地铁隧道施工

地铁隧道施工（精选12篇）

地铁隧道施工 篇1

引言

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

[1]陈星欣, 白冰.隧道下穿既有结构物引起的地表沉降控制标准研究[J].工程地质学报, 2011 (01) :56~57.

[2]郭亚宇, 苏兆仁.大连地铁2号线下穿铁路的设计与施工[J].现代城市轨道交通, 2010 (04) :70~72.

[3]陈孟乔, 杨广武.新建地铁车站近距离穿越既有地铁隧道的变形控制[J].中国铁道科学, 2011 (04) :62~63.

[4]徐吉民.北京地铁军博站下穿施工对既有线影响的研究[D].北方工业大学, 2012 (08) :49~51.

地铁隧道施工 篇2

地铁隧道衬砌施工的技术研究

随着我国改革开放的不断深入,大城市建设发展口趋繁荣,城市交通矛盾也逐渐严重,为了缓解交通拥挤状况,方便市民出行,改善城市环境,减少城市污染,提高人民生活质量,发展大运量的`城市地下轨道交通已成为解决大城市交通压力的关键.因此,我们应该深入研究和布置存地铁隧道施工中允分利崩汁算机网络技术、自动控制技术和科学现代化管理手段,降低工程造价、攻克技术难题、加大科技创新力度,使地铁隧道工程施工质量管理再上新台阶.

作 者：安虹 作者单位：中铁十九局集团轨道交通工程有限公司刊 名：辽宁经济英文刊名：LIAONING ECONOMY年，卷(期)：“”(1)分类号：U4关键词：

浅谈地铁暗挖隧道施工控制要点 篇3

【关键词】暗挖；隧道；施工技术；要点；对策

影响地铁纵向埋深的因素有很多，诸如不良地质条件、技术特点、地下管线分布以及周边建筑基础等条件都会对地铁的埋深造成一定程度上的约束。地铁的修建主要方法和技术集中在明挖、盖挖和暗挖三个方面，其中暗挖阶段由于属于隐蔽工程，其难度是施工过程中特别需要重视的。经过近些年地铁施工技术的探索，暗挖施工根据工程结构和覆盖地层的条件分为矿山法、盾构法、顶管法、管棚法等。

一、地铁暗挖隧道工程施工原则

暗挖施工需要穿越的地层条件比较复杂多变，根据地域不同有黄土、粘土、砂土、岩石、以及混合地质等为主。同时暗挖施工受断面形式多，接口和工序繁琐，环境不易预估等条件的影响，施工难度进一步被扩大。面对诸多工程困难，在施工过程中应该遵循以下原则：

（一）深刻了解新奥法施工的基本原理，注意抓住关键节点，领会并严格执行“十八字方针”—管超前、严注浆、短开挖、，强支护、早封闭、勤量测，同时出现任何特殊问题要及时进行信息反馈，只有做好这些，稳扎稳打，步步为营，才能有效控制围岩的变形和地表的沉降，确保施工质量及施工安全。

（二）施工顺序上应进行合理的安排和严格的控制，在不同的截面处理过程中，要对过渡部分进行缜密的施工，尽量避免小断面向大断面的突然转变。

（三）尽量采用当下比较先进的微震控制进行短进尺爆破开挖施工，把爆破的强度控制在一定的可掌握范围内，保证地表建筑物结构安全稳定的同时，也要确保相邻隧道岩体的安全。

（四）根据对地质情况的了解和工程的实际状况，尽量多的创造工作面，组织在多工作面平行进行施工，在保证工程质量的前提下，加快施工进度。

在隧道的开挖过程中，目前采用的方法是人工风镐开挖，配合小型装载类机型进行废渣的运输，加以小型机动车的辅助，将载料运到竖井处，再通过竖井运出工作现场。二衬施工经过近几年技术的发展，组合模式已经相对比较确定，大多采用简易台架加组合钢模板的形式进行施工，这种方式不仅大大节约了施工成本，在效率方面也远远胜于传统的方式。在混凝土选择方面都选择商用混凝土，采取搅拌站统一拌合，罐车运输的方式运输至施工现场，再用混凝土泵送入模中，做好振捣和养护工作。通风系统采用压入式通风比较便捷，选取大功率比的风机和口径比较大的软管进行通风。局部岩土强度较高的地段，人工手持风镐开挖难度很大，此时应该采用微震爆破技术进行开挖，提升工作效率。

二、施工控制难点

经过多年的实践经验，虽然工程特点都具有一定的差异，但是在施工控制的难点方面，都具有一定的统一性，大多集中在以下几个方面。

（一）施工进度与工期。施工的进度和工期是质量控制的重点之一，保证工程能够按照预定期限保质保量的完成，组织多工作面平行施工是目前看来比较有效的手段之一。在提供工作点后，直接转入暗挖隧道或者通道进行施工，隧道中的结构布置和结构形式复杂，各个断面之间的施工方法经常处于转换的状态，且比较频繁。在隧道的施工工序方面转换也比较多，对于工序之间的相互影响比较大，因此要充分重视施工组织设计的合理性，根据工程实际存在的习惯，严谨有序的进行施工，保障工期和进度控制在合理的范围之内。

（二）对地铁暗挖附近结构物的保护。有些特殊的工程部位，类似于暗挖车站的站台隧道，扶梯斜通道或者站台横通道周围经常会存在结构复杂的构造物。此时要对周围构造物基础部分进行充分细致的调查，根据具体情况制定出施工计划，在保证周围安全的前提下，保证工程建设顺利实施。

（三）无水作业。决定暗挖工程能否顺利完成的关键性因素在于无水作业的施工质量。由于各地区的地质状态和水文情况存在很大差异，所以即使在施工前妥善的做好了降水工作，施工过程中仍然不能完全保证能够达到无水作业的要求，更不要说有些地质情况无法有效地进行降水作业。为了应对这样的问题出现，在施工过程中要分地层进行加固，通过小型导管注浆、长短导管结合注浆、大管棚、临时支撑等措施手段来确保施工的安全进行。加固措施受自身检测方法的限制，很多时候并不能确定加固的效果如何，所以严格按规范、设计，认真的完成每一项加固措施显得尤为重要。

（四）隧道连接处的处理。一般情况下，由于施工横通道造成的小断面隧道进入主线大断面暗挖隧道的过程中，引起的应力变化多样且比较复杂。因此，能否妥善的选择合理的转换方式，是确保工程安全、快速实施的决定性因素，这也是近几年来，对于工程人员来说地铁暗挖工程的难点所在。

三、暗挖隧道施工中的相关技术要点和对策

（一）选择合理的施工顺序，做好交叉地段的过渡处理工作，尽可能的避免小断面向大断面的突变。开挖的方式尽量采用人工辅以小型机械进行开挖，如遇到特殊情况，可采用微震爆破法进行施工。在施工的全过程中，及时进行地表和洞内的变形监控测量，以便对围岩和初支的变化、地表的变形等情况进行动态跟踪，做好信息反馈和调整工作。防水层施工要采用无钉孔铺设工艺，对已经施工完成的防水层做好保护工作，避免二次破坏。在隧道的通风方面尽量采取大功率风机，压入式进行通风工作，始终保持隧道内的空气清新。

（二）影响结构工程的质量控制点相对比较多，支撑体系、混凝土浇筑质量以及混凝土自身的质量都决定着结构工程的最终完成质量。支撑体系不管采取哪种支撑形式，都要进行受力模拟实验，保证支撑体系具有满足工程要求的强度和稳定性，同时对于支撑体系中用到的所有构件也必须保证质量，支撑面在施工过程中要保证平整。混凝土的标号与图纸设计一致，在大体积混凝土构件浇筑过程中要有严谨的工作态度，严格按照规范操作，杜绝偷工减料等不良行为及不规范操作，在浇筑完成之后及时采取相应措施做好养护工作。

（三）预埋钢板盾构密封环加工是施工难点之一。盾构密封环的位置安设的选择和焊接部分要抓好质量控制，安装前要提前在封闭环位置设置定位钢筋，由人工运输到安装位置，运用倒链进行吊装和位置的调整，调到大概位置是由人工进行密封环的就位确认工作。在就位的过程中用全站仪和反射片等工具进行辅助的复核测量。然后对密封环的预埋筋和定位预埋筋的连接进行定位处理，在模板的安装铺设过程中应该注意对已经安设安城的密封环的保护工作，避免因为混凝土浇筑导致的振动影响密封环的稳定性。不管哪个过程，都要做好测量定位工作。暗挖隧道与区间盾构接口的防水要进行特别处理，一般是在主体结构的侧墙上安装平蹼止水带进行收口处理，在施工缝止水阶段一般采用缓膨胀型的止水橡胶带条进行施工。

