暗挖施工技术方案

暗挖施工技术方案（精选9篇）

暗挖施工技术方案 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.

暗挖施工技术方案 篇2

一、工程概况

二、方案编制目的三、出现超挖及侵限的情况分析

四、侵限处理领导小组

五、处理方案

六、换拱方案

七、凿除钢架段质量控制及措施

八、脚手架施工工程安全技术措施

九、防止隧道土体坍塌预防及处理措施

十、突然涌水、涌砂、局部过量静水压力预防处理措施7 7 8 8

矿山法暗挖区间初支侵限处理方案

一、工程概况

1、兴留区间

兴留区间线路设置标准单线单洞断面。区间隧道起止点里程为DK7+801.26~DK10+257.6，右线隧道长2515m，左线隧道长2517m。区间设置了2座施工临时竖井及2条联络横通道，1座风井，兼作施工竖井以及1条风道。区间线路平面最大曲线半径为800m，最小曲线半径为400m，区间左右线间距13.2~47.5m。隧道拱顶埋深为11~49m。本区段根据围岩级别隧道断面有单线种隧道断面类型。兴留区间隧道地质构造主要表现为混合花岗岩在风化作用下形成残积层，发育粘性土及砂土层，局部分布淤泥及淤泥质土层，台地坡脚段堆积坡积层，地表为人工素填土。隧道主体地层主要为微风化、中风化岩层，局部地段有强风化、全风化及粉质粘土层。场地存在电力、电信、雨水、上水、污水、燃气、路灯等地下管线管道。

2、留西区间留仙洞~西丽区间（以下简称“留西区间”线全长873m，左线全长在联络线，区间在联络线段隧道结构断面变化众多，工法转换较多。区间设置标准单线单洞断面、双连拱、不等跨双连拱、双线单洞等断面。区间线路平面最大曲线半径为3000m，最小曲线半径为竖井及1条联络横通道。留西区间位于深圳市南山区西丽镇，线路位于留仙大道中段，所在地区为冲洪积平原，地势略有起伏，地貌从断面图上看以西为台地，以东为冲洪积平原。地面高程大道两侧的深职院宿舍、中国电信机房、西丽医院、西丽街道办、鼎新大厦、西丽天虹商场、西丽南国丽城小区及其它民用建筑。场地内密布电力、电信、燃气、上水、路灯、雨水、污水等地下管线，地下管线的走向大多平行留仙大道，在留仙大道与沙河西路交叉路口有电力管线横穿留仙大道，中间绿化带下存在一地下箱涵，规格1600，埋深2.3其中我标段主要负责留仙洞站东段左右线各

3、大塘区间大塘区间矿山法隧道位于大学城站和

874m。本区间由于留仙洞站为岛式站台西丽站为侧式站台且存1000m，区间左右线间距

2.7m。

A、B、C、D型隧道结构横断面共4）里程为DK10+468.1~DK11+341.363，右13.2~5.0m。区间设置了1座施工临时,以里程DK10+610(右线)、DK10+690(左线)分界13.64～17.68m。附近主要建筑为西丽镇留仙8400×190m的施工范围。DK14+500之间的留仙大道下。区间起讫里程

～DK12+800.0～DK14+500.0，左线隧道长1695.701m，右线隧道长1691.679m。其中大塘区间设置3个矿山法竖井和1个联络通道，以及三段射流风机段。1号竖井和联络通道中心里程YDK12+954.68，2号竖井中心里程ZDK12+887.506，3号竖井中心里程YDK12+885.498。射流风机段起讫里程分别为YDK14+108.4～YDK14+125.4、YDK14+258.4～YDK14+275.4、YDK14+408.4～YDK14+425.4。

区间线路平面最大曲线半径为500m，最小曲线半径为400m，区间左右线间距9.4～16.7m。本区间隧道最大线路纵坡为25‰,最小纵坡为2‰，竖曲线均为5000m、3000m。隧道拱顶埋深为3.6m～16.5m。

隧道衬砌结构根据线路条件和工程地质及水文地质条件，以及与周边临近建筑物的相互影响关系，按不同围岩级别进行设计，设计了单线2、3-3横断面及区间射流风机段结构横断面等共

二、方案编制目的

初支完成之后即将进行铺设防水及二衬施工，如果初支断面出现超挖或侵限情况，在二衬施工过程中的衬砌断面尺寸将难以保证，会对二衬施工带来影响，固在二衬施工前编制此方案，以便能合理及有效的控制工程质量。

三、出现超挖及侵限的情况分析

1、在爆破开挖过程中的爆破效果控制不好，出现超欠挖情况。

2、格栅钢架在架立过程中存在测量误差或操作不当。

3、在Ⅲ级围岩段，喷射砼的表观圆弧度控制不好，极易出现超挖及侵限情况。

4、喷射混凝土的表观质量控制不好，薄厚不均，易出现侵限情况。

5、由隧道拱顶沉降变形引起的初支侵限较多，占所有侵限的区间处于沟谷地带，地质复杂，回填层较多，变形不均所致。

四、侵限处理领导小组

项目部成立侵限处理整改小组，落实整改措施，加强缺陷修补工作。组

长： 王春河

副 组长： 杨世武

徐彦胜

组

员：

梁鲜明

范畅明

谭

浩

苏宏宇

A、7种隧道断面。

鞠海峰徐存鸿

许满吉 冯世春

张晓磊 2

B、C型断面、渡线

70％，主要由于本段

常建军

黄树林1、2-周毅

张建乐

五、处理方案

当初支完成后二衬施工前，对初支断面每5米进行断面净空测量，对局部超欠挖明显点可加密测量，并将测量数据及时整理，绘制断面图与设计图进行比较，将超欠挖点在断面上标示出，以待及时处理。

（一）超挖

1、对超挖数值≤20cm部位，直接铺设防水层绑扎二衬钢筋，施作二衬。铺设防水层时需注意，防水层沿着初支平面铺设，防水层背后不得留有空洞。见下图：

初支砼二衬砼直接绑扎钢筋，施作二衬

图1 超挖处理示意图

（一）2、对超挖数值＞20cm部位，首先于超挖部位挂钢筋网，喷射砼，保证初支不侵限，确保二衬厚度在设计范围，然后方可施工二衬。

初支砼挂钢筋网喷射二衬砼砼至设计断面

图2 超挖处理示意图

（二）、对个别点侵限情况或者局部侵限小于5cm的部位，对该部位进行凿除处理

将该处凿除并用砂浆抹平初支砼二衬砼图3 侵限处理示意图

（一）,（二）侵限1将保护层凿除，不得破坏格栅钢架。凿除过后对该处用同强度的水泥砂浆进行抹平及圆滑，确保在施工防水时不会将防水层刺破。

2、对于大面积或者整个拱架侵限并且大于5cm的情况，采取换拱方案，将该榀格栅钢架分段凿除换拱，处理好开挖断面后重新架设拱架并喷射砼。确保断面尺寸符合设计要求。

六、换拱方案

1、换拱前布设好拱顶及收敛监测点，严密注意洞内的变形情况，换拱过程中观察洞内初支，已有变化立即停止施工进行封堵。

2、换拱前先在换拱地段搭设脚手架操作平台便于工人施工。

3、换拱施工步骤为：（1）在换拱部位打设初支背后注浆导管，导管长梅花形布置，注水泥35Be，注浆压力（2）待初支背后土体加固后才能进行换拱施工，换拱采用人工手持风镐进行每榀分段凿除，每榀分段长度控制在部架设临时支撑，以便保证施工过程的安全。见图（3）凿到位后及时架设格栅钢架，纵向连接筋与格栅钢架主筋进行焊接连接，架设水平工字钢支撑，挂网、打设锁脚锚杆、喷射混凝土至设计厚度。（4）同样方法施工换第二榀格栅钢架，架设临时支撑，挂网、打设锁脚锚杆、喷射

