淺埋地下通道開挖施工工藝

1、第 PAGE 14 頁(yè) 共 NUMPAGES 14 頁(yè)淺埋地下通道開挖施工工藝（武漢市漢陽(yáng)市政建設(shè)集團(tuán)公司 張磊 徐浩）摘 要：根據(jù)洪山廣場(chǎng)地鐵二號(hào)線號(hào)地下通道入口的實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)暗挖通道埋深較淺，且地質(zhì)情況較特殊的情況，提出幾點(diǎn)有效、合理的解決辦法，在保證施工安全及質(zhì)量的情況下開挖施工。關(guān)鍵詞：地下通道；淺埋；開挖；施工工藝前 言洪山廣場(chǎng)站地處長(zhǎng)江級(jí)階地地貌。場(chǎng)地內(nèi)發(fā)育有沖溝，沖溝內(nèi)分布有可塑軟塑狀態(tài)粉質(zhì)粘土。從整體看，場(chǎng)地地形較平坦，地面比標(biāo)高變化在32.0234.41m之間。場(chǎng)地內(nèi)地下水有上層滯水、承壓水、基巖裂隙水和巖溶水四種類型。洪山廣場(chǎng)站是2號(hào)線與4號(hào)線的換乘站，位于洪山廣場(chǎng)西

2、廣場(chǎng)下。號(hào)出入口位于廣場(chǎng)西側(cè)體育館的人行道上，出入口過街段采用暗挖法（雙層復(fù)合襯砌，初期支護(hù)與二襯之間設(shè)防水夾層），中間設(shè)有人防段。剩余部分采用明挖法（圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用樁+內(nèi)支撐體系）。號(hào)出入口凈寬為6米，凈高5.7米，人防段最大開挖高度8.47米。暗挖通道埋深在4米左右，出入口通道暗挖長(zhǎng)度為42m主要地下水主要是上層滯水。隧道洞口段是隧道施工的薄弱環(huán)節(jié)，洪山廣場(chǎng)六號(hào)地下通道入口，采用多支點(diǎn)排樁支護(hù)體系加基坑外止水方案。外圍護(hù)結(jié)構(gòu)用樁孔灌注樁（灌注樁樁徑800MM，樁間采用掛網(wǎng)噴射混凝土封閉找平），內(nèi)支撐用鋼支撐進(jìn)行豎井施工，由于豎井洞口的地質(zhì)條件相當(dāng)復(fù)雜，洞口上方為強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，主要為坡積土

3、和沖積土層，洞口段施工條件相對(duì)困難。見圖1：圖1 暗挖段洞門維護(hù)樁破除根據(jù)水文地質(zhì)條件，暗挖通道施工分如下幾項(xiàng)工作來(lái)進(jìn)行：豎井施工、洞口段施工、洞身開挖3個(gè)方面，并結(jié)合開挖的控制超挖量，運(yùn)用圍巖量測(cè)技術(shù)，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，保證了施工安全。1 豎井施工1.1豎井開挖施工方案當(dāng)土方開挖的準(zhǔn)備工作已經(jīng)就緒，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)已經(jīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，土方開挖方可進(jìn)行；在開挖過程中掌握好“分層、分步、對(duì)稱、平衡、限時(shí)”五個(gè)要點(diǎn)，遵循“豎向分層、縱向分區(qū)分段、隨挖隨撐（支護(hù)）”的施工原則。土方開挖采用挖掘機(jī)水平分層進(jìn)行。開挖、基坑支護(hù)等工序以區(qū)段為單位，開展平行流水作業(yè)，由淺到深逐層開挖。具體方案如下：（1）豎井凈空尺寸為7