总结

地铁隧道施工沉降原因分析 篇4

随着盾构推进机械的发展和施工技术的成熟, 盾构法施工的隧道, 由于对地面建筑影响小, 施工方便等优点, 已经被广泛应用于城市地下交通、给排水工程。通常隧道设计被视为平面应变状态, 以横断面的受力状态为设计依据, 它的纵向受力状态, 有关的规范和各类参考书都很少提及, 设计一般仅从构造上考虑。但大量的工程实践表明, 在软土地基上建筑的盾构法隧道都会因为各种原因在纵向产生不均匀沉降, 因此纵向受力分析应引起高度重视。

1.1 纵向变形分析

纵向变形的原因大致有两种:

a.由于外部荷载不均匀或地层不均匀引起的纵向变形:这种情况发生在隧道纵向荷载突变, 或隧道所穿越的土层物理性能变化很大, 如越江隧道的江、岸结合处;隧道下某些区段存在软弱下卧层等。

b.由于隧道刚度不匹配产生的纵向变形:在地震等偶然荷载作用下, 工作井与隧道连接处, 很容易发生不均匀沉降甚至断裂。

1.2 计算模型

盾构法隧道模型化的方法有很多种。例如, 将管片环和管片环接缝, 分别用梁单元 (或壳单元) 和弹簧单元来模拟建立三次方模型;将一个管片环作为一个梁单元, 管片环结合面的接缝作为弹簧单元, 然后各自进行模型化, 最后把这些单元相互连接组成骨架模型等。这样的三次方模型和骨架模型, 都是对隧道进行相当细小的模型化, 然后就可以对一个一个管片环进行研究, 理论上比较准确, 而且是可以变化调整的。但是, 盾构隧道通常是由成千上万的管片环组成, 这些模型的单元数过于庞大, 不确定因素必然增多, 所以在设计上用的较少。本文采用的是实践中常用的等效连续化模型。

在轴力、弯矩作用下梁模型的轴向变形与相同荷载作用下隧道的轴线变形一致, 由此可求出等效拉压刚度和等效弯曲刚度, 其基本假设为:

1.2.1 不考虑管片环在圆周方向的不均匀性, 认为隧道横断面

是均匀的, 用自由变形匀质圆环的方法计算横断面受力, 并考虑因接头的存在对弯曲刚度的折减;

1.2.2 将环间螺栓考虑为弹簧, 受压时变形为0, 受拉时按一定弹簧系数变形, 在螺栓进入塑性状态后, 考虑二次刚度。

2 隧道纵向沉降影响因素分析

2.1 施工期间的影响

施工期间隧道沉降主要是由于盾构推进时对周围土体的扰动, 以及注浆等施工活动引起的;主要包括以下几个方面的因素:a.开挖面底下的土体扰动;b.盾尾后压浆不及时不充分;c.盾构在曲线推进或纠偏推进中造成超挖;d.盾壳对周围土体的摩擦和剪切造成隧道周围土层的扰动;e.盾构挤压推进对土体的扰动。

隧道衬砌环入土后的沉降发展过程, 按其发生的时间先后和原因可大体分为三个阶段:a.初始沉降;b.下卧土层超孔隙水压力消散而引起的固结沉降;c.下卧土层骨架长期压缩变形的次固结沉降。隧道通常要在盾构推进完毕后半年至一年后开始使用。因此, 一般在施工阶段已大体完成了初始沉降和固结沉降, 而在长期使用阶段则缓慢地进行次固结沉降。经过长期的发展, 现在的盾构施工技术和施工工艺都已比较成熟。采用的泥水平衡和土压平衡盾构等先进的施工设备及同步注浆, 减小了对隧道周围土体的扰动。除在隧道与车站的连接段外, 如果隧道下卧土层均一, 则在盾构施工期间隧道的沉降比较一致, 则隧道纵向不均匀沉降较小。

2.2 隧道临近的建筑施工载荷

2.2.1 地铁临近的建筑载荷

地铁隧道一般都要穿越城市闹市区, 市中心建筑密度大, 高楼林立。这样大面积的建筑物尤其是高层建筑沿地铁隧道沿线排列, 其建筑载荷产生的附加应力对地层沉降的影响是相当大的。而且地铁隧道下部土层的性质和压缩土层的厚度也在变化, 不同性质、厚度的土层对附加应力的固结作用的反应有很大的差异, 从而导致隧道产生纵向不均匀沉降。

2.2.2 地铁临近基坑开挖

高层建筑地下室一般采取深基坑开挖施工方法。深基坑开挖过程实际上是一卸载的过程, 地铁隧道临近的深基坑开挖对隧道的影响主要是两个方面:a.由于基坑开挖引起围护的侧向位移和坑内隆起使得坑外地层沉降, 导致隧道也随之沉降。b.基坑开挖引起围护向基坑内的侧向水平位移, 导致隧道发生挠曲变形。临近基坑的隧道段和远离基坑的隧道段间将产生明显的纵向不均匀沉降。

2.2.3 隧道近距离穿越

城市地下空间的有限和立体化综合开发、以及城市轨道交通网换乘的需要, 使得不同隧道形成空间近距离交叉穿越的现象越来越多。后建隧道对周围土体的扰动, 会在隧道横向的地层中形成一个近似正态分布的沉降槽, 导致已建隧道产生纵向的不均匀沉降。

地铁隧道沉降量比较大的地方, 也是地铁沿线原有高层建筑密集和高层建筑施工非常频繁的地区。因此必须严格控制隧道临近范围内的各种施工活动, 做好隧道的监测工作, 保护隧道的安全和正常营运。如:上海地铁保护技术标准规定:周边环境加卸载引起地铁隧道总位移不得超过20mm, 引起隧道变形曲线的曲率半径应大于15000m。

2.3 下卧土层的分布不均匀性

下卧土层的不均匀性是隧道产生纵向不均匀变形的基本原因。实际工程中, 沿隧道纵向分布的各土层性质不同而且分层情况、土层过渡情况、隧道埋深也随时在变化。由于土性不同而决定的土层的扰动、回弹量、固结和次固结沉降量、沉降速率、沉降达到稳定时间等都有不同程度的差别, 导致隧道发生不均匀沉降。一般情况下, 隧道下卧土层类别变化处正是隧道发生较大不均匀沉降的地方。如:上海打浦路越江隧道在长期使用的16年中, 下卧土层为接近砂性土的隧道段, 沉降增量只有40~50mm;而下卧土层为松软的淤泥质粉质粘土的隧道段, 其沉降增量大于100mm;两者相差接近一倍。

2.4 城市地层沉降的综合影响

我国的大多数大中城市的地面沉降问题都非常严重。例如:监测资料显示, 上海中心城区在1990年至1998年间的平均累计地面沉降量为135mm, 年均15mm, 局部地区更大。地层构造使得城市的地层沉降会产生沉降漏斗区。当隧道穿越沉降漏斗区时, 位于漏斗区内的那段隧道的沉降明显比漏斗区外隧道的沉降大;长期积累下去, 就会产生严重的纵向不均匀变形。上海人民广场地区就是沉降漏斗区, 这些区域的隧道沉降比临近的隧道沉降要大许多。

3 结论

地铁隧道的纵向过量不均匀沉降及其对隧道结构内力、变形的影响是不容忽视的, 它对隧道的安全、营运以及周围环境都是一个潜在的威胁。需要从线路规划、工程设计、施工、周围环境影响的控制等多方面进行综合防治, 以保证隧道的安全和正常营运。

参考文献

[1]温竹茵, 周质炎.盾构法施工隧道的纵向受力分析.