将该榀拱架凿除重新安设初支砼二衬砼图4 侵限处理示意图

（二）3m，壁厚3.25mm，间距-水玻璃双液浆，水泥浆与水玻璃比例为1：0.6～1.0，水玻璃浓度为0.2～1.0MPa。见图5。

0.5-1.0m，凿除方向从拱部向下顺序进行。凿除前应对拱6。

0.5-1m，混凝土至设计厚度。

（5）换拱至没有侵限的地段位置为止。

图5 换拱部位初支注浆导管施工图

图6 侵限部位钢架凿除示意图

七、凿除钢架段质量控制及措施

1、对侵限钢架凿除前，采用小导管注浆超前支护预加固地层，为保证注浆质量，对超前注浆管进行定时抽查。

2、凿除段采用人工用风镐施工，接近开挖轮廓时，必须采用人工修整从而控制超挖。

3、格栅钢架工程

(1)隧道开挖初期支护的格栅钢架其原材料必须符合设计要求和施工规范规定。(2)(3)量符合设计，节点板密贴对正，格栅钢架连接圆顺。

4、喷射混凝土(1)复试，符合有关规定后方可使用。(2)(3)(4)(5)凸。

5、大断面暗挖段破除质量保证措施(1)(2)法。

(3)

八、脚手架施工工程安全技术措施

1、必须严格执行工脚手架时必须持有经监理工程师批准的专项施工方案，并已进行过安全技术交底。架子工要持证上岗，搭设完毕应有专人验收，合格签字，挂牌后方可正式启用。

2、架子工作业时，必须戴安全帽，系安全带，穿软底鞋，所用材料应堆放平稳，工具应放入工具袋内，上下传递物件，不得抛掷。

3、脚手架要有良好的防电措施，对脚手架上的电线要严格检查，做到所有电路与脚

JGJ80-91《建筑施工高处作业安全技术规范》等进行施工，搭设施 现场加工的格栅钢架应分批进行验收，合格后方可用于施工。格栅钢架用于工程前应进行试拼，架立应符合设计要求，连接螺栓必须拧紧，数

所用材料的品种和质量必须符合设计要求和施工规范的规定，其中水泥需先进行喷射混凝土原材料配合比、计量、搅拌、喷射必须符合施工规范规定。喷射混凝土的强度必须符合设计要求。喷射混凝土结构，不得出现脱落和漏筋现象。格栅钢架间喷射混凝土厚度应满足设计要求，表面应平整圆顺，无大的起伏凹

对该段进行分段，分层按技术交底进行施工。破除前后，要加强施工监测，根据施工监测信息，反馈施工，及时改良施工方格栅钢架的架立严格按照设计要求进行施工。

手架完全绝缘。

4、脚手架使用中定人定期检查使用情况，设专人负责维修，并做好记录。

九、防止隧道土体坍塌预防及处理措施

地质资料表明，本标段工程地质情况复杂，而且实际情况与地质资料差异较大。该段施工时，为防止隧洞坍方，采取以下措施：

1、严格遵照“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、早成环、环扣环、勤测量”的施工原则，杜绝隧道坍塌。严格控制开挖质量，减少超挖。

2、作好地质超前预报。钻探测孔，发现距砂层的土层厚度很薄或前端存在其他不良地质情况时，在原设计初支护体系的基础上，拱部增加超前注浆导管，环向间距导管长3.0m，外插角效果，固结拱部开挖轮廓以外的土层或砂层，使拱顶部分形成一道厚约8.0m的固结拱，杜绝拱顶坍塌、涌砂、涌水事故的发生，确保施工安全。在施工过程中，如出现超过在封闭工作面后，在工作面的周边及断面上均布设小导管，进行全断面加固并止水注浆，浆液采用普通水泥水玻璃双浆液，注浆管长4.5m。

十、突然涌水、涌砂、局部过量静水压力预防处理措施土体开挖的降、排水过程，导致周围地下水位下降，有可能产生降水断层。断层之间水大量流失，致使断层之间出现空导层，在重力及上部荷载的作用下，出现突然沉降。对异常拟采用以下预防和应急措施：

1、作好地质超前预报，在工作面钻探测孔，孔深防。

2、在钢架凿除过程中加强对地表沉降及地下水位的监测，把测量数据及时作出分析比较，随时掌握地表沉降和地下水位的发展态势，并以此来指导施工。

3、异常沉降一般都是伴随着突然涌水或局部长期大量渗水出现的，突然涌水的预防处理措施见上，局部的长期大量渗水可通过用“堵漏引”堵漏、注浆截水、防水砂浆封闭等处理措施。

4、异常沉降出现后，立刻对沉降部位进行检查、加固。30～40，纵向间距为0.5m32.0m，采用改性水玻璃注浆，以增强注浆

3.0m，加固范围为开挖轮廓线外

5m，一旦发现砂层，提前作好预

30cm，4.0m宽大于3～

暗挖施工技术方案 篇3

随着城市地铁工程在我国的大量修建和快速发展, 新建地铁线路将不可避免地穿越大量的既有桥梁和道路, 地铁施工必然扰动周围地层, 从而引起地层的沉降和变形[1], 地下工程施工引起地表沉降的主要原因有施工过程中地层原始应力状态的改变、土体的固结及土体的蠕变效应、地层损失等, 且各种因素对地表沉降的影响具有明显的复合效应, 并非孤立的, 所以地表沉降是地铁施工过程中最大的环境问题, 大的地层下沉不仅对周边建筑物造成危害, 而且在一定范围内引起桥梁桩基础发生变形[2], 使其承受附加应力的作用, 引起桩基的附加沉降[3]。如果相邻桩基间的差异沉降过大, 便会导致桥梁结构部分失效, 从而直接危及桥梁的安全[4]。针对这一问题的探讨, 国内外研究学者[5,6,7,8,9,10]已进行了大量的研究工作:国外研究学者分别采用二维模型试验和离心机试验, 研究了在隧道推进过程中对桩基的力学性能的影响;国内研究学者主要结合工程案例, 分别从评价级别、有限元数值模拟、方案优化、概率分析等角度研究了隧道施工对既有桩基的影响, 但上述的研究工作均针对单线隧道而言, 因此, 本文以西安地铁3号线双线隧道为工程背景, 为了保证地铁施工能够保证桥梁桩基正常使用的前提下安全有序地进行, 迫切需要研究地铁施工对其的影响问题, 寻求一种安全、合理、经济的施工方案[11]就成为一项重要的课题。

1 隧道开挖对桥梁桩基的影响机理

隧道施工扰动地层[12], 除地表沉降对桩基有影响, 深层土体变形的影响更大。开挖隧道产生的地层变形会对桩基施加竖向和水平的影响, 如图1桩基与邻近隧道的开挖关系。

(1) 当桩端位于隧道水平轴线以上时, 桩周土体发生向下的位移, 会使桩周产生负摩擦力, 桩身轴力增加, 沉降增大, 桩端土的端承作用降低, 桩的承载能力下降, 此时桩体以沉降变形为主, 侧向弯曲变形和水平变形为辅, 尤其是当土体的下沉量大于桩基的下沉量时, 严重影响桩基的受力状态;当桩端位于隧道水平轴线以下时, 轴线以上桩周土体向下位移, 使桩体发生沉降, 轴线以下桩周土体发生隆起, 使桩体向上位移, 土体的上抬会对桩基产生正摩阻力, 从而阻止桩基下沉, 促使桩基稳定, 此时桩的两端受压, 桩体以侧向弯曲变形和水平变形为主, 竖向沉降变形为辅。

