暗挖地铁

暗挖地铁（精选11篇）

暗挖地铁 篇1

引言

随着城市地铁建设规模的加大, 新建地铁车站在穿越城市中心区时, 经常碰到需要破除地下构筑物的情况, 尤其最易碰到的就是截断混凝土桩, 地铁暗挖车站如何快速安全的切断大量的热力围护桩, 是我们面临的一个挑战。

1工程概况

车公庄西站位于车公庄大街与展览馆路交叉口沿车公庄大街方向的路面下。车站总长237.9m, 全部采用PBA洞桩法施工, 主体结构覆土8.0m。车站底板埋深约22.9m。

沿车公庄大街和展览馆路各有一条热力管沟, 两条热力管沟在十字路口处设置了一个热力小室群, 西侧大的热力小室平面尺寸为12.5m×12.5m, 内底埋深8.2m, 东侧小的热力小室平面尺寸为8.3m×6.7m, 内底埋深9.4m。热力管沟和热力小室有504根围护桩侵入车站结构内。

热力管沟的维护桩直径0.6m, 桩距1m, 侵入车站结构2~3m。热力小室的围护桩直径1m, 桩距1.6m, 侵入车站结构5~6m。

2 施工中出现的问题

在施工上层小导洞和初支扣拱遇到热力围护桩时, 先进行掌子面封闭, 采用金刚石钻孔机 (水钻) 连续钻孔, 将侵限热力桩切成小块, 待侵入结构中的围护桩全部切除后, 开始架设格栅喷射混凝土, 然后破除掌子面封闭混凝土, 进行掌子面开挖。这种方式施工, 切除一根桩需要4~5d时间, 侵入车站的热力围护桩有504根, 照此方式施工, 顶层小导洞施工和初支扣拱施工需要五六年时间, 比甲方要求的工期至少要滞后四年。

3 处理方案

针对车站开挖小导洞和初支扣拱时遇到504根侵限桩问题, 通过专家论证, 做出以下处理方案:

3.1 桩体处理

(1) 上台阶施工中遇侵限桩时, 为了保证施工速度和破除侵限桩震动造成掌子面坍塌, 侵限桩暂不破除, 在侵限桩位置截断初支结构格栅钢架并采用L型准25钢筋与侵限桩主筋焊接牢固, 同时对侵限桩附近的初支结构加强纵向连接, 具体做法是, 在临近桩体两侧格栅位置纵向布设1根I20a工字钢, I20a工字钢需纵向穿入桩体前后格栅中并与格栅主筋焊接牢固, 对桩体范围未成环格栅起到简支梁的承托作用。

(2) 为防止桩体影响范围初支结构失稳下沉, 在桩体处理前需对侵限桩影响范围拱部初支 (桩体纵向前后各1m) 进行临时支撑加固, 支撑采用150mm×150mm方木, 纵向间距同格栅间距, 桩体处理完毕, 桩体范围初支封闭成环, 然后将支撑方木拆除。

(3) 侵限热力桩处理应采用隔一破一的方法进行, 处理过程中备足必要的抢险物资, 一旦出现异常, 及时进行加固。侵限桩处理完毕, 及时对桩体范围初支背后进行回填注浆。对侵限桩范围的隧道结构加强现场巡视及沉降监测。

(4) 为确保初支结构安全、稳定, 处理侵限热力桩采用金刚石钻孔机 (水钻) 连续钻孔, 将侵限热力桩切成小块, 处理范围为初支结构外轮廓线以内桩体。在侵限热力桩附近搭设脚手架操作平台, 在每个切割块上预先植筋埋设吊环 (吊环采用准20钢筋, 植入深度15d) , 同时采用移动提升架作为吊点, 桩体切割分块以单块重量不大于500kg为宜 (桩体竖向每35cm左右) , 下放时通过手拉葫芦缓慢进行, 严禁自由下落至初支仰拱。下放的切割块采用人工风镐破碎后运出洞外。

3.2 施工流程

凿出桩体主筋→开挖桩体左侧上台阶土体→按现场桩体实际位置, 割断格栅主筋, 架立桩体左侧格栅并与桩体主筋连接, 喷混凝土封闭→架立桩体右侧剩余的格栅, 喷混凝土封闭→上台阶继续向前施工10~30m后→静力破除桩体混凝土→初支封闭。

3.3 加强措施

(1) 在格栅临近桩体位置纵向布设1根I20a工字钢, I20a工字钢须纵向穿入格栅中且与格栅主筋焊接牢固, 格栅逐榀穿入, 若桩体间距较大, 工字钢需穿过桩体两侧相邻格栅;若桩体距离较近, 需逐榀通过焊接接长, 以保证工字钢穿过桩体之间及两侧相邻格栅, 对桩体范围被削弱的格栅起到简支梁的承托作用, 如图1所示。

(2) 桩体混凝土破除时, 为防止拱架失稳下沉, 在破除前须对影响范围内的初支进行支撑, 支撑采用150×150mm方木, 纵向间距同格栅间距, 侵限围护桩破除后迅速焊接格栅成环补喷混凝土, 待补喷混凝土达到设计强度后方可拆除支撑方木。

(3) 加强沉降变形监测, 如有异常, 及时加固处理。

(4) 侵限热力桩处理应采用隔一破一的方法进行, 处理过程中备足必要的抢险物资, 一旦出现异常及时进行加固。侵限热力桩处理后对桩体周围进行回填注浆, 注浆压力控制在0.2~0.5MPa, 采用单液水泥浆。

4 施工控制标准

检测项目主要有:地表沉降、隧道拱顶下沉、水平收敛。

(1) 地表沉降设计允许最大沉降量为60mm, 沉降平均速率控制值为2mm/d, 沉降最大速率控制值为5mm/d。

(2) 拱顶沉降设计允许最大沉降量为40mm, 沉降平均速率控制值为2mm/d, 沉降最大速率控制值为5mm/d。

(3) 水平收敛允许最大收敛值为20mm, 平均收敛速率控制值为1mm/d, 收敛最大速率控制值为3mm/d。

在施工过程中以及施工完成后, 保证地面沉降和车站结构控制目标见表1。

5 处理结果

通过此种方式施工, 掌子面可以正常开挖, 在不影响掌子面开挖的位置, 安排专人负责切除侵入结构的热力围护桩, 同时把切断的格栅封闭成环, 补喷混凝土。能满足结构安全, 且不影响正常的施工速度。

竣工后, 通过测量数据反应, 地表最大沉降量35mm, 隧道内拱顶最大沉降量25mm, 水平收敛值最大为9mm, 各项检测指标均未超过预警值。

6 总结和结论

遇到大量侵入车站结构的废弃桩时, 先行开挖通过, 并采取加固措施, 后续进行废弃桩破除, 使格栅封闭成环, 并加强初支背后注浆的方式施工, 能保证施工速度, 且安全可控。

参考文献

[1]《混凝土结构加固技术规程》 (CECS25-90) [S].

[2]《混凝土结构设计规范》 (GB50010-2010) [S].

[3]《地铁工程监控量测技术规程》 (DB11/490-2007) [S].

[4]《地下铁道工程施工及验收规范》 (GB50299-1999) [S].

暗挖地铁 篇2

1、超前小导管注浆：是导洞开挖前先期对围岩土体进行支棚并以小导管向土体内压注一定配比的化学浆液加固土体，使松散围岩趋于稳定的手段。小导管为无缝钢管加工而成，内径Φ32，外径Φ42，管壁钻孔，孔径2mm，孔距50～100mm，梅花形布置，管长根据需要而定。

小导管又分小管棚、超前小导管，小管棚以支棚拱顶围岩为主，长3～6m，最长可达8m，打入仰角10～15°。

超前小导管以对土体加固注浆使松散土体固结为主，长1.5～3.0m，一般在2m左右，注浆浆液以改性水玻璃和水泥水玻璃为主，也有采用其它化学浆液的。注浆压力0.1～0.3MPa.依据小导管长度确定打入小导管的纵向间距，导管越长，间隔越大，一般两榀格栅打入一次。导管环向间距大多为30cm，根据地层情况需要也可加密，如为围岩稳定等特殊需要，有必要在拱圈环向设双层小导管，更有配合大管棚的设置而在大管棚的间隙打入小导管的。小导管最适宜用在粉细砂层、中粗砂层、砂卵石层、卵砾石层和粘质粉土，粘砂土中也可以采用，卵砂石层中需先钻孔后插入导管，人工打入困难，在粘性土中采用小导管则注浆困难，浆液无法在围岩中扩散。

2、大管棚：在矿山法隧道开挖施工中大管棚施工是对松散围岩和隧道拱顶有建、构筑物与地下管线的情况下，有效降低地表和建构筑物、管线的变形而采取的一种支棚措施，管径105mm，管长自8m至20m。管前端设管靴，管壁前端设注浆孔，梅花形布置，用专用管棚机钻进，较长的管棚事先在管子末端套丝，在钻进过程中接长至设计长度。

大管棚设置仰角15～30°，每段管棚施工前，必须在洞体拱顶超挖一个空间，向上抬高30cm左右，开辟出钻机操作的空间。

大管棚注浆浆液扩散加固土体的作用甚微，注浆只能提高管棚的刚度，管棚适用于任何土层。

管棚环向间距30cm，纵向生根长度3m左右。

在非常危险的情况下也有采用双层管棚的，一般以超前小导管或小管棚的设置而加强管棚的作用。

3、径向注浆：主要是隧道开挖顶部有重要建构筑物的情况下，而且上下间隔土体厚度不大，较松散，逐级开挖洞体的前端垂直于拱部，向土体内注浆的一种加固地层的措施。

径向注浆主要是加固围岩周围大范围土体，使这部分土体增强整体性和稳定性，如拱顶、两洞间土柱等等。

径向注浆管径Φ32，长度视加固土体范围而定，浆液以水泥浆为主，压力要达到0.25～0.5MPa。

4、水平注浆：为了与径向注浆一样的目的，和对隧道前方止水，除了地面降水以外，采取洞内水平注浆克服地下水对施工的干扰，达到无水施工的目的，在洞内水平注浆是广泛采取的一种措施。

