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大斷面無降水暗挖施工技術(shù)2010年12月軌道交通亦莊線下穿京津高速公路目錄

項目背景1

項目重點及難點2

技術(shù)關(guān)鍵及創(chuàng)新點3

應用及推廣4

社會效益51、項目背景本項目基于軌道交通亦莊線下穿京津高速公路暗挖工程，研究在不降水的情況下，采取全斷面注漿止水，進行大斷面暗挖下穿既有線施工，并采取一系列技術(shù)措施，控制暗挖引起的沉降。1、項目背景軌道交通亦莊線工程亦莊火車站出入段線區(qū)間暗挖工程下穿正在運營的京津高速公路，距現(xiàn)況臺湖收費站東南側(cè)約550m，起止里程右K22+947.025～右K23+069.272，全長122.247m。亦莊火車站起點工程終點（臺湖車輛段）過京津高速暗挖段軌道交通亦莊線下穿京津第高速位置圖距京津第二高速臺湖收費站550m臺湖收費站1、項目背景1#施工豎井15.9×14.5ｍ2#施工豎井14.8×9.6ｍ下穿二高速雨水方涵2000×2000mm暗挖段斷面寬12.7m,高9.741，長96.272m暗挖區(qū)間起點K22+947.025暗挖區(qū)間起點K23+069.6在京津高速兩端各設置一座施工豎井，1#豎井里程右K22+947.025～右K22+963.728，順線路方向長為14.5米，寬15.9米，深16.6米；2#豎井里程右K23+060.000～右K23+069.600，順線路方向長9.6米，寬14.8米，深16.24米。1、項目背景暗挖隧道起止里程為右K22+963.728～右K23+060.000，長96.272m，隧道采用單洞大斷面形式，斷面尺寸為寬12.7m，高9.471m。設計初期支護厚度350mm，采用雙側(cè)壁導洞法分6導洞進行施工。設計二襯底板結(jié)構(gòu)厚度650mm，墻頂結(jié)構(gòu)厚度600mm，分6步進行澆筑，完成后結(jié)構(gòu)凈空寬10.8m高7.435m。

132465暗挖斷面示意圖1、項目背景工程所處位置地層按成因年代分為人工堆積層和第四紀沉積層兩大層。主要為粉質(zhì)粘土填土、粉土、粉細砂、粉質(zhì)粘土。暗挖結(jié)構(gòu)拱頂主要位于粉細砂③層，側(cè)墻及仰拱主要位于粉質(zhì)粘土④層，粉細砂④3層局部侵入仰拱。1、項目背景此項目位于北京東部的通州臺湖地區(qū)，地下水十分豐富，施工場區(qū)分布有四層地下水，類型分別為上層滯水（一）、潛水（二）、承壓水（三）和承壓水（四）。對于施工產(chǎn)生影響的主要是前三種。1、項目背景由于本項目下穿正在運行的京津高速公路，為避免對交通現(xiàn)況產(chǎn)生影響，道路產(chǎn)權(quán)單位要求施工中嚴禁降水，并提出路面差異沉降控制在15mm之內(nèi)。根據(jù)京津高速產(chǎn)權(quán)單位要求，及對工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件的分析，決定采取全斷面注漿止水的暗挖施工工藝。1、項目背景由于工程工期緊、難度大，采用全斷面注漿止水方式進行大斷面暗挖下穿既有線施工在全國范圍尚不多見。為此，北京城建二建設工程有限公司組織項目組對“大斷面無降水暗挖下穿既有線施工技術(shù)”進行研究、探索、實踐，以確保工程安全、保質(zhì)、如期完工。2、項目重點、難點結(jié)合本工程的實際情況，我們針對“止水”和“沉降控制”這兩大問題進行了詳細的分析與論證，并與北京交通大學等科研院所進行合作，采用先進的計算機模擬技術(shù)，預測與判斷沉降發(fā)生的趨勢和特點，采取有效措施，有針對性的進行重點和難點的控制。2、項目重點、難點豎井施工是暗挖的前提條件