(2) 在垂直于桩体纵轴方向, 由于桩体具有一定刚度, 隧道周围土层的移动会因为桩的遮拦作用而发生变化, 靠近隧道一侧的桩周土体移动较大, 可能会与桩体发生脱离, 桩侧土压力大幅度减小, 而远离隧道一侧的桩周土体移动较小, 土体与桩体没有发生脱离或者脱离程度较小, 桩侧土压力变化不大, 这样桩体两侧存在较大的土压力差, 也会引起桩体发生水平位移和弯曲变形, 使附加内力增加, 最终造成桩基承载力的减小。

2 数值模拟

2.1 桩基与隧道的关系

以西安地铁3号线延兴门站~咸宁路站区间隧道和地层条件为例, 在DK28+089-DK28+219段地铁区间隧道与金花南路 (东二环建工桥) 大致呈平行走向, 地铁隧道位于东侧, 桥梁基础为群桩基础, 桩直径1.5m, 桩、承台、墩身密度2600kg/m3, 弹性模量30000Mpa, 泊松比0.2, 隧道-桩基位置如图2。

根据地质勘察报告, 土层力学参数如表1所示。

2.2 数值模型和参数

采用FLAC3D软件对该段区域进行数值模拟, 根据盾构施工对隧道周围土层影响大小的不同, 对模型中不同位置地层的网格划分疏密程度不同划分单元, 模拟浅埋暗挖法的不同工况, 桥梁基础及周围土体采用FLAC命令流建立模型, 由于地铁隧道与桥梁走向大致平行, 故模型选取1#、2#桥墩桩基础进行研究, 如图3所示:

2.3 数值模拟结果对比分析

2.3.1 不同工况开挖对地表沉降的数值分析

由图4知, 开挖后隧道上方土体沉降大致呈对称分布, 地表最大沉降值发生在两隧道洞室的顶部, 左线洞室上方沉降略大。四种工法中上下台阶法引起的地表沉降最大 (最大沉降量为36.69mm) ;环形开挖预留核心土法次之 (最大沉降量为30.31mm) ;CRD工法引起的地表沉降较小 (最大沉降量为20.16mm) ;双侧壁导坑法最小 (最大沉降量为15.30mm) 。

2.3.2 不同工况开挖对桥梁桩基影响的数值分析

由图5知, 地铁隧道开挖后, 引起桩顶沉降及桩顶X轴向位移与距离隧道的长度成反比关系, 1、2号桩顶沉降及X向位移最大, 3、4号桩次之, 5、6号桩较小, 7、8号桩最小。四种施工方法中, 上下台阶法产生的影响最大, 环形开挖预留核心土法产生的影响次之, CRD工法产生影响较小, 双侧壁导坑法产生的影响最小。

3 施工方案优化

从上述分析结果可知, 采用上下台阶法引起的地表沉降最大, 对桥梁桩基的影响最大;采用环形开挖预留核心土法施工引起的地表沉降比台阶法小, 对桩基的影响也有所降低;采用CRD法和施工时, 对地表及桥桩产生的影响较小;采用双侧壁导坑法施工时对地表及桥桩产生的影响最小。但CRD法以及双侧壁导坑法施工速度慢, 后续工序较麻烦, 造价高, 防水效果较差, 主要用于大断面隧道施工;相比而言, 台阶法以及预留核心土法施工简便, 速度快, 后续工序也较简便, 造价低, 用于小断面施工比较恰当。通过数值模拟结果可知, 核心土法对邻近桥桩影响较CRD以及双侧壁导坑法大, 但在可控范围之内, 因此综合考虑各种工法的适用性以及工程成本, 本区间隧道开挖可采用环形开挖预留核心土法进行施工, 其施工工艺为:超前小导管预注浆→拱部环形开挖→拱部环形初期支护→核心土开挖 (必要时施工临时仰拱) →开挖下台阶→下台阶初期支护→拆除临时仰拱→二次衬砌。

4 结论

本文以西安地铁3号线穿越建工桥为例, 采用FLAC3D对浅埋暗挖法施工引起地表沉降和桥梁桩基的位移进行数值模拟, 结果表明:

(1) 浅埋暗挖法施工是城区地下隧道开挖常用的施工方法, 但在施工时必须严格遵循“超前, 严注浆, 短开挖, 强支护, 快封闭, 勤量测”十八字方针。

(2) 针对西安特有的工程地质条件, 本区间隧道开挖主要采用环形开挖预留核心土法, 该法不仅工艺简单、施工速度快、工程成本低, 而且亦满足地表和桩基变形的要求, 所以对于对变形要求不高的小断面路段, 为了施工方便及经济上获取更大效益, 应优先考虑预留核心土法施工。

(3) 当隧道开挖断面大、周边环境复杂且对其变形要求比较高的路段时, 基于安全及控制变形的角度考虑, 可采用CRD或双侧壁导坑法进行开挖。

(4) 开挖后地表最大沉降值发生在两隧道洞室的顶部, 由于左洞开挖滞后右洞130m左右, 从而引起左线洞室上方沉降略大, 所以在实际施工过程中应时刻监控其变化, 且开挖后及时施做撑起, 防止顶部变形过大影响施工。

摘要：新建地铁线路穿越大量的既有桥梁和道路, 地铁施工会扰动周围地层, 从而引起地层的沉降和变形, 导致一定范围内桥桩基础发生变形, 使其承受附加应力的作用, 引起桩基的附加沉降。在地铁施工期间, 为保证桥梁桩基正常使用的前提下安全有序地进行, 本文针对具体工程, 对不同的浅埋暗挖法施工工况采用力学仿真分析进行对比研究, 总结出合理的施工方案。

顶管和隧道暗挖施工技术分析 篇4

管道施工过程中不可避免出现穿越公路、铁路等设施的情况，由于某些地段受管道埋深、地形条件、道路交通等因素制约，一般不宜采取明挖施工或采用明挖施工不经济，顶管和暗挖是目前比较常用的两种施工工艺，但在成都平原地区的管道施工中，该如何进行选择，首先对两种施工工艺的特点进行分析。

1.顶管施工工艺

顶管施工方案的选择，首先应根据管径、土壤类别等合理选择管道顶进的方法，再结合最大顶力等来选择顶进设备及后背结构。顶管技术修建管道总体来说，就是在拟修建管道的两端先修建竖井，然后在竖井之间采用顶管技术，通过传力顶铁和导向轨道，用支承于基坑后座上的液压千斤顶将管道压入土层中，同时挖除并运走管正面的泥土。当第一节管全部顶入土层后，接着将第二节管接在后面继续顶进，这样将一节节管子顶入，作好接口，建成管道，并满足管道的质量技术规范要求。其主要施工步骤为： 1.1基础与导轨安装

基础导轨是安装在竖井内为管子出洞提供一个基准的设备。导轨要求具备坚固、挺直，管子压上去不变形等特征。基础一般选用木枕基础，在方木上直接铺设导轨。1.2顶管后背墙

后背墙土壁应铲修平整，并使壁面与管道顶进方向垂直后背墙附加层采用道木，因木材具有伸缩性，顶管顶进时，为防止主顶油缸反复作用会造成木材反复受力，形成疲劳破坏，影响顶进质量，同时也会造成顶进设备损坏在道木前端加设20mm后钢板用以保证靠背稳定性。1.3顶管设备安装

顶管下井前应作一次安装调试，油管安装先应清洗，防止灰尘等污物进入油管，电路系统应保持干燥，机头运转调试各部分动作正常，液压系统无泄漏。1.4顶进施工

管子下到导轨上，要测量管子中心及前后端的调和，确认合格后方可顶进，头节管作为工具管，顶进方向与高程的准确，是保证整段顶管质量的关键。顶进开始时，应缓慢进行，等各接触点部位密合后，再按正常顶进速度顶进。

