沈陽(yáng)地鐵淺埋暗挖大斷面施工

1、沈陽(yáng)地鐵淺埋暗挖大斷面施工技術(shù)中鐵十一局城市軌道工程公司 朱世柱 摘 要 介紹了沈陽(yáng)地鐵淺埋暗挖大斷面的施工技術(shù)，采用有效的支護(hù)技術(shù)、開挖順序、斷面轉(zhuǎn)換技術(shù)，確保隧道安全順利施工完成。 關(guān)鍵詞 淺埋暗挖 城市地鐵 大斷面 開挖支護(hù) 一、工程概況南市站至青年大街站區(qū)間設(shè)計(jì)起訖里程為DK14+281.175DK15+198.250，全長(zhǎng)917.075m，沿十一緯路縱向布置,區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)為馬蹄形斷面，縱向線路自西向東呈向下單面坡，最大縱坡2.5%。區(qū)間在青年大街站站前設(shè)置渡線、停車線及聯(lián)絡(luò)線，線路隧道斷面由單線單洞、雙線單洞等斷面組成，共有10種不同的斷面形式。本區(qū)間隧道通過(guò)圍巖均為類，范圍內(nèi)的地層

2、結(jié)構(gòu)由第四系全新統(tǒng)人工堆積層（Q4ml）、第四系全新統(tǒng)渾河高漫灘及古河道沖擊層（Q42a1）、第四系全新統(tǒng)渾河新扇沖洪積層（Q4la1+p1），第四系上更新統(tǒng)渾河老扇沖洪積層（Q32al+pl），第四系波狀臺(tái)地坡洪積層（Q21dl+pl）。區(qū)間穿越地層主要為礫砂、圓礫層；隧道埋深8m12m。場(chǎng)區(qū)內(nèi)地下水主要為松散巖類孔隙潛水，地下水埋深5.58.0m，賦存于第四紀(jì)全新統(tǒng)渾河高漫灘及古河道沖積形成的-3層中粗砂、-4層礫砂、全新統(tǒng)渾河新扇沖洪積形成的-4層礫砂中。-4層粉質(zhì)粘土為相對(duì)隔水層，其下地下水具有承壓性。地下水位季節(jié)性變幅在0.52.0m間。含水層滲透性強(qiáng)，滲透系數(shù)一般在50-110m/

3、d之間，水力坡度為1%左右。二、施工難點(diǎn)1、防止塌方、控制地層沉降區(qū)間隧道沿十一緯路東西向布設(shè)，十一緯路是沈陽(yáng)市的主要城市干道交通繁忙，旁邊有較大的商業(yè)建筑。隧道穿過(guò)的地層為自穩(wěn)性較差粉細(xì)砂和砂卵石層，且全部在承壓水中，容易發(fā)生塌方。2、雙側(cè)洞導(dǎo)坑法施工步序多斷面的開挖尺寸寬為14.44m，高為11.278m。整個(gè)斷面采用雙側(cè)導(dǎo)坑法法施工，開挖共分九部，襯砌分三部，分節(jié)分部較多，力學(xué)轉(zhuǎn)換復(fù)雜，施工時(shí)累計(jì)沉降較大。3、斷面變化頻繁、工法轉(zhuǎn)換復(fù)雜區(qū)間在青年大街站站前設(shè)置有渡線、停車線及聯(lián)絡(luò)線，共有10種不同的斷面形式，各種斷面交錯(cuò)分布。區(qū)間施工工法較多，有臺(tái)階法、中隔壁法、雙側(cè)洞導(dǎo)坑法。斷面變換的

4、難點(diǎn)主要是工法之間的轉(zhuǎn)換，工法轉(zhuǎn)換有三種：臺(tái)階法與中隔壁法之間的轉(zhuǎn)換、中隔壁法與雙側(cè)洞導(dǎo)坑法之間的轉(zhuǎn)換、雙側(cè)洞導(dǎo)坑法與臺(tái)階法之間的轉(zhuǎn)換。根據(jù)斷面轉(zhuǎn)換大小方向又可分為二類：一類是由大斷面向小斷面的過(guò)渡轉(zhuǎn)換；一類是由小斷面向大斷面的過(guò)渡轉(zhuǎn)換。本區(qū)間主要是由小斷面向大斷面變化，也是本標(biāo)段的施工難點(diǎn)。4、區(qū)間隧道的防水層施工復(fù)雜區(qū)間渡線、停車線、聯(lián)絡(luò)線及人防部分?jǐn)嗝孀兓?，防水施工的點(diǎn)、線、部位多，在斷面突變交接處易導(dǎo)致防水材料的張拉、割裂及焊接、保護(hù)厚度不夠等情況發(fā)生，使防水質(zhì)量受到影響。三、施工方案 總體施工方案遵循“管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、早成環(huán)、勤量測(cè)、速反饋”。在施工中嚴(yán)格按