京津高速兩側(cè)設置兩個施工豎井，其中1＃豎井與京津高速緊臨，僅隔7m，豎井截面尺寸15.9m*14.5m，深度為16.6m。為避免對京津高速產(chǎn)生沉降影響，產(chǎn)權(quán)單位要求豎井施工不得進行基坑外降水，給豎井的施工造成很大難度，是暗挖成敗控制的重點。2、項目重點、難點暗挖隧道拱頂穿越粉細砂層，且有上層滯水，施工風險大

區(qū)間暗挖結(jié)構(gòu)拱頂主要位于粉細砂層，側(cè)墻及仰拱主要位于粉質(zhì)粘土層，易發(fā)生拱部坍塌，且在粉細砂層及下方的粉質(zhì)粘土層蘊含上層滯水及潛水，施工過程中存在涌水、涌砂的風險，是施工中重點控制內(nèi)容。2、項目重點、難點大斷面暗挖隧道下穿既有高速公路，地層沉降控制嚴格大本工程大斷面下穿京津高速，設計施工斷面寬12.7m，覆土厚度8.61m，上方高速公路受暗挖施工造成的土層沉降影響敏感。為保證高速公路正常、安全運營，京津高速產(chǎn)權(quán)單位要求路面差異沉降量控制在15mm以內(nèi)，給暗挖施工提出了更高的要求。3、技術(shù)關(guān)鍵及創(chuàng)新點本項目以軌道交通亦莊線下穿京津高速暗挖工程為背景，對“大斷面無降水暗挖施工工藝”進行進行了探索、實踐，積累了一定的施工經(jīng)驗和施工工藝。技術(shù)關(guān)鍵及創(chuàng)新點主要有：3、技術(shù)關(guān)鍵及創(chuàng)新點采用止水帷幕坑內(nèi)降水進行豎井施工豎井緊鄰京津高速公路，施工中嚴禁降水，故在圍護樁后施工高壓旋噴止水帷幕，隔斷地下水的補給，采用坑內(nèi)水疏干的形式進行豎井施工。

3、技術(shù)關(guān)鍵及創(chuàng)新點采用全斷面注漿進行止水如何在不降水的情況下進行暗挖隧道施工？經(jīng)過研究及多次專家論證，最終確定了全斷面注漿止水，并針對砂層加密注漿的止水固砂方案。此項目所處位置地下水豐富，施工主要受上層滯水（一）、潛水（二）、承壓水（三）影響。采用全斷面深孔注漿措施對施工斷面輪廓線外2.5m范圍內(nèi)的土體進行填充注漿，靠注漿壓力有效排除滯水，漿液凝固后，隔斷滯水的補給。區(qū)間暗挖結(jié)構(gòu)拱頂主要位于粉細砂層，側(cè)墻及仰拱主要位于粉質(zhì)粘土層，施工過程中存在涌水、涌砂的風險。采用深孔注漿技術(shù)對拱部粉細砂層注水泥水玻璃雙液漿進行化學加固及止水。3、技術(shù)關(guān)鍵及創(chuàng)新點全斷面注漿范圍為初支外擴2.5米，針對粉細砂層采取加密注漿的方式，注漿管間距加密到0.6米。3、技術(shù)關(guān)鍵及創(chuàng)新點第一循環(huán)全斷面注漿加密注漿洞內(nèi)注漿砂層中形成的漿脈注漿止水效果（一）注漿止水效果（二）3、技術(shù)關(guān)鍵及創(chuàng)新點初襯完成后進行地面補償注漿高速公路兩側(cè)坡腳位置設注漿孔，向高速公路路床結(jié)構(gòu)下基礎土層注水泥漿，控制沉降及差異沉降的產(chǎn)生。高速公路基礎土層3.5～6米土層加固，使高速公路原基礎3.5米以下土層用水泥漿液固化后，能出現(xiàn)一個2.5米左右厚的水泥漿固化的土層板塊。隧道初襯施工后的高速公路不會出現(xiàn)下沉趨勢。3、技術(shù)關(guān)鍵及創(chuàng)新點3、技術(shù)關(guān)鍵及創(chuàng)新點優(yōu)化二襯及初襯拆除施工方案