水平注浆通常在各个开挖断面分别进行。

水平注浆管径Φ105～110，长度5m以上，注浆浆液为水泥浆加XPM，注浆压力1.0～2.0MPa。间距经试验确定。如果注浆压力足够大可以达到劈裂注浆的效果。

5、填充注浆：填充注浆主要是指初期支护背后的注浆和初期支护与二衬间的注浆。前者是填充初期支护与围岩间的空隙，自拱顶向下每1～2m设一个注浆孔，环向设置，纵向梅花形布置，需在掌子面开挖超前5m后进行。初期支护和二衬间注浆，需在二衬施工时在拱顶预留注浆孔，每5m设一个，于二衬全部完成或完成一部分后进行。

6、围岩：隧道开挖周围的土体即叫围岩，来自山岭隧道和矿山。城市地铁隧道虽然穿越土层，也统称叫岩，因土层也是岩体的一种类别。

7、格栅：是初期支护钢筋砼中钢筋骨架的一种形式，按设计钢筋骨架形式，以预制骨架片方式拼装成整体钢筋骨架，然后喷射砼形成钢筋砼衬砌。

8、格栅连接板：即隧道施工初期支护的钢格栅，榀与榀之间节点连接的部件，多用钢板、角钢栓接，所以叫连接板，也叫节点板。节点板连接时必须密贴、顶紧，栓接牢固，否则力不能顺利传递，为了弥补迎土面栓接、拧紧困难的薄弱点，要求节点板除了栓接外，还要实施焊接，以便加强钢格栅连接的强度。

9、锁脚锚管：是稳定钢格栅，减少初期支护拱圈受力后下沉的有力措施，代替了原来的支垫方木、木板的原始办法，预防下台阶开挖拱圈悬空时下沉的可能。锁脚锚管长度2～4m，直径Φ32，每榀格栅在拱脚处打设1～2根，除适用于隧道开挖外，也适用于竖井倒挂井壁施工的钢格栅锁定和注浆。

10、喷射砼：隧道结构分为模筑砼和喷射砼两类，喷射砼又分普通砼和钢纤维砼等多种，喷射砼多作为短期支护用途。该砼为速凝砼，无需复杂设备，不需支架模板，施工速度快，简便易行，可以在短期内达到设计强度，承受荷载，多用于隧道开挖、基坑边坡支护。山岭隧道中等围岩的洞体，也有为防止岩层风化喷射砼，并与围岩共同受力作为永久支护层的。公路、铁路路堑，半路堤半路堑也经常以挂网喷射砼护坡，香港的公路护坡多以喷射砼为主。喷射钢纤维砼对主体结构进行加固也是较常采用的方法。

11、初期支护：是隧道某部分开挖后立即进行衬砌支护的一种形式，随开挖随支护也称一衬。初期支护组成包括超前小导管、钢格栅、喷射砼、锁脚锚管等，初期支护是钢格栅架设后，立即喷射速凝砼形成支承主体的衬砌结构，承受施工时期的全部荷载。初期支护整体是一步步施工成形的，打入一环小导管，开挖一环土体，架立一环钢格栅，打入锁脚锚管，挂网喷射砼，而完成一个循环的支护。

12、导洞：导即先导的意思，导洞分为上导洞、下导洞、侧壁导洞、平行导洞等等。导洞除平行导洞外，都是隧道断面的一部分，各个导洞断面联通后，成为隧道断面的整体。平行导洞则是用于增加工作面和隧道通风，多用于长大隧道。施工中可以在平行导洞的任何段落从平行导洞的侧壁向正洞方向开挖横通道，到达正线后，向两端开挖正洞。一个横通道至少可增加两个工作面。工程竣工后，将平行导洞作为风道，设风机通风，也可以作为隧道和线路日常巡检维修及抢险救援通道。

13、掌子面：是从矿山掘进和山岭隧道施工引进的术语，开挖面就叫掌子面，掌子面中线断面大小要符合设计要求。掌子面暂时没有工序施工时要及时喷射砼，将其封闭，保持掌子面的稳定。如围岩土体较松散、含水量较大、稳定性差，在一次初期支护完成后亦应立即对掌子面挂网喷射砼，确保掌子面能抵御主动土压力的水平推力，保持掌子面的安全稳定。

14、拱部、拱圈：隧道暗挖结构一般是圆形、两心圆、三心圆等，结构拱脚以上的部分叫拱部、拱圈。

15、拱顶、拱腰：拱圈的顶部叫拱顶，拱圈的两侧叫拱腰。

16、拱脚、起拱线：拱圈的底脚和边墙的分界点从横断面看叫拱脚，沿纵断面看叫起拱线。把拱圈或拱部叫上拱，是房建行业外行的叫法。

17、边墙：起拱线以下仰拱以上的隧道两侧结构叫边墙，边墙依受力要求又分直墙，曲墙，边拱的叫法不确。

在软岩中设计为曲墙，硬岩中设计为直墙，地铁隧道除平顶直墙外均是曲墙。

18、仰拱：就是结构的异型底板，为了提高结构底板承受压力的能力，采取倒拱的结构形式。

19、上台阶、下台阶：隧道矿山法暗挖工法中，有一种最通用的工法叫台阶法，台阶上部叫上台阶，下部叫下台阶。

台阶长度又分为长台阶、短台阶和超短台阶，长度分为10～15m、4～5m、2～3m。

20、台阶法：是把隧道分成上下两部分开挖和支护的一种形式。先开挖上部，对隧道下半断面而言，形成一个台阶，拉开一定距离后，再开挖下部，架立边墙和仰拱钢格栅、喷射砼。上下一分为二的开挖和支护施工方法叫台阶法。

上台阶是为了保持掌子面有足够的被动土压力和加快上台阶的施工速度，达到快封闭的目的，自开挖面向后保留一部分土体叫核心土，核心土的横断面不小于隧道上台阶横断面的50%，核心土长度不小于3m。

21、CRD工法：也叫交叉中隔壁法，先开挖隧道的一部和二部，施作部分临时中隔壁墙及临时仰拱，再开挖隧道另一侧的一部和二部，然后再开挖最先施工一侧的最后部分，并延长中隔壁墙壁，最后开挖剩余部分的施工方法叫CRD工法。

CRD工法也就是分块切割、分片开挖和支护，连块包围的方法，每开挖一块，立即对该断面架设钢格栅、喷射砼，并应及时封闭成环，保持本块各自的稳定，进行二衬施工时，依据二衬施工顺序对侵占二衬位置的初期支护局部切割拆除，但要加设临时支撑。CRD工法各断面的开挖必须拉开距离以确保初期支护局部拆除后围岩的稳定。CRD工法特点是开挖断面小，成环封闭快，缺点是初期支护拆除数量大。

22、CD工法：也叫中隔壁法，先开挖隧道的一侧，并施作临时中隔壁墙，然后再分部开挖隧道另一侧的施工方法叫CD法。

CD工法或CRD工法横断面分块如较大时，应该按台阶法施工。

23、中隔壁：是隧道矿山法暗挖CD工法、CRD工法施工时左右两洞体之间先期施工一侧的竖向初期支护，多为钢格栅挂网喷射砼，也有采用型钢喷射砼的。

24、眼镜工法：是双侧导洞法的一种通俗叫法，是在隧道断面两侧先后各开挖一个导洞，因形状像眼镜而得名。眼镜法又分单眼镜和双眼镜。断面高度较大时，每个眼镜以正台阶法开挖并设临时仰拱，与CRD工法没有严格区别。两个眼镜开挖的前后距离不小于15m，两个侧导洞之间的土体开挖在与后一个开挖的眼镜拉开距离，中间土体开挖上下各部分仍需保持安全距离。两个眼镜与中部土体间形成中隔壁，二衬施工时亦需局部凿除初期支护，否则二衬结构钢筋接头不能达到不超过50%的要求，拆除时亦需架设临时支撑。

25、中洞法：先开挖中跨或结构立柱部分，并完成中跨或立柱结构浇注后，再进行两侧边跨或左右两洞开挖的施工方法叫中洞法。中洞法立柱顶端的防水层和防水层甩茬是施工薄弱环节，极难处理。

26、桩洞法：也叫PBA法，即Pile-Beam-Arch method，先在车站的梁柱、梁墙节点部位暗挖小导洞，并在小导洞中施作边桩（P：Pile）、中柱及顶纵梁（B：Beam），形成主要承载结构，再暗挖施作支撑在两个顶纵梁之间的顶拱（A：Arch），形成完整的结构外轮廓支撑体系，类似盖挖逆筑法的顶盖，在其保护下进行基坑开挖、衬砌和内部结构混凝土的浇筑作业的施工方法。

P——在暗挖小导洞中进行钻孔桩施工。（P：PILE）B——梁（B：BEAM）形成主要传力结构。

A——暗挖形成支承在两个梁之间的拱部（A：ARC）类似于盖挖法的顶盖，在其保护下进行基坑开挖，衬砌和内部结构混凝土的浇注作业。拱部支护形成后在其保护下进行大面积作业（如同盖挖法一样）。内部无需进行地层加固等辅助措施，作业效率高，便于地下水处理。同时在整个施工中支护转换单一，施工引起的地面沉降相对较小，对于多层多跨结构，优越性尤为突出。

27、环形留核心土法：是把类似上台阶核心土的留置断面加大，周围空间只满足开挖和支护要求开挖方法。

28、竖井：是用于开辟隧道开挖工作面、增加开挖工作面——进行横通道开挖、设置通风井、水泵房等或多项综合用途，从地表面向下施工的竖向通道结构，就叫竖井。

竖井根据作用分为施工竖井、永久竖井和临时竖井，施工竖井不做二衬，在工程竣工后，立即回填封闭；永久竖井一般作为风井、垂直电梯、紧急疏散通道等用途。这类竖井要做永久衬砌，竣工后长期使用。也有的竖井下部作为出入口通道或风道的一部分，而结构顶板上部回填封闭的。

临时竖井是既作为本工程施工竖井，又作为中远期扩建工程或其它工程项目使用而暂时保留，终将回填废除。

29、横通道：作为自正洞侧壁开挖的洞体或从竖井侧向正洞或车站方向开挖的施工通道叫横通道。主要用于设置和增加工作面，有的横通道在左右两线间或其一端设置水泵房，因此宜有永久和临时之分。