地铁施工通告 篇5

招标人：深圳地铁有限公司;

地址：深圳市福田区福中一路1016号地铁大厦

邮编：518026 电话：0755-23992953 23992390 23992978 传真：23992933

联系人：刘卫星、付朝立、李萍

简述地铁施工质量控制 篇6

关键词：地铁 区间暗挖 工法 控制要点

1 地铁发展概述及施工方法

随着全球工业化的不断发展，城市人员迅速增加，使得城市交通日益拥挤，世界各国都在寻求发展与之相适应的城市交通工具。轻轨交通以环境污染小、节省能源、投资少且运量大而得到广泛的运用。

地铁施工方法很多，其中有：明挖法施工、盖挖法施工、暗挖台阶法、暗挖CRD施工法、暗探洞桩法。应用新奥法原则采用浅埋暗挖法建成的地铁项目较多，也是标志着我国在地铁建设设计理论、施工技术、施工工艺和工程管理方面有突破性进展，也为我国城市地铁建设进一步推广应用浅埋暗挖法积累了宝贵经验。

2 暗挖施工注意事项

浅埋暗挖施工技术核心可总结为“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”18字方针。

3 超前探测及支护

3.1 超前管探测。超前管探测是了解当前围岩情况的重要手段，为确定暗挖作业参数提供重要依据。超前管一般采用普通钢管打设，打设长度根据地质情况确定一般为2~5m。超前探测主要是了解掌子面前方空洞、层间水及地下构筑物情况。一般超前管探测在拱部粘土、粉土等隔水效果较好的掌子面进行打设。打设角度45度左右，一般中粗砂、卵石圆砾地层可不打设。

3.2 大管棚施工。大管棚打设外插角度根据工艺确定，原则不大于3°。如采用地质钻机外插角取高限，如选用导向跟管钻进技术，钻进精度能够达到5‰，可减小外插角度。在管棚施工精度较低时，注意不要将管棚打入开挖掌子面范围内。管棚一般在初支轮廓线外100mm处设置。管棚作业前，工作面封闭严密，牢固，清理干净。管棚钻孔作业孔位应由高到低进行，防止土体扰动，成孔困难。成孔后，及时安装钢管。砂卵石地层中采用跟管成孔时，管棚壁厚不小于6mm。

3.3 超前小导管。根据地质情况确定小导管打设长度，及纵向间距。粘土可不打设，粉细砂可现场试验后决定，砂层、中粗砂、圆砾卵石层必须打设，超前小导管顶部应加工成尖锥形，一般采用三瓣焊接尖头；如采用锤击打入需加强尾部刚度，一般采用钢筋焊箍加固。中粗砂、圆砺卵石层地质条件下，小导管需采用吹孔手段成孔，缩短导管长度，加密纵向间距。小导管打设纵向搭接不得小于1m，具体为隔榀打设导管长2.5m，每榀打设导管长1.8~2m（格栅间距500mm，小导管不能盲目追求角度要求，防止下榀格栅因无架设空间而割断导管）。

3.4 注浆。在中粗砂、卵石地层注浆由于空隙率较大，设计中多采用水泥浆，但水泥浆凝结时间较长，不利于施工安排。实际操作中注浆材料以双液浆或改性水玻璃注浆为主，减少浆液凝结时间，加快施工进度，粘土粉土根据土层情况可不注浆。小导管注浆压力以0.3~0.5MPa为宜，管棚注浆压力可适当加大；初支壁后回填注浆采用水泥浆，水灰比0.5~1。注浆嘴连接：超前注浆压力较小，可采用皮管套接或钢管套接；管棚及壁后回填注浆压力较大应采取套丝阀门连接。

3.5 土方开挖。上台阶土方开挖应先开挖侧墙，后开挖拱頂，上台阶应留够核心土，掌子面应留成一个斜面，防止掌子面滑移。台阶留置长度3~5m，尽早封闭初支结构。土方开挖时，前一循环喷混凝土立面沾染的土渣应清除干净，土方严禁欠挖，尤其注意前一循环喷射混凝土处，土方开挖前应确定格栅已到位，或在开挖开始后30分钟内保证格栅到位。

3.6 格栅架设。由于暗挖施工中时间-空间效应明显，土方开挖完成后必须及时架设格栅及喷射混凝土，格栅间距严格按设计执行，每榀格栅间距误差控制30mm之内。纵向连接筋环向间距1m，靠近连接板50mm位置内至少有两根连接筋，非挑高段纵向连接筋搭接焊缝长度220mm。格栅架设垂直度偏差应严格控制，保证下部格栅连接板密贴，格栅安装时连接螺栓应全部上紧。如确有安装不上情况，需用与格栅主筋等强度钢筋帮悍，焊缝符合单面焊10d，双面焊5d。连接格栅的高强螺栓应保证紧固，受施工空间限制，格栅连接位置前方上部螺栓操作空间狭小，可用手工带上，待下次进尺时使用工具紧固。

3.7 喷射混凝土。喷锚过程中均匀掺入速凝剂，喷锚时应严格分层喷射施工，不得堆喷，防止出现断缝，混凝土拌合料应随用随拌，防止拌合料中水泥搁置时间长而失效。喷射混凝土前，清理受喷面及之前已完成的混凝土面，重点为连接板周边不易喷实的部位。喷射混凝土后应及时进行复喷及修整。

3.8 背后回填注浆。根据施工进展及时进行处置背后回填注浆，背后注浆时机控制在前方导洞闭合成环3~5m时进行。背后回填注浆浆液采用水泥浆或水泥砂浆，注浆管径向穿过初支结构，注浆填充背后空隙，回填注浆管一般布置在拱部，纵向间距3m，环向拱部布置3根。

4 针对风险源的施工措施

4.1 超前地质预报。施工中采用超前地质预报，可探明开挖面前方或周围土体中可能存在的地质突变、地下空洞、废弃的人防、管沟和局部水囊等地质灾害，防止作业过程中可能产生的废气、突泥、涌水、塌陷等地质风险对工程的危害。

施工中的工程地质预报：结合工程特点采用超前探孔方法，探测开挖面前方或周围地地质情况并加予分析，为动态设计提供依据，为安全施工提供情报保证。超前钻探预报：采用轻型地质钻机在导常掌子面前方进行钻孔超前探测。超前钻探采用φ50-100mm孔，每断面布置1-3孔。钻孔时，记录钻孔速度、岩土特征、冲洗液颜色、含泥量、出水部位、钻杆是否突进等情况，探明水量和水压情况，按设计和开挖面的地质资料，判定工作面前方的工程、水文地质情况，以采取必要的预防措施。观察法进行实时地质预报：在进行开挖作业时，地质工程师每个循环收取一定量的岩土，出水状况进行观察、记录、分析若无异常变化，则可进行正常施工，否则立即采取相应措施。

4.2 针对地质风险的施工措施。对突泥、突水的技术措施：根据超前预测预报，加强超前支护管理，特别是注浆管理，堵住突泥、突水通道，确保达到先固结、增强结石率，对围岩补强，降低透水性后开挖，确保不因水的流动，引起裂隙张开，侧壁及洞顶坍塌。

4.3 针对自身风险的施工措施

4.3.1 增设马头门加强钢格栅（防马头门开口坍塌失稳）。在施工隧道破除马头门时，在洞口处连立三榀加密格栅钢架，并将截断的横通道格栅与马头门连立三榀加密格栅钢架焊接牢固，增加马头门与横通道的整体性。

4.3.2 增设开口加强型钢环梁。在施工隧道破除马头门时，在洞口处支设型钢钢架，马头门破除时，原隧道拱架破除部分格栅受力转换到型钢钢架上，增强开口部位强度。

4.3.3 其它控制风险管理对策。对不良地质地段，采用小导管预注浆进行支护处理，以加固围岩，预注浆施工完成后，及时对注浆效果进行分析，确保达到预加固岩体的目的。加强对隧道沉降、收敛等的监控量测，及时整理、分析测量数据，向风险管理组汇报监控量测结果。

4.4 保证管线的安全施工措施。编制好管线保护方案，在隧道开挖施工中做好管线的保护措施；做好地面巡视工作，并做好巡视记录；与产权单位取得联系，发生紧急情况时迅速联系；加强监控量测，及时反馈监测结果。

5 质量管理过程

质量管理的过程是发现问题、分析问题、处理问题、总结分析的一个过程。在地铁隧道暗挖施工项目管理工程中，应反复循环进行发现问题、分析问题、处理问题、总结分析的过程，以最大限度的提高施工质量。施工中必须严格遵守新奥法原则，把新奥法的基本原理和浅埋隧道特点相结合，并根据具体地质条件和施工水平，灵活运用。

参考文献：

[1]于伟，王余鹏.浅谈暗挖地铁施工过程的质量控制.《科技信息》.2011年10期.

