暗挖车站施工方案研究

暗挖车站施工方案研究（共8篇）

暗挖车站施工方案研究 篇1

1 工程概况

某大街为一、二号线的十字交叉换乘车站, 车站主体均为暗挖施工, 一号车站采用PBA工法和CRD工法施工, PBA工法段为两层三跨三连拱结构。二号线采用PBA工法施工, 结构为两层两跨两连拱结构。车站地面上的交通非常的繁忙, 周边建筑物也非常的多且离车站的距离很近, 在车站的上方管线十分的复杂, 且有多条砌筑的污水渠, 距离车站结构拱顶仅3米左右, 污水的整体性还是比较差的, 渗漏水的现象非常的严重。

工程地质与地下水情况:该段的地层情况由上到下依次为:杂填土层、粘土层、粉细砂层、中粗砂层、圆砾层、砾砂层、圆砾层;地下水类型为孔隙潜水, 稳定水位埋深在4.6~5.7m, 含水层渗透性好, 且地下水补给充分。车站埋深6.3~6.6m, 整个车站位于地下水位以下。

2 施工材料及机械配套技术

2.1 主材需求

整标段主材需求:商品混凝土60801m3;喷射混凝土11525.05m3;钢材13756t;φ42超前注浆小导管213307m;φ108大管棚19700m;2mm厚PVC防水卷材43770m2;400g土工布43770m2;防水涂料3674m2;止水带16154m;止水条8439m。

2.2 机械设备配套技术

机械的配备要遵循一定的原则, 如:满足要求、能力配套和高效适用, 要以绩效优先为目的进行设备的配置, 在满足使用前提下, 规格的种类要尽量的减少, 许多机械要考虑共用, 如果用不到的要及时的抽调走。

根据单项施工技术要求和施工作业条件进行设备选型, 考虑通用性进行调配;按照施工进度计划指标配备设备台数, 确保生产能力留有余地, 同时考虑突发性事件所需的工程抢险应急设备。

(1) 围护结构施工工程设备。围护结构主要为钻孔灌注桩, 包括一号线车站出入口及风道围护结构中φ1000、φ800钻孔桩;PBA工法暗挖车站、风道内围护结构中φ600、φ800钻孔桩。

车站出入口及风道明挖段钻孔桩采用反循环钻机施工, 根据工程量及工期要求, 配2台即能满足要求。PBA工法施工在洞内成桩, 作业空间受到很大限制, 采用异型冲抓钻机成孔, 每个工作面配备两台, 共配备13台。

(2) 支护工程施工设备。暗挖超前支护有超前大管棚、超前小导管。超前管棚设在土层, 采用TT145夯管锤进行夯进施工;超前小导管采用吹管布孔, 注浆泵注泵。部分出入口桩顶部分为土钉墙, 工程量不大, 采用1台JMZ-150锚杆钻机施工。

(3) 土方开挖施工设备。暗挖车站考虑3个面租用6台小型挖掘机在基坑内分层开挖土方, 配备12台机动三轮车通过运输马道出土, 其余附属结构等主体结构完成后再施工。

(4) 运输设备。洞内采用无轨运输, 考虑4个开挖面同时作业, 配备16台机动三轮车用于洞内运输。洞内渣土通过提升系统提至临时碴场, 渣土外运包给业主指定单位。

(5) 供风及初支设备。为减少污染, 喷射混凝土选用潮喷技术, 共配置12台PZ-5潮喷机, 其中二工区配置6台, 其余工区各配置3台。每台潮喷机工作时消耗风量为每分钟7m3 (风压为0.7MPa) , 管路损耗按20%计, 即12台湿喷机同时工作时总耗风量为100.8m3。考虑到工序错开, 12台湿喷机不可能同时工作, 故配置供风量为80m3的空压机就足够。为减小噪音, 选用4台供风量为20m3的P950E型低噪音电动空压机, 另配置2台VY-12/7型内燃空压机 (供风量为每分钟12m3) , 供停电时应急使用。

拌合站设在井场, 选用4台 (每个施工竖井1台) 强制性拌合机。喷射混凝土料在洞外拌合, 再运到掌子面使用。

3 方案的实施

3.1 施工方案的制定

遵循“关注周边环境, 全程监控量测;多面平行流水, 通盘统一协调;重点工序突出, 资源配套适用;安全风险可控, 质量工期确保”的基本原则进行施工组织安排。

本工程为十字交叉车站, 包括一、二号线车站, 四个出入口通道、四个风道、四个换乘通道、七个疏散通道, 楼梯、站台板等。以主体结构为重点, 兼顾附属结构、附属设施, 施工降水先行, 全程监控量测, 按照“多作业面、大平行、小流水”原则组织施工;严格控制地层变形, 加强周围环境保护。

主体结构施工分四个工作面:

一号线车站东西两侧:由1#、2#施工竖井施工横通道进车站, 先施工导洞、后导洞内施工桩柱, 纵梁紧跟、扣拱对称施工、结构逆作成型;CRD暗挖段在双层段结构成型后由双层段进洞、管棚超前支护、分块分部开挖、中洞结构先成、侧洞对称后施。

二号线车站南北两侧:风道和紧急疏散口兼作施工通道, 南北方向相向施工。PBA暗挖段由紧急疏散通道进洞、错开开挖步序、导洞分别先成、洞内跳孔成桩、纵梁中柱紧跟、扣拱对称施工、随挖随支到底、结构逆作成型。

附属设施形成多作业面同时作业, 兼作施工竖井提前施工, 其余部分主体完工施作。

3.2 施工顺序安排

遵循“一、二号”线要同步施工的总体顺序, 为主体工程提供通道的附属工程可以先进行施工, 然后再主体工程要紧接全面的再进行快速施工, 在主体施工过程中, 要将通道换成和紧急疏散通道施工穿插进行;对于地面的附属工程施工, 要尽量的提前, 避免给后期的施工带来压力, 如果条件允许, 不要在冬季进行明挖结构的施工。

3.3 临时工程

3.3.1 施工围挡

本合同段的施工场地均实行封闭式管理, 采用硬质彩钢板围挡, 根据指挥部统一要求围墙主要采用装配式彩色喷涂钢围挡, 围挡板为宽0.85m、高2m硬质彩钢板, 板下砌50cm高“24”砖墙, 每隔3.45m设一φ80钢管柱, 围挡板后用角钢焊接, 邻街侧挂指挥部要求的喷绘。

3.3.2 场内道路及场地硬化

因各施工场地均毗邻城市交通道路, 交通便利。场地规划时外部充分利用既有道路, 修建少量施工便道与既有道路顺接, 满足施工运料、出碴的要求。场地内尽量利用原路面, 不能利用原路面的, 对路面进行硬化, 保证宽度、承载力满足施工要求。

除明挖基坑及围护结构部分以外, 施工场地内的所有地面均进行硬化, 其中临时储碴场和运输道路硬化厚度考虑重车荷载, 其它部位硬化厚度考虑一般施工荷载。

3.3.3 排水及沉淀设施

在各施工场地的大门内侧均设置洗车槽。洗车槽设蓄水池和沉淀池, 以确保出入施工场地的车辆干净, 不污染城市交通道路。基坑上沿设挡水圈, 高度50厘米, 采用红砖浆砌, 砂浆抹面。施工污水经沉淀池沉淀后排入市政污水管道, 满足文明施工及环境保护需要。

