出现偏差, 增加后期运营养护成本, 这就需要我们在今后的设计与施工过程中加大对新的技术工艺及材料的探索与应用, 提高施工水平, 最终保证质量。 (下转154页) (上接148页)

摘要：结合山西地区石灰岩地层的隧道设计及施工验证, 归纳存在的一些问题, 特别是施工对设计意图的实现程度, 例如:格栅钢架的加工质量、砂浆锚杆是否按设计长度施作、光面爆破效果的好坏、二次衬砌厚度及衬砌后空洞的检测情况及检测手段的实用性等, 吸取新的设计理念, 提出针对此类问题的解决方法, 使隧道工程在最大程度上保证质量。

关键词：单线铁路隧道,石灰岩,开挖,支护

参考文献

[1]关宝树.隧道工程施工要点集[M].北京:人民交通出版社, 2003:186.

[2]贺少辉.地下工程[M].北京:清华大学出版社, 2006:142.

煤矿采空区流沙隧道开挖与支护技术 第2篇

煤矿采空区流沙隧道开挖与支护技术

结合某铁路隧道施工实例,对隧道流沙产生的原因及坍塌形态进行了详细的.分析,制定了合理有效的施工措施,对其施工要点作了归纳,通过采取超前支护、尽早衬砌、封闭成环等措施,保证了隧道的安全、顺利施工.

作 者：刘文军 LIU Wen-jun 作者单位：中铁二十局第六工程有限公司,陕西西安,710032刊 名：山西建筑英文刊名：SHANXI ARCHITECTURE年，卷(期)：35(4)分类号：U455关键词：铁路隧道 流沙 超前支护 施工

浅析公路隧道的开挖与支护方法技术 第3篇

关键词：公路隧道开挖与支护

0引言

隧道是处于复杂地质条件下的建筑工程，它受天然形成的地质状态如地应力、地质物理参数、地下水、地质断层等因素和人工开挖操作如开挖方式、支护方式、支护时间等因素影响很大。由于隧道所处的地质环境不同，其围岩稳定特性也不同，因此应采用的支护方式和开挖方式也就不一样。目前隧道的开挖方式主要有全断面开挖方法、台阶法、台阶分部开挖法、导坑法、单侧壁导坑法、双侧壁导坑法等一。全断面开挖方法适用于一级围岩，台阶法适用于工级围岩，上下台阶之间的距离，能满足机具正常作业，并减少翻渣工作量台阶分部开挖法适用于一级围岩，一般环形井挖进尺以为宜导坑法适用于级围岩，各工序安排紧凑，能保证施工安全单双侧壁导坑法适用于围岩较差、沉降需要控制的隧道。而支护方式通常采用锚喷、锚网喷、锚喷网架、锚喷网架注浆、钢架支护、钢筋混凝土支护、注浆加固和预应力锚索支护等，实际应用中常常采用多次支护、联合支护等形式。本文重点分析了公路隧道的开挖与支护技术。

1新奥法基本思想

20世纪60年代提出的新奥法施工方法，目前已成为地下工程的主要设计施工方法之一。从70年代以来，我国在地下工程的各个领域中，广泛推广渊源于新奥法隧道施工概念而发展起来的现代支护新技术一喷锚支护，至今无论在理论研究还是在工程实践中都已经有了长足的进步。新奥法隧道施工的主要特点有：①隧道施工的概念与传统的支护理论不同，新奥法的主要原理，可解释为这样一种概念，即将隧道断面周围岩石从荷载的发生者转变为承载者。②既能有效地支护围岩，同时又允许围岩变形。新奥法认为，先施做薄的辅助混凝土衬砌，监测其变形过程，待变形达到稳定状态后才可修筑永久性支护。⑨锚喷支护应用于破碎岩体，锚杆支护的传统概念是锚杆只能用于锚固隧道上部有可能脱落的岩石，而不能用于节理发育的破碎岩体之中。④变形动态与监测施工，新奥法通过围岩压力释放来实现二次平衡，因此通过测量围岩和支护变形动态，控制隧道稳定是新奥法的核心内容。

2隧道开挖

隧道开挖的基本原则是在保证围岩稳定或减少对围岩的扰动的前提条件下，选择恰当的开挖方法和掘进方式，并应尽量提高掘进速度。即在选择开挖方法和掘进方式时，一方面应考虑隧道围岩地质条件及其变化情况，选择能很好地适应地质条件及其变化，并能保持围岩稳定的方法和方式另一方面应考虑隧道范围内岩体的坚硬程度，选择能快速掘进，并能减少对围岩的扰动的方法和方式。

隧道开挖方法实际上是指开挖成形方法。按开挖隧道的横断面分部情形来分，开挖方法可分为全断面开挖法、台阶开挖法、留核心土台阶开挖法、分部开挖法等。台阶开挖法，一般是将设计断面分上半断面和下半断面两次开挖成型，也有采用台阶上部弧形导坑超前开挖的。台阶法适用于，IV级围岩且含软弱夹层带或节理发育地段。根据围岩的破碎程度，台阶法又可分为长台阶法、短台阶法、超短台阶法。由台阶法变化而来，上台阶超前倍洞跨，主要应用在采用短台阶法开挖遇到土质、涌水、掌子面坍塌等段落。特点是施工调整不大，在遇到短距离围岩变化时可优先采用，能较快提高施工的安全性，但工序增多，进尺较短(一般不超过1m)。分部开挖法是将隧道断面分部开挖逐步成型，且一般将某部超前开挖，故可称为导坑超前开挖法。常用的有上下导坑超前开挖法、上导坑超前开挖法、单(双)侧壁导坑超前开挖法等。

光面爆破在隧道工程中的应用已经十分广泛，它不仅能提高隧道的掘进速度，科学有效的控制爆破还能避免超欠挖，保证后期支护效果。光面爆破的实质就是在隧道掘进设计断面的轮廓线上布置加密的周边眼，减小药包直径，减少装药量，采用低密度和低爆速的炸药，以控制炸药爆破能量及其作用，降低爆炸>中击波的峰值作用，削减它在岩石中引起的应力波强度，避免在炮孔周围产生压碎区，而使爆破作用集中到需要爆落的一侧岩体上，减弱对原岩体的破坏作用。

3支护方法

3.1喷射混凝土。向洞室内表面围岩喷射混凝土，能使被裂隙分割的岩块体粘接起来，保持岩块体的咬合和镶嵌作用，通过提高岩块体的粘接力和摩擦力来有效的防止围岩松动，并避免或缓和了应力集中现象的发生，而且给围岩表面以抗力和剪力，使围岩处于有利于稳定的三轴应力状态，并通过喷混凝土层自身的结构刚度，来阻止不稳定体的坍塌。喷射混凝土自身有一定的刚度，能够抵抗岩土体的坍塌，并且往往和其它支护方法共同作用，承受支护结构的受压变形，因此喷射混凝土支护方法是现代隧道施工最常用的方法之一。

3.2锚杆支护。在岩土体中打入锚杆，能约束岩土体的变形，并通过向围岩施加压力，使原来处于二轴应力状态的洞室内表面的围岩保持三轴应力状态，从而阻止了围岩体刚度的恶化，尤其是松动区内围岩的刚度。通过在岩土体中的系统锚杆的作用，在岩土体中形成了被约束变形的岩土体加固圈，形成了能够承受外部荷载的岩土体承载拱，与岩土体共同承受外部荷载，增强了岩土体的稳定性。

3.3挂钢筋网。钢筋网通常是与锚杆连接在一起使用的，由于锚杆布设有一定的间距，而锚杆约束作用之间的岩土体就非常薄弱，易发生坍落，为此在锚杆之间用钢筋网连接，可以使松散的岩土块体处于三轴应力状态中，保持稳定作用。同时锚杆之间相互连接，减小了由于单个锚杆失效，造成局部坍落的可能性。

3.4钢支撑。钢支撑是利用支撑结构自身的刚度来稳定岩土体，控制岩土体的变形，一般在工作面开挖完成后，按设计间距立刻安装，这样能够充分发挥钢支撑的作用，稳定岩土体。钢支撑主要用于岩土体自身稳定性极差的地层，通常有两种形式，一种是用钢筋制作的格栅钢架结构，另一种是用型钢制作的工字钢支撑。并且钢支撑经常与喷射混凝土、锚杆、钢筋网同时使用，以确保岩土体的稳定。

3.5注浆导管超前支护。超前注浆导管在超前支护方法上其作用类似于超前锚杆，纵向支撑松散的岩体，在隧道开挖的开挖轮廓线施做，由后部的钢支撑和前方未开挖部分岩土体支撑起中间部分的岩土体，起纵向梁作用。同时由于通过对导管内注浆和砂浆锚杆注浆，浆液将进入岩土体的裂隙中，形成刚度较大的土层加固圈，提高了岩土体的稳定性。这种方法对于裂隙发育的块状岩体效果为佳，超前注浆导管的对岩土体的注浆加固作用较超前锚杆效果要突出。由于向岩土体内注入了浆液，填补了岩土体中裂隙，不但提高了岩上体的力学性能指标，同时起到了防水的作用，地下水往往会降低围岩等级，不易使岩体失稳，发生坍塌，因此，这种方法对于含水地层的支护加固效果尤其显著。

3.6管棚超前支护。管棚施工方法主要用于岩土体的成拱效果极差的岩土体地层，这种地层由于地层自重，产生较大的岩土体侧向压力，隧道内会发生纵向的坍塌，引起前于地层自重，产生较大的岩土体侧向压力，隧道内会发生纵向的坍塌，引起前方地层的陷落。为确保进洞的安全，首先在洞口部位施工管棚，采用直径较大的钢管超前布置在开挖的外轮廓线，超前的距离较大，形成纵向钢梁的作用，可以有效的减小由于岩土体自重产生的侧向压力，稳定前方地层。

4结语

隧道开挖与支护的力学行为 第4篇

1 地层原始应力

隧道开挖前的地层是相对静止的状态,因为地层中任何一处的岩土都受到上下、左右、前后岩体的挤压,保持着相对力平衡状态。它是由上覆地层自重、地壳运动的残余应力以地下水活动等因素所决定的。在地形比较平坦,未经过强烈构造变动的岩体中,天然主应力方向可视为近铅直和水平,铅直天然应力σ,等于上覆岩体的自重,即σv=pgz。