2.暗挖施工工艺

暗挖施工采用一次衬砌结构型式，支护为钢拱架喷射混凝土结构，初支采用短台阶法施工，先采用超前小导管双液注浆加固上层，然后开挖隧道上拱土方、立拱架、焊纵向连接筋、绑扎钢筋网片、喷射混凝土，上拱和边墙支护施工完成后，再进行底部施工，保证每榀拱架封闭后再时行下一榀施工。具体施工步骤如下： 2.1超前小导管双液注浆

隧道开挖前，在隧道拱部外利用风镐打入Φ32钢制小导管，斜向上插角10°左右，小导管一端加工成尖，端头封严。小导管根据拱架间距布置，搭接长度1m。

2.2土方开挖

采用台阶法开挖，施工顺序为：开挖上台阶土方→支立拱部拱架→喷射混凝土→开挖下台阶土方→支立边墙和底板拱架→喷射混凝土→下一循环。拱部开挖后要尽早封闭，尽量减少顶部土方的悬空时间。2.3钢拱架安装 土方开挖后及时架立钢拱架，钢拱架间距0.5m，安装前应将拱架下虚土及其它杂物清理干净，阍利用激光导向仪控制位置，然后焊接纵向连接钢筋，安装钢筋网片。2.4喷射混凝土

喷射混凝土按试验室给定的配比通知单进行配料施工，混凝土分层喷射，每层7cm左右，每层喷完后及时清理表面结构，使其平整度良好。

3.成都平原地质分析

成都平原的地质构造是在很硬的岩石上覆盖了一层厚厚的以泥土为主的沉积物。据四川深部地球物理资料，盆地基地是硬化程度很高的早前寒武纪花岗石结晶基底，成都平原岩层十分坚硬，之上有杂填土，平均深度约5～7米和沙卵石，平均深度约7～10米。

砂卵石地层作为一种典型的力学不稳定层，其物理力学特性与一般粘性土、黄土、软土以及复合地层等存在较大差别。该地层的主要特点为地层胶结较差、结构松散、自稳能力差、卵石颗粒点对点传力、单个卵石强度高、颗粒之间空隙大、渗透系数大、粘聚力小、内摩擦角大等。

4.砂卵石层地质施工方案选择

4.1施工工艺对比

由于在开挖施工前，实际地质情况无法真正明确判断，特别是砂卵石中卵石粒径无法确定，这给穿越施工带来巨大的质量和安全隐患，根据目前在顶管施工中表现出不少问题，主要有以下几点：

1、地面沉降

地面沉降的根本原因是施工中对土体产生了扰动，进而引起地层损失。地层损失主要是由于超挖、开挖面及管道周围土体塌陷、泥浆流失、管道纠偏以及砂卵石土特定的骨架效应等引起的。在砂卵石层中进行顶管施工，严重的管前塌方和隐蔽在管顶的二次坍塌，是造成地面沉降的主要因素，而暗挖施工具有足够的作业空间，根据地层条件和机械配套情况，能较早使支护闭合，有利于控制其结构变形及由此引起的地面沉降。

2、纠偏困难

砂卵石地层后背土体稳定性计算结果显示，后背土体极限承载力不满足顶管 顶进力要求，不能直接作为天然后背墙，需进行加固处理。砂卵石地层顶管顶进方向不易控制，顶进过程中极易发生管道偏离，进而引起地表大面积沉陷;产生偏差纠偏难度大，采取适当的预防及纠偏措施可修正偏差。开挖面稳定性分析结果显示，砂卵石层自稳能力较差，工具管在进出洞口时土体易失稳坍塌，造成工具管进出洞困难。而采用暗挖施工，则可有效避免上述问题。4.2施工工期对比

在砂卵石地质条件下，顶管施工平均进度为4m/天；暗挖施工平均进度为6m/天。4.4结论

暗挖施工技术方案 篇5

自1863年世界上第一条地下铁道在英国伦敦开通以来,地铁作为一种强有力的公共交通工具,已成为大城市交通发展客观规律的必然产物。世界各大城市为了解决城市交通问题都对地下铁道寄予厚望。地铁建设的发展过程也已向人们证明:施工方案对结构形式的确定和地铁土建工程造价有着决定性的影响,这就要求确定出最合理的施工方案。

地铁施工方案的确定,主要受站址工程地质和水文地质条件、周围环境条件、地铁的功能要求、隧道埋置深度和开挖宽度及工程造价等多种因素制约,同时也会对施工期间的地面交通和对城市的正常生活、工期、工程的难易程度等发生直接影响。

我国地铁的施工方案从无到有,结合中国国情,先后采用了明挖法、暗挖法、盖挖法、盾构法、沉管法等施工技术。

2 某地铁工程施工方案比选

2.1 工程概况

某地铁车站为地下三层两跨(局部三跨)岛式站台,共设四个出入口,两个风道。其北风道与车站北端头井地下一层相接,盾构法施工的区间隧道与北端头井地下三层相接,处于某写字楼和广告牌之间,位于区间隧道正上方。由于场地狭窄,写字楼和风道施工时在场地占用上相互影响。结合现状条件,为减少干扰,4 质量控制要点确保施工过程中广告牌稳定和作业安全,同时尽可能地给双方施工提供必要的作业条件,应用一种切实可行的施工方法迫在眉睫。

2.2 施工方案比选

1)明挖法。

明挖法施工投资较少,但因场地狭窄,东西两侧和结构上方都不具备机械作业条件,风道北端也无法提供场地,仅从风道南端施工相当困难。且敞口施工时与达义主体施工和装修同时进行,在场地占用上无法满足,基坑上方和基坑内交叉施工安全隐患较大。

2)暗挖法。

暗挖法投资较大,开挖支护引起的沉降变形不利达义广告牌安全。

3)盖挖法。

盖挖法能解决占地冲突,节省工程投资,缩短施工工期,但有一定的施工风险。

4)盖—暗挖法相结合的施工方法。

盖—暗挖法相结合的施工方法能解决占地冲突,能充分利用车站端头井作为北风道施工竖井,综合投资相对较低,基坑、广告牌安全也易于保证,而且在很大程度上能避免交叉施工带来的安全隐患。

经综合分析论证,该地铁车站北风道结构施工方案选择为在区间完成后采用盖—暗挖法相结合的施工方案。结合降水措施,风道基坑围护结构采用钻孔灌注桩,基坑内设置横向钢格栅。风道主体为现浇钢筋混凝土箱形框架结构,结构外设置外包防水层。

3 盖—暗挖法相结合的施工方法的结构技术特点

1)永久结构是位于地下的矩形钢筋混凝土框架结构。就结构类型而言,盖—暗挖法相结合施工的地铁结构同采用明挖法施工的地铁结构一样,其永久结构仍然是位于地下的矩形钢筋混凝土箱形框架结构。就分部而言,其结构顶板主要采用就地模筑简支梁结构形式,在施工阶段顶板兼作地上道路的基础,顶板暂时支承在基坑两侧的围护结构上。2)基坑的围护结构不仅起着临时护壁的作用,而且起着支承顶板(承受竖向荷载)和作为侧墙的一部分(承受水平荷载)的作用。3)盖—暗挖法相结合的施工方法比传统的盖挖法降低了施工风险,比传统的暗挖法不但缩短了施工工期,而且节约了大量工程投资。

4 盖—暗挖法相结合的施工方法在双井站北风道的应用

4.1 围护结构设计

盖—暗挖法相结合施作的基坑围护结构不仅起着临时护壁的作用,而且起着支承结构顶板(承受竖向荷载)和作为侧墙的一部分(承受水平荷载)的作用。围护桩的设计除按一般深基坑计算软件计算外,还需考虑桩底地基承载力的验算,此处不再赘述。