3.3.4 砂石料场及搅拌设备

为充分利用现有的场地空间, 并且满足文明施工管理的要求, 对每天具有一定消耗量的大堆松散砂石料用储料仓进行集中存放。

因施工场地较小, 没有条件采用自动计量搅拌系统, 现场混凝土搅拌采用强制性搅拌机, 直接由下部投料孔或溜槽直接向洞内或基坑内供料。

结语

综上所述, 施工方案要切合实际和具有高度的可操作性, 要做到每道工序本身质量达到设计要求, 不给下道工序留下隐患, 保证下道工序顺畅施工, 就需要实施科学合理的施工方案, 只有在保证质量的同时方可保证速度, 施工技术发挥了其良好的作用, 就会大大的促进各个工序的改进和提高。使得施工进度进一步提高, 质量更加有保证。在此工程中, 施工单位克服了重重困难, 高质量且快速的完成了暗挖地铁车站的施工, 获得了良好的社会评价。由此可见, 科学合理的实施施工组织设计, 配以合适的机械加上科学的施工管理, 是实现工程快速、高质量施工的重要途径。

摘要：就暗挖地铁施工来说, 施工材料和施工机械的选用以及采用怎样的施工技术至关重要。本文根据某车站工程实践总结, 系统介绍了科学的施工方案在暗挖车站工程中的应用, 实现了暗挖车站工程以良好的质量, 快速的进度完成了施工的目标。

关键词：暗挖,快速,施工

参考文献

[1]房倩, 张顶立.浅埋暗挖地铁车站下穿既有线结构施工方法研究[J].中国铁道科学, 2007, (05) .

[2]王占生, 张顶立.浅埋暗挖隧道近距下穿既有地铁的关键技术[J].岩石力学与工程学报, 2007, (S2) .

[3]李汶京.降低暗挖地铁车站施工风险的几个关键点[J].铁道标准设计, 2009.10.20.

暗挖车站施工方案研究 篇2

【摘 要】经过长时间的探索研究，地铁车站类的隧道施工设计目前已经出现了诸多的设计理论和工法，这些理论汇集了“工程师”的智慧。为了更好的促进工程建设的发展，论文对（CRD）交叉中隔墙法在浅埋暗挖车站施工中的应用进行了研究分析。

【关键词】交叉中隔墙法 浅埋暗挖 车站施工

【中图分类号】U455.4 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）03-0220-01

一、前言

随着我国经济体制改革不断被深化，经济发展实现了巨大的飞跃，这也在很大的程度上促进了地下车站施工技术的发展。目前，关于浅埋暗挖的施工方法在国内可谓是百花争艳，这些当中最有代表性的施工方法，交叉中隔墙法（简称CRD）采取“化整为零”的工法在目前是使用较为广泛的方法之一。在地下车站施工地段，先对地下隧道进行开挖一部分，然后采用中隔壁和横隔板进行施工，接着对最先开挖剩余的部分隧道再进行开挖，延长中隔壁，最后对剩余部分进行施工的方法。这种方法与明挖法和盖筑发相比，具有明显的优势，可以最大限度减少出现大量拆迁、改建工作而导致的成本增加，而且对周边造成的粉尘污染和噪声污染非常小，对于建造地下车站，一般选址会在城市的中心，路面上的交通不宜长时间的封闭中断，并且周边的建筑物较为密集，拆迁改建的方法行不通。因此，考虑到种种情况，（CRD）交叉中隔墙法无疑是最好的选择。

二、（CRD）交叉中隔墙法的工法特点及工艺原理

（一）工法特点

（CRD）交叉中隔墙法简而言之就是大跨度、软弱围岩隧道分部开挖、钢架支撑、仰拱先行施工方法中的一种。它的施工层次一般来说会分上下3层，对地下车站隧道的上部和中层进行开挖，并做好支护工作，紧接着进行横竖中隔壁的施工，这里需要注意的是，需要等到喷射的混凝土强度达到设计强度等级的70%之后，才能对另外一边的上层、中层进行开挖和支护，并设置横中隔壁。最后对车站隧道底部进行开挖，相应的做好初期支护和中隔壁。等到所有的开挖工作结束时，将里面所有的中隔壁进行拆除，做好仰拱、拱墙衬砌和填充的施工工作，这样一来（CRD）交叉中隔墙法法将其开挖部分形成了环形封闭支护体系。从客观的角度来分析（CRD）交叉中隔墙法有优点也有其缺点，优点就是在处理地面沉降和土体水平位移上是非常有效的，但与此同时却在拆除中隔壁的时候，会伴随许多安全隐患，并且它的工序非常多，施工的速度也非常的慢。

（二）工艺原理

（CRD）交叉中隔壁法的工艺原理，就是在地铁车站开挖的部分设置竖横中隔壁，将其中的断面进行分块，以此来提高开挖跨度和降低开挖高度的效果。并在施工的过程中，重视监控测量，根据最后的数据结果来指导支护施工。

三、结合工程实例分析交叉中隔墙法在浅埋暗挖车站施工中的应用

上海某地铁车站站位于城市商务中心交叉口处，东西走向约171m、宽度约为47m、地铁两侧、中间洞宽分别为11m和15m。结构型式为单跨三洞地下局部双层分离岛式车站台车站，通过通道将三洞连接起来。整个车站设计了两个风道、位于车站主体的东西两侧，结构形式相同均为单跨双层拱形结构。车站风道的覆土厚度约为7m、全长约105m。车站均采用复合式衬砌结构。

该地铁车站所处的地形较为平坦、地势起伏小，地质成分主要由填土、粉土、圆砾卵石、粉细砂、等材质组成，并存在第四纪松散岩类型的孔隙水，含水丰富。

（一）施工过程中存在的难点分析

在该地铁车站工程施工中，需要注意的是土质成分，主要由填土、粉土、圆砾卵石、粉细砂等材质组成，一旦降雨没有完全清除干净，容易渗漏下来，并且在进行开挖后，极其容易发生塌方。因此，在施工前期必须要及时清除剩余雨水，同时做好预防措施。另外，由于地处城市商务中心交叉口，地面的交通线路多，地铁车站上方布满密密麻麻的雨污水管，漏水现象比较严重，给今后的施工带来了极大安全隐患。因此，必须要在施工的过程中，对初支护结构实时进行监测，出现问题及时进行控制，以此保证道路的畅通和管线的安全。

（二）施工的重点分析与研究

1、土体预加固

在进行土方开挖的过程中，对土体进行预加固是非常重要的，在（CRD）交叉中隔壁法中，一般我们会利用超前小导管注浆方法对土体预加固，将每两榀施作一环，注浆后方可进行开挖。除此之外，还需要注意的是在一些比较特殊的部位，如污水管较为密集的地方，为了确保施工安全，应该采取以使用大管棚注浆超前加固方法，来针对施工过程中地表沉降的问题进行控制，有效地控制了施工过程中地表的沉降，保证了施工安全。

2、监控测量

针对于此类地铁车站施工的工程，监控测量是浅埋暗挖CRD工法施工当中非常关键的组成部分，应该根据不同的工程实际情况，建立有效的监控测量体系，尤其是对于地表下沉、拱顶沉降和边墙收敛这类的问题，更要严加防范。

对工程施工进行监控测量，主要是为了更好的指导初支结构施工，保证初支结构的施工质量，这样的措施可以很好的防治初支结构的变形与收敛，进而对地表沉降进行非常有力的控制。建立科学有效的监控测量体系，可以对地铁车站附近的建筑物、管线、道路桥梁等等的位移沉降施有个很好的把控，并对可能出现的安全隐患或事故做出估测，能够有充分的时间来采取措施，避免造成更大的损失。