[2]刘钊，佘高才，周振强.地铁工程设计与施工上.北京人民交通出版社，2004.

有关地铁施工中隧道施工技术分析 篇7

连拱隧道段通常具有比较复杂的结构, 由于地铁隧道断面会根据情况出现变化, 会提高地铁隧道的工作难度, 并延长工作周期。因此选择科学、合理的施工方案可以有效的提高施工效率, 并且保证施工质量。在制定施工方案时, 需要考虑一下几点:

1) 地铁隧道的施工安全;

2) 地铁隧道的结构安全;

3) 在保证质量的前提下降低施工难度;

4) 在保证质量的前提下缩短施工周期;

5) 提高经济效益。

本文主要介绍单一式中墙施工方案和分离式中墙施工方案。

1.1 单一式中墙施工方案

单一式中墙施工方案的具体施工方法如下:

1) 首先从右线双连拱小洞隧道开始施工, 并且向折返线侧搭建临时施工通道、双连拱和三连拱中墙, 然后及时支撑中墙, 并且在执行操作时避免偏压;

2) 完成中墙衬砌的相关工程后, 根据“先小后大、封闭成环”的施工顺序和原则, 采用台阶法对右线进行施工时, 采用CRD工法对大跨度的折返线隧道进行施工;

3) 当工程进行到折返线侧时, 首先完成三连拱和双连拱中墙的施工, 然后再进行右线掘进;

这种方法在地铁隧道施工中应用比较普遍, 但是该方法在应用中存在工作复杂、工期较长、施工成本高等缺点。

1.2 分离式中墙施工方案

分离式中墙施工方案的具体施工方法如下:

1) 该方案使用两个单洞, 并且采用分离式中墙, 在施工时首先修建右线单线隧道;

2) 在进行三连拱隧道施工时, 首先进行单线施工, 然后进行中墙衬砌;

3) 按照CRD工法对大断面的右线双连拱隧道进行修建;

4) 进行折返线的施工时, 工序与右线相反。

分离式中墙施工方案与单一式中墙施工方案相比, 工序简单、施工难度低、工期较短、有利于防水、建造正本低等优点, 并且对核心岩体进行了保留。

2 三连拱段施工方案

进行右线施工时, 首先根据工程要求修建三连拱隧道, 全环设置格栅, 格栅间距为0.6m/榀。使用混凝土进行全环喷射, 对中墙拱顶进行加强, 进行中墙施工时, 在格栅接头的位置需要破除一个纵向加强梁。使用静态爆破或微差弱爆破的方法进行中墙开挖, 完成中墙开挖施工后立即对中墙进行二次衬砌。在完成中墙施工后, 需要采取支护措施, 并且回填中墙空隙。在完成一侧的施工后, 再开始修建对另一侧中墙, 完成了两侧中墙的修建后, 对两侧单洞隧道进行二次衬砌。最后修建三连拱隧道。

3 地铁隧道施工关键技术

在对连拱隧道段进行施工时, 需要保证施工人员严格遵守工作纪律和施工要求, 提供良好的施工条件, 而且在施工中需要提供强大的技术支持。

3.1 对拉锚杆和加强锚杆

由于施工方案中没有使用单一式中墙, 中墙开挖后厚度为0.8m, 因此需要设置加强锚杆以及对拉锚杆。其中对拉锚杆要求的规格为采直径22的钢筋药卷锚杆, 长度变化范围在0.8m~2.0m之间, 采用0.6m×0.5m的间距进行施工。加强锚杆的规格要求为直径25, 长度3.0m的中空注浆锚杆, 使用0.6m×0.8m的间距设置在中墙的边墙处和两侧仰拱处。

3.2 中墙夹岩柱体注浆加固

中墙岩体最薄的地方, 厚度可能仅有0.15m。而且施工过程中的开挖、爆破等操作会导致围岩松动, 将对其承载能力产生不良的影响。所以, 需要在中墙的仰拱出、墙以及拱顶处分别注浆, 以提高承载能力。注浆时, 预先埋设直径42的钢管, 使用1:1的水泥和参数为30Be~45Be的水玻璃组成双液浆进行注浆, 注浆的压力范围为0.2MPa~1.0MPa。在工程的两次的开挖施工时, 都需要对中墙注浆, 并且在完成最后开挖施工后, 需要对中墙夹层注浆, 并达到饱和。

3.3 微差微震爆破技术

地铁隧道使用钻爆法进行“0”间距开挖施工。由于地铁隧道很可能穿过建筑物密集的地区, 因此在进行预留光面层爆破时, 需要保证产生的振动在规定的范围之内, 所以需要使用微差微震爆破技术。如果地层的围岩等级为Ⅲ级或Ⅳ级时, 在爆破时需要注意以下几点:

1) 使用速乳化低震炸药进行爆破;

2) 每循环进尺控制在0.6m~0.8m范围内, 炮眼之间保证0.4m的间距, 合理规定药量, 并且保证光面层爆破的质量;

3) 起爆网络采用不对称系统, 使用非电毫秒雷管进行多段位起爆;

4) 中墙处的开挖施工使用两次施工的方法, 首先在光面层预留1m, 在距离中墙较远侧布置掏槽眼, 在预留光面层上布置适量的空眼, 合理控制药量, 然后在该光面层进行二次爆破。施工时避免超挖, 使用人工风镐对欠挖处进行处理。

这样, 可以在二次爆破时, 有效的减小了爆破产生的振动, 达到保护中墙的目的, 有利于使用“0”距离的方法开挖连拱隧道。

3.4 辅助剪刀撑加强支护

使用ANSYS有限元软件进行模拟分析, 在修建小断面隧道时, 为了是施工安全得到保障, 需要使用辅助支撑的方法加固小断面隧道, 避免爆破时的振动和冲击导致偏压, 或者在开挖岩层时, 避免释放负荷造成的偏压。

选择I20型钢作为支撑材料。在两端格栅处放置预埋钢板, 在施工时, 将I20型钢焊接在预留钢板上。然后选择高强螺栓进行进一步加固。在布置支撑时, 支撑的间距规定为0.6m, 这样可以保证所有格栅都有支撑, 支撑需要布置到双连拱隧道两端各1.2m处, 而且支撑的布置工作需要在大断面隧道开发前完成。在布置支撑时, 需要根据施工条件和工程设备大小选择最好的布置方法。大量的地铁隧道施工经验证明, 在进行隧道施工时, 布置支撑可以有效的保证施工安全和工程质量。

3.5 信息化施工

为了使隧道的施工安全和结构安全得到保证, 需要实时掌握隧道的施工情况, 对施工地层的地质特征和具体情况进行分析, 制定科学合理的施工方式。通过实际测量显示, 该方法在进行小断面隧道施工时, 最大沉降的测量结果是14.6mm;进行大断面隧道施工时, 最大沉降的测量结果是17.2mm, 结构收敛最大值的测量结果是7.6mm, 施工时地面最大沉降的测量结果为10mm, 开挖三连拱中洞的拱顶时, 最大沉降的测量结果为22.8mm。

4 结论

本文通过对地铁隧道施工技术进行分析, 详细说明了各种施工方案的优点和缺点、施工工序, 本文使用两次爆破的方式, 有效的缩短了施工工期, 降低了施工成本, 提高了工程质量和施工安全, 并且对中墙的保护和加固方案和爆破技术进行了阐述, 希望对地铁建设的隧道施工提供参考。

参考文献

[1]刘小兵.双跨连拱隧道中墙结构合理形式研究[J].施工技术, 2004-10, 15.

[2]汪俊明.软弱围岩地段双连拱隧道施工技术[J].西部探矿工程, 2003, 6.