5、該原則組織施工，根據(jù)不同的斷面形式、不同地層采取相應(yīng)的施工方案、支護(hù)措施，確保施工安全。（一）施工工法及工藝流程 1、臺(tái)階法（1-1、2-2型斷面隧道采用本法施工）（1）施工方法：先沿隧道拱部120°打設(shè)小導(dǎo)管，并注漿加固地層，人工開挖，先開挖上臺(tái)階，保留核心土，開挖進(jìn)尺按設(shè)計(jì)間距，架設(shè)鋼筋格柵，掛網(wǎng)噴混凝土；下臺(tái)階緊跟，上下臺(tái)階間距長(zhǎng)度控制在35m，下臺(tái)階開挖及時(shí)初噴，隨即架設(shè)格柵掛網(wǎng)噴錨，完成封閉。（2）施工流程及程序說(shuō)明一、超前支護(hù) 1.沿隧道頂打設(shè)超前小導(dǎo)管； 2. 預(yù)注漿對(duì)土體進(jìn)行加固。二、上臺(tái)階開挖支護(hù) 1. 開挖拱部土體，保留核心土；2、初噴，架設(shè)鋼格柵，設(shè)鎖腳錨管、縱

6、向連接鋼筋； 3.噴射C25混凝土。三、1、開挖部土體，施作邊墻。四、開挖部土體，仰拱施工，初期支護(hù)封閉成環(huán)。2、中隔壁法（CD法）（渡線段3、4、9、10斷面采用本工法施工）（1）施工方法：隧道分成四個(gè)部分開挖，各部開挖施工間隔為1015m。各部每次開挖進(jìn)尺為一個(gè)格柵間距，嚴(yán)禁多榀一次開挖。在各開挖分部?jī)?nèi)，按正臺(tái)階法分兩臺(tái)階開挖支護(hù)，臺(tái)階長(zhǎng)度23m。（2）施工流程及程序說(shuō)明 左導(dǎo)洞打插鋼管，壓注固結(jié)地層漿液 左導(dǎo)洞開挖上臺(tái)階、留核心土 左導(dǎo)洞架上臺(tái)階拱架 及中隔板，中隔壁，網(wǎng)噴砼 左導(dǎo)洞下臺(tái)階開挖 左導(dǎo)洞架下臺(tái)階拱架及臨時(shí)支撐、網(wǎng)噴砼 右導(dǎo)洞打插鋼管、壓注固結(jié)地層漿液 右導(dǎo)洞開挖上臺(tái)階、留核

7、心土 右導(dǎo)洞架上臺(tái)階拱架及中隔板、網(wǎng)噴砼 右導(dǎo)洞下臺(tái)階開挖 右導(dǎo)洞架下臺(tái)階拱架、網(wǎng)噴砼 （3）中隔壁法施工要點(diǎn)及技術(shù)措施注意控制先行導(dǎo)洞的開挖中線和水平，確保開挖斷面圓順，鋼格柵安裝位置正確。加強(qiáng)量測(cè)監(jiān)控，做好信息反饋，急時(shí)調(diào)整施工方法。盡可能縮短開挖臺(tái)階和各開挖分部的施工間隔，使初期支護(hù)盡快閉合，以控制圍巖變形。因?yàn)橹懈舯诜üば蜉^多，工序轉(zhuǎn)換使得結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜，為保證拆除臨時(shí)格柵時(shí)的安全，必須保證各部格柵之間的連接質(zhì)量。3、雙側(cè)壁導(dǎo)坑施工順序及方法（渡線5、6、7、8斷面采用此法施工）（1）施工方法施工前在隧道兩側(cè)地面設(shè)置降水井進(jìn)行地面降水措施，隧道開挖前進(jìn)行超前降水固結(jié)地層。開挖前在隧道拱部

8、采用42300mm小導(dǎo)管注漿超前支護(hù)。開挖時(shí)保留核心土并噴射混凝土封閉掌子面，保持開挖面的穩(wěn)定。設(shè)置鎖腳錨管，減小拱頂下沉。盡量縮短各步開挖面之間距離，盡早實(shí)現(xiàn)整個(gè)隧道斷面的封閉。（2）施工流程及程序說(shuō)明1、拱部超前小導(dǎo)管預(yù)注漿加固底層，臺(tái)階法開挖部洞室，施作初期支護(hù)及中隔板、中隔壁。4、臺(tái)階法開挖部洞室，與部錯(cuò)開35米，施作邊墻、仰拱初期支護(hù)及中隔壁。 2、臺(tái)階法開挖部洞室，與部錯(cuò)開35米，施作邊墻、仰拱初期支護(hù)及中隔壁。5、拱部超前小導(dǎo)管預(yù)注漿加固地層，臺(tái)階法開挖部洞室，與部錯(cuò)開35米，施作初期支護(hù)及中隔板。3、拱部超前小導(dǎo)管預(yù)注漿加固地層，臺(tái)階法開挖部洞室，與部錯(cuò)開35米，施作初期支護(hù)及