3、初支背后注浆

在初支喷射混凝土之后，很多的情况下会存在空隙，在初支背后注浆可以很好预防此类事情的发生，主要的作用第一个可以对底层间的空隙进行填充，最大限度的防止地表下沉。在进行导洞土方开挖的同时，会因为震动引起周围土质出现松动的现象，这样往往会导致出现微小的空隙，尤其是对于一些特殊部位，混凝土喷射不到的地方肯定会出现空隙，这些空隙在地层应力的作用下，拱架上方的土体会出现沉降的现象，在初支背后注浆则能将这些空隙填满，进而会阻止土体发生位移，保证地表不会出现沉降。第二个可以加强结构防水，地铁车站隧道开挖后，会给地下径流带来影响，开挖的部分由于压力低，地下水会流向开挖区，尤其是隧道开挖后的松动圈范围内地层渗透系数增大，会使得地下水很容易往隧道内渗流，在对开挖的部分进行初支背后注浆，可以大大增加地下水的阻力，减少地下水渗流。最后就是在一定程度上可以控制初支结构的沉降和收敛。地质大部分是由填土、粉土、圆砾卵石、粉细砂组成，一旦进行土体的开挖或多或少给周围土体的稳定性带来影响，通过初支背后注浆，是控制初支结构沉降和收敛最好的措施之一。

四、工程施工实例所带来的感受和体会

通过在这次地铁车站的施工中，由于工程所在地质稳定性较差，大多是由粘土和砂石为主。所以在施工的过程中，对土体的进行加固是非常重要的，针对沉降的不同部位，一般可以选取超前小导管的方法来进行控制，而对于受力较为复杂、沉降要求高的区段，则应该采用超前长管棚方法。此在，还有一点体会就是关于建立监控测量体系，可以对施工过程进行全程的监控，实现“动态注浆”确保施工安全。

五、结束语

文章结合工程实例对（CRD）交叉中隔墙法在浅埋暗挖车站施工中的应用进行了一次浅显的分析研究。在上文的论述中，尚存在诸多的不成熟的地方，但是相信在今后的工作当中不断学习新知识、新理论，并在实际的工作中加以实践，相信自己一定能够做的更好。

参考文献

[1] 程建德，鲁卫东，杨桑，钟南，颜莓. 大直径盾构隧道扩挖地铁车站的力学性能研究[J]. 岩土力学. 2010（12）

[2] 陈升虎，郭松. 小导管注浆预支护技术在城市浅埋暗挖隧道的应用[J]. 河北建筑工程学院学报，2003（01）.

地铁暗挖车站施工阶段计算与分析 篇3

地铁车站的建造受地层、施工因素等多方面的影响。为了保证施工安全, 有必要对车站施工过程进行研究, 以找出施工过程中的关键步骤。地铁车站施工步骤的模拟, 主要包括加固措施、开挖顺序、开挖细节、衬砌的施作与拆除等几个方面, 本文着重从施工步序中, 找出施工过程中控制沉降的关键步骤。

车站为双层岛式车站, 共设3个出入口, 2座风亭。主体结构断面型式为双层岛式单柱单拱, 车站覆土约为8.8m。车站所属地层, 自上而下依次为:素填土, 厚度2.0～4.0m;全风化板岩, 厚度0.7～15.0m;强风化板岩, 厚度1.0～2.7m;中风化板岩。

2 施工方法及主要施工步序

步骤一:将大管棚一次打入围岩, 并对上部需开挖的部分采取小导管预注浆加固地层;分步开挖中洞, 并施做初期支护。见图1 (a) 。

步骤二:施作顶、底纵梁, 预留接茬钢筋及防水板接头;吊装钢管柱, 浇注钢管混凝土。见图1 (b) 。

步骤三:左右导洞采用小导管超前支护、注浆加固地层;左右导洞台阶法施工并施做初期支护。见图1 (c) 。

步骤四:拆除下部中隔壁;分段施作底板、两侧边墙下部, 预留接茬钢筋及防水板接头。见图1 (d) 。

步骤五:待边墙达到强度后分段加设钢支撑, 并拆除中部中隔板及中隔壁;铺设边墙防水板, 浇注中纵梁、中层板及边墙。见图1 (e) 。

步骤六:拆除临时支护, 浇注拱部剩余二衬混凝土。见图1 (f) 。

3 施工过程模拟计算分析

3.1 模型的选取

本计算按连续介质模型模拟结构与周围土体共同作用的内力、变形计算。围岩、二次衬砌等均采用平面应变有限元模拟, 初期支护采用梁单元模拟。

按照车站的分块开挖、支护、浇注内衬等施工步骤, 计算共分为24个阶段, 除第一个阶段为初始应力场模拟外, 每个阶段的应力与变形均由软件在前一个阶段上自动累加。

(1) 计算假定

本计算采用了平面应变假定和弹塑性假定模型来做计算分析。假定计算边界处不受车站开挖的影响, 即该处为静止的原始应力状态, 变形为零, 用约束来模拟。计算宽度取120.0m, 计算深度为隧道底下45.0m的土层厚度, 考虑到时间效应。计算采取有限元正分析法进行求解。计算模型中, 并未对超前小导管等辅助工法措施进行考虑。

(2) 有限元正分析计算流程

组织模型→定义材料→作图及修改→设置开挖过程→在图形对象上施加边界条件→全自动生成网格→有限元计算及后处理。

(3) 计算方法

只考虑土体的自重应力及地面超载, 在分析的第一步, 首先计算土体的自重应力场, 土体在自重作用下会产生初始位移, 对这一步位移采用软件自带的“位移清零”功能, 以方便查看后续各施工步骤中所产生的位移沉降值。

考虑时间效应, 开挖和支护的应力释放率, 对于强风化围岩中采用开挖70%, 支护30%;对于中风化围岩, 考虑围岩的自稳能力较好, 开挖和支护的应力释放率采用开挖50%, 支护50%。

(4) 施工阶段计算过程

计算模拟实际施工过程分步进行计算:1) 初始状态, 位移清零;2-3) 开挖中洞上部导洞并封闭初支;4-5) 开挖中洞中部导洞, 并封闭初支;6-7) 开挖中洞下部导洞并封闭初支;8) 施工顶底纵梁, 并施做完成中柱;9-12) 开挖左、右洞上部导洞并封闭初支;13-16) 开挖左、右洞室中部导洞并封闭初支;17-20) 开挖左、右洞室下部导洞并封闭初支;21-22) 拆除下部初支, 并施做底板;23-26) 拆除其余初支, 并施做完成二衬结构。

3.2 地层和材料参数

数值计算需采用的地层参数主要参考经验数据, 表1给出了计算所采用的围岩物性参数。

4 计算结果与分析

由计算可知, 地面沉降最大值约为22mm, 满足要求。如图3所示不同施工步序的沉降趋势, 中洞上导洞开挖 (2、3步) 、边洞上导洞开挖 (9～12步) 、二衬施做时拆除临时支撑 (21) , 3个阶段引起的地表变形较大, 是需要加强监测的重点施工步骤。且中洞内中柱施工完毕后, 中洞拱顶沉降区域稳定, 说明了中柱对于整个结构在开挖过程中的稳定性具有很重要的作用, 施工过程中需要注意中柱的监控量测以及保护。

通过数值计算模拟施工步序, 暗挖车站不同施工阶段的沉降槽图形描述如下:

(1) 车站中洞开挖期间, 沉降槽曲线呈正态曲线, 最低点在结构中线上。

(2) 车站中洞二衬期间, 沉降槽曲线平滑, 即地表沉降较小, 整体沉降趋于稳定。

(3) 车站边洞开挖期间, 沉降槽曲线呈波型, 波峰在结构中线上, 波谷在左右线的线路中线上。

(4) 车站开挖最终累计沉降的沉降槽曲线呈盆形, 盆地范围为两线路中线中间。

(5) 整个沉降曲线与经典的peck沉降公式 (图5) 趋势上吻合很好。

5 结语

通过数值模拟计算分析, 得出理论计算地面沉降曲线, 证明了中洞上导洞开挖和侧洞上导洞开挖所引起地面沉降在整体沉降中的比例非常大, 可见中洞法施工对地面沉降控制的关键工序为中洞上导洞开挖和侧洞上导洞开挖, 在设计施工中应引起足够重视, 加强监控量测等措施, 有效的指导了施工。

同时, 本次数值模拟采用MC本构, 板岩也是按照各向同性的弹性体来模拟的, 与实际开挖过程中, 板岩的层理特性有一定的出入, 因此实际的施工过程中需要针对板岩的这一类特性采取更有针对性的措施。

参考文献

[1]GB50157-2003, 地铁设计规范[S].