车站范围一般在车站一端设置的横通道多是为开挖车站导洞而设，也有的作为车站风道的一部分为永久结构。

30、马头门：从任何一个空间结构侧壁开挖另一个洞体前，必须对开挖轮廓进行加固，设置一个封闭的加强环，即为马头门。如：从竖井侧壁进洞，从横通道、风道进正洞，从正洞进横通道，在车站从此线进彼线等等，都要在已成形的洞体侧壁开挖另一个洞体。为了确保进洞伊始的开挖安全，要在尚未开挖的洞口位置设置钢筋砼加强环，俗称马头门。沿拱顶120°范围或横梁部位打入小导管或小管棚注浆加固。进洞开挖后的2～3榀格栅主筋再予加强，间距也予以缩短，以便安全进洞，给后续开挖施工打下基础。

31、人防段：是在地铁车站出入口、风道和区间设置人防门的特殊结构段，该段叫出入口人行通道、风道和区间正洞标准段，断面大、结构厚度大，在人防段设置人防门，人防门在作用上有密闭门、防爆门之分，在形式上有推拉门、平开门之分，人防段由部队人防部门的设计院设计。

32、钢管砼：用于车站结构立柱，首先在底板定位，然后自下而上安装钢管，钢管内灌注免振混凝土。站台层钢管砼灌注后，进行中层板施工，然后安装站厅层钢管柱，灌注砼及顶纵梁施工。顶纵梁与钢管柱的连接处是薄弱环节，砼灌注异常困难，极易发生蜂窝狗洞，是要特别认真注意的。

33、台车：隧道二次衬砌施工时，为了使施工实现装配化、机械化，提高施工技术水平和施工进度，减轻工人体力劳动强度，以混凝土灌注台车代替洞内人工架立脚手架和模板。台车是一种能在轨道上走行的灌注隧道砼衬砌的模具，包括走行部分、承重支架、工作平台、液压千斤顶、模板、灌注窗等。台车走行轨按隧道贯通测量后的线路中线，调整中线和轨距。每灌一环衬砌前，钢筋隐蔽检查合格后，将台车牵引或推至设定灌注区域，用千斤顶将模板推至二衬内缘就位，按线路中线调整位置，经测量验收合格后，方可灌注砼。

砼灌注三天后，将砼灌注台车千斤顶收回，即拆除了模板，将台车移至相邻灌注区段，再开始下一个隧道二衬砼灌注循环。砼灌注台车靠机械及人工辅助施工，空间形状定型、装拆方便、速度快、省时省力、循环次数多、节约材料、加工定制一次性投资较大。

34、二衬：是二次衬砌的简称，也叫永久衬砌和模筑衬砌。与初期支护共同承受竣工后的全部荷载，和初期支护既有分工，又有合作。二衬是在初期支护全段完成，变形稳定后开始施工的。二衬必须保证设计厚度与隧道空间满足设计要求，而且该隧道空间必须是在以线路中线为标准前提下的空间，术语叫净空，该净空必须符合设计要求，并满足包括建筑限界，行车限界和设备限界的要求。

35、隧道净空：即隧道二衬周圈之间形成的空间。以线路中线为标准，保证线路中线内外侧至二衬结构间各自的空间宽度和高度满足设计要求。隧道总宽总高达到设计要求的数值，不一定能满足设计要求，线路中线内外侧必须各自测量。这是由于隧道为曲线的时候，隧道要加宽，曲线内外侧加宽值不同，所以隧道线路中线和隧道中线并不在一条线上，因此隧道净空要自线路中线向内外侧各自测量。隧道加宽值与线路曲线半径和线路等级密切相关。

隧道盾构法施工术语解释

1、盾构：盾构掘进机的简称，是在钢壳体保护下完成隧道掘进、拼装作业，由主机和后配套组成的机电一体化设备。

2、工作井：盾构组装、拆卸、调头、吊运管片和出渣土等使用的工作竖井，包括盾构始发工作井、盾构接收工作井等。

3、盾构始发：盾构开始掘进的施工过程。

4、盾构接收：盾构到达接收位置的施工过程。

5、盾构基座：用于保持盾构始发、接收等姿态的支撑装置。

6、负环管片：为盾构始发掘进传递推力的临时管片。

7、反力架：为盾构始发掘进提供反力的支撑装置。

8、管片：隧道预制衬砌环的基本单元，管片的类型有钢筋混凝土管片、纤维混凝土管片、钢管片、铸铁管片、复合管片等。

9、开模：打开管片模板的过程。

10、出模：管片脱离模具的过程。

11、防水密封条：用于管片接缝处的防水材料。

12、壁后注浆：用浆液填充隧道衬砌环与地层之间空隙的施工工艺。

13、铰接装置：以液压千斤顶连接，可调节前后壳体姿态的装置。

14、调头：盾构施工完成一段隧道后调转方向的过程。

15、过站：利用专用设备把盾构拖拉或顶推过车站的过程。

16、小半径曲线：地铁隧道平面曲线半径小于300m、其他隧道小于40D（D为盾构外径）的曲线。

17、大坡度：隧道坡度大于3%。

18、姿态：盾构的空间状态，通常采用横向偏差、竖向偏差、俯仰角、方位角、滚转角和切口里程等数据描述。

地铁暗挖隧道工程事故预防和抢险 篇3

关键词：暗挖；工程；事故

一、某地铁暗挖隧道工程事故经过

2016年7月，某市地铁暗挖区间隧道开挖过程中发生拱顶沉降较大险情，此隧道左线上台阶部分由2015年10月施工完成，下台阶未进行施工，施工单位采取喷混封面处理，2016年6月29日恢复施工，7月3日险情发生，掌子面塌方，拱顶下沉约1.2米，伴随着大量渗水，发生险情位置正上方有两条污水管线，一条热力管线，以及一条燃气管线。

二、事故处理

施工单位发现该出拱顶沉降较大后及时组织人力物力对该处进行回填堆载，对裸露土体进行喷射混凝土处理，对该处至掌子面进行回填。场地内有燃气管线距离该处结构外边缘约9m、雨污水管线在场地围挡外侧。对该处地表进行24小时不间断监测，监测频率为1次/30分钟。隧道内除沉降量较大位置其他部位均未发生异常，地表未发生异常。同时在地表相对应位置进行挖探，经过现场挖探发现Ф600mm热力管线一条，热力管线下方有水流渗出。经过查看，未发现水流具体渗出位置。为了保证隧道内变形不再有继续变化的危险，对隧道拱顶沉降较大相应地表位置进行隧道内及地表同步注浆回填措施。

三、事故原因分析

隧道土体经过开挖对土体有一定的扰动因素外，加之此部施工并非一次性、连续性进行土方开挖、初期支护作业施工是本次险情出现的客观因素。发生拱顶沉降量较大位置正处于全断面位置，经过对比断面分界里程和拱顶沉降量较大区段，均与断面分界点里程相似度极高。由此可以确定施工单位在隧道初期支护断面转换处施工质量较为薄弱。但隧道拱部并没有出现明显开裂及变形等现象发生，减小了本次险情的损失及严重程度。隧道拱部沉降量较大位置上部发现Ф600mm热力管线一条，热力管线下方有水流渗出且水量较为明显。隧道上方土体经过有泄漏的水流长时间浸泡，极大的影响了土体的稳定性，直接对下方隧道拱部出现沉降量较大起到了决定性因素。

四、地铁暗挖隧道施工事故预防措施及对策

（一）加强安全管理

人的不安全行为往往是事故的直接原因。虽然在本次事故中人的不安全行为因素没有被强调，但暗挖隧道工程事故中往往伴随着人的不安全行为，具体行为有：操作错误、送料过快、行车过快（暗挖出土使用的三轮车）、使用不安全设备、用手代替工具操作、未使用防护用品、不安全着装、工作时说笑打闹等。

物（设备）的不安全状态，也是突发事故的直接原因之一。对于地铁工程来说，施工过程中涉及的设备、材料、半成品、燃料、机具、施工机械、设施等等均有可能出现各类不安全状态，对本次事故来说，在2015年完成上台阶施工之后进行的封闭处理时，没有充分考虑到半成品的保护工作，对施工作业面的封闭仅仅是网喷处理，显示了施工单位重视程度不足，为后续事故发生埋下隐患。

管理欠缺是发生事故的重要因素，有时甚至是直接因素，人的不安全行为和物的不安全状态都是事故发生的直接原因，但都与管理有着直接关系。因此，管理不善是造成安全事故的间接原因，人的不安全行为可以通过安全教育、安全生产责任制及安全奖惩机制等措施减少甚至杜绝。物的不安全状态可以通过提高安全生产的科技含量、推行文明施工和安全達标活动、建立完善的设备保养制度等活动予以控制。对现场加强安全检查就可以发现并制止人的不安全行为，扭转物的不安全状态，从而避免事故的发生。

（二）环境因素

不良环境对人的行为和物的状态产生负面影响，客观情况对人和物的影响也是十分巨大的，在事故过程当中，照明光线过暗或过强；作业场所狭窄、杂乱；地面积水、淤泥；作业面周围的水管线有泄漏等。本次事故中，环境因素起到了非常关键的作用，在施工作业面上方有着众多管线，其中的供热管线和污水管线均有渗漏现象，但是在施工进行之前并未发现，导致拱顶被长期浸泡，最终发生掉拱塌方事故。环境方面的各类因素除了通过上述安全管理措施解决之外，还需要施工各方通力合作，施工单位在进行施工的过程当中如果发觉地下水丰富程度和地质勘查报告有所不同，应当及时向建设单位反馈情况，提请增加地质勘查工作，确认周围的环境安全情况，进一步增加施工安全措施，从而降低环境风险对工程安全的影响。

（三）应急抢险

应急抢险措施是指事故发生之后为抢救遇险工人、消除现场危险源所采取的一系列措施，包括现场指挥、配备抢救物资、组织应急救援队等工作。这一阶段要达到应急救援目的，对工程可能出现的危险做出详细分析，按照事先制定的安全生产事故应急抢险预案随时做好处理各类事故的准备，这不仅有利于减少安全事故的发生，还有利于减少施工项目财产损失，使经济损失降到最低。工程项目部要制定整体应急预案，针对生产中可能发生的环境、安全事故和突发紧急事件，结合工程的实际情况，进行风险分析和安全评价工作，完善预测预警监测系统和信息传递通道，做到早发现、早报告、早处置。应根据实际情况建立相应的预测与预警系统，在事故发生时，根据事故类型启动相应应急方式。

五、结语

通过分析所管理的工程标段发生的一起暗挖隧道工程掉拱塌方的安全事故，为大家讲解一些地铁暗挖隧道工程中如何预防事故发生以及事故发生后如何抢险的心得体会，希望今后类似工程的施工能够从事故中吸取教训，为下一步安全工作的开展总结了宝贵的经验。

参考文献：

[1]梁立峰.建筑工程安全生产管理及事故预防[J].广东建材， 2011（2）.