4.2 主体结构设计

本工程在设计过程中分两个不同的施工阶段,用有限元分析法采用两种荷载—结构模型对结构进行分析计算。

1)顶板施工阶段计算模型简图(见图1)。a.此阶段顶板两端简支在围护结构冠梁上。b.沿风道纵向取1 m作为一个计算单元。

2)使用阶段计算模型简图(见图2)。a.本模型用于使用阶段,沿风道纵向取1 m作为一个计算单元。b.弹性地基对底板的反力用只受压弹簧模拟。c.围护结构与侧墙间用只受压杆件模拟。d.底板以下围护结构与地基的作用用弹簧模拟。

4.3 防水设计

盖—暗挖法相结合施作的基坑防水做法除顶板与侧墙转角处外(见图3),其余各处均同明挖法施工的地铁基坑。

5 结语

1)在一些大中型城市中,地铁站址周边环境日趋复杂,合理的选择和创造性的使用一些新的地铁施工方法将显得越发重要。2)多种施工方法的合理组合,能够最大限度的为业主缩短工程施工时间,节约投资,降低工程施工风险。3)经实践表明,本工程中所采用的盖—暗挖法相结合的施工方案设计和施工是成功的,其安全性是可靠的、技术是可行的、经济是合理的,为以后的地铁施工方案选择提供了借鉴与新的思路。

摘要：针对某地铁工程北风道的站址环境复杂,工期要求紧张,经多种常用施工方案比选,在此基础上阐述了各种方案的施工特点,创新性的提出了盖—暗挖法相结合的施工方案,以期指导以后同类工程建设。

关键词：盖—暗挖法相结合,地铁施工方法,结构设计

参考文献

[1]陆传波,张明聚,曹水群,等.北京地铁4号线西单站施工方案比选[J].北京工业大学学报,2007(2):35-37.

[2]GB 50157-2003,地铁设计规范[S].

暗挖施工技术方案 篇6

小北站是广州市轨道交通5号线的中间站,上承广州火车站,下接淘金站,为明、暗挖结合的3层分离岛式地铁车站。站址位于环市中路下方,西临环市中路与下塘西路、小北路交叉口,周边环境复杂,需要对开挖引起的围岩变形进行严格控制。隧道埋深5.4 m,由勘察所揭露的地下水水位埋藏较浅,稳定水位埋深为0.15 m～6.20 m,平均埋深3.25 m。车站结构按抗震基本烈度为7度设防。车站结构按设计使用年限100年的要求进行耐久性设计。站厅隧道开挖断面宽9.9 m,高11 m。由于地处繁华市区,要保护好车站周边的环境,保证施工安全和质量,就必须探索超浅埋大跨隧道的合理施工方案。

1 施工方案和支护

1.1 施工方案

针对站厅隧道埋深浅、跨径大和开挖横断面大的特点,现将面积约为108.9 m2的站厅隧道横断面分成9个导洞进行开挖。通过改变不同导洞的开挖顺序来模拟在不同方案下的施工效应。

3种方案隧道每步开挖进尺均为1 m。这里采用的开挖台阶为短台阶法,按照不同方案中各导洞对应的工序位置,在后一个工序中开挖的导洞滞后前一个工序中开挖导洞4 m,依次类推,从而形成开挖台阶。

方案1(依次挖):左线站台隧道→右线站台隧道→联络通道→下直通道→站厅隧道→上直通道→斜通道;

方案2(对挖):左线站台隧道与右线站台隧道同时相对挖→联络通道→下直通道→站厅隧道→上直通道→斜通道;

方案3(平行挖):左线站台隧道与右线站台隧道同时平行挖→联络通道→下直通道→站厅隧道→上直通道→斜通道。

1.2 支护设置

支护结构有临时支撑、初期支护、二衬、超前小导管注浆和超前大管棚注浆加固。在利用FLAC3D软件模拟的过程中,采用六面体单元模拟围岩,用梁单元(beam)模拟大管棚加固和钢拱架临时支撑,初喷混凝土、二衬简化为理想线弹性模型的六面体单元,采用cable单元模拟锚杆加固左右侧墙围岩。计算分析中,采用摩尔—库仑破坏准则。根据实际工程设计,各隧道断面的加固方式与支护形式见图1,图2。

2 计算模型

图3为简化处理后的三维计算模型,模型共包含实体单元131 282个,结构单元2 923个。模型长48 m,宽100 m,高61.5 m。假设地表为水平,除地表平面为自由平面外,模型的其他5个面均为约束法向位移。初始应力场为自重应力场,不考虑构造应力作用。计算中考虑地表汽车荷载,按汽—20标准。

3 施工效应

施工效应包括受力分析和变形分析,在这里主要对隧道开挖后的变形进行分析。变形分析包括地表沉降和隧道变形。在隧道的进尺方向,从洞口开始共均匀布置了11个观测点。另外,对隧道的塑性破坏区进行统计分析。通过对地表沉降、隧道变形和塑性区破坏的程度来选择较为合理的施工方案。

3.1 地表施工效应分析

3.1.1 地表沉降

从地表的形变来看,左右线站台隧道的中间部位是沉降最大区域,尤其是在经过下直通道、斜通道和上直通道上方的地表沉降量大。此区域的地表沉降受到多条隧道开挖的影响,包括左右线站台隧道、联络通道下直通道,其扰动次数多,形变有叠加效应。站厅隧道相比其他隧道断面要大,埋深要浅,拱顶距离地表仅有5 m,属于超浅埋大跨径暗挖隧道,在其上方的地表沉降值较大。

3.1.2 沉降槽

沉降槽能够直接反映隧道开挖后上部围岩受影响的范围。在实际工程中,城市地铁上部结构物多,隧道开挖延伸到地表的影响范围成为了一个重要的关注点。现选择隧道中的一个断面来反映整个隧道在横截面方向上的沉降槽的情况。

图4表明,3种方案得到的横断面沉降槽曲线均比较吻合1969年派克(Peck)教授提出的假设:地面沉降曲线的形状与正态分布曲线相同。就沉降槽的宽度来说,方案1最大,方案2居中,方案3最小。

3.2 隧道变形

隧道开挖后周边围岩的稳定情况和支护的稳定情况由隧道周边围岩和支护的受力大小和形变大小决定,反映到隧道的变形方面则更为直接。通过对拱顶下沉、仰拱底鼓和左右边墙的水平位移来分析3种施工方案下隧道变形情况。

比较分析隧道开挖后的变形可知,在方案1的工序下,隧道产生的绝对地表沉降达到了2.9 cm,在隧道的竖直方向上,隧道的尺寸向洞内收缩的最大值为88.1 mm,平均值为54.4 mm;在隧道的水平方向上,隧道的尺寸向洞内收缩的最大值为10.7 mm,平均值为9.2 mm。而方案3产生的绝对地表沉降则仅有6 mm,隧道在竖直方向上尺寸收缩最大值为52.6 mm,平均值为28.3 mm;在水平方向上尺寸收缩最大值为9 mm,平均值为7.6 mm。

3.3 围岩塑性区

在塑性区域内应力超过了屈服强度,就会发生塑性流动。其破坏机制有两种:剪切破坏和拉伸破坏。在开挖扰动区域,应力的重分布和形变的产生是同时的。一部分围岩或者土体在应力重分布的过程中发生了破坏,这种破坏的区域和强度越大,说明其开挖所产生的扰动越大,那么其方案就越倾向于不合理。

4 结语

1)通过对3种施工方案的模拟分析,方案1先开挖中导洞再开挖两侧导洞所引起的地表沉降最大,沉降槽的宽度最宽,隧道变形最大,发生塑性破坏的区域最大。方案3先开挖两侧导洞再开挖中导洞所引起的地表沉降最小,隧道变形最小,沉降槽的宽度最小,发生塑性破坏的区域最小。方案2采用从上往下的开挖方式引起的各项指标在方案1与方案3之间。从施工对围岩的扰动和变形分析比较,方案3为优选方案。

2)以上结论是在没有考虑到地下水作用和爆破震动作用的条件下得出的。关于地下水作用和爆破所引起的震动荷载作用,则有待进一步的研究。

摘要：利用FLAC3D对广州地铁5号线小北站大跨浅埋暗挖站厅隧道进行多种施工方案的模拟,通过对比隧道在不同方案下的施工效应,选择较优的方案进行施工,从而为实际工程问题提供较为合理的优化施工方案。

关键词：浅埋暗挖,隧道,施工方案

参考文献

[1]黄茂松,张宏博,陆荣欣.浅埋隧道施工对建筑物桩基的影响分析[J].岩土力学,2006(8):1879-1883.