[2]田巧焕.北京地铁5号线天坛东门站施工阶段计算与分析[J].铁道标准设计, 2004, (4) .

[3]杨明.磁器口地铁车站施工过程的三维数值模拟分析[J].市政技术, 2008, (2) .

暗挖车站施工方案研究 篇4

广州市轨道交通六号线东山口站位于中山一路与署前路交叉路口, 车站采用明挖与暗挖施工方法施工。车站主体明挖段为四层车站, 车站隧道工程左线暗挖段总长200.1m, 其中区间隧道109.1m, 站台暗挖隧道9 1 m;右线暗挖段总长161.6m, 其中区间隧道102.6m, 站台暗挖隧道59m。其中区间隧道改为盾构施工, 左线站台暗挖隧采用先隧后站法施工;右线站台隧道已施工完成。

2 暗挖隧道地质问题

本站站台暗挖隧道洞身所经过的岩土层主要为岩石中风化带和岩石微风化带Ⅳ类围岩, 隧道顶大部分经过岩石强风化带, 为Ⅲ类围岩, 局部经过岩石全风化带为Ⅱ类围岩, 具遇水软化和暴露过长易开裂特点, 隧道开挖时, 应及时封闭工作面防止水泡和暴露时间过长, 施工时应加强支护, 防止围岩坍塌。场地内砂层分布范围不广, 厚度较薄, 埋藏较浅, 地下水富水程度相对较差, 由于车站周围为交通要道和重要建筑物, 隧道施工做好止水工作, 防止过量排水影响周边建筑物的安全。

3 工程特点、重点、难点及主要对策

东山口站位于广州市东山区署前路下, 隧道沿署前路南北走向布置。署前路为规划红线宽度3 6 m宽的市政道路, 现状道路为1 1米左右。左线隧道上方为省二轻工业集团、广州市邮政局所属邮政用房、东山百货大楼;右线隧道上方为陈树人纪念馆、越秀区图书馆、工商银行。

本车站暗挖隧道位于交通繁忙的署前路下, 周边建筑物多, 工程量大, 施工工法多, 工程地质条件复杂, 隧道穿过的地质拱顶软下部硬, 故施工技术难度及风险都很大。隧道布置复杂、结构形式多, 隧道设计断面型式分为A、B、C、D、E、F、G、H、J九种具体隧道平面布置。

3.1 工程特点

车站工程地质、水文地质条件比较复杂。暗挖隧道所经过的岩土层大部分为全风化岩和强风化岩, 属Ⅱ~Ⅲ类围岩, 施工时需加强支护, 防止围岩坍塌, 隧道中下部存在中风化岩、微风化岩, 开挖时需采用微差控制爆破开挖, 给施工造成一定的难度和施工风险, 施工中需加强施工技术管理和爆破施工震速的控制。暗挖车站工程接口共有1 2处, 暗挖车站隧道与站厅通道、风道、施工通道、盾构隧道、横通道接口等。

3.2 施工重点及控制要点

(1) 施工进度和工期是本工程施工的控制重点之一:为保证工程按期完成, 组织多工作面平行作业, 在提出作业面后即转入暗挖隧道及通道施工, 隧道结构布置和结构形式复杂, 各衬砌断面和施工方法变换频繁, 隧道施工工序倒换多, 各工序互相影响大, 隧道施工时合理进行施工组织, 以保证隧道施工有序地进行。

(2) 二轻工业集团六层综合楼的保护:暗挖车站站台隧道 (包括站台隧道、楼扶梯斜通道、站厅及站台横通道) 位于二轻工业集团六层综合楼的正下方, 该楼的桩基为Φ3 0 0捶击灌注桩, 桩长6 m~8 m, 属摩擦桩, 桩底距隧道顶净距约为7.1 m~9.5 m, 隧道施工确保该楼的安全是施工的重点。

(3) 施工中在桩底下1 m范围内施工一排袖阀管注浆加固后再进行开挖施工, 隧道上半断面采用人工或机械凿除, 下半断面采用微差松动爆破施工, 减少对楼基的震动, 并加强监控量测, 及时将监测信息反馈以指导设计、施工。防水施工严格控制车站暗挖及附属工程防水施工的每一个环节, 并重点控制附属结构与车站接口处的防水质量, 坚持结构自防水为主、外包防水为辅的防水原则。

(4) 由施工横通道小断面隧道进入主线大断面暗挖隧道转换受力比较复杂, 选择合理转换方法是确保施工安全和加快进度的保证, 是工程的难点之一。

4 暗挖隧道施工方法及对策、措施

按照“矿山法”的基本原理组织施工, 严格遵循“管超前、严注浆、短开挖、弱爆破、强支护、早闭合、勤量测、速反馈”的原则控制围岩变形和地表沉降。

选择合理的施工顺序, 处理好交叉地段的过渡, 尽量避免由小断面向大断面的突变。开挖尽量采用人工辅以小型机具开挖, 必要时采用微振爆破法施工。在隧道施工全过程中, 及时进行地表及洞内围岩变形监控量测, 以便对围岩和初支变化、地表变形等情况进行动态跟踪, 反馈指导施工。防水层施工采取无钉孔铺设工艺, 注意对已做好的防水层的保护。采用大功率通风机对隧道内进行通风, 采用压入式通风, 始终保持掌子面空气清新。

(1) C R D法隧道施工方法及技术措施。

右线B型暗挖隧道位于全、强和中风化、微风化岩层中, 隧道埋深19.3m左右, 其上为交通繁忙的署前路, 在开挖过程为避免振动对地面建筑物的危害, 采用人工配合机械开挖, 严格控制开挖尺寸, 尽量避免超挖。

全断面分四部开挖, 上台阶细分为上下两层微台阶, 台阶长度控制在2.0 m以内;上台阶开挖完成后进行下台阶开挖。1部开挖完成后, 进行2部开挖, 1、2部闭合成环, 然后进行下部3的开挖, 开挖到位后, 进行4部的开挖, 闭合成环后及时进行除支背后注浆。

(2) 预埋钢板密封环。

盾构密封环加工过程中严格严格按照规范进行加工和焊接;安装前提前在密封环位置安设好定位钢筋, 人工搬运到安装位置, 倒链进行吊装和调整定位, 吊到位置时人工推动密封环就位, 在就位过程中, 全站仪+反射片进行再次测量复核, 然后点焊密封环预埋筋和定位预埋筋连接进行定位;模板安设时注意对已安设好密封环的保护, 浇注混凝土过程中避免振动棒碰到密封环。整个过程中加强测量定位。