浅埋暗挖地铁车站防水技术 篇4

1防水层材料的选取技术

由于暗挖工艺在地下进行, 隧道初期支护采用喷射混凝土, 由于满粘法铺设防水层的代价较高, 因此多采用在初期支护表面空铺塑料防水板的方法进行防水处理。在选择塑料防水板材料时, 应该采用柔性较好的材料, 不必过多地强调其拉伸强度。

2分区注浆系统设置技术

2.1 分区系统

在广州地铁5号线的分区设计时, 主要考虑了如下几个方面:1) 将车站主体作为一个大的防水区域, 仅当车站主体结构内设置变形缝时, 在变形缝部位设置分区系统。2) 在车站主体与通风道、出入口通道连接处的变形缝部位均设置分区系统, 将车站主

参考文献

暗挖地铁 篇5

【关键词】浅埋暗挖；地铁车站；安全风险；控制技术

前言

随着我国经济的发展，城市化进程不断加快，城市地铁不断增加，对地铁车站施工技术的要求也在不断提高，为了能保证地铁的正常运行，不影响人民的安全出行，浅埋暗挖地铁车站的安全风险控制技术是非常重要的。

一、浅埋地下工程基本概念

（一）浅埋隧道的定义

1.铁路隧道。对于单线或双线隧道洞顶埋深小于：Ⅵ级围岩35～40m，Ⅴ级围岩18～25m，Ⅳ级围岩10～14m，Ⅲ级围岩5～7m，为浅埋隧道。

2.城市地铁。覆跨比H/D在0.6～2.5m时为浅埋，在0.6m以下时为超浅埋。

（二）浅埋隧道特点

埋深浅是浅埋隧道的显著特点。施作地铁隧道难免引起地层损失，继而导致地面小幅度移动，严重影响了周边环境的正常秩序，鉴于此，应适当提高开挖、支护、衬砌、排水、注浆等工序的技术指标施工难度。

2.3浅埋地下工程的施工方法

目前业界常用盾构法、盖挖法、明挖法和浅埋暗挖法施作地铁隧道。表1按照“场地占用情况、断面、深度”等几个维度，总结了各种工法的的优缺点。

二、浅埋暗挖新技术在地铁隧道施工中的应用

（一）工程概况

这一地铁隧道工程的上方就是该城市交通量比较大交通主干道，有1230.45m双线米的区间长线，且为14～18m的线间距。隧道需要穿越含砾粉质粘土、淤泥质粉质粘土、安山岩等构成的土层。处于施工安全和环境保护等考虑，应加固洞口的土体。

（二）浅埋暗挖技术的应用

1.隧道浅埋施工与支护方法。

第一步，先依据工程具体情况与围岩现状，将单、双侧壁导坑法与留核心土开挖法加以采用。第二步，当与松散的围岩相遇，进行开挖时，就应从上到下分部挖掘，并先护后挖使密闭支撑有保证，要做到挖与封闭结合开展挖掘过程。并且，还要进行超前注浆，应选用水泥浆或者水泥玻璃作为注浆材料，使围岩的结构得到巩固；也可以化学注浆使地层得到进一步加固再进行开挖。第三步，及时衬砌能封闭成环。当进行补衬灌注期间，必须最大限度减少时间，并且能使封闭环形成有保证，才可使隧道的安全保持好。第四步，流砂预防工作。对隧道里流砂流泥问题的解决，地下水能合理处理。施工过程需要做到“防、排、截、堵”与工程地质情况有机结合，再进行综合分析，以便能运用合理。按照隧道标准面开展施工时，要针对施工环境进行上下台阶法的运用，核心土应于上台阶时预留好，并于下台阶时及时放坡处理，要保持3∶1以内的适当坡度。

2.初次支衬回填注浆。

因为混凝土自身质量与喷射混凝土密度所产生的影响，空洞可能于初次支衬与土体之间出现，地面沉降容易产生，从有效控制沉降的目的出发，就要进行灌浆钢管的预埋，梅花型要按照每道3～5m设置在拱顶和拱脚的两侧。当仰拱成环之后，再开始背后回填灌浆，最好是选择水泥和水玻璃双液浆进行注浆液，可采用间歇式注浆来保证回填的密实度，同时，应交替进行注浆和静压。

3.隧道二衬施工技术。

隧道的标准面的确定应采用定型的模板。要以直线段的施工进度和曲线段的半径影响为依据，按9m+3m的形式进行模板的设计，当于直线段开展衬砌施工之时，其长度控制在12m，要进行曲线段施工时，施工应去掉3m，而采用9m的长度。其施工步骤具体是：基面处理——仰拱防水层施工——仰拱钢筋的绑扎——仰拱混凝土的浇筑——拱墙防水层的设计——拱墙防水层的绑扎——台车模板——拱部混凝土的浇筑；应用定型钢模板来进行混凝土浇筑仰拱，采用丝杠来连接中间，尽量达到净空。要以施工工序的相关要求为依据，可从两端一次向横通道方向开展二衬的施工，主要目的就是要保证正常开展运输和各个工序的施工。到最后，需要对防水层施工加以注意。应有一道防水层设置在初次支衬和二衬之间，一般应用的防水板应控制的厚度、长度和宽度分别为1.5mm、3m，和2m。同时要把缓冲层留在防水板和初次支衬之间，无纺布要多使用。应于缓冲层做好一定数量暗钉圈的预设，以便能够焊接防水板。

三、浅埋暗挖施工技术的安全控制要点

（一）防止土石方坍塌

在地铁车站的施工过程中，施工单位务必要将地质超前预报做好，定期总结、定期汇报；同时，要制定出周全、详细的施工方案、地质勘察报告及地质剖面详图，务必要确保不会出现土石方坍塌的事故。此外，为了对围岩体的变化趋势进行及时预测，要做好掌子面量测工作。

（二）避免出现模板倒塌事故

要严格基于国家规范要求，并结合操作流程、专项施工方案来完成模板工程的拆除、安装作业施工，模板及其支撑材料的材质务必要符合施工强度、刚度，确保其位置、形状、尺寸的正确性。为了避免在受力后模板出现下沉或变形，支撑模板的基础应有较大的支撑面积、且坚实。同时，应该将临时固定设施设置在支撑系统工程及安装模板中，避免模板倾覆。值得注意的是，为了确保施工过程保质保量，务必要在上一道工序验收合格之后再进行下一道工序施工。

（三）避免出现触电事故

务必要统一设计、统一规划施工现场的用电，制定完善的触电事故应急预案及临时用电施工方案。同时，做好施工现场用电安全宣传，提高安全用电意识，用电安全提示标识也必须要做好。此外，地铁车站的施工现场不可采用4+1的电缆方式，要设置专用的保护零线，采用TN-S用电系统，配电系统要设置开关箱、分配电箱、总配电箱。

（四）管井井点降水技术

管井井点主要由滤水井管、吸水井管和抽水水泵组成。管井井点降水可沿隧道两侧或者单侧呈直线形布置。当采用钻孔法成孔时管井井中心距离结构边缘的距离应该在3m以上，如果采用冲击钻应该在0.5～1.5m之间，实际施工时可根据情况进行适当调整；管井的埋设深度通常为8～15m，间距应该为10～15m；管井埋设时可采用泥浆护壁的钻孔方法，其孔径应该比管的外径大20cm，成孔的底端要比滤水井深20cm以上；在井管下沉之前需要对滤井的沉渣进行清除，以保持滤网的畅通；井管下沉以后其滤管应该设置在含水层的适当范围内，滤水管的下端需要进行封堵，采用砾石在井管与孔壁之间进行填充来作为过滤层；安装水泵，并对水泵和管井井点进行全面的试抽，当出水量及其它参数满足要求后，便可投入运行。在抽水的过程中，应该由专人对抽水设备和井内水位的下降情况进行观察，并随时做好记录，以保证系统的正常运行。

四、结束语

综上所述，加强浅埋暗挖地铁车站的安全风险控制技术的分析，对于提高整个城市地铁车站的防水施工技术领域具有十分重要的意义，因此在今后的研究中，应该更加重视对浅埋暗挖地铁车站的安全风险控制技术的探讨。

参考文献：

[1]彭泽润.北京地铁复——八线土建工程施工技术[M].北京：中国科学技术出版社，2013：59-67.

暗挖地铁 篇6

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.

暗挖地铁 篇7

该车站位于某市主干道下, 地面标高取43.9m, 断面结构型式为二层单柱双跨岛式站台。车站主体总长度177.30m, 标准段结构总宽度19.7m, 高度15.94m, 结构拱顶覆土厚度8.9m。

1.1地层参数

地质情况如表1。

1.2荷载情况

1.结构自重:按钢筋混凝土容重25 k N/m3, 混凝土收缩:按降温15℃考虑。

2. 竖向土压力按全部土柱重量考虑, 侧向土压力按静止土压力考虑。

3.地面超载:按20 k N/m2考虑。

4.施工活载:按8 k N/m2考虑。

2.围护结构设计及分析

2.1 建模

浅埋暗挖车站采用荷载结构模型, 车站简化为平面应变问题求解, 将中间柱根据抗压刚度等效的原则换算为墙进行计算。围护桩换算为墙, 并同二衬结构整体分析, 并考虑PBA法施工工艺对各部分内力的影响, 根据基坑开挖及地下结构施工过程的不同工况采用弹性支点法计算, 并采用施工阶段非线性手段的分析方法。计算考虑施工阶段, 所述荷载仅仅为各分析步的综合荷载情况, 整个分析过程中荷载及结构构件是一个逐步增减的过程。按施工过程中地下水位控制在土体开挖深度下一米考虑。桩侧、桩底、及柱底, 底板均为弹性约束。

2.2 分析结果

由于施工期间降水, 故结构只受土压力和地面超载作用。初期支护与二次衬砌组成的主体结构置于弹性地基之上, 初期支护在施工期间围护车站的稳定, 在使用阶段与二次衬砌结合在一起, 起到永久支护的作用。初期支护与二次衬砌之间采用压杆连接, 复合衬砌承载后的变形收到围岩的约束, 地层与结构产生共同作用, 采用土弹簧模拟。