2 隧道开挖应力

开挖形成的隧道工程岩体,原有平衡体系遭到破坏,岩体应力产生重分布,即在围岩面(或自由面)附近的应力场形成卸荷应力场,尤其是浅埋偏压隧道更是如此。由于隧道洞壁无侧向约束或侧向约束作用较小,这种卸荷作用由围岩自身岩体来承担,从而形成量级和范围较大的二次应力场,使得开挖面出现新的裂纹及原有裂纹的扩展现象,在宏观上表现为工程岩体向自由面的扩容现象,且变形特性参数和强度特性参数降低。从形成机制上讲,卸荷应力状态实质上相当于在原有应力状态下叠加了一个侧向的拉应力,使得工程岩体自由面极易产生平行于主应力方向的张裂纹,并逐步向岩体内部调整转移,在宏观上表现为明显的侧向扩容。

3 无压洞室围岩重分布应力计算

3.1 弹性围岩重分布应力

围岩为坚硬致密的块状岩体,当天然应力大约等于或小于其单轴抗压强度的一半时,围岩呈弹性变形,可视为各向同性、连续、均质的线弹性体,其围岩重分布应力可根据弹性力学计算。

3.1.1 圆形洞室重分布应力的大小

如果洞室半径相对洞长很小,按平面应变处理,考虑为两侧受均布压力的薄板中心小圆孔周边应力分布问题,把它看成是两个柯西问题的叠加,如图1所示。

3.1.2 洞壁上的重分布应力的特征

通过式(1),洞壁上的重分布应力具有下列特点:

(1)洞壁上的为单向应力状态;

(2)大小与与洞室尺寸R0无关;

(3)当θ=0、180°时,;

(4)当θ=90、270°时,;

(5)当λ<1/3时,洞顶、洞底将出现拉应力;

(6)当1/3<λ<3时,为压应力且分布较均匀;

(7)当λ>3时,洞壁两侧出现拉应力,洞顶、洞底出现较高的压应力集中。

3.1.3 各种形状洞室重分布应力特点

(1)椭圆形洞室长轴两端点应力集中最大,易引起压碎破坏,短轴两端易拉应力集中,不利于围岩稳定;

(2)各种形状洞室的角点或急拐弯处应力集中最大,如正方形或矩形洞室角点等;

(3)长方形短边中点应力集中大于长边中点,而角点处应力集中最大,围岩最易失稳;

(4)当岩体中天然应力相差不大时,以圆形洞室围岩应力分布最均匀,围岩稳定性最好;

(5)当岩体中天然应力相差较大时,则应尽量使洞室长轴平行于最大天然应力的作用方向;

(6)在天然应力很大的岩体中,洞室断面应尽量采用曲线形,以避免角点上过大的应力集中。

3.2 塑性围岩重分布应力

地下洞室开挖后,洞壁的应力集中最大,当它超过围岩屈服极限时,洞壁围岩就由弹性状态转化为塑性状态,并在围岩中形成一个塑性松动圈,圈内一定范围内的应力因释放而明显降低,最大应力集中由原来的洞壁移至塑、弹性圈的交界处,使弹性区的应力明显升高,一般可采用弹塑性理论求解塑性圈内的围岩重分布应力。径向应力为:

环向应力为:

由式(2)、(3)可知:

(1)塑性圈内围岩重分布应力与岩体天然应力()无关,而取决于支护力()和岩体强度()值。

(3)塑性圈与弹性圈交界面(r=R1)的应力

从式(6)可知:塑、弹性圈交界面上的重分布应力取决于无关;支护力不能改变交界面上的应力大小,只能控制塑性松动圈半径(R1)的大小。

摘要：隧道的开挖破坏了岩体天然应力的相对平衡状态,洞室周边岩体将向开挖空间松胀变形,形成新的应力状态,给出隧道开挖与支护的力学行为与一般规律,以期为隧道开挖与支护的设计、施工提供有益的参考。

关键词：开挖,支护,力学行为

参考文献

[1]张延新,蔡美峰.高速公路隧道开挖与支护力学行为研究[J].岩土力学与工程学报,2006(,6).

[2]孙伟亮.顺层偏压地层隧道施工力学行为分析[J].铁道建筑技术,2008(5).

基坑支护开挖回填 第5篇

根据在珠海金海新世界花园工程监理基坑支护及土方开挖换填施工的施工，简单谈一下基坑支护及土方开挖换填施工控制。

工程概况：本工程是由上海建工股份有限公司承包施工，基坑支护及土方开挖施工图是由广东省珠海工程勘察院设计，并经珠海泰安建设工程有限公司审查通过。监理单位是由珠海市城市建设监理有限公司进行监理。上海建工股份有限公司申报的基坑及土方开挖施工方案经建设、监理单位进行审核，并通过了市专家组讨论通过。各审批单位一致认为基坑支护图纸设计合理。符合国家规范要求。施工单位编制的施工方案可行，目标明确、程序合理、措施到位、可操作性强。

施工单位接到建设单位项目指令后于2010年8月25日开始进行土方开挖及基坑支护工作，严格按照设计施工图纸和施工方案进行施工。施工过程中确保施工工艺完善，原材料经试验检测合格后方可使用原则，进行规范化的施工。基坑BC段于2010年9月28日经各方验收单位进行验收合格，符合质量规范要求。

根据基坑前期西南角试开挖和换填情况，基坑坑底软土流动性极大，开挖换填过程中难以保持自立，挖淤过程中隆起的现象严重，换填开挖中对坡底软土扰动太大，且换填料亦难以及时满足密实度要求以达致理想的坡底加固效果，该段基坑已出现大面积滑移，坡顶影响距离6~10m，坡底影响距离8~12m；此外，基坑东侧局部坡底揭露软土段开挖至约-5.2m标高后在未进行超挖换填的情况下坡顶最大沉降达200mm，坑底亦出现明显隆起现象。

在2010年10月10日晚，由于土体稳定性发生突变，导致BC段基坑顶部80米长，15米宽的范围出现多处裂缝及塌陷现象，最宽的裂缝约60cm~80cm，塌陷深度0.3~1.5米不均匀的沉陷。坡面出现起拱开裂，坡底土体隆起。坡顶上部的水泥搅拌桩全部断裂。对此建设单位连夜召集各参建单位进行应急会议分析事故原因及预防处理措施。分析基坑塌陷土体滑移的主要原因是基坑顶部主动土压力大于坡底被动土，造成土体深层滑移。

为了避免意外事故的继续扩大，我监理组织了相关单位及时进行施救。首先，将人员撤离至安全区域，利用彩条布盖住开裂土面，防止雨水灌入土体；召开施救应急会议，制定处理方案；根据方案，对基坑顶部土方（包括桩头）进行放坡开挖卸载。

开挖与支护 第6篇

【摘要】本文详细介绍了黄土状壤土隧洞短进尺、勤支护、横断面分区开挖及结合钢筋格栅拱架喷射混凝土支护措施等特殊的开挖支护方法及施工工艺，以供类似工程参考。

【关键词】黄土状壤土；开挖；支护

1、工程基本情况

延安黄河引水工程芦草梁隧洞地处延安市宝塔区与延川县交界处，全长679.1m。隧洞成型标准横断面为直墙城门洞型，设计开挖断面尺寸为宽×高=3.7×4.35m，成型尺寸为宽×高= 2.5×3.05m。隧洞全段顶拱、侧墙采用钢筋格栅拱架喷0.2m厚C20混凝土初期支护。隧洞全断面均采用厚度为0.4m的C25W6F200钢筋混凝土衬砌。

2、隧洞地质围岩情况

隧洞地质围岩为黄土状壤土隧洞，地下水位较高。黄土状壤土密度ρ=2.00～2.03g/cm3，含水量ω=19.50～22.90%。饱和固结快剪强度指标Φ=20.8～24.4°，C=36～42Kpa，单位弹性抗力系数K=0。

3、黄土状壤土隧洞开挖支护施工方法及施工工艺

3.1开挖掘进施工方法及施工工艺

洞身段开挖采用0.3m3小型反铲挖掘机进行，预留0.4m保护层人工配合修整。横断面上分为3部分依次开挖逐步推进进行开挖。循环进尺进洞前10.0m为0.5m；进洞10.0m后为0.8m。其开挖横断面分区方法见开挖示意图3-1所示。

先开挖第①部分，开挖完成验收后立即喷射3～5cm混凝土封闭开挖面（下同），待喷射混凝土初凝后立即进行顶部钢筋格栅拱架的安设及后续的喷射混凝土施工。

待第①部分初期支护完成后再进行第②部分开挖。

第③部分开挖待第②部分初期支护全部完成后进行。

3.2初期支护施工方法及施工工艺

进洞前，在洞顶圆弧设计开口线上0.5m位置弧向布置1排Ф25mm锚杆，弧向间距0.3m，锚杆外露端和洞内第一榀钢筋格栅拱架通过Φ25钢筋焊接连接。并喷射厚度为10cm（法线方向）的C20混凝土。

（1）钢筋格栅拱架施工方法及施工工艺

钢筋格栅拱架高度为0.2m三支形断面。主筋、架立筋及拱架之间连接筋均采用Φ25mm钢筋，箍筋采用φ6.5mm钢筋。箍筋间距0.4m。钢筋格栅拱架每榀分为顶拱部、边墙两部分。

顶拱格栅拱架分为两片，其中一片弧向长度2.0m，并带边墙直线长度0.5m；另一片弧向长度3.8m，并带边墙直线长度0.5m，纵向交叉安装。边墙格栅共计两片，每片高度2.0m。

单榀钢筋格栅拱架的每片之间采用1.2cm厚、200mmX200mm接头钢板焊接连接。钢筋格栅拱架榀与榀之间连接采用间距为1.0m的Φ25mm钢筋焊接连接。在钢筋格栅拱架片与片连接处开挖面上“八”字型布置两根直径为Φ25mm锁脚水泥锚固剂锚杆，Φ25mm锚杆长度3.0m，入土2.8m，外露0.2m，外露端和钢筋格栅拱架焊接牢固。鋼筋格栅拱架每榀纵向间距在进洞前10m为0.5m，10m后纵向间距为0.8m。