[2]GB 50157-2003,地铁设计规范[S].

[3]JTG D70-2004,公路隧道设计规范[S].

[4]陈扬勋.城市地下洞群施工对周边环境影响规律研究[D].北京:北京交通大学,2008.

[5]王暖堂.城市地铁复杂洞群浅埋暗挖法的有限元模拟[J].岩土力学,2001(12):504-508.

浅谈浅埋暗挖施工技术 篇7

购物公园站B1通道是连接购物公园地铁车站和Cocopark的通道, 购物公园站埋置于民田路下, 呈南北方向布置, 为地下三层岛式站台车站, 车站为现浇钢筋混凝土矩形框架结构。车站北侧为福华路, 有规划地块和已建的购物公园;南侧为福华三路, 有城中雅苑和星河国际花城住宅小区;西侧有高档居住楼盘中海华庭;东侧有Cocopark购物公园。通道净宽10.7m, 净高4.5m, 长8.3m, 上部为Cocopark商场进出车辆道路, 受交通及地下管线影响, B1采取暗挖方法开挖, 暗挖通道采用复合式衬砌结构, 按喷锚构筑法施工。初期支护采用土体注浆加固;Φ108钢管管棚加Φ42超前注浆小导管;Φ8 (间距150×150mm) 钢筋网片;四肢格栅钢架;C20, 厚350mm喷射砼的联合支护措施。初期支护与二衬之间设全包防水隔离层, 具体支护参数见表1。

暗挖通道上部覆土厚度约5m, 通道穿越地层主要为素填土、砂层、粉质粘土, 地质条件较差。地下水为松散土层的孔隙水及基岩裂隙水, 地下水发育, 水量较大。特殊岩土为花岗岩残积土及花岗岩全分化层。通道正上方有DN1000给水管, DN1200雨水管 (埋深3.5m) 、电力管沟和通信管道, 管线走向与通道走向为正交。

2 浅埋暗挖施工方法

2.1 浅埋暗挖法概念及原则

浅埋暗挖法的特点是沿用新奥法的基本原理, 建立监控量测体系, 采用先柔后刚复合式衬砌新型支护结构体系, 考虑初次支护和二次衬砌共同承担特殊荷载;该工法在施工过程中采用多种辅助工法, 全面注浆加固, 大管棚和超前导管注浆加固围岩, 采用不用的开挖方法及时支护、封闭成环, 使其与围岩共同作用形成联合体系, 同时在施工全过程中, 针对浅埋暗挖隧道的特点应用监控量测和信息反馈技术指导施工, 优化设计等多种综合配套技术组成。

浅埋暗挖法施工的基本原则, 即浅埋暗挖的技术精髓为“十八字方针”:管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测。

2.2 浅埋暗挖CRD工法施工过程

B1通道开挖由于受场地限制, 从右向左进行, 采用CRD法分六步开挖, 开工过程中严格控制每循环进尺长度和台阶间距, 保证开挖面土体的稳定, 开挖方法主要为人工开挖, 使用小推车运输土的方式进行。

本通道CRD工法把整个通道大断面分为左右上下共6个小断面进行施工, 每个小断面单独掘进并支护, 型钢支撑连接形成整体, 最后成型一个大的通道, 且利用涂层在开挖过程中短时间的自稳能力, 采用锚杆、型钢加钢筋网的支护形式, 使土层表面形成密贴型支护结构。其施工工序如下:1) 全面注浆加固, 采用水泥-水玻璃双浆液;2) 打设拱部大管棚, 施工超前小导管并进行拱顶注浆;3) 开挖右上部, 施作初期支护、临时仰拱及临时支撑;4) 开挖右下部, 施作初期支护及临时支撑;5) 开挖左上部, 施作初期支护、临时仰拱及临时支撑;6) 开挖左下部, 施作初期支护及临时支撑;7) 开挖中上部, 施作初期支护及临时仰拱;8) 开挖中下部, 施作初期支护;9) 施作全包防水层;10) 拆除临时支撑, 施作二衬。具体开挖及二衬施工步骤见下图。

a.开挖顺序为 (1) → (4) → (3) → (6) → (2) → (5) ;

b.防水完成后先施作通道底板, 做侧墙时拆除两侧横向支撑;

c.侧墙模板安装好之后, 应补充两道横撑, 防止通道收敛变形

2.3 监控量测

本通道监测项目具体如下表所示:

B1通道开挖过程中, 各监测项目未超过设计和规范要求的容许值, 监测数据正常, 开挖及支护的施工控制情况良好。

3 结语

1) 通过采用浅埋暗挖CRD施工方法, 成功完成了购物公园站与Cocopark接驳口B1通道的分部开挖衬砌, 施工进展顺利。充分说明该施工方法合理可行, 虽然在施工过程中受场地等原因限制, 有些工序与设计稍有差别, 但基本都是根据现场实际情况而定, 做到了动态施工;

2) 严格按照设计方案、施工方案及施工步骤进行施工, 不走形、不变样, 施工中不抢工、不拖工, 保持均衡性施工是保证施工进度和施工安全质量的关键;

3) 对已有施工方案按建设部 (2009) 87号文的规定组织了专家论证, 并按专家审查意见进行了修改完善, 施工前对作业人员进行了安全和质量技术交底, 并根据现场实际情况, 有理、有据的调整并优化了施工方案, 施工管理人员和操作人员对施工的每个环节做好了细心、精心, 从而提高了施工水平, 保证了施工的顺利进行。

参考文献

[1]王梦恕.地下工程浅埋暗挖技术通论[M].合肥:安徽教育出版社, 2004.

[2]王梦恕.隧道工程浅埋暗挖施工要点 (续前) [J].隧道建设, 2006.

[3]陈志良.超浅埋暗挖隧道施工技术研究[J].铁道标准设计, 2004.

[4]李晓红.隧道新奥法及其量测技术[M].北京:科学出版社, 2002.