地铁隧道施工 篇8

目前,我国仍然出于人口城镇化的发展期,城市建设以及城市人口的增长,对于土地的需求不断增长,造成了城市土地资源的紧缺[1]。而地下空间在扩大城市容量方面,有着很大的优势和潜力。通过城市地下空间的逐步大量开发,拓展生存空间,增加城市容量,行程城市地面空间、地上空间和地下空间协调发展的城市空间构成新格局,是现代城市发展的理想模式[2]。但是,随着地下空间开发强度的增大,地下空间之间,如地铁、地下商业、人防工程等之间的相互影响日益凸显。国内对于地铁和地下空间的建设做了很多有益的探讨[3,4,5,6,7,8]。数值模拟计算在开地下空间开发安全分析已经有了成熟应用,并得到实践检验,此方面已进行了大量的研究[9,10,11,12,13,14,15,16]。本文以某城市地铁车站穿越地下大空间及既有地铁隧道为例,采用数值分析的方法,对地铁下穿过程中地表沉降及地下大空间和既有隧道的安全性进行了研究。

1 项目概况

本文选取某市地铁穿越地下大空间及既有地铁隧道,对其安全性进行分析。车站与地下大空间及地铁隧道呈十字交叉,站址范围沿线范围上覆土层主要由第四系人工填土(Q4ml),海陆相淤泥、淤泥质土、淤泥质砂(Q4mc),海陆相砂层(Q3+4mc),冲积-洪积砂层、土层(Q3al+pl)以及残积土(Qel)组成,缺失中更新统(Q1)和下更新统(Q1)。

2 计算模型及边界条件

由于车站施工是明显的三维空间问题,本文采用FLAC3D大型有限差分软件计算相关的应力和变形,在相应假定条件下建立三维弹塑性计算模型。

三维模型沿站台方向的长度为290m,宽度为164m,高度为90m。取地表相对标高0.00m。模型采用六面体单元,为了在优化网格的同时还能满足计算精度的要求,考虑大范围地下空间与地铁车站同步建设时的相互影响,根据车站的对称性,取车站的四分之一部分建模加以研究。将地铁车站及其周边部分的单元加密布置了网格,总体模型的单元总数为113453,节点总数为143036,计算模型如图1所示。模拟计算采用位移边界条件,固定模型左右边界的横向位移(即X向位移),前后边界纵向位移(即Y向位移),底边界的竖向位移(即Z向位移),模型上部为自由边界。

3 本构关系及参数选择

根据现场取样和岩石力学试验结果,计算中采用莫尔-库仑(Mohr-Coulomb)屈服准则判断岩体的破坏:

undefined (1)

式中:σ1、σ3 分别是最大和最小主应力,c、φ 分别是粘结力和摩擦角。当fs>0时,材料将发生剪切破坏。在通常应力状态下,岩体的抗拉强度很低,因此可根据抗拉强度准则(σ3≥σT)判断岩体是否产生拉破坏。

根据岩土勘察报告,模拟分析时选取的参数如表1所示。

4 结果与讨论

4.1 车站基坑开挖阶段地下大空间安全分析

数值模拟结果表明,下沉车道基坑底部最大隆起量为56mm,最大隆起处不是在隧道基坑的中心而是在基坑的一侧。在车站西侧距离车站60m处取下沉车道基坑的横断面进行研究,可以看出位移量最大达到了46mm(如图4所示),且沿横向的分布与常见的中心高、两侧低的形式有所不同。该基坑底部向下地层倾斜分布为倒V形,在基坑中心土的弹性模量加权值大于基坑的两侧,即两侧土层较软而中心土层较硬,故卸荷后的基坑中部回弹量较小,使基底的回弹曲线呈明显的驼峰形。

4.2 运营阶段安全分析

4.2.1 地下空间安全分析

在基坑开挖过程中,由于上部卸载,基坑底部逐渐隆起;在结构施工阶段,基底会继续因为卸载而隆起,随着基底土体压力逐渐释放以及上部结构压力不断增大,基底隆起量达到最大后逐渐沉降。随着该下沉车道及下部地下空间进入正常使用阶段,在上部各种附加荷载的作用下,又被逐渐压实,底部位移趋于稳定。图5为各监测点的纵向位移图,最大隆起峰值2.2mm。同时,沿中心线离车站越远,其隆起量越小,即受到车站的影响越小。

本文中监测了新建地铁沿线距车站40m、80m、120m、160m、200m、240m处地下空间的地表、地下一层顶板、地下一层底板、地下二层底板、地下三层底板的沉降量,如图6所示。不同监测点地下空间结构沉降量均呈现出相似的规律,离轨道越远处,沉降量越小。而且沿线各不同监测点相对应的位置沉降量相差不大,在地面超载及各种附加荷载作用下,地表人工填土最大沉降量普遍在11.3mm左右,地下一层顶板最大沉降量在4.4mm左右,地下一层底板最大沉降量在2.8mm左右,地下二层底板最大沉降量在2.1mm左右,地下三层底板最大沉降量在1.0mm左右,基本可以满足结构设计要求。但是在离轨道较近处,因为将长期受到车辆运行扰动影响,建议加强结构抗震能力。

4.2.2 既有地铁隧道安全分析

基坑的开挖会造成坑内土体的回弹,从而引起地铁区间隧道的上抬变形。另外,隧道本身的先期卸载更会加剧隧道的回弹变形。由于土体具有流变性,基坑开挖结束后,由上部土体卸载引起的隧道隆起量会随着时间的增长继续增大。既有区间隧道建在红层砾岩微风化带中,弹性模量较大,因而因为上部土体卸载不会产生较大的上移。由于新建车站及其周围地下空间的开发施工,在隧道洞口上沿,产生了向上的隆起位移,但位移量并不大。如图7所示,沿纵向位移量从车站范围内的2.19mm逐渐减小到0.63mm,在车站西侧地下空间范围内位移量下降明显,到较远处,无地下空间施工,故卸荷作用较小,上抬位移很小。

5 结束语

(1)地下穿越地下大空间与既有线路的安全性是可以满足的,但是施工组织方式不同,其技术、经济效益与安全情况亦有所不同。合理安排施工工序,有利于充分利用空间、时间,有利于对后续工程施工创造良好的条件,有利于维护建筑结构的安全性与稳定性。

(2)车站与地下空间底部为红层砾岩微风化带,岩性良好,基坑底部最大隆起量在10mm以内。

(3)新建地铁沿线地下空间普遍最大沉降量在4mm左右,在结构变形控制范围内,离轨道越远处,沉降量越小。地下空间将会受到车辆运行动载影响,对于抗震性能,应进行专门的分析。

地铁矿山法隧道管棚施工 篇9

杭州地铁湘湖停车场位于钱塘江南岸萧山区湖头陈村附近, 东侧为风情大道, 南侧有礼帽山、西侧为湖头陈村的道路、北侧有规划扩建的湘西路, 河道水系密布, 地势基本平坦。礼帽山一侧为湖头陈村公墓, 规模较大。场址所在地地面为西高东低, 标高为5.00m~5.50m。

本标段出入场线隧道为单孔双线马蹄形断面, 牵出线隧道为单孔单线马蹄形断面, 设计为矿山法隧道。1#进出场隧道位于王家湖山北部山坳内, 里程为DK0+559.16~DK1+423, 全长863.84m, 出入口为V级围岩;2#进出场隧道位于DK1+465~DK1+558, 全长93m, 出入口为V级围岩;3#牵出线隧道位于QDK0+153.64~QDK0+211.81, 进口为V级围岩。

隧道进出口段均为V级围岩, 地质条件较差, 为了确保进洞施工安全, 洞口V级围岩均设计加强段, 采用长管棚预注浆进行超前支护, 并且设计1m长, 1m厚度的混凝土套拱作为管棚导向墙。单孔双线隧道洞口管棚长度为40m, 牵出线隧道洞口管棚长度为10m。

2 地质特征

2.1 地质

1) 1#隧道进洞口, 隧道底板高程约-8m, 围岩类型主要为强风化含泥质石英砂岩, 岩体较破碎, 该处山体坡度较陡, 坡度45°, 山体表部为第四系残破积层, 厚约3.0m, 该处强风化层厚约15m, 岩层走向与洞轴线呈小角度相交, 倾角约70°;1#隧道出洞口, 隧道底板高程约3m, 山体坡度35°, 下缓上陡, 现场山体边坡稳定, 洞轴线大致垂直于地形等高线, 围岩主要为强风化含泥质石英砂岩, 岩体较破碎, 岩层走向与洞轴线呈约60°相交, 倾角25°~33°;