4、.2m9.6m，首先施作800mm間距400mm的灌注混凝土維護(hù)樁，施作維護(hù)樁時(shí)外放10cm，以保證豎井凈空尺寸。（2）維護(hù)樁施工完畢并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，進(jìn)行800mm800mm冠梁施工，分為開挖溝槽、破除樁頭、綁扎冠梁鋼筋、支模板、澆筑混凝土、養(yǎng)護(hù)。（3）冠梁達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，做第一道245mm鋼管角支撐。（4）豎井每開挖1.5m后，樁間土防護(hù)采用8150150mm鋼筋網(wǎng)噴射混凝土護(hù)壁，壁厚100mm，并找平以確保防水層的施工。（5）豎井土方開挖至第二道支撐位置以下0.5m時(shí)，設(shè)置第二道245mm鋼管角支撐。1.2豎井開挖注意事項(xiàng)（1）基坑施工過程中應(yīng)做好充分的應(yīng)急準(zhǔn)備，備足臨時(shí)搶險(xiǎn)的人員、材料

5、及機(jī)械設(shè)備工具。（2）土方開挖過程中嚴(yán)防施工機(jī)械碰撞支撐體系，以防支撐失穩(wěn)，造成事故。（3）施工時(shí)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，對(duì)基坑回彈導(dǎo)致豎向支撐位移而產(chǎn)生的橫向支撐豎向撓曲變形在接近允許值時(shí)，及時(shí)采取措施，防止支撐撓曲變形過大，保證鋼支撐受力穩(wěn)定，確?；影踩?。2 洞口段施工2.1洞口段施工方案針對(duì)洞口覆蓋層薄，洞門上部屬于雜填土下部是弱風(fēng)化硅質(zhì)巖層，由于本通道處于洪山廣場(chǎng)環(huán)線交通流量大且地處繁華地段嚴(yán)禁進(jìn)行爆破施工，所以進(jìn)洞困難的特點(diǎn)，為保證隧道安全進(jìn)洞，經(jīng)多方研究論證，確定了如下進(jìn)洞方案，見圖2。圖2 洞口支護(hù)布置示意圖（1）為保證通道土體穩(wěn)定，對(duì)通道以及洞口段范圍的洞頂土體進(jìn)行整體性防護(hù)，進(jìn)行全通道的

6、108mm300mm超前大管棚支護(hù)。（2）為保證進(jìn)洞安全，在破除洞門灌注樁時(shí)采用分段破除，先破除二分之一樁體，并保留洞門支腿處樁，讓上部鋼格柵與兩邊支腿處樁體相連，形成洞門整體支付結(jié)構(gòu)。（3）洞口沿進(jìn)洞方向設(shè)42mm超前注漿小導(dǎo)管，注水泥漿液，環(huán)向間距30cm。（4）洞內(nèi)邊開挖邊支立220mm270mm鋼格柵拱架。（6）洞內(nèi)開挖采用“短進(jìn)尺、半機(jī)械半人工”開挖模式，每循環(huán)進(jìn)尺控制在500mm以內(nèi)。（7）利用圍巖監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)指導(dǎo)施工。2.2洞門加固由于本通道處在交通流量的大的環(huán)線，淺埋覆土厚度只有34M并且存在不均勻恒壓現(xiàn)象，隧道成型后極易引起拱頂巖層冒頂，進(jìn)洞前必須對(duì)洞頂范圍巖體進(jìn)行加固，防止

7、開挖后造成坍塌，保證洞口段施工安全。2.2.1大管棚及超前小導(dǎo)管注漿加固因?yàn)槎错攪鷰r極為破碎，強(qiáng)度低，穩(wěn)定性很差，必須進(jìn)行必要的加固才能進(jìn)行機(jī)械加人工施工。我們采取的具體方案如下：在洞口段，通道起拱線以上施工長(zhǎng)度為42.5m的大管棚，注漿漿液必須充滿鋼管及周圍的空隙并密實(shí)，注漿量和壓力應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定。在大管棚施工完畢后施作超前小導(dǎo)管注漿，小導(dǎo)管均采用423.25的熱軋鋼管，在管壁鉆孔間距為200mm，孔徑為68mm的花眼，梅花狀布置。導(dǎo)管前端100mm應(yīng)加工成錐形，導(dǎo)管后部（2.5m小導(dǎo)管1.0m長(zhǎng)，4m小導(dǎo)管1.5m場(chǎng)為宜）不設(shè)出漿孔，端部套絲扣。小導(dǎo)管長(zhǎng)度2.5m，環(huán)向間距30cm。大管棚