（3）挂网喷射混凝土施工方法及施工工艺

钢筋格栅拱架施工验收合格后，挂设φ6.5 @200X200mm钢筋网片（钢筋网片搭焊在钢拱架背侧），喷射C20混凝土，喷射厚度0.20m。

4、地下水抽排施工方法及施工工艺

隧洞地质围岩为黄土状壤土隧洞，地下水位高于洞顶设计高程。加上隧洞开挖主要是顺坡向开挖，无法自流出洞，施工时需要加强抽排水。根据实际渗水及结合设计要求，在开挖底面铺筑厚度为0.2m的粒径为20mm～40mm的卵石作为排水通道。为避免施工设备在其上通行时带进杂物、泥巴等对排水通道的影响，在排水通道顶面车辙位置处放置钢板作为施工设备通行道路。洞内纵向每间隔20m左右位置一侧设置一集水井，集水井内架设潜水泵接力将洞内渗水抽排至洞外排水沟。集水井为圆形，内直径为0.5m，集水井底面低于所在位置的排水卵石底面0.3m，顶面同于所在位置的垫层混凝土顶面。集水井采用厚度为12cm砖墙砌筑。集水井和卵石排水通道连接高度范围内预留十字型进水孔。

5、收敛变形监测

收敛变形监测主要布置在洞内含水量相对较大的部位的4个断面处预埋收敛变形监测仪，每个断面布置3个测点其中顶拱一个测点，左右侧墙开挖底面底板以上1.7m处各一个测点。埋入深度至喷射混凝土和黄土状壤土界面。

5.1收敛变形监测内容

5.1.1两侧收敛变形监测。主要监测两侧相对位移、变形速度、两侧收敛变形与作业面位置及时间关系。5.1.2顶供下沉收敛变形监测。主要监测顶供相对位移、变形速度、顶供下沉与作业面位置和时间关系及判断初期支护方法的是否适宜。

5.2收敛变形监测点的埋设及监测方法

收敛变形监测点埋设按照设计要求进行，并用红漆在喷射混凝土面画圈做明显的标记。

前期读数每天2～3次，后期根据变形收敛情况每天一次，并及时记录整理数据。并对监测数据进行分析，根据收敛变形监测分析结果及时调整初期支护方法及施工工艺。

6、结束语

本工程黄土状壤土隧洞特殊的开挖支护方法及施工工艺，为今后类似工程提供了实践经验和参考依据。当然该施工方法和施工工艺还有需进一步研究和改进的问题，如开挖时为保证初期支护后断面尺寸满足设计要求而考虑一定量的径向超挖量、考虑多少等，须在今后的工作中进一步研究和探讨。

作者简介

魏永华（1966-），男，从事水利水电工程施工28年.

试论地铁车站基坑开挖与支护方案 第7篇

基坑开挖是指在地底下开挖一个地下空间, 基坑支护是为了保证基坑开挖顺利进行, 结构施工更加牢固, 基坑周边环境更加安全的一项保护措施, 是一个临时的支撑结构, 安全性能较小, 风险较大。基坑开挖过程不仅要保证基坑自身的安全性, 还要保证基坑周围环境不受影响, 以及基坑周围地层不被移动, 是一项复杂的工程。

1 基坑开挖前的准备工作

1) 需要清除在基坑范围之内的垃圾物品, 为基坑开挖准备充足的空间, 做好施工地段的供水, 供电, 排水系统, 将需要调整的管线重新铺设, 并尽可能平整施工场地内的运输便道, 确保交通运输安全。

2) 选择适合的郊外弃工场作为排渣区, 使得挖出来的渣土可以通过车辆及时运送到郊区;然后, 对开挖步骤进行合理的规划, 制定施工方案, 使施工有目的性, 让接下来的工作能顺利有序的进行。

3) 按照工程监测要求, 对场地进行精确的测量, 最大限度地合理利用土地资源;接下来, 对开挖区域内的土体进行预降水, 从而加快土体干燥, 加快开挖过程中施工人员操作速度, 加快土方挖运。

4) 通过轴力和预应力的计算, 选择合适的加工设备, 对支撑进行合理设计, 对所需要的仪器工具进行购置或租赁等。

2 地铁车站基坑开挖工序

第一步:基坑围护结构施工。修建地下围护桩或连续墙和临时立柱桩。

第二步:基坑开挖及支护施工。采用明挖法进行基坑的开挖, 开挖至第一道钢筋混凝土支撑底标高时架设第一道支撑, 依次向下开挖, 并及时架设各道支撑, 直至开挖至基坑底面。基坑支护方案有自然放坡、土钉墙、冠梁加排桩, 桩锚支护、地下连续墙等形式。

第三步:底板施工。依次施加接地网、垫层、底板防水层和底板, 待底板混凝土强度达到70%以上时, 拆除第四道支撑。支撑体系的拆除其实就是支撑的“倒换”过程, 也就是把钢管横撑所承受的侧土压力转化为临时支护结构或是永久支护结构。钢支撑的拆除流程为:吊车就位、钢丝绳支撑→活络节安放千斤顶施加顶力→将钢楔撤掉→将顶力解除。

第四步:中板和顶板施工。依自下而上顺序进行施工侧墙防水层、侧墙、中柱、结构板, 直至顶板结构, 待地下二层中混凝土强度达到70%以上时, 拆除第三道支撑, 待地下一层中板混凝土强度达到70%以上时, 拆除第二道施工。

第五步:基坑回填及道路恢复。等到顶板混凝土强度达到70%以上时, 拆除第一道支撑, 及时施作顶板保护层以及防水层, 然后进行基坑土方回填, 当回填至原路面底基层标高时, 施作路面结构, 恢复路面交通, 结束施工。。

3 基坑开挖及支护方案

3.1 基坑排水和降水方案

基坑排水是为了保证土方开挖的顺利进行, 提高开挖过程的安全性。基坑开挖前应保证每段基坑封闭, 采用三轴止水帷幕的形式, 然后进行坑内降水, 等到地下水位降到开挖面下1 m左右, 接着再进行土方开挖。每一阶段都得等到水位降到设计水位后, 而且沉降趋于稳定后才可以进行下一阶段的降水。基坑开挖到底部时, 在四个顶角以及中间每隔20 m~30 m设置一个积水坑, 用来储存少量的地下水, 最后再用水泵将地下水排出基坑外。

3.2 基坑开挖

采用“竖向分层, 纵向分段”对基坑进行开挖, 纵向是由东向西进行推进, 竖向由上向下分层开挖。开挖的顺序为:先挖中间再挖两边, 采用挖掘机进行开挖, 用龙门吊进行安装钢支撑结构。基坑开挖允许偏差与检验方法见表1。

3.3 基坑支护

基坑开挖好以后, 对基坑的支护是一项非常重要的环节, 一般采用钢支撑, 钢支撑的安装和预应力的施加一般在16 h以内, 当开挖到距离钢管支撑底部0.5 m高度时, 应该及时安装钢围檩与钢管内支撑。根据有关计算, 将管节进行预拼接, 并且要检查支撑的平整度。经检查合格的支撑按照部位进行编号, 以免用错, 支撑采用龙门吊整体一次性吊装到位, 人工进行安装。

4 基坑开挖的注意事项

1) 基坑开挖阶段应采取分段、分层对称开挖, 尽量减少围护结构的变形。开挖后应及时进行基坑支护, 施加一定的预应力, 并且安排好支撑拆除和主体结构建筑的施工前后顺序, 使得挖土方法和支撑顺序与设计工况相符合, 要保证主体结构混凝土达到强度要求后再拆除前一道工序的支撑结构。

2) 控制好相邻土方开挖区的土体高度差, 粘性土层一般采用1∶1.5 (垂直∶水平) , 如果基坑开挖很深时, 应该挖土稍慢些, 边坡尽量平缓, 避免卸载速度太快而造成土体失去稳定性, 基坑底部涌土, 桩身倾斜等的严重后果。机械挖土至距离坑底20 cm左右时应该采用人工修土, 为了确保原状土的完好无损, 基坑开挖达到设计的标准高度时应该清除浮土, 经验槽合格后, 就可以展开下一道工序。

3) 在支护设计允许范围之外, 机械设备和车辆不得在支护结构上直接行走进行操作, 而且挖土机器等不得碰撞支护结构, 工程桩, 支架, 围护墙, 立柱等, 以免损坏结构, 使得工程操作出现问题。基坑开挖过程中应该特别注意围护结构的受力变形情况, 进行有效的控制。对面积较大的基坑, 应特别重视基坑变形, 尽量加快施工进程, 及时进行支护结构的支撑, 减少基坑在无支撑情况下的暴露时间。

4) 基坑开挖应该特别注意水的排放, 认真做好基坑排水工作, 施工进程要快速, 使坑内保持干燥, 坑内周围要设有排水沟, 使水可以及时流出, 坑内要设有明沟, 暗沟或集水井对水进行随时排放, 并且要特别注意地面雨水倒流进坑内, 造成基坑遭水灾现象。

5 钢支撑施工中注意事项

1) 钢支撑所需材料设备应认真检查之后再进场, 杜绝不合格的材料在工程中利用, 而且钢支撑材料要符合设计使用要求, 管段外观要光滑且没有严重的腐蚀现象, 也没有扭曲情况, 法兰边沿平整, 活络端要完好无损, 管壁的焊接处要保证完整结实。

2) 根据工程当地的实际情况合理选择钢支撑的吊装设备, 对设备的进场, 调试, 安装应提前安排好。工程中一般采用先撑后挖, 先中间再两边的原则, 采用对称的方法对钢支撑进行安装, 每根支撑在挖土后8 h~24 h内进行安装, 从而减少维护墙体的变形。

3) 如果需要焊接, 必须严格按照操作规范执行, 焊接过程中必须要满焊, 高度和宽度应该严格遵循设计要求, 焊缝表面要光滑平整, 不准有气孔出现, 中间不能有杂质或裂缝等。基坑内操作需要多种工种同时进行, 所以各工种间要密切合作, 互相配合, 使得工程操作天衣无缝, 没有漏洞, 同时确保生产安全。

4) 钢支撑中最主要的部分是对应力的施加, 应力的施加是有效控制基坑变形的手段之一, 应力的施加过程应该保证绝对精确, 对油泵, 千斤顶, 压力表要进行严格检查。在施加应力的过程中还要考虑气候环境对钢支撑应力造成的影响, 尽可能选择温度比较低的时间段对钢支撑施加应力。

6 结语

地铁车站的基坑开挖与支护是一项复杂的施工过程, 我们应该在开挖前期, 开挖过程中以及开挖的支护措施还有支撑结构的拆除等环节都进行严格操作。确保施工的顺利进行, 保证施工安全, 使得开挖项目完美竣工。

摘要：介绍了地铁车站基坑开挖前的准备工作及具体的开挖工序, 对基坑开挖及支护方案进行了详细的分析, 提出了在基坑开挖和钢支撑施工中的注意事项, 以确保施工的顺利进行, 保证施工安全。

关键词：地铁车站,基坑开挖,支护方案

参考文献

[1]黄跃翔, 地铁深基坑交叉施工支护方案设计优化与实践[J].地下工程与隧道, 2010 (7) :39-40.