2) 2#隧道进洞口, 隧道底板高程约6m, 围岩类型主要为强风化, 中等风化与微风化含泥质石英砂岩层, 岩体较破碎~较完整, 该处山体皮度相对较缓, 坡度30°左右, 山体表部为第四系残坡积层, 厚约5.0m, 该处强风化层厚约3m, 岩层走向与洞轴线呈50°相交;2#隧道出洞口, 隧道底板高程约4m, 山体坡度30°~40°, 下缓上陡, 现场山体边坡稳定, 洞轴线大致垂直于地形等高线, 围岩主要为强风化, 中等风化含泥质石英砂岩, 岩体较破碎~较完整, 岩层走向与洞轴线呈约60°相交, 倾角25°~30°;

3) 牵出线隧道洞口, 隧道底板高程约5m, 山体坡度30°~40°, 下缓上陡, 现场山体边坡稳定, 洞轴线大致垂直于地形等高线, 围岩主要为强风化, 中等风化含泥质石英砂岩, 岩体较破碎~较完整, 岩层走向与洞轴线约60°相交, 倾角25°~30°。

3 总体施工方案

3.1 施工准备

依据设计测量放样隧道口临时边仰坡, 整修临时边仰坡, 实施洞口仰坡截水沟, 初始喷护临时边仰坡, 放样管棚准确位置, 施作作业平台。

3.2 施工方案

混凝土护拱作为管棚的导向墙, 在管棚轮廓线以外拱部出入场线130°、迁出线120°范围内施作, 断面尺寸为1.0m×1.0m, 护拱内设钢筋支撑, 钢筋与管棚口连接成整体, 导向墙基础确保稳定。孔口管作为管棚的导向管, 它安设的平面位置、倾角、外插角的准确度直接影响管棚的质量。用全站仪在工字钢架上定出其平面位置, 用水准尺配合坡度板设定孔口管的倾角;用先后差距法设定孔口管的外插角, 孔口管要牢固焊接在工字钢上, 防止浇注混凝土时产生位移。

4 施工方法及施工工艺

4.1 测量放线

根据套拱设计图, 考虑衬砌内轮廓比设计尺寸放大5cm以保证隧道净空、并且考虑预留沉落量及施工误差, 套拱比明洞衬砌外轮廓放大15cm进行施工。

4.2 套拱施工

本隧道套拱设计长度1m, 混凝土厚度100cm。套拱采用组合钢模板, 间距50cm架立2榀I18工字钢拱架, 按照1°~2°的外插角、40cm的环距将37根长度1m的φ140*5mm导向钢管焊接在钢拱架上, 导向钢管安设的平面位置、倾角、外插角的准确度直接影响棚的质量, 用经纬仪以坐标法在工字钢架上的定出其平面位置;用水准尺配合度板尺设定孔口倾角;用前后差距法设定导向管的外插角。导向管牢固焊接在工字钢上, 防止浇筑混凝土时候产生位移, 然后进行套拱混凝土浇注。套拱拱脚砼基础设置应稳固。导向管外插角应控制好, 并且在混凝土浇注过程中经常检查防止其移位。

4.3 长管棚施工

1) 开挖周边放样布孔;

2) 搭钻孔平台安装钻机。

(1) 钻机平台用钢管脚手架搭设在稳固的地基上, 脚手架连接牢固、稳定, 防止在施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移而影响钻孔质量。

(2) 钻机定位:钻机要求与已设定好的导向管方向平行, 必须精确核定钻机位置。用经纬仪、挂线、钻杆导向相结合的方法, 反复调整, 确保钻机钻杆轴线与导向管轴线相吻合。

3) 钻孔

(1) 长管棚施工工作面钻孔采用两台XY-28-300D电动钻机, 岩质较好的可以一次成孔。钻进时产生塌孔、卡钻时, 需要注浆后再钻进。

(2) 钻机开钻时, 应低速低压, 呆成孔10m后可以根据地质情况逐渐调整钻速及其风压。钻进过程中经常用倾斜仪测定其位置, 并根据钻机钻进的状态判断成孔质量, 及时处理钻进过程中出现的事故。钻进过程中确保动力器、合金钻头按照同心圆钻进。

(3) 认真做好钻进过程的原始记录, 及时对孔口岩屑进行地质判断、描述, 作为洞身管棚时的地质预测预报参考资料, 从而指导洞身管棚。

4) 清孔验孔

用地质岩芯钻杆配合钻头进行反复扫孔, 清除浮渣, 确保孔径、孔深符合要求, 防止堵孔。并用高压风从空底向孔口清理钻渣。

5) 安装管棚钢管

长管棚采用φ108mm×6mm的热扎无缝钢管, 管节长3m、6m, 注浆采用1:1水泥浆液。钢管环向间距40cm布设, 仰角1°~3° (不包括线路纵坡) , 钢管施工误差径向不大于20cm, 隧道纵向同一横断面内的接头数不大于50%, 相邻钢管的接头至少错开1m。钢管接头采用丝扣连接, 丝扣长度30cm。钢管上每隔15cm交错钻孔, 眼孔直径10mm~16mm, 尾部1 100mm不钻孔, 端部100mm作成尖锥形。

(1) 管棚施工时先打有孔钢花管, 注浆后再打无孔钢管, 无孔钢管可以作为检查管, 检查注浆质量。钻机立轴方向准确控制, 以保证孔口的孔向正确, 每钻完一孔即顶进钢管, 在钻进过程中经常采用测斜仪量测钻进的偏斜度, 发现偏斜及时纠正。

(2) 为使钢管接头错开, 编号为奇数的第一节钢管采用3m钢管, 编号为偶数的第一节钢管采用6m长钢管, 以后每节均采用6m长钢管。

6) 注浆

安装好有孔钢花管、放入钢筋笼后即对孔内注浆, 浆液由ZJ-400高速制浆机拌制, 采用BW-250/50型注浆泵。注浆机将砂浆注入管棚内, 初压0.5MPa~1MPa, 终压2MPa, 迟压10 min后停止注浆。

5 效果评价

本次地铁隧道采用大管棚作为超前支护, 通过注浆将破碎围岩固结加固, 使围岩和管棚连成一个整体而受力, 在隧道开挖线外形成一个环向的支撑体, 有效地阻止了破碎围岩出现的松散和垮塌情况, 为隧道的顺利施工创造了条件。

摘要：根据地质勘查结果, 隧道洞口地质条件较差, 采用管棚进行超前支护, 本文论述了管棚支护施工的要点, 施工方法和具体应用的地质条件, 供同类隧道作经验参考。

关键词：隧道,管棚,支护,施工

参考文献

[1]《铁路隧道设计规范》 (TBJ1003-2005) .

[2]杭州地铁1号线工程施工设计第二十三篇湘湖停车场, 第五册第一分册, 出入场线隧道.

地铁盾构法隧道施工技术探析 篇10

1 盾构法

1.1 盾构法

盾构法是暗挖施工的一种形式, 主要是利用机械进行施工。利用盾构机械在地表下面进行挖掘, 运用盾构外壳和管片对隧道的四周进行支撑, 防止围岩的坍塌。在盾构机工作的同时, 还会有切削装置进行配合工作, 利于盾构机的挖掘, 并且由出土机把土输送出去。盾构法能够使隧道的埋深小于或者等于隧道的直径, 使隧道的修筑面临最小的地表沉降。盾构法的突出优势就是对城市的交通会造成大的影响, 并且无污染。

1.2 盾构法的原理和施工程序

传统技术最为显著的特点就是埋藏浅, 通常距离地表较近。在施工中由于地层的损失会造成地面的明显移动, 会对周边环境造成影响, 所以对施工中的支护、排水、灌浆等都有较高的要求, 增加了具体的施工难度。盾构法结合了我国隧道建设的实际特点, 充分关注地质、水文条件。在施工中采取了多种辅助措施来巩固围岩, 增加围岩的承受力, 并且在开挖后, 及时的支护, 和围岩形成一个完整的支护体系。

盾构法施工需要在隧道终端和始端建造基坑或者是竖井, 以便可以对设备进行拼装, 当隧道过长时, 还需要设置检修井。工作井的大小需要根据盾构的具体形状和大小决定。一般井的宽度需要超出盾构机2m左右, 这样可以方便盾构机的维修。井的长度需要满足盾构机的安装和拆卸的要求, 此外还需要考虑到盾构机进出洞。此外盾构法的施工程序还有土层的开挖、盾构机的推进、衬砌拼装、衬砌背后压注等。在进行这些工序时, 必须确保这些工序及时的进行, 不能出现耽搁, 长时间的的停顿会对路面产生影响, 可能会造成路面或者建筑物的下沉。