8、、小導(dǎo)管均為圓形布置，注1：1水泥漿液。見圖3：圖3 大管棚注漿2.3洞門維護(hù)樁破除洞門維護(hù)樁的破除以機(jī)械破除為主，人工為輔。在破除洞門灌注樁時(shí)采用分段分層破除的方式，即先破除洞門上半部分二分之一樁體，割掉外部鋼筋，并保留洞門兩邊支腿處樁，安裝上部鋼格柵時(shí)與兩邊支腿處樁體相連，在噴射混凝土后形成洞門整體支付結(jié)構(gòu)。剩余二分之一樁體能對(duì)洞門土體起到暫時(shí)的支護(hù)作用，方便第一榀鋼筋拱架的安裝。緊貼鋼筋拱架的部分混凝土采用人工風(fēng)鎬破除，以保證開挖面尺寸要求。2.4架格柵鋼拱架 第一榀鋼筋鋼拱架緊貼洞頂巖面，每段拱架用螺栓連接牢固，連接板用同型號(hào)鋼筋搭接焊加固。然后從外向里緊貼拼裝2榀鋼筋拱架，拱架中心間

9、距為40cm，拱架之間用221000連接鋼筋上下兩層交錯(cuò)連接穩(wěn)固。2.5噴射混凝土 用C25的噴射混凝土成型，厚度60cm，加快循環(huán)進(jìn)度；在鋼筋拱架上布兩層10cm10cm鋼筋網(wǎng)。用C25噴射混凝土噴射拱頂頂面，使得與洞內(nèi)拱頂噴射混凝土外觀一致，不致形成太大反差影響觀感。3 洞身開挖隧道開挖采用開挖方式采用CRD工法開挖，通道的暗挖部分采用淺埋暗挖法的施工工藝，施工過程中嚴(yán)格控制開挖循環(huán)進(jìn)尺，遵從“管超前，嚴(yán)注漿，短進(jìn)尺，強(qiáng)支護(hù)，早封閉，勤測(cè)量”的原則。土方開挖采用風(fēng)鎬松動(dòng)、人工開挖的方式，推車裝渣運(yùn)輸至洞口，然后由豎井電動(dòng)葫蘆運(yùn)出豎井傾倒在臨時(shí)渣土堆放場(chǎng)。施工步序如下：第一步 在洞門超前大管

10、棚施工完成后，在明瓦基坑內(nèi)施作第一組超前小導(dǎo)管，注漿加固地層。待達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，開挖1號(hào)洞室內(nèi)上臺(tái)階（留核心土），架設(shè)鋼筋格柵，是做噴射砼初期支護(hù)、及時(shí)封閉上導(dǎo)洞；同時(shí)在上導(dǎo)洞拱腳處打設(shè)鎖腳錨管并注漿加固拱腳處地層。見圖4：圖4 第一步第二步 待上導(dǎo)洞進(jìn)洞35米后，開挖1號(hào)洞室下臺(tái)階（留核心土），封閉左側(cè)導(dǎo)洞初支，并及時(shí)對(duì)初支背后回填注漿。見圖5：圖5 第二步第三步 待1號(hào)導(dǎo)洞進(jìn)洞35米后，開挖2號(hào)導(dǎo)洞上臺(tái)階（留核心土），架設(shè)上臺(tái)階初支格柵，拱腳處打設(shè)鎖腳錨管并注漿加固拱腳處地層，待上臺(tái)階進(jìn)洞35米后開挖2號(hào)上臺(tái)階（留核心土），封閉右側(cè)導(dǎo)洞初支，并及時(shí)對(duì)初支背后回填注漿。見圖6：圖6 第三步第