[2]王场, 肖昭然, 蒋敏敏.地铁车站深基坑支撑系统优化研究[J].土木基础, 2011 (6) :71-72.

开挖与支护 第8篇

关键词：施工,地质,水文条件,基坑,护壁桩,土方开挖

1 工程概况及土方施工总体思路

1.1 工程概况

某大学图书馆第一期工程位于某市中心大学校园内, 为一多层建筑, 建筑用地20685.92m2, 地上5层, 地下1层, 建筑面积26420.24m2 (其中:地下6015.03m2) , 建筑总高度26.5m。

1.2 施工总体思路

因本工程所处位置地下水位过高, 故采用深井降水待水位到达设计要求后进行土方开挖。

本工程采用多排水泥桩加冠梁作为基坑支护, 整个地下室土石方开挖工程量约3万m3, 主楼部分 (1#A座、B座) 开挖深度约为6m、地下车库部分挖至车库底板下300mm。因本工程地下车库处现有部分房屋未拆除, 因此土方工程分两次进行, 首先进行主楼部分土方开挖, 待地下车库部分地上房屋拆除后开挖。土方开挖施工结合地下降水的进度进行, 采用区块分层同时开挖施工 (分层开挖以利于围护结构受力不集中, 减少侧向变形量) 。

在基坑开挖完毕后, 在施工现场搭建保温暖棚, 以保证后续人工挖孔桩在冬期施工中的质量。

2 现场地质及水文条件

2.1 地质条件

地层主要由河流堆积物和白垩纪系砂岩、泥岩组成, 自上而下由杂填土、粉质粘土、粉砂、中砂、砾砂、圆砾、泥岩及砂岩等组成。

2.2 水文地质条件

拟建场地地下水类型为孔隙水, 具有一定承压性, 承压水头约2.5~3.0m左右, 含水层主要为中粗砂、砾砂及圆砾层, 实际勘察期间稳定水位在自然地面下1.5~3.7m之间, 水位标高在230.9~233.36m之间, 初见水位在3.80~6.30m之间, 地下库变化幅度在1.00~1.50m左右。

3 基坑护壁桩施工

3.1 基坑护壁桩的选择

依据目前基坑支护方式, 通常采用排桩加冠梁的支护方式, 根据本场地岩土地质条件及开挖深度, 本着安全、经济合理的原则, 拟采用排桩加锚桩拉接的支护方式。

3.2 施工准备

根据图纸要求及现场场地实际情况, 为保证工程质量和工期要求, 基本施工过程包括:选择好施工机具, 施工材料, 上部深度的土方开挖;护坡成桩, 冠梁浇筑;锚筋等工作, 加强管理合理布置。

3.3 施工方法

3.3.1 施工方法

⑴首先确定准备施工的桩位号, 根据护壁桩施工的特殊性, 为避免踩踏施工桩位, 间隔放施工桩位, 打上白灰点, 插上钢筋, 分两次完成护壁桩的施工时由施工班长按图纸找点, 以漏出圆状白点和钢筋为准。第一遍施工完毕后, 平整场地钻出的土, 第一次依据固定点或其它准确的桩位点放置第二遍桩位, 按桩位图尺寸进行检查。

⑵钻机就位后, 调整好钻杆的垂直度。使钻头尖与桩位点垂直对准如发现钻尖离开点位要重新调整, 重新稳点, 直到达到钻头尖对准桩位为止。

⑶桩机钻尖落钻时必须同放线钉点或灰点吻合力能落钻, 完全调整好钻杆垂直度后方能开钻, 入土过程中应不断校正钻杆垂直度。鉴于该部位下步施工工艺要求的特殊性, 项目经理部要求成桩后桩位符合规范要求。

3.3.2 成孔工序

⑴首先将混凝土泵输送管、钻杆内的残渣清干净, 为防止泵送混凝土过程中输送管路堵塞, 应先在地面打砂浆疏通管路。

⑵开钻时钻头插入地面不小于10cm, 钻机启动空转10秒后下钻速度要平稳。

⑶钻进过程中应随钻随观察地下土层变化, 是否符合地质勘察, 如发现异常情况, 不良地质情况或地下障碍时要立即停止钻进, 与甲方协商解决处理后方可继续施工。

⑷钻机钻到设计孔底标高后, 注混凝土开始以低速控制, 提钻注混凝土三米以上增大水泵的压力, 并始终保持混凝土超出钻头1m, 每分钟提升高度不宜大于2.5m。保证成桩后桩顶混凝土高于设计标高不少50cm。

3.3.3 安置钢筋笼

⑴机台人员将预制的钢筋笼抬到孔口, 利用钻机自备吊钩放入孔中, 用水准仪确定标高, 并将其固定在设计笼顶标高处。

⑵固定钢筋笼要保证主筋保护层厚度。

⑶钢筋笼固定后, 灌注工清理干净孔口确保混凝土初凝前孔无虚土掉入。

3.3.4 混凝土的的配置要求

⑴护壁桩为C30混凝土, 采用豆石配置, 在配置混凝土之前, 各种原材料要经过二次复检并具备合格证, 且经过监理报验审查, 根据监理审核报验的配比单配置混凝土, 按规范要求坍落度控制在220~250mm, 由于该桩型工艺的特殊性, 钻孔时间较长, 不宜用商品混凝土, 采用现场小型搅拌站搅拌混凝土, 按照配比, 严格控制电子计量装置, 准确、安全配置超流态混凝土。

⑵施工前办理必要现场搅拌的手续。

3.3.5 施工要点

⑴在钻机就位前, 试运转钻机及检查压注混凝土管路是否流畅, 搅拌机是否运转正常。

⑵钻机就位后, 复测孔位, 对正点位并调整钻机垂直度。

⑶钻孔时如塌孔必须间隔钻孔, 防止塌孔埋钻, 影响周围桩的质量。

⑷做好施工现场桩的记录, 发现问题, 及时同监理、建设单位请示, 确定该桩的处理方案后方可施工。

⑸钻孔时, 进钻的速度依据电流的变化来控制, 以免烧毁电机, 电流控制在不大于钻机的功率电流值的两倍, 即不大于200A。

⑹钢筋笼应提前制作, 严格按设计要求下料、焊接及绑扎。主筋与加劲筋要焊牢。钢筋笼下部500m向内收口 (15~30°) 以方便钢筋笼安放。

⑺钻至孔底标高, 在泵送混凝土前, 先加水再用1:3水泥砂浆疏通管路然后边提钻边泵送混凝土, 捉钻速度与混凝土灌注量应相互配合, 并保证混凝土超过钻头1~2m。提钻时先匀速旋转上提, 后静止提钻, 直至桩孔灌满。

⑻安放钢筋笼:钢筋笼采用自吊设备安放, 钢筋笼在起吊时应选好吊点, 以免弯度太大。将钢筋笼下入孔中, 边下边控制垂直度, 并来回旋转下入孔内至设计标高。如下不到位, 可放上三角架再用振机或外力压入。

4 降水施工方案

4.1 降水施工

⑴采用DSJ-150型、200型、300型回转钻机, 开孔直径180~200mm, 第一次扩孔350mm, 设计钻探深度为12~13.5m, 从自然地面算起。

⑵下料填砾料, 降水管材料采用0.30~0.35铁板卷管, 过滤器采用桥式, 孔隙2mm, 砾料直径1~3mm, 下井壁大管将泥浆稀释后填砾。

⑶洗井:每井点井壁管下完后, 用清水换浆, 捞粉、洗井, 活塞洗井, 将水位洗到稳定水位线或洗到含水层, 下泵抽水, 抽水至水清砂净方可终孔。测量井内沉砂, 沉砂小于0.5m。

4.2 施工方案

⑴设计孔深12~13.5m, 口径250~350mm。

⑵填砾保证质量, 砾料无泥质, 砂尽量少或用水浇洗砾料, 终孔沉砂0.50m。

⑶清水钻进, 不用洗井。泥浆护臂必须活塞洗井, 洗到水位下降到含水层或稳定水位线上。

⑷下潜水泵20t/h, 抽水到水清砂净, 下泵时, 鉴定水泵正反转。

5 土方开挖

整个基坑采用分区分层同时开挖以保证基坑支护结构的安全及施工期短的要求。

5.1 施工准备

施工所用的主要机具:反铲式挖土机2台、自卸汽车、铁锹、手推车、小白线、20号铅丝、钢卷尺等

5.2 作业条件

⑴开挖前应根据施工要求, 将施工区域内的地下、地上障碍物清除和处理完毕。

⑵场地的定位控制线、标准水平桩及开槽的灰线尺寸, 必须经过监理复验合格;并办理完预检手续。

⑶按规定要求的顺序进行挖土, 不能错挖、超挖。

⑷通过井点降水后, 地下水位降到槽底标高0.5m以下, 满足开挖施工作业的要求。

5.3 工艺流程

确定开挖顺序分段分层平均下挖修边和清底

5.4 确定开挖顺序、路线及开挖深度

⑴机械挖土需距桩体300mm, 距坑底300mm, 该范围内土体由人工挖除。根据本工程实际情况拟采用2台反铲挖掘机同时施工, 整个开挖区域分成2个开挖区域, 分两次分层开挖。每个开挖区域均从整个开挖区域一端向外以倒退行驶的方法进行开挖, 开挖深度根据设计要求。