盾构法施工依赖的是盾构这种施工器具, 盾构除开挖外, 还可以起到强有力的支撑, 盾构机钢管机似的外形可以抵挡来自外界水和地层的较大压力。盾构主要由三部分组成, 分别是切口环、支撑环、盾尾。经常用到的盾构有圆形、椭圆形、半圆形。

盾构法施工速度快, 并且开挖的洞体比较稳定, 对周围的环境影响小, 尤其是对建筑物造成的影响不大。此方法适用于粘性土层、砂层、全面断岩层、上软下硬地层等地质, 在城市建设中有很大的优势。

盾构法可以在有水的情况下正常进行, 并且适用于跨度较大的车站修筑, 因此, 在我国的隧道施工中有了广泛的推广, 此外在地下车库和过街人行道的建设施工中也得到了应用。

2 盾构法的应用

2.1 盾构法在地铁隧道施工中的技术应用

1) 车站结构的计算。目前, 国内运用盾构法来设计地铁隧道施工可以说取得了不错的成就, 并且具备较为丰富的经验, 理论经验和技术方法也逐渐的成熟, 但是对于区间隧道的扩挖技术依旧是盲区, 需要进一步提高进步, 应该从实际问题中注意修建过程中围岩应力的复杂变化和调整形态, 充分考虑到围岩修建中的内部变化和车站的结构承载。

2) 管片、支护方式、连接方式。严格要求施工期间车站扩挖的管片撤除和再次使用, 运用与隧道盾构施工中相符的特殊管片, 以确保施工的安全。在工程中, 管惠城际地铁隧道施工使用的钢筋混凝土管片由管惠城际地铁隧道管片厂生产, 除区间管片外, 还需要负环管片10环。为了确保工程造价和运营安全、有效的防水, 应该利用有利于车站结构的支护方式, 如初期支护和二衬支护等方式要恰当选择。车站主体与其他结构的连接部位技术需要加强, 施工中须严格注意。洞门井接头施工在任何时候不得对主体隧道工程的进展造成延缓。拆除或凿除管片前, 应探明管片外注浆层情况并确定是否需要预注浆。

3) 环保技术。施工中注意对周围环境的影响, 如扩挖时对围岩的影响, 以及造成的地表下沉等。要有效的控制地表的下沉, 对周围环境的影响降到最低。在建设施工的全过程中, 根据客观存在的粉尘、污水、噪声和固体废物等环境因素, 实施全过程污染预防控制, 尽可能地减少或防止不利的环境影响。预防为主, 宣传引导, 全面规划, 合理布局, 改进工艺, 节省资源, 为企业争取最佳经济效益和环境效益。严格遵守国家和地方政府部门颁布的环境管理法律、法规和有关规定。对加固区域的管线和影响建筑物实施监测, 在加固实施期间每天监测2次, 若沉降出现异常时相应增加监测次数。

2.2 风井的施工方法

根据风井的地质情况和具体要求, 对端头进洞的地基进行加固, 长度为6m, 其中5.4m要采用钻孔灌注施工, 同时要确保钻孔灌注和风井围护桩之间有600mm的间隙, 便于使用高压旋喷桩进行施工。由于风井主要位于城镇居民区周围, 受影响比较大, 因此出洞地基要分两部分完成, 首先, 在风井围护桩施工完成后, 进行加固钻孔灌注桩施工。然后, 风井开挖完工, 进行高压旋喷桩施工。

地基加固主要包括纵向和横向, 纵向为接收井的外井壁向外6m;横向的是以洞圈为中心, 向两侧延伸4m, 确保洞圈上的加固深度为3m, 洞圈下的加固深度为4m, 隧道直径为7m, 水泥的掺量要达到20%, 洞圈上3m外的地区主要是弱加固区, 水泥掺量为7%。此外还需要对搅拌桩和钻孔灌注桩间的间隙进行加固, 主要采取旋喷桩进行连接补强加固。

3 结语

盾构法在地下空间建设时有着独特的优势, 尤其是城市地铁建设。可以确保地面不受影响, 交通正常运行, 管线正常使用, 并且减少了对环境的污染, 促进了地铁隧道的施工。盾构法在地铁施工中是一项综合技术的应用, 包括盾构机械技术、隧道测量技术、地下防水技术、施工安全等, 通过近年来的摸索和实践, 盾构法已经形成了较为成熟的技术, 提高了施工的质量, 确保了施工安全。

参考文献

[1]官胜斌, 梅湛璆.浅谈公路隧道盾构施工技术[J].中国高新技术企业, 2009.

[2]孔凡强.长距离小半径曲线盾构法地铁隧道施工关键技术[J].价值工程, 2011.

[3]王海平, 范新健, 张庆贺, 张建政.盾构穿越铁路股道的施工风险分析[J].低温建筑技术, 2008.

地铁隧道施工 篇11

关键词：基坑施工；地铁区间；变形控制；数值模拟

1 引言

基坑开挖尤其是深基坑的开挖过程中，土体的开挖卸载导致基坑底部土体上覆应力的减小，造成基坑土体的回弹，从而对基坑本身围护结构及周边环境造成一定的影响。当基坑开挖深度越深或者基坑开挖面积越大，这种影响就越显著。研究表明，基坑开挖水平影响距离约为4 倍开挖深度。其中1 倍开挖深度范围内，影响最为显著，坑外最大地表沉降发生在距挡土墙0.5～0.7 倍开挖深度处，随着

与挡土墙距离的增加，地表沉降迅速减小。一般将距挡土墙1 倍深度范围作为基坑开挖的主要影响区，距挡土墙1倍至2倍开挖深度作为基坑开挖的次要影响区，而2 倍开挖深度外的影响就很小了。

近年来，随着城市建设的迅速发展，越来越多的基坑工程会不可避免地在地铁车站及隧道沿线进行施工，而基坑的施工必然会引起周边环境的土体应力的变化，进而导致相邻地铁结构的受力和变形发生变化。而现行的标准对地铁车站及隧道的变形要求十分严格，特别是对已经投入使用的地铁线路要求更加严格。因此为保证地铁的安全使用，必须选择合理的设计方案、施工工艺等减少基坑工程的施工对地铁结构的影响，以免造成不可挽回的影响。

本文以天津市某工程与邻近的地铁线盾构区间为背景，采用岩土专业有限元分析软件Plaxis对基坑开挖施工的全过程进行数值模拟，研究该工程的基坑开挖对紧邻的地铁线盾构区间的影响分析，为该工程的施工提出一定的控制措施和建议。

2 基坑卸载机理分析

基坑开挖的过程其实就是基坑卸载的过程，而基坑的开挖具有 “时空效应” [4]。基坑的开挖卸载会造成坑底土体的隆起，进而引起基坑围护结构侧向变形以及基坑周边土体的移动，从而导致地面沉降及坑外地铁结构的变形。

近年来，基坑开挖面积越来越大，开挖深度也越来越深。实测表明，深大基坑由于卸荷量大、施工时间长、施工条件复杂等原因，其开挖造成的基坑外地表沉降范围和沉降量相对以往的窄基坑都要大得多，卸荷对邻近地铁结构以及其他市政设施的影响也要复杂得多。

3 工程概况

天津某工程项目含两栋34层的住宅楼，一栋10层的住宅楼，一栋8层的住宅楼，以及一栋19层的写字楼及其3层裙房（1号楼）组成，本工程地上5栋主楼以及局部裙房地下连通，整个地块包含三层地下室，基坑面积约1万平方米。

该基坑设计三层地下室，开挖深度达13.75m，属一级基坑。基坑南侧毗邻地铁线隧道，基坑开挖施工对地铁线的影响是不可避免的，因此在施工期间应对地铁线进行连续监测，为判断既有线结构安全状况及时提供依据，对可能存在的危险及时处理，确保地铁线的安全运营。

4 计算分析

4.1 有限元模型及网络划分

图2 几何模型

地铁线区间位于基坑南侧，为盾构区间。盾构隧道外径6.4m，管片厚度350mm，盾构结构埋深18.2m，距基坑地连墙20.5m。为保证基坑施工期间地铁线路的正常运营，现取距基坑最近的一地铁区间断面进行模拟计算。几何模型见图2。

4.2 计算参数选取

土的计算参数见表1，地下水位标高为-1.0m。

4.4 有限元计算结果

图 4 至7 为基坑施工完成，拆除第一道支撑后，土体位移场、地连墙与既有隧道的总位移矢量图。此时，基坑地连墙侧移达到最大，由于土体位移场的变化，导致埋藏于其中的既有隧道的位移也达到最大值。由计算结果可知，既有盾构隧道最大水平位移2.4mm，最大竖向位移-0.8mm。基坑开挖对既有隧道影响较小。

通过对土体变形、结构变形的分析得出以下結论：

1、基坑的开挖对邻近的地铁隧道产生了一定的影响。

2、地铁隧道的位移情况为在水平方向上朝基坑方向发生位移，垂直方向上发生了沉降变化。

3、应该加强对靠近地铁区域支护结构的保护和监测。

参考文献：

[1] 曾远，李志高，王毅斌.基坑开挖对邻近地铁车站影响因素研究[J].地下空间与工程学报，2005，4（1）：642-645.