為最大限度的避免在初襯拆除施工中引起的隧道上部土體沉降，初支拆除時要盡量減少初支截斷次數(shù)。經(jīng)過對初支拆除及二襯施工步序進行優(yōu)化，本工程二襯施工時分別只拆除2次中隔墻，2次中隔壁，把初支拆除時產(chǎn)生的沉降量降到了最小。3、技術(shù)關(guān)鍵及創(chuàng)新點一、施作兩側(cè)仰拱襯砌1、各導洞洞通后施工防水層。2、綁扎2#及4#導洞仰拱鋼筋3、立仰拱端頭模板，灌注仰拱襯砌混凝土二、施作側(cè)墻襯砌1、分段拆除中隔板，清理初期支護面2、綁扎側(cè)墻鋼筋3、立側(cè)墻模板，灌注側(cè)墻襯砌混凝土3、技術(shù)關(guān)鍵及創(chuàng)新點三、施作拱部襯砌1、分段拆除臨時中隔墻，清理初期支護面2、綁扎拱部鋼筋3、支立拱部模板，灌注拱部襯砌混凝土四、施作仰拱襯砌1、拆除全部中隔板、中隔墻，清理初期支護面2、綁扎仰拱鋼筋3、支立仰拱端頭模板，灌注仰拱襯砌混凝土。3、技術(shù)關(guān)鍵及創(chuàng)新點通過施工監(jiān)測掌控施工的開展采用淺埋暗挖法進行施工的暗挖隧道,尤其是下穿高速公路,施工監(jiān)測是必不可少的工序,只有進行施工監(jiān)測,才能保證隧道和圍巖的穩(wěn)定,確保施工安全；通過對監(jiān)控量測數(shù)據(jù)的分析處理和必要的計算與判斷,可以預測和確定隧道最終穩(wěn)定時間,指導施工工序和二襯的施作時間。

4、推廣及應用目前軌道交通建設在全國范圍內(nèi)如火如荼進行的大背景下，地下軌道線施工不可避免的涉及到穿越既有線路或復雜地層的情況發(fā)生，在相對狹小、人口密集的市區(qū)，采用全斷面注漿止水暗挖施工，并采取有針對性的控制沉降措施，成為施工的關(guān)鍵。本項目研究了在不降水的情況下進行大斷面暗挖下穿既有線施工的技術(shù)措施，并成功應用于亦莊線下穿京津高速暗挖施工。研究從無降水暗挖下穿既有線施工重點及難點出發(fā)，圍繞著注漿止水及沉降控制，闡述了針對性的技術(shù)措施及控制的要點，積累了一定的施工經(jīng)驗和施工工藝。此項技術(shù)的應用不僅具有較高的技術(shù)和社會效益，而且具有較大的推廣價值。

5、社會效益確保了施工期間京津高速的正常運行

通過采取暗挖隧道形式下穿京津高速，有效的保證了京津高速的正常運行，同時，采取全斷面注漿止水代替大口井降水，避免了降低地下水對于高速公路路基沉降的影響，而地面補償注漿又對局部沉降超標的位置進行了抬升與調(diào)整，確保了路面的平順，將對高速的影響和對廣大人們?nèi)罕姵鲂械挠绊懡档偷阶钚∠薅取?、社會效益保證了工程質(zhì)量，確保了施工安全全斷面注漿止水施工，對初襯周邊土體也有固化作用，止水效果的顯現(xiàn)，確保了導洞開挖及初襯格柵施工在無水的條件下進行，創(chuàng)造了穩(wěn)定可靠的施工