11、四步 根據(jù)監(jiān)控測(cè)量結(jié)果，分段拆除臨時(shí)中隔壁（建議分段長(zhǎng)度不大于6米）。C20素混過凝土回填基層（必須清除基底的渣土），并鋪設(shè)底板及部分側(cè)墻防水層，澆筑底板及側(cè)墻結(jié)構(gòu)。待底板達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，用鋼板填充底板及中隔墻的空隙。見圖：圖7 第四步第五步 分段拆除側(cè)墻及頂板范圍內(nèi)臨時(shí)仰拱及頂板范圍臨時(shí)中隔壁時(shí)，分段長(zhǎng)度不大于6米，并敷設(shè)側(cè)墻及頂板防水層，澆筑剩余側(cè)墻及頂板結(jié)構(gòu)待二襯結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，再拆除剩余臨時(shí)中隔壁。見圖8：圖8 第五步3 圍巖監(jiān)控量測(cè)圍巖監(jiān)控量測(cè)是指導(dǎo)施工、確保安全的重要手段，通過施工前和施工中收集的數(shù)據(jù)和工程地質(zhì)資料，及時(shí)分析判斷爆破后圍巖松動(dòng)范圍及圍巖與初期支護(hù)受力的穩(wěn)定狀態(tài)，

12、預(yù)測(cè)變形的發(fā)展趨勢(shì)，預(yù)報(bào)險(xiǎn)情，以指導(dǎo)安全施工，指導(dǎo)開挖作業(yè)與支護(hù)作業(yè)。圍巖量測(cè)的項(xiàng)目有以下幾項(xiàng)：1、水平位移收斂量測(cè) 每循環(huán)開挖完成后，在每個(gè)斷面拱腳處布一對(duì)測(cè)點(diǎn)，用專用收斂?jī)x量測(cè)。周邊收斂監(jiān)測(cè)點(diǎn)不得焊接于鋼架上，必須單獨(dú)打孔直接安裝于支護(hù)噴射混凝土中，預(yù)埋測(cè)點(diǎn)由膨脹螺栓鉤加工而成，采用沖擊電錘鉆孔，埋入直徑不小于14mm的膨脹螺栓鉤。測(cè)量時(shí)在拱頂部位下掛鋼尺，為保證鋼尺垂直，下墜重物。2、拱頂下沉 每循環(huán)開挖完成后，每個(gè)斷面拱頂處設(shè)一個(gè)點(diǎn)，用水準(zhǔn)儀和塔尺進(jìn)行測(cè)量。拱頂下沉的測(cè)量間距平均取為5m，周邊收斂量測(cè)與拱頂下沉量測(cè)應(yīng)在同一斷面內(nèi)進(jìn)行。3、拱頂?shù)乇硐鲁?在隧道地表拱頂部位每1m做一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，用水準(zhǔn)儀和塔尺進(jìn)行測(cè)量。地表沉降觀測(cè)點(diǎn)斷面應(yīng)拱頂下沉與周邊收斂的測(cè)點(diǎn)斷面對(duì)應(yīng)，則根據(jù)拱頂下沉與周邊收斂的測(cè)點(diǎn)布置方案中所布設(shè)的量測(cè)斷面，進(jìn)行相應(yīng)斷面的地表下沉觀測(cè)點(diǎn)布置。通道暗挖段的長(zhǎng)度為42m左右，平均每5m設(shè)置一個(gè)量測(cè)斷面，則共需要8個(gè)量測(cè)斷面作為拱頂沉降與周邊收斂的量測(cè)斷面，則總共設(shè)置8個(gè)拱頂下沉觀測(cè)點(diǎn)和8組周邊收斂觀測(cè)點(diǎn)。見圖9：圖:9 通廊暗挖段