(3) 暗挖隧道与区间盾构接口处的防水采用在主体结构侧墙上安设平蹼止水带进行收口, 采用缓膨型遇水膨胀止水橡胶条进行施工缝止水。

结束后, 暗挖部分以隧道中心线为轴线。这种放样顺序可以减小误差累积、误差以轴线呈对称分布, 有利于工程整体放样精度提高。

5 施工原则

车站隧道工程采用暗挖法施工, 由于暗挖隧道穿过地层主要为:岩石全风化带, 岩石强风化带, 岩石中风化带, 岩石微风化带。同时, 本隧道还具有断面形式多、接口多、工序多、所处环境复杂等特点。针对上述工程特点, 在进行总体施工部署时遵从以下原则。

(1) 按照“新奥法”的基本原理组织施工, 严格遵循“管超前、严注浆、短开挖、弱爆破、强支护、早闭合、勤量测、速反馈”的原则控制围岩变形和地表沉降。

(2) 选择合理的施工顺序, 处理好不同断面的过渡, 尽量避免由小断面向大断面的突变。

(3) 采用微震控制爆破技术, 短进尺开挖, 控制爆破振速在允许范围内, 以保证地表建筑物和相邻隧道间岩柱的安全。

(4) 多创造工作面, 组织多工作面平行作业。

暗挖隧道采用复合式衬砌结构, 初期支护均为小导管超前注浆支护、钢格栅拱架锚喷支护体系。在车站隧道过二轻综合楼地段采用小导管径向全断面注浆加固。暗挖隧道开挖采用人工手持风镐开挖, 小型装载机装碴, 小型机动车载料斗运至竖井, 提出井外。二衬施工采用简易台架+组合钢模板进行施工, 混凝土使用商品混凝土, 砼输送泵泵送入模。通风采用压入式通风, 以大功率风机、大直径软管进行通风。局部硬岩地段人工手持风镐难以开挖时, 采用微振爆破技术进行开挖。

摘要：本工程右线暗挖隧道共有2种施工工法:CRD法、CD法。施工时除G型、H型断面采用CD工法外, 其余断面均采用CRD工法施工。本文着重介绍隧道暗挖B型断面采用CRD法施工, 隧道断面为马蹄形, 衬砌采用复合式衬砌。

暗挖车站施工方案研究 篇5

6)在⑤部向前施工10 m后,同时开始⑥部的施工,见图2;所述⑥部的施工首先是拆除临时左部横向支撑(12)和临时右部横向支撑(13);拆除临时中部横向支护(18),拆除临时左下部中隔墙支护(10)和临时右下部中隔墙支护(11);然后依次进行⑥部的开挖,施工⑥部初期支护(7);

7)在施工①~⑤部时,做好预留沉落量(14)的预留工作。预留沉落量(14)的数值根据沉降和收敛的监控量测结果确定。预留沉落量(14)最后采用与二衬混凝土同标号的混凝土并与二衬混凝土一次性浇筑;

8)在⑥部向前施工10 m后,同时开始仰拱二衬钢筋混凝土(15)的施工,见图2;所述仰拱二衬混凝土(15)分左右两侧分别施工。仰拱二衬混凝土与边墙和拱部二衬混凝土分界线见图1中(17);

9)在所述仰拱二衬钢筋混凝土(15)向前施工20 m后,同时开始边墙和拱部二衬钢筋混凝土(16)施工,参见图2;所述边墙和拱部二衬钢筋混凝土(16)采用整体台车施工,在所述台车的下部保持车辆畅通。

1.3 主要实施方法

1)①部与②部的施工。如图1所示,隧道按左右侧分别施工,①部光面爆破后及时进行①部初期支护(2)和临时左上部中隔墙支护(8)的施工,形成小断面隧道开挖,并封闭成环。①部初期支护(2)的钢拱架和①部临时左上部中隔墙支护(8)的钢拱架为相同间距。①部初期支护(2)按设计要求进行施工。临时左上部中隔墙支护(8)采用Ⅰ25a工字钢,并插打1 m长的ϕ22 mm的砂浆锚杆进行锚固,锚杆环向间距1 m,纵向间距按临时左上部中隔墙支护(8)的间距布置。另对临时支撑面围岩采用10 cm厚的C30喷射混凝土进行封闭。②部施工的方法同①部。

2)③部与④部的施工。如图1所示,在①部与②部施工完成5 m~10 m后(见图2),即可进行③部与④部的施工。①部与③部、②部与④部均为普通隧道的上下台阶施工方法。

③部光面爆破施工后及时进行③部初期支护(5),③部临时左下部中隔墙支护(10)施工,将①部和③部整体成环。③部初期支护(5)的钢拱架和③部临时左下部中隔墙支护(10)的钢拱架相同间距。③部初期支护(5)按设计要求进行施工。③部临时左下部中隔墙支护(10)采用Ⅰ25a工字钢,并插打1 m长的ϕ22 mm的砂浆锚杆进行锚固,锚杆环向间距为1 m,纵向间距按临时左下部中隔墙支护(10)的间距布置。另对临时支撑面围岩采用10 cm厚的C30喷射混凝土进行封闭。因初支和临时支撑均较高,在起拱线的位置设置临时左部横向支撑(12),加强拱架的稳定性。临时左部横向支撑(12)采用Ⅰ25a工字钢。④部施工的方法同③部。

3)⑤部施工。③部施工30 m~40 m后,同步进行⑤部施工。如图1所示,⑤部光面爆破后及时进行⑤部初期支护(4)施工。同时拆除临时中隔墙支撑(8),(9)。因存在测量和施工误差,⑤部初期支护(4)的钢拱架与①部初期支护(2)的钢拱架、②部初期支护(3)的钢拱架无法直接连接,本发明采用拼装节进行安装。即根据经验,将⑤部初期支护(4)的钢拱架在加工阶段按比设计短20 cm进行加工,然后加工10 cm,20 cm,30 cm,40 cm的四种短节。根据存在的偏差尺寸选择合适的短拱架进行拼接。再有误差直接增加钢板连接即可。拼装节按左右侧交错布置。

根据现场监控量测情况,如变形较大,需设置临时横向支护(18)。如变形较小,可不设置。

4)⑥部施工。⑤部施工10 m后,同步进行⑥部施工。先拆除临时横向支撑(12),(13)。拆除临时横向支撑(18)(如果已设置)。拆除临时中隔墙支撑(10),(11)。

⑥部光面爆破后及时进行⑥部初期支护(17)施工。这样隧道即整体成环。

5)二衬施工。⑥部施工10 m后,按设计同步进行仰拱二衬钢筋混凝土(15)施工。仰拱二衬混凝土可根据通车要求分左右侧分别施工。

仰拱二衬钢筋混凝土(15)施工20 m后,同步进行边墙和拱部二衬钢筋混凝土(16)施工,边墙和拱部二衬采用整体台车施工。台车下部可确保通车辆畅通。

2 监控量测指导施工

本工程监控量测内容包含爆破振动监测、围岩与结构变形监测。围岩与结构变形监测包括隧道内状态观察、净空变形量测、地表沉降量测、初期支护应力、围岩应力等量测。全过程追踪围岩、基坑及周边既有建筑物的变形情况,获取整体隧道系统及周围建筑物的准确信息,以便了解其变化态势。利用控制信息的反馈进行分析、判断,预测施工中可能出现的状况,并根据量测结果,及时调整支护参数和开挖方式,实现动态设计与信息化施工。因采取的方法恰当,施工后两个月,经量测,地表无沉降,收敛最大值为35.26 mm,拱顶下沉最大值为37 mm。

3 结语

由于采用的方法恰当、措施有力,马家岩车站采用六部开挖方法后质量令人满意,未出现任何安全事故。原设计9部开挖临时钢拱架投入858 t,实际投入507 t,减少临时钢拱架351 t,减少临时工程投入105.3万元。原设计9部开挖时间需8个月,实际开挖时间7个月,缩短工期1个月。通过现场监控量测结果得,六部开挖法洞内拱顶下沉及位移收敛值均较小,符合设计及规范要求。

摘要：结合工程实例,介绍了地铁车站超大断面暗挖隧道六部开挖施工方法,并进行了隧道施工监控量测,量测结果表明采取方法恰当,地表无沉降,未出现任何安全事故,积累了暗挖隧道施工经验。

关键词：超大断面,隧道,六部开挖,施工

参考文献

[1]GB 50299-1999,地下铁道工程施工及验收规范[S].