⑵因现场实际情况土方需要二次开挖, 一次开挖主楼部分全部开挖, 地下车库开挖至车库后浇带西侧, 其余车库部分留置二次开挖。二次开挖弃土车道必须设置在新建项目D座与一期原建筑物之间, 车道宽度为10米, 因此在第一次土方开挖时此区域土方先不开挖, 待二次开挖结束后一并挖掉。

5.5 土方开挖从上到下分层分段依次进行

⑴在开挖过程中, 随时检查槽壁的状态;

⑵为避免超挖, 开挖到垫层底标高以上300mm, 开始人工挖土, 人工挖土至设计标高。人工开挖的30cm厚土方随挖随清并随挖掘机的后退, 挖运到场外。

5.6 修帮和清底

在距槽底设计标高50cm槽帮处抄出水平线, 钉上小木橛, 然后用人工将暂留土层挖走。同时由两端轴线引桩拉通线, 检查距槽边尺寸, 以此修整槽边, 最后清除槽底土方。

5.7 挖掘机的退场

由于基坑较深, 且其四周为围护桩, 所以基坑挖至最后时预留一条坡道, 宽度6m, 坡度为I=0.45, 挖掘机随坡道后退并将坡道土挖运场外。

6 土方开挖技术措施

6.1 基坑开挖监测要求

为保证基坑实施的顺利进行及相邻道路的安全, 在基坑开挖的各步措施中必须进行现场监测。

⑴对水泥护壁桩桩顶水平位移进行观测, 并作好观测记录;

⑵应对周围场地、道路的沉降进行观测, 并作好观测记录;

观测应由具备资质单位进行, 并将观测记录结果及时提供设计单位和监理工程师, 以便根据反馈信息指导施工。

6.2 开挖过程中降水措施

本场区地下水丰富, 对土方开挖工程会造成很大的影响, 地下水的来源主要是土层间隙水, 所以在基坑内布置的降水井可以随时调整基坑内的地下水位, 保证地下水位在开挖面以下。

⑴挖土时间的确定:地下水降至基坑底下500mm时, 即开挖土方。

⑵注意基础底有排水沟200mm宽300mm深, 所以挖土时基坑要注意排水沟的开挖, 要人工开挖保证不偏移, 边坡不破坏。

⑶基底设5个集水坑, 并设计5台水泵以便及时排出渗水。

7 安全及文明施工措施

⑴土方施工时, 基坑内搭建上下通行的坡道, 材料采用φ48钢管。基坑外围设1.2m高的防护栏杆, 夜间施工出入口处设照明警示装置并悬挂明显标志。

⑵基坑周围做硬化地面, 外围做排水沟, 避免雨水流入基坑内。

⑶配合清槽的工人不准在机械的回转半径内工作。

⑷各施工队在每道工序施工前进行班前安全技术交底, 提高作业者的自我防范意识, 认真执行安全技术操作规程。

⑸非施工人员严禁进入现场。进入现场人员必须戴安全帽。

⑹土方开挖中遇到地下管道、线缆必须经过核查无误后方可切断或处理。

⑺在基坑四周设立护身栏杆, 外挂密目安全网, 夜间设警示灯。无特殊原因, 任何围护不得随意拆除。

⑻施工中需要使用电源时应找专业电工接线, 严禁私接电源。

⑼砂石、土、堆料应远离槽边, 距离不小于1m。

⑽土方开挖, 必须防止临近已有建筑物或管道、管线等发生下沉及形变, 施工过程中, 应定期进行沉降或位移观测。

⑾施工前检查槽帮有无坍塌危险, 发现问题及时处理, 危险地段作出明显标志, 以免人员不慎造成损伤。

⑿挖掘机在拉铲或反铲作业时, 履带距工作面边缘至少应保持1.5m的安全距离。

⒀挖掘机、装载机起步前就先鸣声示意, 并试运行。

⒁运土车出场前, 要将土方拍实、覆盖, 工作人员必须站在可靠的支架上, 与司机配合好, 以免坠落。

⒂施工机械应严格按操作规程操作, 机械的各种安全装置齐全有效。

⒃夜间施工要有充足的照明设施。

⒄施工现场严禁吸烟。

⒅大门口处设置洗车池, 土方施工车辆进出施工现场进行冲洗, 严禁脏污车辆上路。

工民建中深基坑开挖与支护施工技术 第9篇

1 选择深基坑开挖与支护方案的方法

在应用深基坑的开挖和支护技术之前,相关技术人员必须到现场进行勘察,主要了解施工现场的水质情况,深基坑的具体深度,以及施工地点的土质情况,在此基础上,结合工作经验和相关理论,制定出一个科学合理的深基坑的开挖和支护方案。通常情况下分析,选择深基坑方案主要有三种因素影响,下面就一一进行分析[1]。第一种,在现场勘查中,如果发现在5m以下都属于无水的土质,千其地下水位较低,而在基坑上面的位置,不会受到地下水的影响,在设计方案时,应该选择分级放坡开挖,在此基础要,要设置开挖平台,使用无支挡的技术方案进行挖掘[2]。第二种,如果在5m以下是有水土质,其地下水位比较高的情况下,在基坑的上部会受到地下水的影响,针对这一情况下,在选择方案的时候,可以选择分级放坡开挖,在此基础上,需要设置开挖平台。除此之外,在具体施工中,针对涌水量的不同,设置的排水方案也不同,例如有设计基底排水沟,水泵抽水,或者是集水井,除此之外,还可以设计为水泵降水,降水井等。第三种,在5m以下的土质,其具有很多石头,属于土质加石质基坑,可以选择分级放坡开挖方式,同样需要设计开挖平台,但是不需要进行支挡操作,对于石质基坑的位置,可以采取松动爆破的施工方式。

2 开挖深基坑工艺分析

2.1 施工前准备工作

在进行基坑开挖之前,一定要先做好测量工作,设置好基础纵横边线,以及中心桩的位置,测量出临时水准基点和中线,在此基础上,及时对断面进行测量,然后将基础边桩放出,核对操作无误之后,就可以进行施工操作。通过测量控制网技术,再利用全站仪就可以将基础中心位置测定准确。在测量纵横中线的时候,每一端要设计两个、或者是更多的方向控制桩。在设置护桩的时候,其位置要在基坑开挖范围以外[3]。与此同时,严格按照设计的坡度,十字线等,对基坑开完边线进行设置,测量出十字线具体的桩点位置。基坑开挖范围要按照设计要求执行,将地面的堆土、以及障碍物都清除掉。在开挖基坑之前,要先将地面的排水系统做好,而在基坑外缘处,要先设计好防水梗和排水坡,分析现场的实际情况,测量出适当的位置,设置截水沟,有效避免雨水的浸泡而影响基坑的稳定性,坑壁的稳定性等。

2.2 开挖基坑的技术情况分析

在正式开挖基坑之前,应该提前对降水井、井点降水等进行处理,如果地下水位开始下降,超过设计基底的50era时,就可以组织人员进行基坑开挖施工。几何按照基础模板,以及基坑排水的需求,对于无水的土质基坑底面,应该按照基础设计平面尺寸,在每边放宽50cm,这样就符合周围汇水井和排水沟的需要。但是要注意,每边放宽的最大宽度不能小于80cm,对于基坑的挖掘工作而言,通常是人工和设备协同操作,整个操作过程都按照设计方案来执行,例如平台的高程、平台的宽度[4],以及开挖的尺寸等,除此之外,在工作过程中,要时刻监视施工地的地质变化情况,如果发生问题,及时修正基坑尺寸和开挖的坡度。在整个开挖过程中,要做到勤测量、勤检查,不能出现超挖基坑的问题,导致过多的回填土方量。进行基坑挖掘的时候,如果地质情况不好,要及时进行护坡防护,不能出现滑坡等问题。如果基坑开挖地点附近存在建筑物,要严格根据设计方案施工,或者及时进行加固处理,保证施工质量的同时,避免对其他建筑造成破坏。对于坑顶边缘要留有1m宽的护道,保证整体的安全性。

2.3 排降水的支挡工艺情况分析

(1)降水井的设计分析。为了保证基坑开挖的正常运行,下面就分析排降水以及基坑支挡工艺,第一种,在设计降水井的时候,在深基坑内,要针对实际情况设置降水井,降水井的数据不是固定不变的,在选择过程中,要分析基坑实际的出水量,对于深基坑内降水井直径而言,要求其在0.3m以上,在0.8m以下,除此之外,要合理安排降水井的数量和直径大小,科学进行选择,最大程度上发挥其作用。

(2)降水井的设计情况分析。通常情况下,在进行降水井施工时,不是由建筑方来决定,而是由当地的专业大井队伍进行施工操作,对降水井进行施工时,主要有三个步骤,第一步,应用小型冲击钻进行打孔操作[5],第二步,完成打孔操作后,进行降水井护壁的安装,实际上就是使用钢丝网,把底部捆扎牢固,这样就能有效防止石块降落,进而对井底进行堵塞。

(3)降水井的降水情况分析。完成降水井施工后,要及时进行抽水操作,降水井有很大的压力,因此在抽水过程中,要使用功率很大的潜水泵,抽水时间较长,最长会在24小时以上,在此基础上,还应该及时将所抽的水引出去,但抽出去的水不能影响基坑的正常使用。