分析施工阶段下的三种工况, 分别为:

工况一:初支、中柱及边桩均施工完成后, 开挖土体, 开挖土体, 浇筑拱部二衬。

工况二:开挖土体至中板下一定距离, 施作站厅板及边墙。

工况三:开挖土体至基底标高, 施作底板及部分边墙。

三种工况下内力如图1~图6所示。

3.结论

通过对该车站施工阶段的分析, 得到三种工况下结构的受力情况, 进而得到如下结论:

1.从以上分析来看, 中柱的所受竖向轴力非常大, 达到了3650KN, 是整个结构的顶梁柱, 施工时在中柱达到要求抗压强度后, 方可进行拱部的施工。

2.边墙的存在有效的分担了围护桩的竖向轴力。在施作底板时, 边墙承受了2300KN的竖向轴力, 为围护桩所受轴力的3倍。可见在土体开挖中, 边墙的浇筑应及时跟上, 使之与围护桩共同承担竖向轴力及侧向土压力。

3. PBA工法有效的结合了盖挖法和暗挖法, 充分发挥两者的优势。

其施工工法灵活, 可顺作, 可逆作。在扣拱后, 形成了拱, 桩, 梁的稳定支撑体系来承受竖向荷载。施工时应加强监测, 坚持信息化施工, 保障施工安全。

4. 本文仅仅以三个工况模拟PBA施工时的受力情况, 在整个的施工过程中还略显不足。

不过通过分析可以看到整体所受内力的影响。希望可以对实际工程有一定的指导意见。

摘要：该地铁车站为暗挖车站, 采用PBA工法。PBA工法随着地铁施工技术的日益发展, 越来越受到大家的重视。先以某地铁车站为例, 分析计算在采用PBA逆作时, 车站主体围护结构各阶段的受力情况。

关键词：地铁车站,PBA,逆作,主体围护结构,受力分析

参考文献

[1]《地铁设计规范》 (GB 50157-2013) 中国建筑工业出版社2013-08-08发布2014-03-01实施

[2]《建筑结构荷载规范》 (GB 50009-2012) 中国建筑工业出版社2012-05-28发布

[3]冯卫星, 韩少光.“双拱双层单柱”式地铁车站结构分析[J].石家庄铁道学院学报, 1995 (9)

浅埋暗挖地铁隧道沉降控制技术 篇8

1 工程概况

北京地铁八号线二期工程出入段线位于回龙观黄平西侧路下，由南向北行进，穿越回南路、七燕干渠、回南北路等重要市政设施，隧道最大跨度11.9 m，开挖净高8.78 m，采用CRD工法施工。隧道穿越地层由第四纪冲洪积成因的粘土层、粉土、砂类土层构成，地下水赋存丰富。为创造无水作业条件，设计采用管井降水措施，但因种种原因降水效果较差，该隧道全程带水作业，施工难度较大。

2 地面沉降机理

地铁隧道在施工过程中，引起地面沉降主要有以下因素。

2.1 地层应力重新分布及界面土体的蠕变引起地面沉降

原始地层受到开挖扰动后，地层应力多次重新分布，界面岩体不同程度蠕变等因素引起的沉降。岩体扰动及应力分布流程如图1，图2所示。

2.2 地层损失引起地面沉降

地铁暗挖隧道在开挖的过程中，以下几种情况易引起地层损失，导致地面发生沉降:

1)在富水地层开挖隧道，即使采用降水措施，往往也很难创造无水作业条件。当隧道穿越砂质地层或极其破碎地层时，工作面土体在地下水的作用下，容易形成流砂或碎屑流从而导致地层损失。

2)隧道穿越自稳性不良的地层时，在超前小导管支护注浆效果不良的情况下，往往会在开挖面未成环之前出现土体坍塌现象，从而形成不同程度的地层损失。

3)隧道开挖作业面周边土体，在上覆土体荷载、松动土体压力、地面冲击荷载的共同作用下，开挖面正前方土体有向隧道空间内蠕变的倾向，仰拱部位的土体在没有形成封闭前有向上隆起的倾向，为保证钢格栅的有效安装空间，施工过程中易形成土体损失。

4)在地下水位较高的情况下建设地铁隧道，为创造浅埋暗挖法施工无水作业条件，设计往往采用降水辅助措施。当降水井(管)过滤措施不良的情况下，地层中细小颗粒会随着水流排出地面，从而形成地层损失。

以上四种因素是造成地层损失的重要原因，隧道开挖施工的过程中应引起足够的重视。

2.3 土体失水固结导致地面沉降

因降水或工作面形成地下水压力差，形成渗水通道，导致持续失水，土颗粒骨架之间水分逐渐排出，引起土体内部空隙水压力变小，形成土体失水固结沉降。

2.4 隧道施工作业不规范引起地面沉降

施工过程中不严格遵守“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”十八字方针，导致地面过大沉降，主要表现为以下几点:

1)开挖工序衔接不紧凑、核心土和台阶步距留置不规范，工作面土体长时间暴露，导致工作面土体应力蠕变加大，造成沉降加大。

2)锁脚锚管施工不规范、开挖步距过大导致刚性骨架数量不足、欠挖导致支护混凝土厚度不足等因素的共同影响，导致初期支护整体刚度不能满足设计要求，不能形成强支护，导致沉降加大。

3)初期支护封闭成环后，支护结构周围与土体界面形成一定的空隙，该空隙没有及时注浆填充，在上覆土荷载及冲击荷载的作用下导致沉降。

4)超前支护施作及注浆不满足设计要求，没有起到超前支撑及注浆固结土体的效果，开挖时拱顶不同程度坍塌，导致沉降加大。

以上为施工作业不规范引起沉降的主要原因，为最大限度减少沉降，在浅埋暗挖法施工的过程中应给予重点管控。

3 控制沉降技术措施

采用浅埋暗挖法技术修建隧道必然要引起地面沉降，为确保地面建筑物(地下构筑物)的安全，必须采取一定的技术措施将沉降控制在地面建筑物(地下构筑物)所能承受的范围内。在修建北京地铁八号线二期出入段线大跨隧道的过程中，地面沉降得到有效控制，各类建筑物(构筑物)安全通过，采取的主要技术措施如下:

1)施工前采用地质雷达对施工影响范围内的地层进行空洞普查，对存在地层松散、脱空或空洞的区域进行注浆处理，提高地层的自稳性，降低施工风险，同时能有效控制沉降。

2)为避免群洞沉降效应，各导洞开挖严格按照示意图标注顺序开挖，纵向导洞间开挖间距不得小于10 m。导洞开挖顺序示意图如图3所示。

3)为控制开挖过程中早期沉降过大，施工过程中采取了以下技术措施，取得了良好效果:a．采用32、长2.5 m超前小导管注浆加固开挖前方土体，根据不同土质选用不同的浆液。小导管和浆液扩散后的土体共同形成自承拱，有效抵制开挖过程中地层松弛和土体坍塌。b．导洞上台阶拱部开挖采用环形导坑开挖预留核心土的方式，核心土规范留置能有效抵制开挖面前方土体在地应力和冲击荷载作用下的蠕变量，减少地层损失沉降。核心土留置示意图如图4所示。c．为改善初期支护上台阶成环前的受力状态，在台阶交界面处设置42、长2 m的锁脚锚管，并注水泥—水玻璃双液浆。锁脚锚管为未成环的初期支护提供有效支撑反力，共同支撑上覆土荷载和地面冲击荷载，减少沉降。d．当锁脚锚管打设位置处于砂层，不能为初期支护提供足够反力时，采取在拱脚部位加密连接筋形成暗梁，并采用5 cm厚木板垫实拱脚的措施，共同为初支提供反力，达到减少沉降的目的。e．严格控制格栅加工和安装质量，克服欠挖确保喷射混凝土厚度，严控连接筋的数量、分布、焊接质量等，使钢格栅和喷射混凝土共同形成有足够刚度的初期支护。

4)加强背后回填注浆。隧道初期支护与土体交界面总会形成大小不等的空隙，为了最大限度减小地层损失沉降。在小导洞初支成环后，及时采用回填注浆措施填充初支背后空隙。无水隧道浆液采用1∶1水泥浆;带水隧道浆液采用水泥—水玻璃双液浆，可同时达到堵水和回填空隙的效果，注浆压力控制在0.1 MPa～0.3 MPa为宜。

5)在地下水丰富的地层中修建隧道，往往在隧道初期支护成型后，还会有不同程度的渗水现象，甚至还会出现渗水携带细小土颗粒的现象。为防止地层持续失水，减小土体失水固结沉降，在背后回填注浆的基础上，加强注浆堵水工作，浆液采用水泥—水玻璃双液浆或化学浆液，注浆压力控制在0.5 MPa～1.0 MPa为宜。

6)加强监控量测工作，做到信息化施工。根据监控量测方案，对隧道初期支护的拱顶沉降、腰部收敛做连续不间断监测;同时对施工影响范围内的地面沉降进行连续监测。监测数据及时反馈，根据监测数据综合分析结果，调整各项施工参数，确保隧道结构和周边环境安全。

4 结语

通过对浅埋暗挖法修建城市地铁隧道导致地面沉降机理的分析，在北京地铁八号线二期出入段线施工的过程中有针对性地采取了减小沉降的技术措施。监控量测数据显示施工影响范围内的地面沉降普遍在40 mm～50 mm范围内浮动，联络通道上方地面沉降达到76 mm，确保了地上建筑物(地下构筑物)的安全，取得了良好的效果。

摘要：结合北京地铁八号线出入段线采用浅埋暗挖工法施工的实例,简要分析了在富水地层中开挖大跨度浅埋隧道控制沉降的技术措施,实践证明该控制技术将地面沉降量控制在地面建筑物允许的范围内,取得了较好的效果。

地铁区间暗挖临建工程施工技术 篇9

2号竖井深24.376 m, 由横通道到两端头隧道长度约为350 m, 竖井分区分为生活、办公区及生产区, 驻地内板房采用三层活动板房, 设置门卫室、接待室、视频监控、会议室、库房、项目部管理人员办公、住宿房间及施工队住宿房间, 共计27间标准间。