暗挖隧道穿越地裂缝施工技术 篇8

某地铁暗挖隧道穿越地裂缝段采用CRD法施工, 隧道过地裂缝区段采用适宜的柔性支护结构类型并预留一定净空以适应其不均匀沉降的要求, 采取加大断面, 预留净空, 增设特殊变形缝的办法处理。

2 地质及水文概况

拟建地铁隧道跨越两个地貌单元, 南段为洪积II级台地, 北段为湖积III级台地。自上而下分述为:地层为地表分布有厚薄不均的人工填土;其下为新黄土及残积古土壤;再下为粉质黏土、砂层等。隧道地下潜水稳定水位在地裂缝南北两侧截然不同, 地裂缝南侧埋深在5.60~6.80m之间。北侧埋深在17.0~18.0m之间。

3 地裂缝对施工的影响

由于地裂缝的变形带土层裂隙多、工程性质差, 地铁隧道穿越裂缝时存在很多不确定性风险, 其中主要的影响如下:①地裂缝为一条狭长的透水通道, 隧道通过时有可能会出现沿裂缝带的集中渗水现象, 造成隧道涌水涌砂坍塌;②地层错位, 致使地层从稳定向不稳定过渡, 隧道开挖时, 拱顶及边墙易出现塌方现象。③地表的不均匀沉降会造成管线破坏。

4 施工原则

遵照勤测量、强支护、快封闭、小分部、短循环的原则进行施工, 从中间将隧道断面分为4-6个部分, 自上而下进行开挖, 如图1所示。施工中需注意做好随挖随撑的支护工作, 每进行一个部分的开挖之后, 应及时将隔板施工进行完善。开挖的大致步骤为:①分次交叉开挖断面分隔部分;②分割部分支护板隔板成型;③隧道仰拱处二次施工与底板回填;④拱墙二次施工。

5 CRD法的优势

CRD法将大断面隧道进行分割施工, 每个部分相对独立, 并且施工过程中注重洞内支护, 能够对围岩的沉降进行有效控制。该工法又兼具双侧壁导坑法和台阶法的特点, 对穿越地裂缝施工有极强的实用效果。

6 工艺流程

施工准备→降水→打超前小导管→超前注浆→分部分台阶开挖隧道土方→挂钢筋网→初喷混凝土→安装钢格栅→焊接纵向连接筋→挂钢筋网→喷射砼→初支背后注浆→一直向前循环。

7 关键工序施工要点

7.1 降水施工

对现场水文情况进行监测, 根据监测结果计算涌水量, 选择合适的降水方法。由于地裂缝南北两侧水位差别较大, 必须在地裂缝位置加强降水措施, 确保隧道底部能够实现无水施工。对于地下水补给较大, 采用抽水办法难以实现降水标准的, 则需要采用旋喷桩对地裂缝注水通道进行阻断。

7.2 超前小导管注浆

根据现场情况对小导管的参数进行设计, 导管设计不宜过长, 以避免在打设导管时出现塌方。此外为减少塌方量可利用高压风管进行吹孔作业, 待空位就绪后直接将小导管插入其中, 这样能够保障超前加固的效果。同时注浆的压力需要提前进行计算和试验, 以确保浆液的渗透范围。如在开挖时发现注浆效果不合理的, 应及时找出原因进行调整。

7.3 开挖

对分隔的每个部分分别进行施工, 分层开挖土方, 台阶的基数以及台阶高度宽度等参数, 根据洞内分隔空间的大小决定。在施工过程中, 基于开挖后原本土层受力情况和结构性能发生了改变, 加之有地裂缝的存在, 可能会造成一些意外的土层变化, 因此必须提前进行前方地质监测, 再开挖土方之前可将探孔开挖深度加长, 从而达到预先了解地裂缝区域的地质情况, 对于地质条件变化异常可能影响后续施工的, 应及时采用长棚管进行超前注浆加固, 也可以对地面地裂缝部分采取整体注浆的办法, 确保土层整体的稳固性。

7.4 喷射砼

砼的配制应控制好水、骨料、水泥、凝固添加剂和其他材料的比例, 试验合格后方可使用。喷射前须提前对喷射面进行清理, 确保喷射后的牢固性, 同时对断面的规格进行检查, 确保断面尺寸符合作业要求, 做好作业区照明、防护工作。喷射操作作业时, 应开启速凝剂泵, 然后再开凤送料以保证凝结效果, 拱部喷射时由于送料阻力变大, 将风压强度控制在较大数值, 边部及底部阻力逐渐变小, 则应顺序降低风压。喷射时应由下往上喷射, 采用蛇形反复向上的路径进行作业, 喷射要求一圈压半圈, 且对死角部位应加强喷射避免错漏, 在反复喷射时, 须控制好两次喷射的间隔, 在确认首次喷射凝固后再进行二次喷射, 喷射应保持连续均匀作业, 确保材料密实度。喷射完成后, 检查砼的凝结程度, 待终凝之后进行洒水养护, 确保材料保持足够的湿度。

7.5 初支背后注浆

针对已塌方部分, 采用反复多次注浆和混凝土灌喷的办法进行填充作业, 要求注浆及灌喷根据塌方实际情况而定, 对厚度、性能进行控制, 确保施工部位在施工后的稳定性, 阻止病害继续发生。施工后需加强监测, 发现初次施工不足的, 采取及时补救。

7.6 现场监测

监测范畴包括:地面监测, 对地面裂缝、下沉、土方位移、地表水情况等进行观察;洞内监测, 检查洞内水文变化、岩土层结构和强度、断层走向、地裂缝变化情况, 在已完成施工的部位, 还需检查支护设施和防护设施的工作状态;净空监测, 主要是对隧道空洞形状变化的速度、规模、形势进行观察记录和分析, 验看施工是否合理、是否具有安全风险和质量隐患。测量仪器须选择精密的测量仪器, 测量前后需要进行调整和比对, 确保仪器功能正常。

7.7 洞内支护

格栅钢架需预先进行测量定位, 确定线路中线, 并进行标示, 安装时预先对断面的规格进行检查, 其中通过地裂缝区域时可缩小格栅钢架的架设间距, 从而尽量避免对拱顶土体的扰动, 对于不符合安装的应采取挖掘处理, 预留安装空间, 地质条件较硬的可以将拱脚安装在硬质土层上, 而松软的土质则采取预垫钢板的办法。在曲线部分施工时, 应保证安装的方向与法线方向一致, 直线安装方向则应与中线垂直。安装时要求格栅钢架当平面垂直于隧道轴线, 须与中线保持在20mm左右的支距, 垂直偏差控制在5%左右。锚杆的布置须严格执行设计要求, 钻孔时, 需保证孔位在一条直线上, 且与周边土体主结构平面垂直最佳, 在安装锚杆前, 需对锚杆进行质量检查, 并进行清除油污和调直处理, 待确认钻孔处理干净后再进行操作。应保证填实砂浆锚杆孔, 注浆过程需有专门的技术人员监督, 且由监理工程师审核批准后方可进行。待开挖支护结束后, 根据监测情况, 确定洞内空间相对稳定后拆除临时支护, 并及时进行二次衬砌巩固。

7.8 相关技术措施

由于地裂缝的存在可能造成施工时一些风险, 因此必须对地裂缝进行探测, 包括地裂缝的成因、走向、规模、深度、渗水、裂缝部分及周边土层的结构和组成等, 利用声纳、红外线等精准设备进行探查同时做好记录和绘图, 作为施工方案设计的原始参考。施工时拉大左右线隧道开挖步距, 减少相互干扰, 及时在洞内进行注浆加固土层, 同时在地面铺设钢板, 减缓车辆冲击, 加大监测频率进行信息化施工, 在对外沟通方面加强与各管线单位的联系, 做好防护工作。

8 实际施工效果

通过采用以上的这些施工措施, 地裂缝带能够顺利通过。在过地裂缝带时, 加密的降水井基本可以将水位降到隧道底部;通过打超前探孔可以了解前方掌子面的地质水文情况, 为隧道施工决策提供了依据;多台阶、及时注浆、初支背后回填密实可以有效地减少塌方量, 在不需要加大成本的基础上减少了施工风险, 保障了施工质量;通过加密监测频率, 及时对仰拱进行回填注浆, 同时将隧道积水排出井外, 有效地减少了地裂缝带地面变形量;通过加强通风, 隧道的空气质量正常。

9 总结

综上, CRD法在通过地裂缝施工中具有重要意义, 但是由于施工时地质、技术等各种因素的影响, 要保证施工质量和安全显得较为困难, 施工单位必须做好全面的管控。在今后的施工中, 还会遇到各种地质条件需要适用CRD法, 因此做好施工的经验积累, 从而能够安全顺利地通过地裂缝。

参考文献

[1]石熊等.大断面浅埋偏压隧道CRD法施工工序研究[J].现代隧道技术, 2015 (03) .