9、中隔板、中隔壁。6、開挖部洞室，與部錯(cuò)開35米，施作仰拱初期支護(hù)，隧道初期支護(hù)完成。（二）斷面轉(zhuǎn)換過(guò)渡 1、斷面轉(zhuǎn)換施工方法 1）大斷面向小斷面過(guò)渡轉(zhuǎn)換施工方法 常規(guī)做法是將大斷面全部施作到設(shè)計(jì)位置后，先施作封端，再破除混凝土進(jìn)入小斷面施工，這樣施作工期長(zhǎng)，破除量大。實(shí)際擬采用的做法是：當(dāng)大斷面或大斷面的某一分部開挖至設(shè)計(jì)位置，自上而下架設(shè)格柵掛網(wǎng)噴射混凝土封端，同時(shí)架設(shè)小斷面或小斷面的某一分部格柵，作為開口的環(huán)框，逐漸過(guò)渡到小斷面或小斷面的某一分部。為了方便架設(shè)，將小斷面格柵分成若干片，作為開口圈梁，用焊接方式連接在一起，噴射混凝土封閉。這樣在大斷面堵頭墻施工完成后，小斷面的洞門已同步施工完

10、成。大斷面施工完成后，按要求進(jìn)入小斷面施工。 2）小斷面向大斷面過(guò)渡轉(zhuǎn)換施工方法 小斷面過(guò)渡到大斷面，通過(guò)上挑、拓寬實(shí)現(xiàn)。當(dāng)兩斷面相差不大的情況下，直接采取錯(cuò)臺(tái)方式實(shí)現(xiàn)斷面轉(zhuǎn)換；當(dāng)斷面尺寸相差較大時(shí)，采取轉(zhuǎn)換施工方案、配合超前支護(hù)手段、利用格柵噴射混凝土逐漸加高加寬斷面的漸變形式實(shí)現(xiàn)，上挑坡度按設(shè)計(jì)施工。在大小斷面間架設(shè)不同大小的異型格柵并噴混凝土支護(hù)，逐漸過(guò)渡到大斷面或大斷面的某一分部；在大小斷面變化點(diǎn)增設(shè)鎖口或過(guò)梁，注漿加固該段拱墻土體。 2、斷面過(guò)渡技術(shù)措施 斷面轉(zhuǎn)換施工是本區(qū)間工程的重難點(diǎn)，為確保安全過(guò)渡，在施工中需按不同類型考慮應(yīng)力集中及洞室之間的力學(xué)效應(yīng)，緊扣淺埋暗挖法基本原則，根

11、據(jù)斷面間相互關(guān)系和采用工法情況，合理設(shè)置變坡坡度，充分利用超前支護(hù)手段加固圍巖，利用格柵掛網(wǎng)噴混凝土實(shí)現(xiàn)斷面過(guò)渡，及時(shí)模筑混凝土。具體技術(shù)措施如下： 1）合理安排施工順序，包括開挖順序、二襯施作順序等； 2）合理設(shè)置變坡坡度； 3）充分利用超前支護(hù)手段加固圍巖，在斷面轉(zhuǎn)換地段，密排注漿小導(dǎo)管。對(duì)渡線區(qū)洞室間圍巖間距薄的地段注漿加固土體，必要時(shí)施作對(duì)拉錨管（42鋼管）； 4）適當(dāng)調(diào)整洞室臺(tái)階長(zhǎng)度，在上挑時(shí)延長(zhǎng)臺(tái)階，以便于施工和支撐穩(wěn)定掌子面；在洞室施工時(shí)縮短洞室臺(tái)階長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)初期支護(hù)盡早封閉； 5）保持格柵拱腳穩(wěn)定性，采取施打鎖腳錨管并注漿，以減少沉降； 6）及時(shí)進(jìn)行拱背回填注漿； 7）縮小格柵間距，增加縱向連接筋，以增加初期支護(hù)的剛度； 8）加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)，及時(shí)反饋、分析信息、指導(dǎo)施工。（三）監(jiān)控量測(cè)施工時(shí)對(duì)地表建筑物進(jìn)行沉降及傾斜測(cè)量，洞內(nèi)主要對(duì)拱頂沉降和水平收斂進(jìn)行監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明地表建筑物最大沉降量為16mm（規(guī)范允許最大沉降20mm），洞內(nèi)最大沉降17mm，最大水平收斂值為12mm，完全滿足規(guī)范要求。（四）施工中應(yīng)注意的問(wèn)題 1、多洞法施工，累計(jì)沉降量大，初期支護(hù)應(yīng)及時(shí)閉合成環(huán)。 2、加強(qiáng)降水井檢查，保證降水井工作正常，防止降水不到位。 3、砂土含水率高，防止地下管線滲漏，易造成塌方。 4、防水應(yīng)以引為主，先引后堵。 5、初支完成后及時(shí)進(jìn)行壁后