2.4 基坑钢板桩的施工操作技术分析

在进行基坑钢板桩施工中,要先选择钢板桩的型号,要结合基坑外侧土层的荷载,基坑的实际深度,以及基坑底部的土质情况等。在施工过程中,要先对钢板桩的质量进行检查,观察其外观是否有严重的扭曲,是否存在变形等,对于不合格的钢板桩,坚决不能在实际中应用。同时对场地进行平整,保证顺利进行放样操作,机械设备行驶不会有障碍物影响等。之后进行测量定位,要求按照设计的尺寸,测量出钢板桩插打的位置,然后将轮廓线洒出,这样有利于后期定位操作。在插打钢板桩的时候,可以使用带有履带的液压打桩机进行打插,工作人员密切配合,在插打的时候,要求一片紧贴着一片进行插打,保证插打的咬合度和垂直度。允许的倾斜度在1%,之后进行钢板桩的拔出,先将基坑内的水抽干,然后使用干粘土进行回填,夯实操作使用分层操作,填到基础顶部即可。回填完成后,回填土会有一定深度的下沉,下沉之后待其稳定,就可以使用打桩机依次将钢板桩拔除,然后使用细砂将缝隙填充好,这样整个钢板桩是工序就完成了,为了保证施工质量,每一道环节都要认真对待,不能出现任何质量问题。

3 总结

通过以上对工民建中深基坑开挖与支护施工技术的分析,发现该技术的重要性不言而喻,如果施工质量不合理,直接导致建筑基础不稳定,在后期的使用过程中,会出现渗水、渗透,以及裂缝等问题,因此在施工过程中,必须予以高度的关注,相关的监督管理部门要进行全过程监督管理,发现问题及时和设计人员、技术人员沟通,在此基础上,严格检查每一道工序,对材料质量进行检查,不满足设计要求,立即要求停工。

参考文献

[1]孙克敏.工民建中深基坑开挖与支护施工技术的探讨[J].建筑工程技术与设计,2015(8):260.

[2]范勇.浅析工民建中深基坑开挖与支护施工技术[J].建筑·建材·装饰,2015(5):161.

[3]胡勋耀.土建基础施工中深基坑支护施工技术的应用探析[J].中华民居旬刊,2014(15):75-76.

[4]赵磊,赵云飞.深基坑开挖与支护施工的技术优化与现场管理[J].河南科技,2015(4):84-85.

开挖与支护 第10篇

关键词：深基坑,开挖,支护,地质特征

大同市是山西省第二大城市, 地处山西省北部, 属中温带重半干旱气候区, 大同市是山西重要的重工业城市, 经改革开放30年的发展, 工业构成日趋完善, 市政建设飞速发展, 人民生活水平不断提高。尤其近5年来, 随着城镇化的不断推进, 民生经济的发展, 就业人口的增多, 农村人口及外省市人口的不断涌入, 城市总体人口迅速增加。城市建设也跃上了一个新的台阶:高层建筑鳞次栉比, 多层建筑遍地开花, 城市和县域建筑日新月异。楼房越盖越高, 地下空间开发越来越大, 基坑开挖越来越深, 由此产生的基坑开挖与支护问题也越来越复杂。下面我把这些年来在工作中遇到的一些基坑开挖与支护方面的问题做一归纳与整理, 以期在以后的工作中得以借鉴和发展。

1 大同地区区域地貌与地质特征

大同市地区四面环山, 西北有采凉山、雷公山、塔山、小石山, 东南有恒山、大同县的火山群, 位于群山环绕的就是大同盆地, 总的趋势为西北高、东南低, 高程1 045.9 m~1 078.2 m之间。场地地貌宏观上属冲洪积平原, 大体可细分为侵蚀堆积河谷、剥蚀堆积台原、侵蚀堆积倾斜平原三种类型。

1.1 侵蚀—堆积河谷

河床与河漫滩:沿御河及十里河分布, 高程1 000 m~1 050 m, 御河宽400 m~800 m, 十里河宽50 m~300 m, 目前已成为季节性河流。其第四系地层主要由较密实的粗砂、砾砂及卵石组成。

Ⅰ级阶地:沿御河及十里河呈条带状分布, 阶面平坦, 陡坎明显, 前缘与河漫滩相连, 后缘与Ⅱ级阶地及倾斜平原、冲湖积平原相接, 宽100 m~800 m, 由Q4冲、洪积作用形成较密实的粗砂、砾砂。

Ⅱ级阶地:主要分布在御河西岸, 连续性及对称性较差, 是大同市城区内的主要地貌类型之一。其第四系地层主要由冲、洪积粗砂、砾砂组成, 顶部分布厚度较小的次生黄土。

1.2 剥蚀—堆积台原

岗地主要分布在御河及十里河右岸, 也是大同市城区内的主要地貌之一。御河右岸分布连续性较好, 其东边与山地连接, 坡度较缓, 宽度约3 000 m, 由Q2, Q3冲洪积物组成。

洼地:分布在文瀛湖周围, 四周为岗地, 中间为现代湖泊, 湖水面积4.2 km2, 高程在1 050 m~1 060 m, 其第四系地层主要由湖积粉土及粉质黏土组成。

1.3 侵蚀—堆积山前倾斜平原

区内主要为老洪积扇, 分布在山前地带, 由河流等堆积形成, 与岗地及新洪积扇连接, 物质组成以粉土为主, 夹有粗砂、砾砂层。

2 不同地貌区域深基坑开挖与支护存在的问题

2.1 侵蚀—堆积河谷区域

在大同这座古老的历史文化名城中, 养育大同人民的两条母亲河就是御河和十里河。目前大同市提出的“一轴双城, 全面发展”所称的一轴, 就指以御河为轴线, 御河西面的古城与御河东面的新城全面发展。目前御河东西两边的高层建筑有月亮湾小区、春晖园、春华园、水泉湾龙园、御锦园、太阳城、江鸿铂蓝郡等, 最大高度接近100 m, 层数22层~30层, 地下室2层~3层, 基坑开挖深度10 m~12 m为主, 也有深度达到20 m的, 这些深基坑如果为土质基坑, 大多采用放坡开挖, 或分两个台阶开挖, 坡比1∶0.5~1∶0.7, 明沟排水。如果为土质与砂质结合基坑, 对砂质采用喷锚或锚杆支护, 有的砂质土由于含有大量土, 或是砂子较密实, 不会形成流沙, 大多采用堆放沙袋做挡土墙放坡开挖, 来保证主体建筑的顺利施工。由于御河目前为季节性河流, 地下水位埋深大于80 m, 施工期间可以不考虑降水。该地段开挖最深的江鸿铂蓝郡32号、33号楼, 最大深度接近20 m, 地层出露土质依次为第 (1) 层杂填土, 稍密状, 厚度1.5 m~1.7 m, 第 (2) 层粉质黏土层, 硬塑, 厚度4.5 m~4.8 m, 第 (3) 层粗砾砂, 中密状, 厚度1.4 m~1.7 m, 第 (4) 层粉质黏土层, 硬塑, 厚度4.2 m~4.5 m, 第 (5) 层粗砾砂, 中密状, 出露厚度约8.5 m。该基坑工程于2013年11月3日开挖, 11月14日开挖结束, 坡比1∶0.5~1∶0.7, 只有第 (3) , (5) 层粗砾砂有少量的坍塌滑落外, 粉质黏土层相当稳定。开挖后采用堆放沙袋做挡土墙, 堆放高度约2.60 m。当年即进行了灌注桩施工, 12月底桩基施工结束。2014年3月春季开工时监理单位要求做钢筋混凝土挡土墙, 建设单位邀请地勘单位、设计单位、监理单位、地基处理相关单位进行论证处理, 与会专家强调了如果在雨季 (6月~10月) 到来前能够建到±0.00, 就可以不做挡土墙, 如果在雨季到来前不能够建到±0.00, 就需要做挡土墙。经过建设单位综合测算工期, 不做挡土墙直接进行基础施工, 在2014年5月10日建到±0.00, 并及时的做了防水, 对基坑进行了回填处理。该方案为建设单位节省约80万元资金。施工期间也是考虑了周边没有已建建筑物、管线、道路, 如果周边环境需要进行保护, 至少也要进行喷锚支护。

2.2 剥蚀—堆积台原

该地貌主要分布在御河及十里河右岸, 是大同市城区内的主要地貌之一。市内建筑、管网、道路分布较多, 该区段土地资源稀缺, 新建高层住宅小区及商业区考虑到私人轿车的激增, 人防设施的建设, 基坑开挖越来越深。这样的基坑支护安全等级均达到Ⅱ级或部分达到Ⅰ级。

比如凯德世家广场基坑开挖8 m, 上部1.50 m~2.40 m为杂填土, 下部全部为粗砾砂, 基坑东侧为道路, 下部有直径600 mm的混凝土下水管、路灯线、通讯线缆, 埋深1.50 m~3.00 m。根据地质勘察资料, 结合周边地质环境, 综合考虑该基坑东侧采用了锚拉式支挡结构。自上而下共设计了3道锚索, 锚杆腰梁采用双工字钢。上面连接钢筋网片, 进行了混凝土的面层喷射。支护施工很顺利, 支护效果较好。由于建设单位的重视, 该工程把基坑处理列入了建筑施工的重要一环, 合理安排工期, 在开挖基坑的过程中同时做了支护工作, 使整个施工程序能有条不紊的推进。提前做了基坑外围回填处理, 上部主体结构施工结束。