1) 施工用电由市政干线接入施工场地, 向电力部门报装630 k VA的变压器1台, 位于2号竖井围挡的西北角, , 作作为为施施工工的的电力设备提供动力。但由于电力部门及建设单位原因市政电力线路一直未接入, 现场采用一台175 k W和一台150 k W发电机组供应电力, 因两台设备为老旧发电机组, 设备运转时噪声大, 对附近单位造成噪声污染。经综合考虑及研究决定购买一台250 k W静音发电机组代替两台旧发电机组。

采购的250 k W新静音发动机组为国产潍柴柴油机提供动力, 无锡发电机厂的无刷发电机输出电力。设备到场后因未配置输出线板及该设备厂家都无法解决的原因, 导致新静音发电机组无法正常供应电力, 影响了现场正常的生产进行。应在设备到场提前做好调查, 对电缆连接情况做充分考虑, 避免因小部件不配套导致停工等待。

2) 施工用水由场地从节点位置通过市政供水管引水至施工现场, 并安装相应的水表, 施工时根据场地布置及用水需要通过接水点用DN100水管引3个接水口, 一路作为地面施工用水, 沿围挡内四周布置, 再用DN50水管引至需水处。

在埋设水管时未考虑乌鲁木齐的冬季气温因素, 及场地内重型车辆通行, 埋设深度过浅, 局部埋设深度最浅30 cm, 导致竖井渣池门口地埋井下施工用水水管渗漏水。在以后的地埋水管施工中需保证埋置深度, 保证冬季正常供水。

临建施工上水管道、下水管道及电力的施工很重要, 新疆地区冬季温度较低, 上水管道及下水管道应埋深在1.5 m左右才能保证冬季不受冻。在施工用水管道开挖布设前, 要提前进行规划。

室外给水及消防栓没有采取保温措施。竖井施工现场人员较多, 各种设备材料布置密集, 在现场设置了消防栓以及人员洗漱池, 洗漱池及消防栓安装位置在室外, 未考虑乌鲁木齐冬季室外低温因素, 应采取安放室内或者其他保温措施。

3) 施工通风采用井外安装75 k W加速隧道轴流风机, 掌子面设一台5.5 k W的SDS50K射流风机, 竖井通道内设一台7.5 k W的SDS65K型射流风机。初期安装室外轴流风机时因竖井下井楼梯外置变动, 引起二次安装。因此施工现场实事求是布置, 综合考虑合理布局非常重要。

4) 现场办公设施、网络的联系布设, 打印机、办公桌椅、日常的办公生活用品等需提前考虑安排。现场早日具备办公条件对提高施工进度和加强管理力度非常重要, 应在临设开建时就准备。

5) 现场内设洗车台, 洗车台设三级沉淀池。采购的洗车台采用自动喷淋系统洗车机, 洗车台两侧设有挡板, 因场地限制, 洗车台宽度无法满足工程车辆的进出, 不得不将挡板拆除。在洗车台两侧喷水挡板拆除后车辆才能正常顺利进出现场。针对此情况洗车台可采用型钢结构, 避免了挡板对出入车辆的限制, 且成本比自动喷淋系统洗车机低。

6) 场内设置排水沟, 将生产、生活废水、雨水汇集, 经沉淀后排入市政污水管道。排水沟断面尺寸为0.5 m×0.5 m, 沟底设0.3%的排水坡, 并用水泥砂浆抹面。实际情况完工后的排水沟因沟面渗水漏水, 进行二次整修, 未能完整实现排水系统的排水功能。

7) 施工现场围挡采用固定基础式围挡结构, 下部采用24砖墙、高度50 cm, 围挡板采用6 m×2 m厚度5 cm的彩钢夹心平板, 外贴广告布;立柱采用10 cm×10 cm方钢立柱, 端部采用30 cm×30 cm钢板加肋垂直焊接。上部压顶梁采用方钢与槽钢组合, 与立柱连接处用“U”形扣卡固定;围挡大门采用“大门+侧小门”的结构形式。

对广告单位印刷的外贴广告布的图案和字体内容应加强审核, 避免出现“新疆一座美丽的城市”, 工程业绩印刷为工程案例, 天安门上字体为反向等情况。

现场生产、生活用房采用活动板房。生产区和生活区分开设置, 保证安全距离设置。房屋尺寸为5.4 m×3.6 m, 材料库房尺寸5.4 m×7.2 m。生产用房为单层活动板房, 生活用房为三层活动板房。所有场房地面均浇筑10 cm厚的C20混凝土, 采用300 mm×300 mm的长条形地基, 其中接待室、会议室贴地砖。活动板房质量要求:新建活动板房原材料要有足够强度、刚度、抗风能力, 必须采用阻燃材料, 生产厂家提供合格证、检验证书, 根据安全规定配消防器材。

8) 进入现场的所有人员都要佩戴安全帽, 佩戴识别性质的胸卡, 遵守管理规程。各部室人员带领外单位进入现场取拿材料要和现场具体人员沟通, 以免影响各单位正常工作的开展, 影响单位的对外形象。

9) 临时通讯。马头门在9月9日完成前2榀的喷混, 进入横通道后临时通讯采用移动通讯方式已经不能满足要求。为确保施工调度、管理的有序进行, 需采用对讲机加中继站的方式组成无线对讲通讯网, 保持通讯通畅。

10) 设500型拌合站一套, 提供喷射混凝土, 拌合机安装后考虑避雷设计。基础用C20钢筋混凝土处理, 水泥罐混凝土基础挖深不小于1.5 m, 场地内道路采用混凝土硬化, 基础碾压密实后, 采用20 cm厚C20混凝土硬化;非承载区地基进行原地碾压, 地面采用10 cm厚C20混凝土硬化。场地硬化前应预埋各类供水管道和地埋电缆线, 并预留水沟位置做好排水沟设计。储料区采用彩钢瓦防雨棚将料仓进行封闭, 高度8 m。储料区考虑2个料仓, 料仓设计宽5 m, 长5 m, 钢板做墙, 墙高2.2 m。砂浆抹面, 堆料高度应低于隔墙顶15 cm, 料仓地坪设置1.5%单向坡。

拌合机和水泥罐相对位置布置需考虑螺旋泵的安装角度, 实际安装过程中因考虑不充分, 导致螺旋泵安装困难, 在采取出口增设套袋出水泥口后, 才保证了罐中水泥顺利进入拌合机内。

规划干拌混凝土料通过输送皮带再通过入井料管到达掌子面, 在实际安装中考虑不充分, 输送皮带低于竖井锁口圈高度, 目前靠人工上料喷射混凝土不影响生产, 待进入横通道后需要人工在井上翻料进入料管。

11) 2.5 m3电动抓斗门式起重机安装在竖井上方, 型号规格为QZ10/10t-10 m-36 m, 配一10 t副钩, 负责垂直水平运输。跨度 (轨道中心距离) :10.3 m, 长度:20.5 m, 高度:约13 m, 起升高度:10 m (指地面向上10 m) , 起升速度:8 m/min, 小车行驶速度:20 m/min (指起重葫芦水平行驶速度) , 电压:380 V, 频率:50 Hz, 全车功率:约100 k W。

竖井锁口圈梁四周高出地面300 mm, 墙顶设置防护栏杆, 栏杆内侧焊接钢丝网。防护栏杆高约1 200 mm, 采用25 mm钢管制作, 管间采用焊接连接, 并涂刷成红白相间的警戒色。竖井一侧安设钢楼梯, 供施工人员上下;楼梯口设置门禁监控系统。

初期规划竖井门禁口设置在竖井内侧空压机旁边, 经分析布置图后发现人员出入竖井需通过抓斗下, 走行距离远, 下井材料转运困难等等问题, 后修改为竖井外侧。但在修改下井位置后, 需要修改下井风、水、电、料管下井位置时因种种原因未能实施, 仅做了小距离局部修正, 在完成各种预留管洞井圈钻眼后仍无法满足各种管线下井。如果重新钻眼则增加工作量, 又因锁口圈钢筋密布, 会损伤钢筋, 最好只采取各种管线从锁口圈上部翻越下井。各种下井管线位置要在锁口圈混凝土浇筑之前确定, 并且预埋正确。

12) “智能门禁管理系统”包括闭路电视监控系统和出入口门禁智能管理系统, 起到身份识别、人员考勤、安全预警、区域定位以及日常管理作用。2号竖井下井门禁系统采用的是无闸机式, 虽然方便了作业人员携带各种材料机具出入, 但对控制人员进出竖井力度不大, 且该门禁系统运行不稳定。在选择门禁系统时宜采用闸机式门禁或远距离感应系统。

13) 临建施工应对整体临建方案做统一性部署和安排, 并应经过讨论和审核审批, 局部方案没有完全按照方案施工或者方案考虑不完善, 某些时候是在现场想到就干, 使得和技术方案、上报公司预审等手续有点脱节, 比较被动。

现场施工中, 材料计划没有提前量, 总是着急申请立即要, 这样也使得施工技术部和物资设备部之间的工作沟通出现很多不便利, 在材料统计时出现很多漏洞。

在实际遇到和方案确实不符合的地方, 做出书面变更的资料, 进行方案调整。其次在技术交底方面, 实体工程必须严格依照交底施工, 尤其是三检制度一定要严格执行, 这个也是对监理工作和自己工作的尊重。

14) 场地地坪伸缩缝采用后插木胶板设置, 施工时间及混凝土初凝时间较难掌握, 造成伸缩缝线形不直, 弯弯曲曲, 影响美观。在1号竖井施工时, 地坪真缝也采用此方法, 但需控制好时间, 在混凝土初凝前施工。混凝土地坪表面开裂现象, 在围挡外地坪没有发生, 因为在浇筑完混凝土后及时养护。但围挡内地坪多数是在工人吃饭前浇筑完成, 工人下班吃饭, 造成养护不及时, 导致部分地坪出现裂缝。在1号竖井施工时, 要合理安排工人下班时间, 浇筑完地坪后要有值班工人, 混凝土凝固后及时进行养护, 防止出现裂纹现象。

15) 卫生间施工时, 下水主管道采用A300 mm PVC管, 蹲便下水采用A100 mm PVC管, 男厕设计为双排, 但只采用1条主管道接入化粪池, 在拐角处容易造成堵塞, 今后再遇到类似问题时, 若是单排, 可采用1条主管道, 若是双排, 应采用2条独立的主管道直接排入化粪池, 不设置拐弯, 这样厕所不容易出现堵塞, 以提高使用周期。

