超前支护开挖面是于开挖面前方的围岩里插入钢管、钢板和钢筋作为辅助的支护构件，用来防护开挖面和拱部以及阻止围岩松弛。应尽可能缩小插入的角度，来减小超挖量。应尽早向开挖面喷射混凝土，若是土砂围岩，要防止开挖面的局部塌落，常常会喷射3cm的混凝土。

　　特殊施工法：挡墙施工法、管棚法、冻结法、从地表打锚杆法、注浆法和特殊钢板施工法(麦塞尔插板法)等。挡墙施工法，是于隧道两侧或一侧设立挡墙，在隧道开挖时，控制产生的松动范围。具体有钢管、混凝土连续墙法、钢插板和H型钢等挡墙施工法。管棚法，是在开挖断面外先钻孔，然后向管子的内外注浆，以此来加固开挖的断面。这种管棚法可以加固断层破碎带和堆积层等的不稳定围岩，可以有效防止开挖围岩的松动。但这种方法需要大量设备。从地表打锚杆法，是先于隧道开挖之前，从地表尽量垂直地注入锚杆，再在四周用砂浆等固结起来，从地表打锚杆法可以有效防止地表下沉。特殊钢插板施工法，又叫麦塞尔插板法，此法能加固开挖面前方的围岩，阻止围岩松动。特殊钢插板施工法采用的钢插板是经过特殊加工的，利用千斤顶把钢插板顶进围岩里。此法在泥岩和砂岩中效果显著，但是岩层里夹着鹅卵石时，会使施工困难，。

　　动态施工力学法，是朱维申教授来总结并完善的。动态施工力学法强调设计、科研、施工、勘察等各个环节紧密配合，可有效减小围岩的松动区，控制地表的沉陷量。

　　2.2.2 盾构法

　　盾构法在地下暗挖隧道中，极为有效。在施工中，首先于隧道的其中一端建立基坑或竖井，用以为盾构安装就位。从基坑或竖井的墙壁开孔地出发建立盾构，在地层中顺着设计好的轴线，向另一个基坑或竖井的设计孔洞推进。在推进中盾构所受到的阻力，通过千斤顶传到盾构的尾部，这里有已拼装的隧道衬砌结构，然后再传到基坑或竖井的后面靠壁上。盾构是盾构法中最主要且独特的施工机具，盾构是一个既能在地层中推进又能支承地层压力的矩形或马蹄形或圆形等形状的特殊钢筒结构。钢筒结构的前面，设置有不同类型的开挖和支撑土体的装置，在钢筒周圈中段内面安装有顶进所用的千斤顶，尾部是具有些许空间的壳状体，盾尾可以安装1～2环隧道衬砌环。每推进一环的距离，盾构就在盾尾的支护下装l环衬砌，并及时向盾尾后面的开挖坑道周围和衬砌环外围间的空隙中压注足量的浆体，防止隧道和地面下沉。盾构法施工时可能会引起地层损失，盾构隧道周围也会受扰动或受剪切，从而导致破坏的重塑土又固结，这是地表沉陷的基本原因。

　　(一)地层损失

　　引发地层损失的因素是：

　　①开挖面的土体移动。在盾构推进时，开挖面土体所受水平支护应力少于原始侧向力，开挖面土体向盾构里移动，引发地层损失继而导致盾构上方的地面沉陷;如果正面土体所受作用力多于原始的侧向力，那正向土体向前、向上移动，会引起地层损失从而导致盾构前上方土体隆起。

　　②盾构的后退。盾构暂停推进时，因为盾构推进、千斤顶漏油回缩，可能会引起盾构的后退，开挖面土体会松动或坍落，造成地层损害。

　　③土体挤进盾尾空隙。因为在盾尾后面隧道外周，压浆数量不足或压浆压力不合适，都会使土体失去原始的平衡状态，而向空隙中游移，造成地层损失。

　　④改变推进的方向。盾构在曲线抬头推进、叩头或纠偏推进过程中，实际的开挖面不是圆形而是椭圆，造成地层损失。

　　⑤盾构移动时，对地层的剪切和摩擦。

　　⑥土压力作用使得隧道衬砌的变形，会造成少量地层损失。

　　(二)受扰动土固结

　　盾构法中，隧道土体会受到盾构施工的扰动，在盾构隧道周围可以形成超孔隙的水压力区(负值或正值)。在盾构离开该地层后，土体表面的压力释放，该处隧道周围孔隙水的压力下降。当超孔隙的水压力释放时，孔隙水排出来，引发地层移动与地面下降。另外，盾构推进中挤压作用与盾尾后压浆作用等施工因素的存在，让土体周围地层形成正值超孔隙的水压区。超孔隙水压力在盾构隧道施工一段时间后复原，其间地层排水固结变形，会造成地面沉陷。土体受到扰动，土体的骨架的压缩变形会持续很长时间，其间发生地面沉陷称之为次固结沉陷。

　　结合以上盾构法施工中造成地面沉陷的原由可以看出，控制盾构施工的参数(推速、推力、同步注浆量、正面土压)可以有效地控制地面沉陷。

上一页  [1] [2] [3] 下一页