[2] 朱正峰，陶学梅，谢弘帅.基坑施工对运营地铁隧道变形影响及控制研究[J]. 地下空间与工程学报，2006，2（1）：128-131.

[3] 高广运，高盟，杨成斌等.基坑施工对运营地铁隧道的变形影响及控制研究[J].岩土工程学报，2010，32（3）：453-458.

[4] 贾坚，谢小林.上海软土地区深大基坑的卸荷变形及控制[J].岩土工程学报，2008，30（增刊）：376.

[5] 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.

地铁施工流程与施工工艺的探究 篇12

本文对地铁施工流程与施工工艺的研究, 以某一地铁施工工程地段为例进行研究。地铁施工采用明挖施工的方式进行。

进行降水施工前, 我们需要设计具体的方案来规划好基坑的整个动态施工过程, 主要由15个阶段性的过程构成, 而工况又可以分成8类, 包括了挖、加注楽花管、加土钉、加铺索、加支撑、换支撑及拆支撑。

本文选取的地铁案例是地下三成双柱跨岛式行, 总长度为156.7米, 宽度约为30米, 车站的顶板积土厚度大概为3米, 地板深入地下大概是23米左右。总共可以分为三层。

土建工程可以分为主体结构和附属结构 (包括了风道、通道) 。车站还建有四个风亭, 布置在车站的东西两侧, 出入口南北两侧各有一个, 同时还包含有两个出入口和1个紧急疏散口。车站西侧为盾构始发, 东侧为盾构到达。

二、地铁施工中的施工流程

在本文研究中, 主要选取该地铁工程中的某段地铁, 研究其施工流程。首先要进行的是对施工场地的维护, 从基坑开挖到设计好的标度高时, 接下来就应该进行垫层和防水施工。最后对主体结构进行施工。

每个阶段还主要可以分为以下几个步骤, 首先是从下往上进行铺设地网, 随后在垫层上进行混凝土浇筑, 然后对底板进行防水处理, 在底板上进行混凝土浇筑, 然后自下而上拆除。现在, 应该对施工的车站、侧中板进行处理, 上面的操作同下面一样。在拆除支撑后, 车站的主体结构大体来说完成了, 然后进行管线的铺设和基坑的填满工作, 最后修复路面。

三、基坑降水分析

基坑降水在地铁施工中显得尤为重要, 基坑降水的好坏决定了后续工作是否能够顺利的展开。

基坑降水主要采用了两种降水原理, 包括了降水井预先降水和随着基坑的开挖做明渠排水。一般而言, 第一种方法比较适用于在某些特殊的地层上, 一般在施工现场会优先采用, 在花费上来说, 虽然比明渠排水大, 但是能显著提高工程运作的效率;第二种方法相对于第一种方法来说更为安全, 能保证基坑的积水不多, 方正涌水等安全事故的发生。

在基坑排水的过程中, 要注意对基坑边缘地下管线的保护。主要可以从两个方面来叙述。其一, 地铁施工施工要遵循短开挖、早封闭的原则, 由于在基坑开挖的过程中, 容易遭受内外侧压力的挤压, 使之压力失衡, 加上过往车辆的运行, 容易引起基坑的不稳固, 出现管线被挤压的情况, 因此需要在开挖的过程中做到对管线的时时防护。第二, 在进行基坑施工的过程中, 要摸清楚管线所在位置, 这样在施工中就可以尽量避免对管线的损害, 同时要采取相应的加固措施。

四、钢筋的施工

(一) 钢筋的加工

由于地铁建设属于地下建设, 对于钢筋的要求较高。在选用和对钢筋进行加工中, 钢筋要必须要根据相关的制定标准和国家规定进行选择。第一, 我们选用钢筋的原则要首先查看他是否有相应的质量保证书, 是否达到了国家标准和施工的准则。同时是否具有相关的检验报告。在使用钢筋的现场, 需要现场抽样进行物理学的实验。如果遇到钢筋断裂, 很可能是因为钢筋的机械性能不好, 也可能是施工人员对钢筋的焊接不牢固所引起。为了降低施工危险性, 我们需要对钢筋进行抽检, 包括钢筋是否符合设计的尺寸大小, 钢筋的机械性能是否能达到物理所需要的承载量。在施工过程中, 还需要对钢筋进行及时的清理工作, 安装的过程中会产生大量的铁锈, 油渍, 会使得钢筋的寿命减短。在使用钢筋前也需要对钢筋进行清洗处理。对于有颗粒状存在钢筋和存在有锈迹的钢筋, 施工人员需要及时替换, 这样能在很大程度上保证地铁施工的安全性。在施工完成后, 需要按国际GB标准对钢筋进行检验。

(二) 钢筋的焊接

在地铁施工过程中, 不容忽视的一部分是钢筋的焊接过程。钢筋在焊接过程中有许多技术要求。其中, 施工过程中所使用的焊条, 焊机和接头等都是有严格的技术指标的。因此, 在钢筋的施工过程中, 技术人员需要做到严格把关。在焊接过程中, 需要形成密闭的环境, 因此需要对钢筋的焊接处进行封锁。主要目的是为了防止水锈和油渍对钢筋的侵蚀, 造成钢筋的损毁。在进行焊接后, 技术人员需要对焊接的痕迹进行处理, 也就是需要对焊瘤进行处理, 对于钢筋在底端部位的一些弯曲, 和扭曲的地方要进行切除和校正。

(三) 钢筋的固定与安装

钢筋的固定在地铁施工的过程中占了很大的比例, 也需要引起足够的重视。钢筋固定中药确定钢筋固定绑扎的级别和钢筋种类及数量。钢筋的根数需要根据不同施工而选择不同在成型后, 接下来技术人员需要做的是使钢筋更为稳定和固定, 一般使用网架和骨架进行固定。用来浇筑混凝土过程中的稳定。

五、混凝土浇筑

本文研究的地铁路段主要采用混凝土浇筑的方式。一般使用的混凝土型号是使C30P8的防水混凝土型号。运输混凝土的车一般有特殊的规定。从运输车到混凝土进行浇筑, 首先需要使用车辆将混凝土运送到施工现场。随后用输送泵将混凝土从车上运送到施工现场。每个作业现场所需要的输送泵不同, 大致需要2——4台。在输送过程, 需要人工手动调节, 以防止混凝土的泄露。在施工现场, 一般采用阶梯式的分层浇筑的方法。

在混凝土的搅拌过程中, 要注意气泡的减少, 要充分搅拌。在浇筑时, 要注意浇筑的角度和位置, 防止因混凝土浇筑高度过高, 而造成混凝土的断裂。

六、施工培训

由于目前我国地铁的施工过程中, 大多数使用的是廉价的农民工劳动力, 只懂得粗浅的施工劳工劳动, 对于技术层面这一块了解的不多, 所以在施工过程中容易发生安全事故, 应该在地铁施工进行前对施工人员进行培训。

结语

本文根据某一地铁施工进行地铁施工工艺和施工流程进行研究。主要侧重于地铁明挖施工这一技术, 同时针对这一技术的某一些重要环节进行解析。

摘要：本文针对地铁明挖施工流程与施工工艺进行了研究, 对某些地铁进行影响, 进行了相应的研究。

关键词：地铁,施工流程,施工工艺

参考文献

[1]马强.关于地铁施工流程与施工工艺的探究[J].中国建筑金属结构, 2013 (10) .