在大同市火车站附近建设的神寅大厦, 层数28层, 地下室2层, 基坑开挖深度9.00 m, 场地东侧为站前街, 西侧为西马路, 北侧为魏都大道, 南侧为已拆迁场地。根据设计意图, 站前街边建3层商铺, 1层地下室, 开挖深度3.5 m, 神寅大厦北临魏都大道, 西邻西马路, 基坑开挖位置距离道路红线只有4 m。根据地质勘察资料, 基坑外围2倍基坑深度范围 (已经到了城市主干道上) 缺乏勘察资料, 基坑揭露地层上部1.50 m~2.40 m为稍密状的杂填土, 下部6.40 m~7.50 m为中密状的粗砾砂, 中夹粉质黏土薄层, 基坑底部为硬塑状的粉质黏土层。建设单位对基坑支护没有引起足够的重视, 依据当地地区经验, 分两次开挖, 坡比1∶0.3, 开挖上部4 m时, 没有支护, 局部几近直立, 开挖顺利。当开挖下部4 m时, 靠近西马路及魏都大道方向边坡失稳, 不断滑塌, 考虑到该道路下有上下水管线、电力管线, 道路需要保证畅通, 挖到6.50 m时终止下挖, 此时坡比1∶0.6~1∶0.7, 而东侧站前街由于有商铺, 1层地下室, 开挖时分两步, 粗砾砂中夹多层粉质黏土薄层, 该段开挖较顺利, 坡比1∶0.3, 直接挖到基底标高。此时建设单位才开始找基坑支护单位论证和报价, 最终选择了锚拉式支挡结构, 外挂网喷浆。由于已经挖到6.50 m, 基坑支护单位施工时还得搭施工脚手架, 造成了工程的延时和费用的增加。原计划基坑开挖10 d, 实际含支护时间长达50 d, 给建设单位造成很大的损失。

这两个实例证明, 深基坑开挖一定要引起各部门的绝对重视。开挖前就要做好预案安排, 既要参考地区经验, 又要重视科学的勘察结论, 严谨的设计方案。

2.3 侵蚀—堆积山前倾斜平原

该区内主要为老洪积扇及新洪积扇, 物质组成以中密的粉土为主, 夹有中密~密实的粗砂、砾砂层。地下水位埋深大于40 m, 是较好的建筑场地。该区域的大部分建筑基坑采用放坡开挖, 不需支护。在建筑密集区, 考虑到深基坑周边环境, 多采用土钉墙支护。在塔山工矿区, 由于环保评价要求, 需建设污水处理池, 占地面积 (8×15) m2, 开挖深度6.20 m, 东侧2 m为厂房西墙, 独立基础, 基础埋深2.00 m, 其余三侧均为厂区道路。根据地质勘察资料, 上部开挖深度6.20 m内均为中密状粉土, 无湿陷性, 天然密度1.56 g/cm3~1.65 g/cm3, 含水量8%~14%, 孔隙比0.685~0.814, 粘聚力标准值6 k Pa~8 k Pa, 内摩擦角24°~27°。根据设计单位提供的方案, 自基础底面开始, 布设三层土钉, 间距1.50 m, 上部两层长度6 m, 倾角10°, 下部一层长度5 m, 倾角15°, 土钉钢筋为HRB500钢筋, 钢筋直径22 mm。土钉中心间距1.50 m, 外挂钢筋网片, 喷射C20混凝土面层80 mm厚, 同时对厂房及路面进行水平及竖向变形观测。在整个水池施工中, 支护效果良好, 没有发现任何安全隐患。

3 深基坑开挖与支护还需要注意的问题

总之, 大同市深基坑开挖与支护还处于一个不断发展和探索的过程, 大同市地下水位埋藏深, 地基土强度较高, 很多处于新开发地段, 周边施工环境较好, 采用放坡开挖的占到60%多。但是, 由于对土地的深度开发, 深基坑开挖与支护遇到的问题也与日俱增, 需要我们在以下方面提高认识, 因地制宜, 精心勘察、设计, 合理施工、监测, 确保基坑边坡的稳定和周边环境的安全。

1) 细化岩土工程勘察成果:在前期场地勘察中, 切实掌握相关设计意图, 尤其在基础埋深范围内的土质要做好支护设计所需参数的提供, 同时尽可能把基坑外边线2倍基坑深度范围的勘察资料提供准确。当基础埋深范围内存在地下水时, 一定要提供初见水位和静止水位, 便于确定承压水头。由于大同地区地下水位埋深较深, 一般基坑不存在降水问题, 如果需要降水, 可提供相关含水层渗透系数经验值, 或者根据工程的重要性, 建议进行抽水试验。

2) 重视基坑开挖和支护的合理性:在基坑开挖及支护中, 要对拟建场地、拟建建筑、周边环境情况吃透, 结合地区经验精心设计。否则, 可能只需放坡开挖的基坑采用了锚喷支护、桩锚支护, 简单问题复杂化, 既费时, 又费工增加了工程造价。但是也不可为了省时省事, 节约费用, 该支护的不支护, 盲目开挖造成地面开裂、管道破坏、坑壁滑塌等事故。

3) 掌握基坑监测的科学性:基坑监测不是一项可有可无的工作, 必须高度重视, 准确监测, 及时预报。它是基坑动态设计和信息化施工的基础。要求变形观测时, 既要进行地面的沉降变形监测, 又要做水平位移监测, 更要做支护结构顶端水平位移监测。因为这是基坑变形最直接的表现。同时及时准确的提供变形数据, 以便于基坑出现安全问题时能及时作出抢救性的工作, 避免造成更大的损失。

参考文献

[1]刘建航, 侯学渊.基坑工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 1997.

[2]陈希哲.土力学地基基础[M].第3版.北京:清华大学出版社, 1998.

[3]龚晓南, 高有潮.深基坑工程设计施工手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 1998.

[4]《工程地质手册》编委会.工程地质手册[M].第4版.北京:中国建筑工业出版社, 2007.

[5]华北市政设计院.山西省万家寨引黄入晋工程北干线大同黄河原水直供—配水支线工程可行性研究报告[R].2010.

岩溶地区隧洞开挖支护关键技术研究 第11篇

云南省临沧市水利水电勘测研究院 云南省临沧市 677000

摘要：随着我国经济的快速发展和农业发展的需要，保证水利工程建设快捷实施，促进了水利行业的进步。隧洞开挖是水利工程中的重要工程，但在隧洞开挖中，由于受地质条件影响，经常出现支护不到位问题，导致安全事故的发生。本文就岩溶地区隧洞开挖的难点与对策进行分析，对其支护关键技术进行探讨。

关键词：岩溶地区；隧洞开挖；难点与对策；支护关键技术

岩溶地质是我国常见的一种地质，包括石灰岩、石膏、白云岩等各种可溶性岩层，由于其在受到水体渗入与机械作用时比较容易产生空洞或裂缝，进而引起空洞顶部出现塌落，给隧洞开挖带来了极大的困难，如果支护工作不到位，极容易导致安全事故的发生。因此，掌握相应的支护关键技术，对于提高岩溶地区隧洞开挖工程的安全有着十分重要的意义。

一、岩溶地区隧洞工作难点与对策

岩溶地区隧洞开挖最容易遇到的问题就是岩溶灾害，会造成开挖过程中出现涌水、突泥以及支护结构变形、塌陷等问题，给隧洞开挖造成阻碍，甚至带来安全问题，对此，可以通过各种针对性措施来预防。

（一）涌水预防

岩溶涌水主要是指在开挖过程中，地下水向隧洞开挖面集中并涌水，进而引起岩洞塌陷。针对此问题，可以根据涌水量的大小以及周边的环境条件等，在疏导为主的基础上，对其采取堵排结合的治理措施。

如果涌水量较大，需要采用封堵的方法；涌水属于局部的渗漏水，则可以在封堵基础上，限量将水排出，并对隧道顶部的围岩利用注浆和喷锚的方式进行加固，隧道底部围岩则可用注浆与桩基来提高强度；对于不易封堵的干溶洞或暗河，则应该通过排水洞或涵管来进行排水[1]。

（二）突泥预防

突泥是指随着地下水活动，大量的泥砂涌出造成隧洞堵塞、地面塌陷的问题煤气泥砂多是岩溶中的松散含水层、碎裂带等。为防止此问题，可以通过采用合理的施工方法来减小施工过程对岩洞造成的扰动。

当岩溶地质条件为极破碎围岩段时，可以采用台阶法的施工方式，按照台阶间长度差异又可以分为长、短和超短三种；当岩溶地质为比较容易塌陷的软弱围岩时，可以采用断面分部开挖的施工方法，按照开挖方式的不同，又可以分为台阶分部开挖、单侧壁导坑与双侧壁导坑三种。

（三）支护变形预防

支护变形主要是指作为支护作用存在的锚杆、挂网或喷混凝土等受力方向或大小超过原先设计的范围，导致其在外部作用力下出现变形。此问题的预防主要是做好施工地区地质条件的探测，确定地质类型，根据地质特点选择合适的支护参数，然后建立相应的开挖模型，对其进行有限元计算分析。

二、岩溶地区隧洞开挖支护关键技术

（一）超前加固与支护

岩溶地区隧洞开挖过程中由于空洞、填充引起的坍塌多具有突发性，如果不进行事先的加固与支护处理，就很难避免安全事故的发生。

超前加固与支护就是先利用浅空钻探或物探的技术手段，来对隧洞前方地质情况进行探测，以发现是否有隐伏岩溶的存在。如果探查到隐伏岩溶，由于其多有围岩强度较差、自稳能力较弱等特点，应该縣里注浆或冷冻的方式来对其进行加固，以提高整体的强度，并采用锚杆、导管进行超前支护，来达到保证施工安全的目的[2]。

（二）不同岩溶条件的支护措施

岩溶地区的地质条件变化比较复杂，尤其是其中含有的填充物，会与围岩有着很大的性质差异，但填充物又是引起隧洞塌陷的主要原因，因此，需要根据岩条件与填充物的差异采取针对性的支护措施。

1、岩溶裂缝支护

如果隧洞开挖前方有岩溶裂缝，在支护上，只利用小导管即可；如果同时还伴有充水问题，在水量不大且没有水体没有源头时，可以不做处理，而水量较多时，则应该在小导管中进行注浆，将水封堵。

2、岩溶含水较多

如果隧洞开挖部位的岩溶地区地下水较为丰富，在通过固结围岩进行支护时，需要先做放水试验，来确定地下水的具体情况，再制定相应的处理与施工方法，比如冷冻法，就是通过降低温度是流砂与富水粘土与周边的围岩固结成一体，来避免开挖过程中流砂等涌出。如果岩溶地区有暗河或水源有补给时，要先对隧洞周边的溶管进行探查，以设计过水通道，过水通道在设计时需要有一定坡度和过水断面，以有效控制过水量，并防止泥砂淤积问题的发生。