16) 临建工程办公区、生活区做到统一规划、统一部署, 必需的生活用品由项目部统一配置, 购买了饮水机、沙发、茶几、会议桌及办公桌椅;购买了床、衣柜、风扇及床上用品、窗帘;清洁用品及生活必需品, 购买常用办公用品及打印机, 现场尽早具备办公和居住条件, 也为加快临建建设提供了保障。

暗挖地铁 篇10

关键词:地铁附属 大跨度平顶 暗挖施工

中图分类号:TU7 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)03(c)-0112-03

1 工程概况

广州地铁二、八号线四标昌岗站Ⅰ号风道隧道拱顶覆盖厚度7.9m左右,Ⅰ号风道暗挖段开挖长度为20.623m,总体开挖宽度11.7～13.8m。地质较差,拱顶以上部分为1杂填土、4－1冲积－洪积土层、4－3坡积土层,开挖岩面为5－2白垩系硬塑残积土。

2 设计方案比选

广州地铁二、八号线四标昌岗站Ⅰ号风道位于江南大道广医二院院内,风口位于广医二院新建大楼内,地面交通较繁忙,设计方案为位于车道部分采用暗挖法施工,位于广医二院部分采用明挖法施工。明挖法施工部分不做阐述,只对车道下暗挖方案作出以下比选:

方案一:根据地铁附属工程的一般施工惯例和考虑到施工成本的影响采用明挖法施工,由于本工程开工晚,业主要求的关门工期已经确定,确保2010年9月25日通车,主体结构施工完毕再施工Ⅰ号风道工期不满足;若采用明挖法施工,在Ⅰ号风道上面有一个220万V的高压电力线,供广州市三分之一的居民用电必须停电,而且停电时间需要半年,当时正是高温天气,不可能停电;Ⅰ号风道施工位置还有一道污水主管道埋深达6.4m,而且是20世纪70年代施工的,采用明挖法施工必须先改污水管道,施工现场没有改道位置。根据以上几点理由分析明挖法施工不可取。

方案二:采用曲顶暗挖法,污水主管道侵入开挖空间,此方案不可取。

方案三:采用大跨度平顶暗挖法施工,具体的施工方法为CRD多部开挖法。此方法克服方案一、方案二所遇到的一些困难,但是施工风险较大,在目前地铁附属工程施工中大跨度平顶暗挖较少用,但是方案是可选的。具体的设计施工参数,超前支护采用Ф127mm大管棚(t＝8mm)@400mm拱顶布置。Ф42mm超前小导管L＝3.5m,拱顶布置间距@2000mm(纵向)×@400mm(环向),边墙布置间距@2000mm(纵向)×@400mm(环向)。Ф8mm钢筋网@150mm×150mm(全环单层布设)。I25a工字钢,纵向间距500mm,全环布设。@42mm注浆锚管L＝3.5m,@500mm×@1000mm边墙布置。C25S6喷射混凝土350mm。PVC防水板分区防水。结构为C30S8模筑钢筋混凝土。

3 隧道施工过程

3.1 Ⅰ号风道进入正洞的步序安排

Ⅰ号风道明挖部分施工到暗挖隧道大管棚标高位置下1m时,停止明挖施工,开始进行大管棚施工,管棚完成后继续明挖部分施工。明挖部分施工完成后,进行破桩洞门施工,破桩洞门施工分三步进行,先破除桩身的1/3,架立一榀钢拱架,将拱架与桩身主筋焊接,施工锚管,喷射混凝土,然后再破除1/3桩身,架立第二榀钢拱架,第二榀钢拱架完成后,将桩身最后1/3破除,架立钢拱架。洞门施工完成后按照CRD法进行开挖施工。

3.2 开挖及初期支护施工

3.2.1 施工方法

隧道采用中隔壁多部CRD开挖法施工,具体的开挖顺序见图1。

图中(1)～(12)表示开挖及支护顺序,ⅩⅢ、ⅩⅣ表示二衬修筑顺序,本风道暗挖段采用左、中、右导洞,上下两层,共六个掌子面进行开挖。施工时应在左洞和右洞全部开挖完成后,再开挖中导洞。采用人工开挖,在开挖的工程中注意施工安全,开挖位于车道主干线下,上面有重车运行,每部开挖完成后及时进行支护。每循环的超前注浆要及时,注浆压力不能过大,以防地表隆起,左、中、右三部分开挖时分别超前注浆,形成超前支护壳体,确保在开挖过程中施工安全。支护完成后及时对边墙锚管进行后注浆,形成更完善的支护体系以抵抗侧向土压力。开挖完成后进行初期支护背后注浆,减少初期支护渗漏水情况。

在开挖到污水主管到下方前后1m时,采用双排小导管支护,加强支护体系确保污水管不变形,一但变形将会漏水,后果很严重。此部位在控制上面重车运行产生的土体变形和污水管道变形开裂的情况下施工,此段开挖时本工程的重点。开挖进尺减小,污水管正下方钢拱架并排连放3榀,开挖过程中加强监控量测,确保拱顶下沉量不超过30mm。

开挖时采用短进尺预留核心土,每一循环控制在一榀钢拱架,控制临时支撑(I16工字钢)拆除的纵向间距并及时施工中隔墙衬砌混凝土,每段临时支撑的拆除长度控制在5m以内。中隔墙衬砌混凝土施工完成后设置临时横撑(I16工字钢),注意保护中隔墙的混凝土,防止发生破碎等情况,采取垫橡胶垫的措施。设置纵向连接,并适当加钢垫板,使支撑与中隔墙紧贴。

3.2.2 CRD法施工中控制要点

(1)隧道开挖外轮廓线充分考虑施工误差、预留变形和超挖等因素的影响;注意控制通道的开挖中线和水平,确保开挖断面平顺,钢拱架安装位置正确。

(2)加强量测监控,做好信息反馈,及时调整施工方法。

(3)钢拱架底部坐落要坚实,不能虚空,锁脚锚管和钢拱架焊接在一起,起到锁脚的作用,钢拱架、锚管、网片和喷射混凝土形成一个完整的支护体系。

(4)开挖过程中,上、下半断面采用环形开挖,保留核心土;仰拱尽快开挖及时施作支护,尽快形成全断面封闭,以控制围岩变形。

(5)因为CRD法工序较多,工序转换使得结构受力复杂,为保证拆除临时格栅时的安全,必须保证各部格栅之间的连接质量。

(6)开挖过程中必须加强监控量测,当发现拱顶、拱脚和边墙位移速率值超过设计允许值或出现突变时,及时施作临时支撑或仰拱,形成封闭环,控制位移和变形。

3.2.3大管棚施工要点

因为本风道所处地层较差,管棚钻机钻进不容易成孔,大管棚孔口為隧道开挖轮廓线外200mm布置,管棚均采用跟管钻进,一次性打入,应尽量保持水平打设。由于明挖部分施工空间有限,管棚管接采用1～3m的管节,由对口丝扣联结,丝扣长度≥150mm,管箍长200mm。

钻孔定位,移动钻机至钻孔部位,调整钻机高度,将钻具直接钻穿围护桩成为导向孔,使导向孔、钻机固定钻杆的转轴和钻杆在一条直线上,用仪器测这一直线的角度。

注浆浆液采用水泥浆,水泥浆水灰比采用0.6∶1～1∶1;注浆压力采用0.6～1MPa,施工中根据实际地质情况并通过试验确定,注浆压力不能过大,以放地表隆起,污水管道和其他管道开裂。

3.2.4 小导管施工要点

超前小导管施工起到超前支护和超前注浆的作用,超前支护的好坏直接影响到下部开挖工序的施工安全,所以在施工中要特别重视,超前小导管起角控制在7度,不要太大。注浆压力不宜过大,应保持在0.3～0.5MPa为宜;其加固半径为30～35cm,而且各孔之间已经固结成拱壳。根据开挖过程中涌水量的大小确定采用双液浆还是单液浆。超前小导管的位置可根据与大管棚的关系作相应的调整。边墙后期小导管施工要及时,和钢拱架焊接在一起,控制好方向角度,注浆压力达到设计值。

3.2.5 钢拱架施工要点

钢拱架在加工场地制作完成,运输到施工现场安装,安装过程要注意以下几点:

①开挖后对开挖面喷射4cm厚的混凝土,清除拱脚下的虚碴及其它杂物。

②每榀钢拱架安装前,用激光导向仪准确定出拱架安装的中线、标高及拱脚设计位置。钢格栅在开挖作业面组装,各节钢架间以螺栓连接。特别困难处也可采用焊接,但特别注意焊接质量。

③拱架安装由人工借助机具进行架立就位,拱脚必须架立在坚固的基座上,用短钢筋将拱架焊牢在锚管上。

④为保证钢拱架的稳定和整体受力,严格按照设计要求设置纵向连接钢筋。连接筋与钢拱架的连接点及已施工相邻拱架连接筋焊接牢固。

⑤在初期支护形成“闭合”结构前,为减少初期支护下沉量,每个台阶安装钢拱架时,均在其基底设一块“托板”,以增大受力面积,减少下沉量。

⑥安装完格栅拱架以后,在每部的拱脚处各打两根锁脚锚管,锚管长3m,直径为φ42,钢管内注入水泥浆。

钢架架立后尽快施作喷射砼,并将钢架全部覆盖,使钢架与喷射砼共同受力。

3.2.6 钢筋网片和喷射混凝土施工要点

钢筋网片和喷射混凝土施工工艺与一般的隧道相同。这里就不再叙述。

3.2.7 防水施工要点

地铁施工中暗挖隧道工程要求全包防水,防水分几层,喷射混凝土采用防水混凝土、初期背后注浆防水、防水板防水和二次衬砌防水混凝土等。因为本隧道二衬结构分步进行施工,施工缝多,防水施工困难。防水板的挂设和二衬施工与一般隧道相同,只是在地铁防水施工中采用分区防水,防水分区采用背贴式止水带全环布设,焊在防水板上面,与防水板密贴,每5m作为一个防水分区,拱顶侧墙预埋注浆管,进行二衬背后注浆,确保二衬结构不允许漏水,结构表面可有少量湿渍,但总湿渍面积不应大于防水面积的6/1000,任意100m2面积上湿渍不超过4处,单个湿渍面积的最大面积不大于0.2m2,二衬结构施工缝预埋镀锌钢板止水带。暗挖风道和车站接口防水处理是一个薄弱环节,和车站接口围护桩的破除要得到车站主体结构施工完成后进行,所以要严把本部位防水板的焊接质量。