[2]高腾.浅埋偏压隧道CRD法的合理开挖工序研究[J].青海交通科技, 2015 (06) .

暗挖施工技术方案 篇9

暗挖隧道进洞技术主要运用在明挖车站与暗挖隧道或明挖隧道与暗挖隧道之间的过渡连接。当工程地质条件较好,工期压力大的情况下,可在明挖区间或明挖车站未进行二次衬砌的条件下,通过注浆对洞口周围围岩进行改良加固,而后在洞口顶部施作加强梁,在精密的监控量测下,破除洞口围护结构,用台阶法或CRD法进入区间暗挖,其主要特点是技术要求高。但安全性比在二衬完成后进入区间时要低,但由于其经济效益高,现在已广泛地运用到现代地下工程中,并不断显示出其优越性。

1 工程概况

1.1 工程介绍

北京地铁奥运支线是为配合2008年奥运会而修建的一条连接奥运场馆的地铁线,其工期必须得保证,而且对安全性,质量要求很高。奥体中心站—奥林匹克公园站区间施工段总长729.334 5 m,全线路中线为直线,总长729.0 m。原计划只在区间左右线正上方各设一个施工竖井,左线设置在K1+950处,右线设置在K1+980处。原计划安排工期已经十分紧张,在施工过程中奥奥区间和原计划相差很大,无法按奥运支线总体工期要求完工。奥运支线同时受建设总工期和周边相关奥运工程制约,工期必须保证。为保证合同工期,根据现场施工实际情况,奥奥区间南端从车站进洞,车站明挖段施作一段结构底板后拆除第三层支撑,破除围护桩,进洞开挖隧道。

1.2 工程地质概况

由车站进入区间洞门口的地层为粉质黏土层,粉细砂层,属于Ⅵ级围岩,隧道可挖性为Ⅰ级～Ⅱ级,地基承载力为160 kPa～300 kPa。

1.3 水文地质条件

洞口已进入潜水,在开挖和进洞前已进行了降水,水位已位于结构底板下。

1.4 区间结构设计

本区间衬砌类型采用马蹄形断面,复合式衬砌,初期支护采用喷射混凝土+格栅钢架措施,二次衬砌采用模筑钢筋混凝土,两次衬砌之间设柔性防水层。区间标准断面采用台阶法开挖,辅助工程措施采用超前小导管注浆和掌子面喷混凝土封闭等。

1.5 车站结构形式

车站基坑支护结构采用多支点排桩支护体系加基坑外降水方案,外围护结构采用钻孔灌注桩,内支撑系统采用钢支撑;钻孔灌注桩桩径800 mm,桩间采用喷射混凝土封闭找平,桩顶设冠梁;内支撑采用钢支撑,第一道钢支撑设于冠梁处,其他钢支撑通过水平钢围檩制成在钻孔灌注桩上。

2 区间暗挖隧道进洞技术施工方法

进洞施工工艺流程如下:

加强梁上方小导管注浆→挖除加强梁处桩间土→施工加强梁→凿除上台阶部分2根桩体→网喷混凝土封闭掌子面→超前小导管注浆加固→上台阶进洞开挖支护→破除下台阶部分2根桩体→下台阶开挖支护。

2.1 洞顶加强梁

隧道洞口范围内共有6根围护桩,围护桩直径800 mm,间距1 200 mm,和隧道断面关系如图1所示。桩体凿除前在隧道拱部上方加设一道800×500的加强梁,连接桩体,承受桩间土压力。先在梁上方打设小导管注浆加固桩间、桩后土体,然后挖除梁范围内的桩间土,凿开桩皮漏出主筋,在桩间绑扎加强梁钢筋并喷射C20混凝土形成钢筋混凝土横梁。加强梁形式见图1,在中间设置5空。加强梁主筋Φ25,箍筋ϕ10@150,主筋两端成L形,和两端的桩体钢筋焊接成整体,焊接长度25 cm。

2.2 破除围护桩

为减少对车站基坑围护稳定的影响,开挖线范围内4根桩体不全破除,每个洞口中间凿除2根(3号,6号或17号,20号),中间2根(4号,5号或18号,19号)保留,在两侧各形成1.6 m的进洞作业空间,具体做法见图2。破除时先破除上台阶部分桩体,超前小导管注浆加固后开挖支护上台阶隧道;待上台阶进入后再破除下台阶部分桩体,开挖下台阶隧道。

2.3 超前小导管注浆

1)加强梁施工前在梁上方桩间打设一环小导管并注浆加固拱部土体,避免凿除时振落上部土体。每空小导管放射状打设,注意水平角度,保证分散布置。

2)上台阶混凝土破除后网喷混凝土封闭掌子面,若土层不稳定则随凿随封闭。封闭后沿开挖线拱部打设小导管超前注浆。因两边需掏挖,导管放射状布置。

导管采用ϕ32 mm×3.25 mm的无缝钢管,长2.5 m,注水泥水玻璃双液浆,注浆压力控制在0.3 MPa～0.5 MPa。

2.4 进洞支护加强措施

凿除上台阶部分桩体并注浆加固后,人工开挖进洞,未凿除桩背后土从两边的工作面和中间桩间自上而下掏挖,开挖空间满足架立格栅后立即架立格栅,格栅紧靠围护桩架立,纵向连接筋和桩体钢筋焊接成整体。

喷射混凝土施工下一循环。进洞头两榀密排设置。上台阶底脚格栅设Ⅰ18a工字钢临时仰拱,设连接筋并喷射混凝土。临时仰拱在进洞前5 m设置。上台阶进洞5 m后下台阶即可凿除桩体,进洞开挖。开挖2 m后形成隧道台阶法暗挖格局。区间初期支护成环后及时进行背后回填注浆。

2.5 洞口处理

待车站端头墙和中板衬砌后将洞口范围剩余桩体凿除支立洞口2榀格栅并喷射混凝土封闭。

2.6 监控量测

监控量测控制标准见表1。

车站在4月15日开始施作加强梁,截止到4月30日安装第一榀格栅地表沉降累计为10.7 mm,地下水位通过对降水井的观测,其水位低于区间底板底标高4.2 m～5.3 m,桩顶位移最大为K1+535.651里程处N5桩,最大值为13.3 mm,桩体位移对区间左右线中部N13号桩进行了监测,在4月27日～5月3日期间变化最大,桩体位移最大位置为N13桩顶下7.5 m处,最大位移为7.68 mm,而在其后的监测中地面沉降、地下水位、桩顶位移、桩体变形基本趋于稳定,监测结果都在设计允许范围内。

3 结语

从安全性,经济性,时效性来讲,再结合现场的实际施工水平,采取了在车站仅进行底板二衬的条件下进洞进行区间施工,而从施工结果来看,最终奥体中心站—奥林匹克森林公园站区间初期支护提前原计划工期近一个月,为区间二次衬砌节省了宝贵的时间,由此可见,暗挖隧道进洞技术是一项可行的施工技术,可以推广和应用。

摘要：以奥体中心站向奥体中心站—奥林匹克森林公园站暗挖隧道进洞技术为例,介绍了在车站仅底板施作完二衬的情况下通过注浆对奥体中心站端墙洞顶周围土层进行改良加固技术,并运用监控量测手段,完成了由车站向区间的进洞任务。

关键词：注浆,加强梁,台阶法,监控量测

参考文献

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