[2]TB 10204-2002,铁路隧道施工规范[S].

[3]JTJ 042-94,公路隧道施工技术规范[S].

暗挖车站施工方案研究 篇6

1、工程概况

光电园车站位于重庆市渝北区高新园于黄山大道中段与黄杨路的交汇处, 里程为CK27+190.383~CK27+392.083, 车站全长201.70m, 采用曲墙+仰拱的五心圆马蹄形断面, 隧道高19.38m, 宽24.84m, 开挖面积413.26m2, 洞顶埋深24~26.5m, 工程地质为Ⅳ级围岩, 属于特大断面暗挖隧道, 采用双侧壁导坑法施工。

光电园车站施工通道全长355.58m, 施工通道净宽6m~9m, 净高5.5m~7.5m, 其中AK0+0~AK0+60.00为明挖段, 其余地段为暗挖法施工的直墙拱形隧道, 坡度为2%~14%。与车站设2个口连接, 主通道利用车站预留通道, 主要施工车站站厅层以上的主体隧道开挖支护、站内结构、出入口、风道、风井及紧急疏散口等附属结构的开挖支护;支通道口在距车站大里程端约60m处与车站相接, 主要施工车站站厅层以下的车站主体结构的开挖支护和站内结构。施工通道与车站的平面位置关系具体见图1。

2、施工主通道与车站站厅层接口处施工措施

⑴施工顺序

(1) 先将施工通道开挖支护至与车站直腿开挖轮廓线, 在主施工通道架设门型框架完成通道锁口, 见图2中 (1) 位置;

(2) 从施工通道处开始平顶开挖, 车站横向开挖4.5m;再沿车站纵向扩挖总宽度10.5m, 以架设门型框架两侧的永久格栅拱架, 并完成锁口, 见图2中 (2) 位置, 对施工通道不能架设钢架支护段进行锚喷支护;

(3) 继续扩挖车站通道, 在完成施工通道开挖后, 进行车站扩挖通道开挖, 扩挖通道以12.3%的坡度上坡开挖。开挖宽度10.5m, 开挖高度以双侧壁导坑法1步底板标高按12.3%抬坡线至拱部开挖轮廓。见图2中 (3) 位置;

(4) 在扩挖通道横向扩挖完成后, 将底板开挖至双侧壁导坑1步底标高, 完成接口施工, 进行双侧壁导坑1步开挖。

⑵开挖支护技术措施

由于施工通道断面小且拱顶标高低于车站拱顶标高, 因此需要在施工通道与车站接口位置上挑以施工车站, 对车站进行横向扩挖, 扩挖完成后才能进行双侧壁导坑开挖, 由于车站跨度大, 约24m, 因此须进行多次扩挖才能将车站上部拱架封闭成环, 而本车站地质为Ⅳ级围岩, 须随挖随支。

在接口位置先对出入口不能架设钢架支护段进行支护 (图2中 (2) 位于车站轮廓外部分) ;采用锚喷支护, φ25中空锚杆间距按0.5×0.5m, 梅花形布置;长3.5m, 钢筋网采用φ8mm间距为200×200的钢筋网片, 拱部双层布设;为保证支护弧度用φ22mm的钢筋弯制成接口拱部弧形作为弧形主骨架, 喷射25cm厚C25早强混凝土。

在预留出入口锁口完成后, 进行车站扩挖通道的开挖、支护。扩挖通道以门型框架形式支护。在门型框架上焊接三角牛腿以使结构达到更好的受力支护效果。门型框架采用I22a在开挖面两侧作为临时立柱, 上架设临时I25a托梁, 托梁架设于车站环向钢拱架连接脚板处 (见图3) , 这样保证扩挖过程中车站环向钢拱架在没有成环的情况下将受力转换到临时立柱上, 保证整个掌子面的稳定。

在做好临时立柱与托梁的同时, 布设系统锚杆 (图3车站扩挖Ⅰ—Ⅰ) 剖面, 系统锚杆采用φ25的中空注浆锚杆, 梅花形布置, 间距为1×0.5m, 锚杆长度为L=3.5m;临时锚杆采用φ22的砂浆锚杆, 梅花形布置, 间距为1×0.5m, 锚杆长度L=2.5m。车站钢拱架采用格栅拱架, 间距为1000mm, 纵向连接筋采用φ25mm的钢筋按1m的间距内外二侧布置, 初期支护施工时, 在拱部150°范围预埋Φ4 2注浆管, 壁厚3.5 m m, 长500mm, 环、纵向间距为1.0×4.0m, 水泥浆液水灰比1:1, 注浆压力不大于2MPa, 达到注浆压力后, 钢管内用水泥砂浆充填。当初期支护闭合成环一定长度后, 应及时对初衬背后回填注浆加固, 以减少地面沉降量。

在施工过程中要加强监控量测, 尤其接口位置要加密布点加强监测频率, 及时反馈信息以指导施工。

3、施工支通道与车站站台层接口处施工措施

⑴施工顺序

(1) 将支通道开挖至与车站接口位置相差4m作为位置即停止开挖。

(2) 车站开挖支护完成双侧壁导坑上部开挖后, 放坡开挖落底,

(3) 架设车站拱架的同时在接口位置埋设托梁, 托梁架于支通道两侧拱架上。

(4) 锁口、开挖贯通。

⑵开挖支护技术措施

由于车站断面远大于施工支通道断面, 施工支通道与车站站台层接口施工主要为接口锁口与托梁埋设保证车站拱架的稳定。

洞口位置车站拱架断开采用托梁的方法, 通道边位置连续并排架立2榀拱架加强。并加强锁脚及系统锚杆以加强支护, 支通道方向布设Ф42超前小导管, 长4m, 环向间距0.4m, 并在注浆加固完成后再进行下步开挖。如图4。

4、结语

以上为矿山法暗挖地铁车站与施工通道接口的两种形式, 在施工中须严格根据“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”的方针进行施工, 以保证施工接口这一特殊位置的施工安全与质量。

暗挖车站施工方案研究 篇7

1 超大断面地铁开挖施工现状

地铁隧道开挖施工项目的开展, 必然会引起地层结构的变化, 例如:围岩原始应力的变化引起岩土层底层应力的改变, 导致地表出现沉降现象。当隧道围岩发生变形或者地表存在严重沉降现象时, 经常会给周边环境造成一定影响, 其中表现最为明显的应属于地铁隧道。因为地铁隧道具体位于城市内部, 且具有地面交通道路以及邻近建筑物较多的特点, 不仅地表中附加荷载比较混乱, 而且还有了较高的施工沉降要求。所以, 在对地铁隧道进行实际施工过程中, 针对施工沉降进行控制和预测工作显得极其重要。而地铁隧道在开展施工沉降预测工作时, 应提前设计适合的开挖方案, 另外, 在开挖施工中, 还需要及时将施工阶段进行预测, 确保预测工作具备一定信息化, 在进行预测工作时经常会使用的预测方法有很多, 如:工程经验和模型实验法等[1]。