3.填充物为泥砂

在探明隧洞开挖前方的岩溶中含有泥砂填充物，且整体量较多时，在支护方法上应该采取先大管棚后注浆的方法。首先，利用强度等级为C20的混凝土灌注止浆墙，将掌子面封闭，厚度在1-5m之间；其次，在隧洞开挖线外的3-8m进行局部帷幕注浆，将泥砂进行固结，并防止出现涌水；第三，根据泥砂位置与对周边影响的大小情况，利用直径在75-150mm的钢管制成大管棚，并向其中灌注水泥泥沙浆。

4.填充物为碎石或块石

如果岩溶地质中含有较多的碎石、块石时，由于其自身较重，且多伴有较大的熔岩洞穴，在施工中极容易造成大范围的塌方事故。此种地质条件在支护时，采取的也是先大管棚后注浆的方法，但混凝土强度等级与厚度不变，但大管棚钢管直径应该增加到108-150mm，插入到基岩的深度需在1-5m之间，在最后注浆时要将压力稳定在1.5-2.0MP。

5.填充物为淤泥

当岩溶地区中含有较多的淤泥时，在隧洞开挖过程中就容易出现涌泥问题，针对此问题，应该先将掌子面封闭，并进行全断面注浆，利用的材料为普通水泥结合水玻璃的双液浆，其范围除了开挖面外，还要加固开挖线外5-8m，施工顺序为由内到外、从上到下、从左至右，大管棚使用钢管直径为108-150mm，插入基岩时要保持向外1-3°角，对大管棚注浆可用普通水泥单液浆一次性完成[3]。

6.填充物为粉细砂

对于填充物为粉细砂的岩溶地区，在隧洞开挖支护过程中，需要先封闭掌子面，再利用先注浆，后大管棚结合注浆的方式进行支护。具体措施为先对测定部位进行注浆，浆液可选用普通水泥、超细水泥或普通水泥-水玻璃以及HSC浆等几种，注浆的范围与顺序以及大管棚的材料选用、施工、注浆都和淤泥填充物支护施工过程相同。

结语：

随着我国水利工程建设的发展，结合工程施工的特点，在隧洞开挖过程中，需要结合不同地质环境的实际情况，采取针对性的支护措施，来有效保证岩溶地区隧洞开挖的安全性。

参考文献：

[1]蔡毅.浅谈岩溶地区隧洞工程施工技术[J].广西城镇建设，2013，12：119-123.

[2]孙笑，赵明阶.岩溶对水工隧洞围岩稳定性的影响及研究进展[J].科技传播，2010，13：27-28.

开挖与支护 第12篇

随着大量的高层建筑的建设, 建设单位为提高建筑用地使用率, 加之国家有关规范对基础埋设深度和人防工程的要求, 多层、高层建筑地下室的设计必不可少, 有的地下建筑甚至有三四层, 最深的达数十米, 因此地下建筑开挖时的深基坑开挖和支护成为一个必要的施工过程。基坑工程是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, 深基坑支护结构在我国应用较多的有钢板桩、预制钢筋混凝土桩、钻孔灌注桩、挖孔桩、深层搅拌桩、旋喷桩、地下连续墙、钢筋混凝土支撑、型钢支撑、土层锚杆以及逆筑法、沉井等特种基坑支护新工艺、新方法。

下文根据我们这些年特别在郑东新区CBD基坑工程中的部分经验教训和调查研究来谈谈相关的几个问题。

一、处理基坑开挖与支护关系中容易出现的几个问题

1.基坑开挖过程中必须按照有关规范采取支护措施

基坑支护是基坑开挖安全施工的前提, 是实现基坑工程最终经济价值的保证, 它们具有各自的独立功能特性而又不能独立存在, 是由若干具有独立功能的体系和部分组成的紧密联系的整体。例如, 某大厦, 由于开发单位没有认识到边坡支护的重要性, 在没有考虑边坡支护的前提下, 直接进行基坑开挖, 致使基坑土石方大量垮塌, 严重危害坡顶原有建筑物的安全使用。事故发生后, 开发单位不仅在工期上造成大量损失, 而且仅用在抢险上的资金就远远的超过了原计划基坑工程的投资。

2.应重视土石方公司与岩土工程公司之间的关系

支护工程与基坑开挖虽然是紧密联系的整体, 但支护工程较基坑开挖而言, 其具有技术含量高、投入人力及机械设备种类多、施工管理复杂等特点。简单地将不具有岩土工程资质的土石方公司与岩土工程公司混为一谈, 往往会导致支护工程质量低下、安全性降低直至酿成严重浪费的不良后果。某工程, 业主委托某不具有岩土工程资质的土石方单位同时进行基坑开挖及支护工程, 由于该单位缺乏必要的资质条件、技术手段及装备, 施工中采用的支护技术参数错误, 致使支护工程失效, 施工过程中不断发生垮塌及安全事故, 最终工期延误达半年之久, 给业主造成大量的经济损失。应充分发挥岩土工程公司的技术优势, 对基坑工程宜采取设计施工总承包的形式, 以避免类似事件的发生。

3.避免恶性压价使支护工程以不合理低价中标

任何基坑工程都具有自身的地质条件、建筑特征及周边环境的影响因素, 针对这些特征, 应有相应的支护方法和手段。在市场经济的大潮中, 支护工程设计及施工单位的合理利润应得到相应的保证, 对确保支护工程的质量。某工程, 由于支护工程价格偏低, 工程投资不足, 支护措施不当, 导致坡顶开裂出现险情, 严重影响贵阳市遵义路的安全使用。经建设行政主管部门介人后, 业主对边坡支护工程的追加投资达原计划的三倍以上。

二、加强政府职能部门及监理单位对支护工程的控制

支护工程具有的多专业性、信息可变性、管理复杂性、安全多样性等特点, 使工程质量控制的复杂性大为增加。支护工程必须按照建筑工程的质量管理程序进行管理。通过政府职能部门及监理单位的参与对基坑工程质量的控制, 可以在很大程度上避免对基坑工程局限的理解为单一的“基坑开挖”, 就能够形成对基坑工程规范化的管理。

我们必须尽快改变过去基坑支护工程管理中, 归口管理不清, 收费标准不明, 工程管理职责不严的现象。基坑工程管理必须受到政府行政部门的监督。

加强基坑边坡开挖工程的管理力度, 必须坚持先支护、后开挖的原则。对未经支护、或支护工程未经过设计, 就进行开挖的基坑工程, 应加大处罚力度;对无相应的设计、施工资质, 以及采用挂靠资质进行基坑边坡支护设计、施工的单位和个人, 除采取经济处罚手段外, 尚应有一定的行政处罚手段。

对安全等级为一、二级基坑边坡, 其边坡支护设计均应送设计质量检查站进行严格的审查, 审查通过后才能进行施工;对安全等级为一级的基坑边坡, 边坡支护设计在方案阶段宜通过多家单位的方案比选, 通过专家组论证, 选出安全、经济、可操作性强的方案后, 方可进行下一步的施工图设计。

基坑边坡支护设计及施工是一个信息化管理的过程。在基坑边坡支护过程中, 时常会有开挖岩土层特征与原设计不符、以及其它异常情况的发生, 需要对原设计进行局部修改和调整。故在设计单位有相应的施工资质前提下, 宜优先将支护工程承包给边坡支护设计单位, 以便针对施工中出现的问题, 及时进行修改。同时, 也避免支护工程出现问题时, 发生设计、施工单位互相扯皮、相互推诿的现象。

基坑及其支护工程必须有监理单位的监理, 过去建设单位对支护工程不重视, 不委托监理, 曾发生不少严重的事故。监理单位也应提高监理人员的职业素质, 使监理人员对基坑工程监理的知识结构更加合理、更加专业、更加全面地理解“信息化施工”的含义。

三、加强设计施工单位对基坑工程的整体性的理解

基坑开挖的深度是影响基坑支护的方案的重要因素, 基坑支护方案对土石方的开挖方法及施工顺序有严格的要求;基坑开挖方法和施工顺序影响支护工程的顺利进行和安全施工;基坑开挖与支护工程互相影响着彼此的施工进度及投资。对设计单位而言, 一方面, 在确定基坑支护方案时, 应对基坑工程各部分进行充分的调查、分析计算, 统筹兼顾, 达到各部分的状态在系统协调下使总体的效益最优, 但同时要注意系统的最优化并不是要求所有部分均达到最佳的特征;另一方面, 在基坑工程施工过程中, 积极收集支护结构应力检测以及边坡位移观测数据, 并根据所取得的施工信息深入修改原设计, 以获得更切合实际的最佳效果, 切实作到动态设计的要求。

基坑开挖的深度是影响基坑支护的方案的重要因素, 基坑支护方案对土石方的开挖方法及施工顺序有严格的要求, 基坑开挖方法和施工顺序影响支护工程的顺利进行和安全施工, 基坑开挖与支护工程互相影响着彼此的施工进度及投资。对施工单位而言, 在基坑工程施工过程中, 积极收集支护结构应力检测以及边坡位移观测数据, 并根据所取得的施工信息深人并修改原施工方案, 以获得更切合实际的最佳效果。基坑支护与开挖质量的控制关键在施工单位, 对施工单位来讲应做到以下几点:

1.施工各方应从总体的效益出发, 充分理解施工方案的意图, 做到心中有数。

2.在编制施工组织设计时, 施工各方应从系统各部分间的关系出发, 针对系统及各部分的特征, 作出最优的施工方案。

3.在施工过程中严格控制工程施工质量, 确保每个工序、每个环节的施工质量均能到设计及规范要求。

4.要落实信息化施工的原则, 施工各方应积极地配合、协调, 不断根据施工过程中实际发生的情况, 对施工方案进行更切合实际的合理调整。

对施工单位来讲, 首先, 施工各方应从总体的效益出发, 充分理解设计的意图, 做到心中有数。其次, 在编制施工组织设计时, 施工各方应从系统各部分间的关系出发, 针对系统及各部分的特征, 作出最优的施工方案。最后, 要落实信息化施工的原则, 施工各方应积极地配合、协调, 不断根据施工过程中实际发生的情况, 对施工方案进行更切合实际的合理调整。

四、结语