如图2所示。

4 监控量测

昌岗站Ⅰ号号风道暗挖段采用喷锚构筑法设计和施工,为了掌握地层和洞室在施工过程中的力学动态,确保洞室的稳定和地面建筑物的安全,必须进行现场监控量测。通过对观察及量测数据的分析和判断后,对围岩支护体系的稳定性和地表建筑物的安全度进行预测,并据此确定相应的工程措施,合理安排施工工序,以保证施工安全和隧道稳定,现场监控量测必须贯穿整个施工过程的始终。

4.1 监控量测项目及方法

如表1所示。

4.2 量测数据综合分析

为了真实、及时、准确的反映施工现场信息,监测数据历经以下过程:①测点埋设→②数据采集→③数据收集→④数据输入→⑤绘制曲线→⑥输入计算机→⑦生成图表→⑧信息反馈。

(1)应及时对现场量测数据绘制时态曲线(或散点图)和空间关系曲线。

如图3所示。

位移时态曲线图

(2)当位移-时间曲线趋于平缓时,应进行数据处理或回归分析,以推算最终位移和掌握位移变化规律。根据现场量测的位移－时间曲线进行如下判断:

当<0说明变形速率不断下降,位移趋于稳定;

当=0变形速率保持不变,经发出警告,及时加强支护系统;

当>0则表示已进入危险状态,须立即停工,采取有效的工程措施进行加固。

(3)当位移-时间曲线出现反弯点时,则表明围岩和支护已呈不稳定状态,此时应密切监视围岩动态,并加强支护,必要时暂停开挖。

(4)隧道周壁任意点的实测相对位移值或用回归分析推算的总相对位移值均应小于设计数值。当位移速率无明显下降,而此时实测位移值已接近设计数值,或者喷层表面出现明显裂缝时,应立即采取补强措施,并调整原支护设计参数或开挖方法。

(5)埋设量测元件情况和量测资料,均应整理清楚,并作为竣工交驗资料的一部分。

(6)根据量测结果进行综合判断,确定变形管理等级,据以指导施工。

5 结语

地铁附属工程施工一般采用明挖法施工,结合本工程的特点,只能采用大跨度超浅埋暗挖法施工,只要设计合理,施工方法得当,加强施工过程的监控量测,开挖初支过程及时封闭,此方法在特殊情况下还是很好的施工方法,即节约拆迁费用,又加快了施工进度。

参考文献

[1]JTJ042-94,公路隧道施工技术规范.

[2]GB50026-93,工程测量规范.

[3]GB50157-2003,地铁设计规范.

[4]GB50086-2001,锚杆喷射混凝土支护技术规范.

[5]地下工程浅埋暗挖技术通论,王梦恕.

[6]国家其他规范、强制性标准.

浅埋暗挖地铁隧道沉降控制与分析 篇11

西安某地铁区间隧道覆土厚度为9.48~14.87m, 双线设置, 单线隧道776.2米, 采用浅埋暗挖法组织施工。按照隧道地质地段不同设计分为A、B、C、D、E五种马蹄形断面结构。其隧道以上地层主要为杂填土、 素填土、新黄土、饱和软黄土、古土壤、老黄土及粉质黏土等;其中隧道穿越地段及上部分布的饱和软黄土地层, 具有承载力小, 抗剪强度低, 压缩性高的特点, 层厚在2.5-10.3m, 东厚西薄, 层底深度8.7~13.7m, 埋深在水位附近。在富水饱和的情况下, 呈流塑状态, 在失水情况下, 呈软塑状态, 失水后地层沉降较大, 对工程建设尤其是地铁工程有一定的危害。另外, 该地铁区间隧道穿越两条西安地质特有地裂缝不良地质, 其中一条走向NE70°, 倾向SE, 倾角80°, 表现为上盘下降下盘上升的正断层特征;另外一条走向NE70°, 倾向SE, 倾角85°, 表现为上盘下降下盘上升的正断层特征。隧道开挖过程中对地面沉降影响较大。区间地下水位的最大埋深为7.50m, 最小埋深为4.30 m, 以第四系孔隙潜水为主, 中间夹杂含水层与隔水层。区间隧道上方分布有较为密集的地下管线、周边建筑林立, 并跨域区间人行天桥且部分土体存在着开挖面不稳、压缩性高、土体易流动、灵敏度高等特点。

2沉降控制基准值的确定

沉降控制基准值的确定, 一般情况下主要是通过隧道工程结构稳定和环境控制的需要来分析确定。实际的浅埋暗挖隧道施工中, 沉降现象会严重威胁到隧道结构安全, 导致出现地下管线断裂、地面建筑物过量倾斜、地下管线变形等问题, 而在既往工程项目中, 沉降控制基准值大多都基于工程经验和建设规范来确定, 但存在线路穿越地层不同, 地下管线、地面建筑结构各不相同的情况, 如果只采取一种基准值来予以控制, 那么必然会顾此失彼, 达不到安全的要求。为了既让建筑成本经济化, 又确保地下管线和地表建筑物的安全, 务必要结合实际情况来深入探究控制基准。

2.1地表、地面建筑的沉降控制基准。如果地面存在着不均匀沉降的现象, 那么必然会导致地面建筑出现局部倾斜开裂或者倾斜的现象, 各类建筑物的允许倾斜值在 《建筑地基基础设计规范》 (GB50007-2011) 中予以明确, 由此可见, 地面沉降的控制条件可利用建筑物的允许最大差异沉降来作为指标。基于以往工程经验, 可用Peck曲线来描述地表沉降规律 (横向) , Peck方程为:

式中:i———沉降槽宽度系数, 可利用经验公式求得, 也可利用回归方程式求得;x———距隧道中心的距离;S——距隧道中心为x的地面沉降量;Smax———隧道中心处最大沉降量。

2.2沉降控制预警值的确定。基于上述公式, 并结合本工程项目区间隧道的水文情况、地质情况、埋深情况来制定出沉降控制预警值, 如表1所示。用F值 (F= 实测变形值/ 管理允许值) 来确定浅埋暗挖地铁隧道的施工安全:危险状态———F>1.0;警惕状态———0.8≤F<1.0;安全状态———F<0.8。

3沉降监测的方法及频率

本工程的沉降监测主要采用铟瓦条码尺+ 精密数字水准仪进行, 选择地表沉降测点时, 先将直径为 Ф20mm的钢筋头用电钻钻孔埋入, 然后再将水泥浆液灌入到钢筋头的周围空隙, 初始数据的测读应该在水泥浆液凝固后再进行。房屋沉降测点的位置选择在房屋框架主要受力位置或者房屋拐角处, 设置专用沉降观测标, 待沉降观测标稳固后再对数据进行测读。开始观测沉降的时间选在隧道开挖掌子面超前30m~50m, 观测频率为2~3 d观测一次;隧道开挖至距离测点3倍洞径时, 观测频率为1d观测一次;隧道开挖至距离测点1倍洞径时, 观测频率为1d观测2-3次, 一直持续到初支结构稳定、地面沉降稳定之后。

4监测结果分析

4.1地表沉降实测情况分析。本项目区间地质结构较为复杂, 旧楼房群及区间有地裂缝穿越, 上部有人行天桥跨越。在整个地表沉降监测过程中, 为了能够对地面受到隧道开挖的影响程度予以掌握, 除了将沉降测点布设在隧道纵向中心线之外, 还需要将主测断面布设在地裂缝段和上跨人行天桥段。地表沉降实测数据表明:

4.1.1沉降曲线的变曲点i所处的位置为距中线0.7D~1.5D处, 且位置处于动态变化的状态, 并且其影响范围会随着所处围岩类别的提高而减少。

4.1.2地表沉降横向影响范围约为5i, 横向地表沉降槽若是由于两条隧道开挖而导致, 那么可以认为二者有可能会出现沉降槽叠加的现象, 叠加率可达到30%~55%。

4.2房屋沉降实测情况分析。本项目区间的地面房屋的建设密度较大, 很难有效控制其沉降, 务必要基于经验公式和实际情况来对建筑物的允许沉降值予以计算, 覆土厚度H取为9.5 m, 大跨段取[f]=0.003, 其等效半径为: 其中, A为非圆形结构的面积。取最大跨度18.6 m的E断面的断面面积, 等效半径则计算为7.352, 经过计算, 大跨度E断面的预警值定为30.0 mm, 一般段的预警值定为20.0 mm。实测数据表明:要基于工程项目的周边环境、水文情况、地质情况、理论计算等来对预警值予以监测。

房屋沉降变化同地表沉降规律基本相同, 距隧道掌子面-1D~ -2D时, 沉降变量为10%~25%的沉降总变量;距开挖面-1D~3D时, 沉降变量为30%~85%的沉降总变量, 沉降速率呈现出加速增长的趋势;距开挖面3D以后, 沉降速率逐步减缓, 在距开挖面5D~9D以后处于平稳状态。

5结论

5.1浅埋暗挖隧道的沉降与工程地质情况和水文条件有较大的关系, 施工过程中应结合工程实际情况进行相应的沉降控制基准值的确定, 以便安全有效的指导现场施工。

5.2浅埋暗挖隧道的沉降直接影响周边建筑物和地下管线, 施工过程中务必加强对其监控量测频率, 以实际监测数据为依据控制和指导现场施工。

摘要：随着我国各大城市纷纷上马地铁工程项目, 地铁隧道施工中广泛采用了浅埋暗挖法组织施工。由于其工法本身的特点, 施工过程中地层应力场会随着地层物质的不断挖出而出现一定程度的变化和沉降, 进而导致地层移位和地面沉降, 对地面建筑物及地下管线的的正常使用造成较大的危害。本文结合西安地铁某区间, 就浅埋暗挖法隧道施工沉降情况进行了分析和研究, 总结了施工过程中相应沉降控制经验, 对类似工程具有一定的参考价值。

关键词：浅埋暗挖,地铁,隧道,沉降控制

参考文献

[1]吴波.沉降控制基准分析及应用[R].成都:西南交通大学出版社, 2000.

[2]夏才初.地下工程测试理论与监测技术[M].上海:同济大学出版社, 1999.