2 超大断面地铁开挖施工技术

在对地跌车站进行开挖施工时, 若是按照车站断面的整体结构, 可将车站分为单拱式、双拱式以及三拱式三种, 其中单拱式施工方法包括CD工法、CRD工法和眼镜工法;双拱式施工方法包括测洞法以及中洞法;三拱式的施工方法包括桩洞法与PBA法。以下主要对单拱式车站开挖技术进行分析。

(1) 台阶法在施工前期, 需要通过大管鹏等其它超前支护技术, 使隧道围岩更好完成预加固工作, 尤其是在出现过高地下水位、地层水量丰富等情况, 应保障施工人员和相关机械设备具有一定安全性, 使整体施工质量得到有效改善。

(2) 结合施工现场实际条件, 选择适合台阶长度, 并对隧道开挖中循环进尺进行具体控制工作, 使其严格依据相关规定来进行。除此之外, 装碴机械需要最大程度与台阶的工作面保持靠近状态, 减少扒碴产生的距离, 加快出碴速度, 进而提高装碴机械工作效率。若是围岩周边环境较差, 需要及时进行支护工作, 合理减少台阶的整体长度。

(3) 结合隧道断面的围岩情况、施工设备以及断面尺寸, 充分考虑操作空间具体要求, 合理选择台阶数量与高度。当隧道断面比较大时, 要适当的对台阶数量进行增加, 可以采取四台阶左右进行开挖工作;若是隧道断面比较小, 就可以选择传统上台阶法、下台阶法。因为伴随台阶数量的增加, 随之围岩扰动数量压在不断增加, 所以, 围岩地质环境若是较差, 需要尽最大程度选择台阶数量少的, 从而降低围岩扰动所带来的破坏。当施工时间较短时, 不仅会要大量施工机械进行施工, 而且还应增加台阶高度、降低台阶数量, 更好符合其空间具体需要。

(4) 在对石质隧道进行开挖时, 可以选择台阶法, 通过光面爆破手段进行实际开挖, 同时还应严格依据相关要求进行。另外, 在爆破过程中, 需要对爆破所带来的振动进行及时监测, 避免爆破工作给隧道围岩带来更多扰动[2]。

CD工法在应用过程中关键技术措施包括以下几点:

(1) 在施工过程中应用CD法, 需要严格依据正台阶法施工要求来进行实际施工, 同时还需要对时空效应给予充分考虑, 确保各部开挖速度较快、及时进行封闭, 达到短时间内完成隧道断面的封闭工作。而在施工过程中, 要将隧道围岩进行重点保护, 主要利用机械开挖技术进行, 人工作为辅助, 降低运用爆破开挖方法所带来的围岩扰动。

(2) 各工作面在进行开挖时, 还应该保持适当距离, 先安装的掌子面比后安装的掌子面略长, 其长度控制在12~15m之间, 确保开挖面具有一定稳定性。但是需要注意的是在下部开挖过程中, 要保障上部支护具备较强的稳定性, 在对边墙进行开挖工作时, 应采取两侧同时开挖的技术方法, 避免上断面两侧前面拱脚处发生悬空情况。最后, 在CD法实际施工中, 对中隔墙进行拆除工作是项重点工程, 只有合理选择拆除时间, 才能保障隧道安全[3]。

3 超大断面地铁开挖过程中地表沉降问题的控制

在进行地铁隧道开挖施工过程中, 避免会对地层的结构造成不同程度的干扰, 其地层的变化宏观现象为:地层的移动。当移动幅度过大时。则会对地表造成影响, 导致地铁站开挖的上部位置出现地表沉降现象, 甚至在严重的情况下, 会造成地面坍塌和路基下沉、路面断裂以及市政管线破裂等事故的发生, 为施工单位带来巨大的经济财产损失。为了加强对地层的抗应变能力, 可适当的采取以下几种措施。

3.1 上部地层的加固措施

在地铁站开挖建设的初期, 对现场的地质条件进行准确地调研, 对于地质情况恶劣以及受力程度不同的地段、或占据重要地段的建筑物, 需对该部分的上部地层采取灌浆处理, 用以实现对上部地层的加固工作, 避免在开挖过程中, 地层结构发生变化, 降低安全事故发生的几率[4]。

3.2 导管注浆措施

在超大断面浅埋暗挖过程中, 常见的隧道支护技术为导管注浆支护。在进行车站开挖过程中, 地层上部岩石风化速度较快且岩体易破碎, 进而容易发生塌方现象, 因此, 加强超前锚杆的施工难度, 同时隧道的断面相对较大, 利用导管注浆能够有效提高岩土层的抗压能力。为了确保开挖施工进度, 应确保导管安装位置的准确性和合理性, 预防导管长度与实际不符现象的出现, 同时, 还需对导管的角度进行精准化的控制。其中, 关于导管质量、规格以及标号的选择, 应与实际的车站开挖现场实际情况为标准, 并对导管的注浆量与注浆力进行试验检测, 进而达到最佳标准。

4 结束语

综上所述, 上文首先对超大断面地铁开挖的施工现状进行分析, 其次阐述开挖的施工技术, 最后对提高开挖施工质量和人员安全的措施进行明确, 由此可以看出, 在进行地铁建设过程中, 其难度较大, 例如:地表沉降和岩土层结构的变化等问题, 在某种程度上都会对开挖施工质量和施工人员的安全造成威胁, 因此, 在实际的超大断面地铁开挖过程中, 施工单位应对施工人员进行系统化的培训, 避免安全事故发生的同时, 减少开挖施工成本的投入。

参考文献

[1]李讯, 何川, 耿萍, 等.浅埋超大断面暗挖隧道施工方法及支护力学特征[J].中南大学学报 (自然科学版) , 2015 (09) :3385~3395.

[2]黄祚琼.地铁车站暗挖隧道穿越既有线的施工技术研究[J].现代隧道技术, 2014 (02) :133~139.

[3]党炫.复杂环境下地铁车站与周边建筑地下空间一体化施工技术研究[J].城市建筑, 2015 (18) :64.

暗挖车站施工方案研究 篇8

随着城市地铁建设规模的不断扩大, 新建地铁车站下穿既有线的情况也越来越多, 新建隧道的下穿施工如何保证既有线结构的安全, 不影响既有线的正常运营, 越来越受到研究人员的重视。

1 地铁车站下穿既有地铁隧道施工保护既有结构措施

新建地铁车站施工下穿既有地铁线路在施工中必然会对既有地铁线路产生一定的影响, 如果严重可能会对既有线路结构产生严重的破坏, 影响既有线路的正常使用, 影响到既有线路的安全运营。所以新建地铁车站施工与既有线路的安全性保护构成一对矛盾体, 结构损坏 (广义上安全或部分功能的丧失) 发生的充要条件是:新建工程施工的附加影响已经超过既有结构的强度 (如承受变形的极限能力等) , 所以新建地铁车站施工中对保护既有线路不发生破坏的主要措施有以下两个方面:

(1) 对施工过程中产生的附加影响进行减少, 使得附加影响不超过既有线路能够承受的强度极限。

(2) 对既有线路进行加固, 从而将其抗变形能力以及强度进行提高。

2 地铁车站施工对既有线安全控制的技术措施

在地铁施工中, 对既有线安全的管理即是对风险源 (如重要建 (构) 筑物) 的全过程控制, 通常包括以下五个环节:

(1) 既有结构物 (如地铁区间或车站) 的现状评估和安全性评价, 由此可确定出既有结构的沉降和变形控制标准, 即既有结构所能够承受的极限变形值。

(2) 施工附加影响的分析和评价, 由此可确定出合理的施工方案。实际上为施工方法以及辅助施工方法的优化, 并且包括工法的优化以及细部优化 (如到洞开挖以及支护顺序等细节问题) 。

(3) 控制方案制定。考虑到隧道开挖对地层影响的时空效应, 依据地层和结构的变位分配原理, 初步拟定相应施工方案下的既有结构变形及稳定性控制方案并实施。方案制定的依据主要包括:既往经验及资料、数值模拟及理论分析、工程特点等。

(4) 监测及反馈。基于信息化施工的原理, 通过监测结果与既定控制方案的对比, 可及时对施工方案和控制标准进行调整, 以及在必要时对地层和结构进行加固, 以达到预期的目标。加固地层的作用是减小施工对结构的附加影响, 加固结构的作用则在于提高结构的抗变形能力。

(5) 工后评估及恢复方案制定。无论采取怎样的施工方案和技术措施, 施工结束后都会或多或少地对既有结构造成影响, 因此待施工完成后应对既有结构的损坏状况进行检测和评估, 并据此制定恢复方案和具体措施, 包括恢复的必要性、恢复程度以及工后沉降和变形的预测等。

3 案例分析

3.1 工程概况

该工程位于一交通繁忙的十字路口下方, 且管网密布, 通讯电缆、自来水管和污水管道等纵横穿插。该车站宽23m, 高8.6m, 拱顶距既有地铁线4m。柱体纵向上为墙状连续结构, 以隔离行车时的噪音和空气污染。车站所赋存地层上部为风化软岩, 下部为硬岩。

3.2 施工方案

因为该地铁车站下穿既有地铁线路, 所以只能采用暗挖法。大断面浅埋暗挖地铁车站可以采用中洞法、柱洞法和侧洞法施工, 不同施工方法对既有结构沉降的影响是不同的, 为此以既有结构的最大沉降量为目标, 对不同工法的附加影响进行分析, 由此实现对施工方法的优化。施工方法的附加影响分析及优化, 包括工法的优化和施工步骤的细部优化。图1为中洞法、柱洞法和侧洞法施工示意图。

图2为中洞法、柱洞法和侧洞法施工累计沉降量。

从上述综合既有结构沉降分析, 可以得出以下结论:

柱洞法以最小的挖土量, 提供了前期衬砌的施作空间, 其永久衬砌结构施作最早, 支撑作用发挥得最早, 所以对土体沉降和既有结构的变位控制最为有利, 应是穿越施工的最佳方案。但是具体方案的实施需要结合具体项目施工的实际情况进行选择。在本工程中, 为控制既有线的沉降和工作面的稳定, 采用侧洞法进行施工, 并且采用钢管复合注浆支护技术。在隧道拱顶轮廓外3m范围内高压注浆, 所用钢管长度26m, 中洞上方布置五层, 侧洞上方布四层。车站开挖方法见图3, 采用先挖侧洞, 后挖中洞的方法, 初支为厚度25cm的加钢筋喷射混凝土配以锚杆。经量测, 侧洞开挖时拱顶沉降3~4mm, 初支中应力达4.6MPa, 且主要沉降发生在上导坑开挖过程中。中洞施工时, 拱顶沉降3mm, 初支应力达0.5MPa, 柱体中应力为0.35MPa。

3.3 监控量测方案

3.3.1 施工监测目的和任务

对既有线进行自动化动态实时监测, 以保证既有地铁结构安全和正常运营。通过对测量数据的分析、处理掌握隧道和围岩稳定性的变化规律、修改和确认设计和施工参数。通过监控量测了解施工方法和施工手段的科学性和合理性, 以便及时调整施工方法, 保证施工安全及既有线车站的安全。

3.3.2 监测项目

针对地面建筑物监测项目主要包括:地表沉降;初期支护结构拱顶沉降;初期支护结构净空收敛;既有线路沉降;轨道沉降变形等。

3.3.3 监测点布置原则

根据该工程性质、地质条件、设计要求、施工特点及周边环境等综合因素确定监测对象。为能及时掌握隧道和围岩稳定性的变化规律, 及时布点进行监测, 所有观测点埋设必须稳固, 初始值在确认点位已稳定才能采用。

3.4 施工安全应急措施

3.4.1 暗挖施工防坍塌应急措施

在地铁车站下穿既有线段工程施工时, 制定并严格落实各项防塌措施, 同时施工掌子面储备好各种抢险物资。在发生施工掌子面突发性塌方时立即启动抢险预案, 采取下列措施: (1) 立即使用抢险物资对塌方处进行封闭回填和加固处理, 同时把有关信息上报相关各个单位和部门, 各单位联合采取必要的抢险措施, 加强对既有结构的检查和量测工作; (2) 组织专家讨论分析造成掌子面突发性塌方的原因和相应的控制措施; (3) 根据确定的控制措施重新制定或调整施工工艺和施工组织, 进行施工交底, 严格落实各项措施, 进行开挖施工。

3.4.2 既有线结构沉降速率超限影响应急措施

在地铁车站下穿既有线段工程施工时, 首先建立严密的结构受力、变形、沉降的监控量测体系, 对施工过程进行全面的监控量测, 随时反馈信息, 指导施工生产。在发生既有结构沉降速率超限时, 立即启动抢险预案, 采取下列措施: (1) 立即停止开挖施工, 封闭所有施工掌子面, 加强结构监控量测工作; (2) 上报甲方及地铁公司运营单位, 根据具体沉降情况确定是否采取限速、停运及疏导客流等措施; (3) 组织专家讨论分析造成既有结构沉降速率超限的原因和相应的控制措施; (4) 根据确定的控制措施重新制定或调整施工工艺和施工组织, 进行施工交底, 严格落实各项措施, 进行开挖施工; (5) 若既有结构沉降速率超限未得到有效控制, 再次重复上述过程直到完全解决既有结构沉降速率超限问题。

3.5 隧道穿越既有线核心问题

隧道穿越既有线的核心问题是如何控制既有线结构的变形量和变形速率 (防止灾难事故发生) , 因此从研究思路上可以采取以下三种方法: (1) 结构托换, 即通过托换手段对既有结构进行预支护, 如美国波士顿中央交通主动脉公路隧道工程穿越既有地铁线时使用了此方法。 (2) 减小开挖断面, 即在满足工程要求的条件下尽量减小隧道断面, 或将大断面隧道分解成小断面, 如4号线宣武门站拟采用的方法。 (3) 隧道分部开挖, 即将大断面隧道分多次开挖完成, 从而减小对既有结构的扰动和变形, 如5号线崇文门车站、东单车站以及穿越雍和宫车站所采用的方法。

4 结语

综上所述, 在新建地铁车站施工中, 车站与既有线路之间的影响是互相的。既有线路的存在影响到新建车站的施工和安全, 而新建车站施工必然也会对既有线路产生影响。在实际工程施工中, 运用暗挖法, 做好隧道支护施工, 避免新建地铁车站施工对自身和既有线路产生不良影响, 保证地铁运营安全。

摘要：随着城市经济的快速发展以及交通建设的不断发展, 不可避免的会出现地铁线路之间出现交叉和换乘的情况。受到地下空间的限制以及换乘地铁的需要, 在进行新建地铁工程的施工中经常出现穿越既有地铁线路的情况。其中暗挖地铁车站下穿既有地铁隧道工程施工的难度是非常大的, 并且风险也是非常高的。本文主要根据实例阐述了暗挖地铁车站下穿既有地铁隧道施工与控制。

关键词：暗挖,地铁,车站,下穿,既有地铁,隧道,施工,控制

参考文献

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